CN115179062B - 一种用于异形结构件斜孔加工的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种用于异形结构件斜孔加工的装置和方法。用于异形结构件斜孔加工的装置包括固定装置和铣削装置，固定装置包括底板以及设置在底板表面的旋转支架；旋转支架包括与底板接触的第一支板和用于放置异形结构件的第二支板，第一支板水平设置，并且第一支板与第二支板之间通过垂直于第一支板的支撑部件固定连接；第一支板的一端与底板活动连接，并存在一个活动连接点，旋转支架可围绕活动连接点在底板上旋转移动；第二支板在靠近活动连接点的一端设置有一个挡板；第二支板表面设置有工件定位槽。该装置能够提高生产效率，降低工人劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体而言，涉及一种用于异形结构件斜孔加工的装置和方法。
背景技术
现有三轴机床与侧铣头配合使用，可以加工狭小空间内的直孔，但斜向孔无法精密加工；五轴机床可以加工开放区域内的斜向孔，但对于狭小空间内的斜向孔无法加工。
机床工装夹具是指在机床上实施机械加工过程中，按照工艺要求，迅速实现工件的定位与夹紧，并在加工过程中保持工件与机床之间正确的相对位置的装置。工装夹具的功能主要包括：第一，保证工件在该工序内的精度要求和质量；第二，在缩短辅助时间的基础上提高生产率，降低加工成本；第三，扩大机床工艺范围；第四，减少工人劳动强度，改善工人劳动条件；第五，保障操作安全和便于工人掌握复杂或精密工件的操作。目前，工装夹具的定位方式主要包括：两面一孔定位法、外圆柱面定位法、燕尾导轨定位法、短圆柱面及组合定位法等。
目前在狭小空间内加工斜向孔时，一般采用单独装夹、单独找正、分别加工的工艺方法。这种方法工序分散、精度低、工装笨重，增大了工人的劳动强度，同时加工质量和生产效率也很难保证。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于异形结构件斜孔加工的装置，采用固定装置一次装夹，通过旋转调整旋转支架的位置，进行斜孔加工，提高了生产效率；并且，斜孔加工时不用拆卸固定装置，只需更换异形结构件，降低工人劳动强度。
本发明的第二目的在于提供一种斜孔加工方法，该方法具有操作简单、方便、生产效率高、劳动强度低以及斜孔加工精度高等优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种用于异形结构件斜孔加工的装置，包括固定装置和铣削装置，所述固定装置用于固定所述异形结构件，所述铣削装置用于加工所述异形结构件的斜孔。
其中，所述固定装置包括底板以及设置在所述底板表面的旋转支架。
所述旋转支架包括与所述底板接触的第一支板和用于放置所述异形结构件的第二支板，所述第一支板水平设置，并且所述第一支板与所述第二支板之间通过垂直于所述第一支板的支撑部件固定连接。
所述第一支板的一端与所述底板活动连接，并存在一个活动连接点，所述旋转支架可围绕所述活动连接点在所述底板上旋转移动。
所述第二支板在靠近所述活动连接点的一端设置有一个挡板。
所述第二支板表面设置有工件定位槽，所述工件定位槽和所述挡板用于固定所述异形结构件。
优选地，所述底板在远离所述活动连接点的一端具有若干个第一通孔，若干个所述第一通孔呈弧形排列；所述第一支板在靠近所述第一通孔的一端具有两个表面为弧形的弧形槽，两个所述弧形槽之间设置有定位孔，其中一个所述第一通孔和所述定位孔通过定位销连接，所述定位销用于固定或旋转移动所述旋转支架。
优选地，所述弧形槽内设置有若干个紧固件，所述紧固件用于固定所述底板和所述第一支板。
优选地，所述紧固件包括销、螺栓、螺柱、螺钉、铆钉和螺母中的至少一种。
优选地，所述底板在靠近所述第一通孔的两侧分别设置有用于使所述旋转支架位置移动的推拉装置，每个所述推拉装置包括垂直于所述底板并且与所述底板相连接的固定部，以及贯穿所述固定部并且与所述第一支板在同一平面内的拉伸杆。
优选地，所述用于异形结构件斜孔加工的装置还包括至少一个第一压紧装置和至少一个第二压紧装置，所述第一压紧装置用于固定所述旋转支架，所述第二压紧装置用于固定所述异形结构件。
其中，所述第一压紧装置设置在所述活动连接点的两侧；每个所述第一压紧装置的两端分别与所述底板和所述第一支板相连接，并且所述第一压紧装置在靠近所述第一支板的一端与所述第一支板平行设置。
所述第二压紧装置设置在所述异形结构件的两侧；每个所述第二压紧装置的两端分别与所述第二支板和所述异形结构件相连接，并且所述第二压紧装置在靠近所述异形结构件的一端与所述异形结构件平行设置。
优选地，所述第一压紧装置和/或所述第二压紧装置至少设置两个。
第二方面，本发明提供一种斜孔加工方法，采用如上所述的用于异形结构件斜孔加工的装置，所述斜孔加工方法包括以下步骤：
底板与旋转支架完成连接后，将异形结构件固定于所述旋转支架的第二支板上的固定槽中，采用铣削装置依次进行粗铣和铰孔，得到至少一个斜孔。
优选地，在得到至少一个所述斜孔之后，至少一次调节所述旋转支架的位置，然后进行粗铣和铰孔，得到若干个斜孔。
优选地，在所述粗铣的过程中，主轴转速为4000～5000r/min，吃刀量为0.2～0.6mm，进给量为2000～3000m/min。
和/或，在所述铰孔的过程中，主轴转速为300～450r/min，进给量为0.25～0.35mm/r。
优选地，所述铰孔过程中所用的切削液包括煤油。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的用于异形结构件斜孔加工的装置，可用于狭小空间内斜孔的机加工，解决了现有技术中狭小空间内斜向孔无法精密加工的问题。
(2)本发明所提供的用于异形结构件斜孔加工的装置，异形结构件与固定装置采用一次装夹，通过旋转调整旋转支架的位置(即调整加工工位)，进行斜孔加工，提高了生产效率。
(3)本发明所提供的用于异形结构件斜孔加工的装置，生产加工时，不用拆卸固定装置，只需更换异形结构件(工件)实现批量生产，降低了工人劳动强度。
(4)本发明所提供的用于异形结构件斜孔加工的装置，异形结构件与旋转支架之间采用三面定位，可以较好的保证异形结构件的斜孔加工精度。
(5)本发明所提供的用于异形结构件斜孔加工的装置，所述旋转支架与所述底板之间采用一面两孔定位，能够进一步提高斜孔加工精度。
(6)本发明所提供的斜孔加工方法，具有操作简单，生产效率高，劳动强度低，斜孔加工精度高，可操作性强以及适合大批量生产等优点。
(7)本发明所提供的斜孔加工方法，通过采用特定的加工参数，能够显著降低表面粗糙度，甚至使粗糙度值Ra≤1.6μm，同时使尺寸精度达到H7级。
(8)本发明所提供的斜孔加工方法，通过采用特定种类的切削液能够降低斜孔的表面粗糙度，提高斜孔的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的用于异形结构件斜孔加工的装置的立体结构示意图；
图2为本发明提供的固定装置的立体结构示意图；
图3为本发明提供的底板的立体结构示意图；
图4为本发明提供的固定装置的另一立体结构示意图；
图5为本发明提供的用于异形结构件斜孔加工的装置的俯视图；
图6为本发明提供的用于异形结构件斜孔加工的装置的主视图；
图7为本发明提供的固定装置的剖面图。
附图标记：
1-固定装置；101-底板；102-旋转支架；103-第一支板；104-第二支板；105-支撑部件；106-活动连接点；107-挡板；108-工件定位槽；109-第一通孔；110-弧形槽；111-定位孔；112-定位销；113-紧固件；114-第二通孔；115-推拉装置；116-固定部；117-拉伸杆；118-第一压紧装置；119-第二压紧装置；2-铣削装置；201-角铣头；202-刀具；3-异形结构件；301-凸起部；4-第一斜孔；5-第二斜孔；6-第三斜孔；7-第四斜孔。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种用于异形结构件3斜孔加工的装置，如图1所示，包括固定装置1和铣削装置2，所述固定装置1用于固定所述异形结构件3，所述铣削装置2用于加工所述异形结构件3的斜孔。
其中，如图2所示，所述固定装置1包括底板101以及设置在所述底板101表面的旋转支架102。
参见图2，所述旋转支架102包括与所述底板101接触的第一支板103和用于放置所述异形结构件3的第二支板104，所述第一支板103水平设置，并且所述第一支板103与所述第二支板104之间通过垂直于所述第一支板103的支撑部件105固定连接。
所述支撑部件105固定连接设置在所述第一支板103和所述第二支板104之间。优选为所述第一支板103、所述支撑部件105和所述第二支板104为一体连接。
在本发明一些优选的实施方式中，所述第二支板104水平设置或非水平设置。
当水平设置时，所述第一支板103、所述第二支板104和底板101所在的平面互相平行。
当非水平设置时，所述第一支板103和所述第二支板104之间形成的夹角α<30°，包括但不限于28°、26°、25°、23°、21°、20°、18°、16°、15°、13°、11°、10°、8°、6°、5°、4°、2°中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；优选为6°，与异形结构件中的一个斜边的倾斜角度相同。其中，参见图6，以主视图为标准，夹角α是指第一支板103所在直线的延长线和第二支板104所在直线的延长线相交所形成的夹角。即，假设在靠近所述活动连接点106的一端，第一支板103和第二支板104之间的距离为h；在远离所述活动连接点106的一端，第一支板103和第二支板104之间的距离为H；则H大于h。
参见图2，所述第一支板103的一端与所述底板101活动连接，并存在一个活动连接点106，所述旋转支架102可围绕所述活动连接点106在所述底板101上旋转移动。
即，所述旋转支架102可以所述活动连接点106为旋转中心，在一定角度范围内进行旋转，使所述旋转支架102发生位移。
在本发明一些优选的实施方式中，所述活动连接点106处设置有贯穿所述第一支板103和所述底板101的铰接轴(销轴)，构成铰链连接(铰接)，铰部位(即活动连接点106)具有一定的转动能力。
参见图2，所述第二支板104在靠近所述活动连接点106的一端连接设置有一个挡板107。
其中，所述挡板107可以与所述第二支板104垂直设置或者不垂直设置。
优选为当所述第二支板104水平设置时，所述挡板107与所述第二支板104垂直设置。当所述第二支板104非水平设置时，所述挡板107与所述第二支板104不垂直设置(即形成的夹角不等于90°)，所述挡板107与所述第一支板103垂直设置。
所述挡板107可用于挡住、固定所述异形结构件3，防止所述异形结构件3沿非水平设置的第二支板104下滑。
参见图2，所述第二支板104表面设置有工件定位槽108。所述工件定位槽108和所述挡板107均用于固定所述异形结构件3。
在本发明一些优选的实施方式中，所述异形结构件3具有凸起部301，参见图7，并且所述工件定位槽108的形状与所述凸起部301的形状相对应。在将所述异形结构件3放置于所述第二支板104表面时，使所述异形结构件3的凸起部301置于所述工件定位槽108内，即可实现异形结构件3的稳固，避免其在加工过程中发生晃动和位移。同时，放置所述异形结构件3时，将异形结构件3具有凸起部301的一端与所述挡板107相贴合，可进一步实现异形结构件3的稳固。
在本发明一些优选的实施方式中，所述异形结构件3包括航空发动机用导轨，该航空发动机用导轨具有凸起部301。优选地，所述异形结构件3的材质包括铝合金。
在本发明一些优选的实施方式中，参见图1，所述铣削装置2包括角铣头201，以及，与所述角铣头201电连接的刀具202。优选地，所述刀具202包括铣刀和/或铰刀。
其中，角铣头201又称角度头，是指机床安上角铣头201后刀具202旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件。
本发明所提供的用于异形结构件3斜孔加工的装置可用于狭小空间内斜孔的机加工，解决了现有技术中狭小空间内斜向孔无法精密加工的问题。
具体地，异形结构件3与固定装置1采用一次装夹，通过旋转调整旋转支架102的位置(即调整加工工位)，进行斜孔加工，提高了生产效率。
并且，生产加工时，不用拆卸固定装置1，只需更换异形结构件3(工件)实现批量生产，降低了工人劳动强度。
此外，异形结构件3与旋转支架102之间采用三面定位，可以较好的保证异形结构件3的斜孔加工精度。其中，所述三面定位中的第一面为容纳所述异形结构件3凸起部301的工件定位槽108，所述异形结构件3的凸起部301与所述工件定位槽108相贴合即实现第一面定位；第二面为设置在所述第二支板104一侧的挡板107，所述异形结构件3的一端与所述挡板107相接触、贴合，即实现第二面定位；第三面为用于放置异形结构件3的第二支板104，异形结构件3的一个侧面与所述第二支板104的表面相接触、贴合，即实现第三面定位。
优选地，参见图3，所述底板101在远离所述活动连接点106的一端具有若干个(包括但不限于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、12个、14个、15个、17个、19个、20个中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)第一通孔109，若干个所述第一通孔109呈弧形排列。
参见图1和图2，所述第一支板103在靠近所述第一通孔109的一端具有两个表面为弧形的弧形槽110，两个所述弧形槽110之间设置有定位孔111，其中一个所述第一通孔109和所述定位孔111通过定位销112连接，所述定位销112用于固定或旋转移动所述旋转支架102。
在所述第一通孔109和所述定位孔111中插入所述定位销112时，则可实现所述旋转支架102的固定。当要旋转或调整所述旋转支架102的位置或角度时，拔出所述定位销112，在调整至所需角度后，再重新插入所述定位销112即可。
优选地，参见图1，所述弧形槽110内设置有若干个(包括但不限于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、12个、14个、15个、17个、19个、20个中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)紧固件113，所述紧固件113用于固定所述底板101和所述第一支板103。
当需要固定(紧固、压紧)所述旋转支架102时，可将所述紧固件113置于所述弧形槽110内并拧紧，使所述旋转支架102与所述底板101的连接更加牢固。
优选地，所述紧固件113包括销、螺栓、螺柱、螺钉、铆钉和螺母中的至少一种。
其中，销、螺栓、螺柱、螺钉、铆钉是指用于紧固连接两个带有通孔的零件。螺母即螺帽，可与螺栓、螺柱、螺钉搭配使用以达到紧固的效果。
可选地，参见图3，所述底板101在靠近所述第一通孔109的一端还设置有第二通孔114，并且所述第二通孔114呈弧形排列。所述第二通孔114用于插入所述紧固件113以进一步固定所述旋转支架102(第一支板103)。
优选地，所述第一通孔109所排列形成的弧形所在的曲线与所述第二通孔114所排列形成的弧形所在的曲线相重合，参见图5。
在本发明一些具体的实施方式中，所述紧固件113可贯穿所述弧形槽110和所述第一通孔109，也可贯穿所述弧形槽110和所述第二通孔114，或同时采用这两种紧固方式。
所述旋转支架102与所述底板101之间采用一面两孔定位，可以更好的保证异形结构件3的斜孔加工精度。其中，所述一面两孔定位中的一面为底板101和第一支板103的接触、贴合面，所述底板101的表面与所述第一支板103的表面相互贴合，即实现了一面定位。所述一面两孔定位中的两孔分别为设置在所述底板101两端的活动连接点106和定位孔111。其中，旋转支架102以所述活动连接点106为旋转轴，可在底板101上作旋转运动(位移)，通过在定位孔111内放置(插入、拧入、旋入)定位销112，则可实现旋转支架102的固定。同时，在弧形槽110内放置紧固件113，可实现旋转支架102的进一步稳固。
优选地，参见1和图2，所述底板101在靠近所述第一通孔109的两侧分别设置有用于使所述旋转支架102位置移动的推拉装置115，每个所述推拉装置115包括垂直于所述底板101并且与所述底板101相连接的固定部116，以及贯穿所述固定部116并且与所述第一支板103在同一平面内的拉伸杆117。
在本发明一些具体的实施方式中，分别设置在所述底板101两侧的拉伸杆117在同一平面上，优选为在同一条直线上。
每个所述拉伸杆117的一端接触所述第一支板103，通过拉伸所述拉伸杆117即可实现第一支板103的旋转和移动。
在本发明一些具体的实施方式中，所述拉伸杆117的外表面设置有外螺纹，所述固定部116上用于贯穿所述拉伸杆117的贯穿孔内设置有与所述外螺纹相对应的内螺纹。通过旋进和旋出所述拉伸杆117即可实现所述旋转支架102的位移。
优选地，参见图1，所述用于异形结构件3斜孔加工的装置还包括至少一个第一压紧装置118和至少一个第二压紧装置119，所述第一压紧装置118用于固定(压紧)所述旋转支架102(第一支板103)，所述第二压紧装置119用于固定所述异形结构件3。
其中，所述第一压紧装置118设置在所述活动连接点106的两侧；每个所述第一压紧装置118的两端分别与所述底板101和所述第一支板103相连接，并且所述第一压紧装置118在靠近所述第一支板103的一端与所述第一支板103平行设置。可选地，所述第一压紧装置118在靠近所述底板101的一端与所述第一支板103垂直设置。
所述第一压紧装置118能使所述底板101和所述第一支板103连接更加牢固。
所述第二压紧装置119设置在所述异形结构件3的两侧；每个所述第二压紧装置119的两端分别与所述第二支板104和所述异形结构件3相连接，并且所述第二压紧装置119在靠近所述异形结构件3的一端与所述异形结构件3平行设置。可选地，所述第二压紧装置119在靠近所述第二支板104的一端与所述第二支板104垂直设置。
所述第二压紧装置119能使所述第二支板104和所述异形结构件3连接更加牢固。
优选地，所述第一压紧装置118和/或所述第二压紧装置119至少设置两个，包括但不限于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、12个、14个、15个、17个、19个、20个中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本发明一些具体的实施方式中，所述第一压紧装置118设置有2个，所述第二压紧装置119设置有8个。
在本发明一些具体的实施方式中，所述第一压紧装置118和所述第二压紧装置119上设置有活动连接的紧固零件，所述紧固零件可采用任意的、常规的能够起到紧固作用的零件，例如螺栓、螺柱、螺钉、垫片和螺母等。
本发明还提供了一种斜孔加工方法，采用如上所述的用于异形结构件3斜孔加工的装置，所述斜孔加工方法包括以下步骤：
底板101与旋转支架102完成连接后，使异形结构件3固定于所述旋转支架102上，并将异形结构件3的凸起部301固定于所述旋转支架102的第二支板104上的固定槽中，然后采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，得到至少一个(包括但不限于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、12个、14个、15个、17个、19个、20个中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)斜孔。
该斜孔加工方法操作简单、易行，可操作性强，适合大批量生产。并且，该斜孔加工方法具有生产效率高、劳动强度低以及斜孔加工精度高等优点。
优选地，在得到至少一个所述斜孔之后，至少一次(包括但不限于2次、3次、4次、5次、6次、7次、8次、9次、10次、12次、14次、15次、17次、19次、20次中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)调节所述旋转支架102的位置，然后进行粗铣和铰孔，得到若干个(包括但不限于2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、10个、12个、15个、17个、19个、20个中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)斜孔。
即，调整旋转支架102的位置，待调整至理想(所需)位置后，固定旋转支架102，并依次进行粗铣和铰孔，得到若干个斜孔。然后，继续调整旋转支架102至理想(所需)位置，固定旋转支架102，并依次进行粗铣和铰孔，得到若干个斜孔。重复次数可根据所需要的孔的位置和个数设置。
通过多次重复调整旋转支架102的位置(角度)、固定旋转支架102以及依次进行粗铣和铰孔的步骤，即可加工得到若干个斜孔。
在本发明一些优选的实施方式中，采用铣刀进行所述粗铣，采用铰刀进行所述铰孔。
优选地，在所述粗铣的过程中，主轴转速为4000～5000r/min，包括但不限于4100r/min、4200r/min、4300r/min、4400r/min、4500r/min、4600r/min、4700r/min、4800r/min、4900r/min中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；吃刀量为0.2～0.6mm，包括但不限于0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.55mm中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；进给量为2000～3000m/min，包括但不限于2100m/min、2200m/min、2300m/min、2400m/min、2500m/min、2600m/min、2700m/min、2800m/min、2900m/min中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。其中，m/min是指单位时间内工件(异形结构件3)与刀具202(铣刀)沿进给方向的相对位移量。
和/或，在所述铰孔的过程中，主轴转速为300～450r/min，包括但不限于310r/min、320r/min、330r/min、340r/min、350r/min、360r/min、370r/min、380r/min、390r/min、400r/min、410r/min、420r/min、430r/min、440r/min中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值；进给量为0.25～0.35mm/r，包括但不限于0.26mm/r、0.27mm/r、0.28mm/r、0.29mm/r、0.30mm/r、0.31mm/r、0.32mm/r、0.33mm/r、0.34mm/r中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。其中，mm/r是指刀具202(铰刀)转一周，工件(异形结构件3)与刀具202沿进给运动方向的相对位移量。
优选地，所述铰孔过程中所用的切削液包括煤油。采用煤油作为切削液，能够降低斜孔的表面粗糙度，提高斜孔的质量。
在本发明一些具体的实施方式中，所述粗铣过程中所用的切削液可以采用任意的、常规种类的切削液，包括但不限于油基切削液和水基切削液。其中，油基切削液例如动物油、植物油、矿物油等；水基切削液例如乳化液、微乳化液、合成液等。优选地，所述粗铣过程中所用的切削液为乳化切削液。
在本发明一些具体的实施方式中，所述斜孔加工方法具体包括以下步骤：
(a)、安装底板101：将底板101置于机床工作台上，使底板101的下表面与所述机床工作台的上表面贴实，采用百分表(百分表是指利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具)进行测量，使接触面各处百分表跳动量不大于0.03mm。并用压板将底板101压紧固定在机床工作台上。采用百分表复测，使接触面上的各处百分表跳动量不大于0.03mm。
(b)、安装旋转支架102：旋转支架102包括与所述底板101接触的第一支板103和用于放置所述异形结构件3的第二支板104，第一支板103水平设置，第二支板104非水平设置(参见图6)，第一支板103与第二支板104之间通过垂直于第一支板103的支撑部件105固定连接，第一支板103和第二支板104之间形成的夹角α＝6°(假设在靠近所述活动连接点106的一端，第一支板103和第二支板104之间的距离为h；在远离所述活动连接点106的一端，第一支板103和第二支板104之间的距离为H；H大于h)。第二支板104在靠近活动连接点106的一端连接设置有一个挡板107，所述挡板107与第一支板103垂直设置。
将该旋转支架102置于底板101的表面，在活动连接点106处设置有铰接轴，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和其中一个第一通孔109内)。底板101在靠近第一通孔109的一端还设置有第二通孔114，所述第二通孔114呈弧形排列，且所述第一通孔109所排列形成的弧形所在的曲线与所述第二通孔114所排列形成的弧形所在的曲线相重合。所述第二通孔114用于插入所述紧固件113以进一步固定所述旋转支架102(第一支板103)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
(c)、安装异形结构件3：将异形结构件3置于旋转支架102上，使异形结构件3的凸起部301与工件定位槽108相贴合(贴实)，实现第一面定位，参见图7；使异形结构件3的一端与挡板107相贴合(贴实)，实现第二面定位；使异形结构件3的一个侧面与第二支板104的表面相贴合(贴实)，实现第三面定位。同时，采用第二压紧装置119对异形结构件3进行压紧，拧紧第二压紧装置119上的紧固零件(螺栓和螺母)。采用厚度为0.02mm的塞尺检查上述三个贴合面之间的间隙，塞尺不能塞入，即上述三个贴合面之间的间隙小于0.02mm。
(d)、加工第一斜孔4：采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔。其中，所述铣削装置2包括角铣头201以及与角铣头201电连接的刀具202。刀具202包括铣刀和铰刀。其中，采用铣刀进行所述粗铣，采用铰刀进行所述铰孔。
具体地，角铣头201安装铣刀，进行粗铣，加工斜孔至/>(成品)。所述粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4000～5000r/min、吃刀量0.2～0.6mm、进给量2000～3000m/min。
然后角铣头201安装铰刀，进行铰孔，铰孔加工/>孔至成品，即得到所述第一斜孔4，参见图4和图5。所述铰孔过程中的加工参数为：主轴转速300～450r/min、进给量0.25～0.35mm/r。切削液采用煤油。
(e)、加工第二斜孔5：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(b)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，铣削装置2与步骤(d)相同。
角铣头201安装铣刀，进行粗铣，加工斜孔至/>(成品/>)。所述粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4000～5000r/min、吃刀量0.2～0.6mm、进给量2000～3000m/min。
然后使角铣头201安装铰刀，进行铰孔，铰孔加工/>孔至成品，即得到所述第二斜孔5，参见图4和图5。所述铰孔过程中的加工参数为：主轴转速300～450r/min、进给量0.25～0.35mm/r。切削液采用煤油。
(f)、加工第三斜孔6：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(b)以及步骤(e)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，铣削装置2与步骤(d)相同。
角铣头201安装铣刀，进行粗铣，加工斜孔至/>(成品/>)。所述粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4000～5000r/min、吃刀量0.2～0.6mm、进给量2000～3000m/min。
然后使角铣头201安装铰刀，进行铰孔，铰孔加工/>孔至成品，即得到所述第三斜孔6，参见图4和图5。所述铰孔过程中的加工参数为：主轴转速300～450r/min、进给量0.25～0.35mm/r。切削液采用煤油。
(g)、加工第四斜孔7：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(b)、步骤(e)以及步骤(f)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，铣削装置2与步骤(d)相同。
角铣头201安装铣刀，进行粗铣，加工斜孔至/>(成品/>)。所述粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4000～5000r/min、吃刀量0.2～0.6mm、进给量2000～3000m/min。
然后使角铣头201安装铰刀，进行铰孔，铰孔加工/>孔至成品，即得到所述第四斜孔7，参见图4和图5。所述铰孔过程中的加工参数为：主轴转速300～450r/min、进给量0.25～0.35mm/r。切削液采用煤油。
松开第二压紧装置119及其紧固零件，取下异形结构件3，即斜孔加工完成。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种用于异形结构件3斜孔加工的装置，如图1～图7所示，所述用于异形结构件3斜孔加工的装置包括固定装置1和铣削装置2，其中，所述固定装置1用于固定所述异形结构件3，所述铣削装置2用于加工所述异形结构件3的斜孔。
所述固定装置1包括底板101以及设置在所述底板101表面的旋转支架102。所述旋转支架102包括与所述底板101接触的第一支板103和用于放置所述异形结构件3的第二支板104，所述第一支板103水平设置，第二支板104非水平设置，第一支板103与第二支板104之间通过垂直于第一支板103的支撑部件105固定连接，第一支板103和第二支板104之间形成的夹角α＝6°。第一支板103和第二支板104之间的距离，在靠近所述活动连接点106的一端小于远离所述活动连接点106的一端。所述第一支板103的一端与所述底板101活动连接，并存在一个活动连接点106，所述旋转支架102可围绕所述活动连接点106在所述底板101上旋转移动。所述活动连接点106处设置有贯穿所述第一支板103和所述底板101的铰接轴。
所述第二支板104在靠近所述活动连接点106的一端设置有一个挡板107，所述挡板107与第一支板103垂直设置。所述第二支板104的表面设置有工件定位槽108，且工件定位槽108的形状与异形结构件3的凸起部301的形状相对应，所述工件定位槽108和所述挡板107用于固定所述异形结构件3。
所述底板101在远离所述活动连接点106的一端具有4个第一通孔109，4个所述第一通孔109呈弧形排列；所述第一支板103在靠近所述第一通孔109的一端具有两个表面为弧形的弧形槽110，两个所述弧形槽110之间设置有定位孔111，其中一个所述第一通孔109和所述定位孔111通过定位销112连接，所述定位销112用于固定或旋转移动所述旋转支架102。所述底板101在靠近第一通孔109的一端还设置有第二通孔114，第二通孔114呈弧形排列，且第一通孔109所排列形成的弧形所在的曲线与第二通孔114所排列形成的弧形所在的曲线相重合。第二通孔114用于插入所述紧固件113以进一步固定所述旋转支架102(第一支板103)。所述弧形槽110内设置有4个紧固件113，紧固件113包括螺栓和螺母，所述紧固件113用于固定连接所述底板101和所述第一支板103。紧固件113贯穿所述弧形槽110和所述第二通孔114。
所述底板101在靠近所述第一通孔109的两侧分别设置有用于使所述旋转支架102位置移动的推拉装置115，每个所述推拉装置115包括垂直于所述底板101并且与所述底板101相连接的固定部116，以及贯穿所述固定部116并且与所述第一支板103在同一平面内的拉伸杆117。分别设置在底板101两侧的拉伸杆117在同一平面上。所述拉伸杆117的外表面设置有外螺纹，所述固定部116上用于贯穿所述拉伸杆117的贯穿孔内设置有与所述外螺纹相对应的内螺纹。
所述用于异形结构件3斜孔加工的装置还包括2个第一压紧装置118和8个第二压紧装置119，所述第一压紧装置118用于固定所述旋转支架102，所述第二压紧装置119用于固定所述异形结构件3。其中，所述第一压紧装置118设置在所述活动连接点106的两侧；每个所述第一压紧装置118的两端分别与所述底板101和所述第一支板103相连接，并且所述第一压紧装置118在靠近所述第一支板103的一端与所述第一支板103平行设置；所述第二压紧装置119设置在所述异形结构件3的两侧；每个所述第二压紧装置119的两端分别与所述第二支板104和所述异形结构件3相连接，并且所述第二压紧装置119在靠近所述异形结构件3的一端与所述异形结构件3平行设置。第一压紧装置118在靠近所述底板101的一端与所述第一支板103垂直设置。第二压紧装置119在靠近所述第二支板104的一端与所述第二支板104垂直设置。第一压紧装置118和第二压紧装置119上设置有活动连接的紧固零件，紧固零件包括螺栓和螺母。
铣削装置2包括角铣头201以及与所述角铣头201电连接的刀具202。其中，所述刀具202包括铣刀和铰刀。
实施例2
本实施例提供了一种斜孔加工方法，包括以下步骤：
(1)安装底板101：将底板101置于机床工作台上，使底板101的下表面与所述机床工作台的上表面贴实，采用百分表(百分表是指利用精密齿条齿轮机构制成的表式通用长度测量工具)进行测量，使接触面各处百分表跳动量不大于0.03mm。并用压板将底板101压紧固定在机床工作台上。采用百分表复测，使接触面上的各处百分表跳动量不大于0.03mm。
(2)安装旋转支架102：将旋转支架102置于底板101的表面，在活动连接点106处设置有铰接轴，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和其中一个第一通孔109内)。底板101在靠近第一通孔109的一端还设置有第二通孔114，所述第二通孔114呈弧形排列，且所述第一通孔109所排列形成的弧形所在的曲线与所述第二通孔114所排列形成的弧形所在的曲线相重合。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
(3)安装异形结构件3(具有凸起部301的航空发动机用导轨)：将异形结构件3置于旋转支架102上，使异形结构件3的凸起部301与工件定位槽108相贴合(贴实)，实现第一面定位；使异形结构件3的一端与挡板107相贴合(贴实)，实现第二面定位；使异形结构件3的一个侧面与第二支板104的表面相贴合(贴实)，实现第三面定位。同时，采用第二压紧装置119对异形结构件3进行压紧，拧紧第二压紧装置119上的紧固零件(螺栓和螺母)。采用厚度为0.02mm的塞尺检查上述三个贴合面之间的间隙，塞尺不能塞入，即上述三个贴合面之间的间隙小于0.02mm。
(4)加工第一斜孔4：采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔(铣削装置2包括角铣头201以及与角铣头201电连接的刀具202，刀具202包括铣刀和铰刀，采用铣刀进行所述粗铣，采用铰刀进行所述铰孔)，得到2个第一斜孔4。
其中，角铣头201安装铣刀，进行粗铣，加工斜孔至/>(成品)。粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4500r/min、吃刀量0.4mm、进给量2500m/min。切削液采用乳化切削液。
然后使角铣头201安装铰刀，进行铰孔，铰孔加工/>孔至成品，即得到所述第一斜孔4。铰孔过程中的加工参数为：主轴转速400r/min、进给量0.3mm/r。切削液采用煤油。
(5)加工第二斜孔5：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(4)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
然后采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，加工参数与步骤(4)相同，得到1个第二斜孔5。
(6)加工第三斜孔6：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(4)以及步骤(5)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
然后采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，加工参数与步骤(4)相同，得到1个第三斜孔6。
(7)加工第四斜孔7：松开第一压紧装置118和紧固件113，并拔出定位销112，调整推拉装置115的拉伸杆117，使旋转支架102(第一支板103)上的定位孔111与底板101上的其中一个第一通孔109对齐，并插入定位销112(定位销112同时插入定位孔111和不同于步骤(4)、步骤(5)以及步骤(6)的第一通孔109内)。拧紧第一支板103的弧形槽110内的紧固件113(螺栓和螺母)，使一部分紧固件113贯穿弧形槽110和第一通孔109，剩余部分紧固件113贯穿弧形槽110和第二通孔114。压紧第一压紧装置118，拧紧第一压紧装置118上的紧固零件(螺栓和螺母)。
然后采用铣削装置2依次进行粗铣和铰孔，加工参数与步骤(4)相同，得到1个第四斜孔7。
松开第二压紧装置119及其紧固零件，取下异形结构件3，即斜孔加工完成。
实施例3
本实施例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别在于：第一，步骤(4)中，粗铣过程中的加工参数为：主轴转速4000r/min、吃刀量0.2mm、进给量2000m/min。第二，铰孔过程中的加工参数为：主轴转速300r/min、进给量0.25mm/r。
实施例4
本实施例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别在于：第一，步骤(4)中，粗铣过程中的加工参数为：主轴转速5000r/min、吃刀量0.6mm、进给量3000m/min。第二，铰孔过程中的加工参数为：主轴转速450r/min、进给量0.35mm/r。
比较例1
本比较例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别在于：第一，步骤(4)中，粗铣过程中的加工参数为：主轴转速3000r/min、吃刀量0.1mm、进给量1000m/min。第二，铰孔过程中的加工参数为：主轴转速250r/min、进给量0.2mm/r。
比较例2
本比较例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别在于：第一，步骤(4)中，粗铣过程中的加工参数为：主轴转速6000r/min、吃刀量0.7mm、进给量4000m/min。第二，铰孔过程中的加工参数为：主轴转速500r/min、进给量0.4mm/r。
比较例3
本比较例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别仅在于，将实施例2中所用的切削液-煤油替换为乳化切削液。
比较例4
本比较例提供的斜孔加工方法与实施例2基本相同，区别仅在于，加工斜孔过程中不使用切削液。
实验例
对实施例2～实施例4和比较例1～比较例4加工得到的斜孔的表面粗糙度(GB/T3505-2000)以及尺寸精度(GB/T1800.4-1999)进行检测，结果如下表1所示。
表1各组加工得到的斜孔的表面粗糙度和尺寸精度的检测结果
| 组别 | 表面粗糙度Ra(μm) | 尺寸精度 |
| 实施例2 | 1.6 | H7级 |
| 实施例3 | 3.2 | H7级 |
| 实施例4 | 3.2 | H8级 |
| 比较例1 | 6.3 | H9级 |
| 比较例2 | 12.5 | H8级 |
| 比较例3 | 3.2 | H9级 |
| 比较例4 | 12.5 | H10级 |
通过比较实施例2和比较例3、比较例4中得到的斜孔的表面粗糙度发现，实施例2加工得到的斜孔的表面粗糙度显著降低，这就说明，本发明实施例2通过采用特定的切削液加工得到的斜孔的质量更好。
通过比较实施例2、比较例1和比较例2的尺寸精度的检测结果可以看出，通过采用特定的加工参数(包括主轴转速、吃刀量、进给量、切削液等)，能够提高产品的尺寸精度。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。
Claims (8)
1.一种用于异形结构件斜孔加工的装置，其特征在于，包括固定装置和铣削装置，所述固定装置用于固定所述异形结构件，所述铣削装置用于加工所述异形结构件的斜孔；
其中，所述固定装置包括底板以及设置在所述底板表面的旋转支架；
所述旋转支架包括与所述底板接触的第一支板和用于放置所述异形结构件的第二支板，所述第一支板水平设置，并且所述第一支板与所述第二支板之间通过垂直于所述第一支板的支撑部件固定连接；
所述第一支板的一端与所述底板活动连接，并存在一个活动连接点，所述旋转支架可围绕所述活动连接点在所述底板上旋转移动；
所述第二支板在靠近所述活动连接点的一端设置有一个挡板；
所述第二支板表面设置有工件定位槽，所述工件定位槽和所述挡板用于固定所述异形结构件；
所述用于异形结构件斜孔加工的装置还包括至少一个第一压紧装置和至少一个第二压紧装置，所述第一压紧装置用于固定所述旋转支架，所述第二压紧装置用于固定所述异形结构件；
所述底板在远离所述活动连接点的一端具有若干个第一通孔，若干个所述第一通孔呈弧形排列；所述第一支板在靠近所述第一通孔的一端具有两个表面为弧形的弧形槽，两个所述弧形槽之间设置有定位孔，其中一个所述第一通孔和所述定位孔通过定位销连接，所述定位销用于固定或旋转移动所述旋转支架；
所述底板在靠近所述第一通孔的两侧分别设置有用于使所述旋转支架位置移动的推拉装置，每个所述推拉装置包括垂直于所述底板并且与所述底板相连接的固定部，以及贯穿所述固定部并且与所述第一支板在同一平面内的拉伸杆；
所述第一压紧装置设置在所述活动连接点的两侧；每个所述第一压紧装置的两端分别与所述底板和所述第一支板相连接，并且所述第一压紧装置在靠近所述第一支板的一端与所述第一支板平行设置；
所述第二压紧装置设置在所述异形结构件的两侧；每个所述第二压紧装置的两端分别与所述第二支板和所述异形结构件相连接，并且所述第二压紧装置在靠近所述异形结构件的一端与所述异形结构件平行设置。
2.根据权利要求1所述的用于异形结构件斜孔加工的装置，其特征在于，所述弧形槽内设置有若干个紧固件，所述紧固件用于固定所述底板和所述第一支板。
3.根据权利要求2所述的用于异形结构件斜孔加工的装置，其特征在于，所述紧固件包括销、螺栓、螺柱、螺钉、铆钉和螺母中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于异形结构件斜孔加工的装置，其特征在于，所述第一压紧装置和/或所述第二压紧装置至少设置两个。
5.一种斜孔加工方法，采用如权利要求1~4任一项所述的用于异形结构件斜孔加工的装置，其特征在于，所述斜孔加工方法包括以下步骤：
底板与旋转支架完成连接后，将异形结构件固定于所述旋转支架的第二支板上的固定槽中，采用铣削装置依次进行粗铣和铰孔，得到至少一个斜孔。
6.根据权利要求5所述的斜孔加工方法，其特征在于，在得到至少一个所述斜孔之后，至少一次调节所述旋转支架的位置，然后进行粗铣和铰孔，得到若干个斜孔。
7.根据权利要求5所述的斜孔加工方法，其特征在于，在所述粗铣的过程中，主轴转速为4000~5000r/min，吃刀量为0.2~0.6mm，进给量为2000~3000m/min；
和/或，在所述铰孔的过程中，主轴转速为300~450r/min，进给量为0.25~0.35mm/r。
8.根据权利要求5所述的斜孔加工方法，其特征在于，所述铰孔过程中所用的切削液包括煤油。
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