CN117226136A - 一种钻孔工装、钻孔设备及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钻孔工装，用于对工件进行钻孔，所述钻孔工装包括工装主体、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统，所述工件固定机构可旋转地安装于工装主体，所述工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，所述控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构，所述控制系统包括控制软件，通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制。本申请还提供一种钻孔设备及其操作方法。本申请提供的钻孔工装、钻孔设备及其操作方法通过设置带控制软件的控制系统对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制，能显著提升工件孔加工效率和质量。

Description

一种钻孔工装、钻孔设备及其操作方法

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种钻孔工装、钻孔设备及其操作方法。

背景技术

油孔是活塞冷却重要组成结构，当前加工主要采用回转钻模与钻床结合的加工方式。加工时，人工操作钻床，钻床工装为回转钻模，依靠分度盘定位油孔待钻位置，人工锁紧拉头并旋转分度盘。产品切换时，不同产品型号的油孔位置、数量、孔径等参数可能不同。工装切换时须将钻模整体更换，每种活塞产品需配备一套钻模机构。且钻模的结构相对特殊，且为人工操作，加工中难免存在错、漏钻等问题。并且，由人工锁紧拉头以及旋转分度盘不仅劳动强度大且效率低。

如何提升活塞油孔以及其它工件孔的加工效率和质量，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种能提升工件孔加工效率和质量的钻孔工装、钻孔设备及其操作方法。

本发明提供的技术方案如下：

一种钻孔工装，用于对工件进行钻孔，所述钻孔工装包括工装主体、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统，所述工件固定机构可旋转地安装于工装主体，所述工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，所述控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构，所述控制系统包括控制软件，通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制。

优选地，所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定。

优选地，所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮连接工件固定机构。

优选地，所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定；所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮固定于空心轴后端。

优选地，还包括钻头定位导向机构，所述钻头定位导向机构与工装主体独立设置且位于工装主体的一侧。

优选地，所述钻头定位导向机构包括座体与导向件，所述导向件活动安装于座体上，能相对座体上下移动。

优选地，所述工件为活塞，所述钻孔工装用于加工活塞的油孔。

一种钻孔设备，包括如上所述的钻孔工装与钻床。

一种如上所述的钻孔设备的操作方法，包括：将工件固定于工件固定机构；操作钻床开始孔加工，每加工完一个孔，利用控制系统控制工件角度调节机构带动工件旋转一定角度加工下一个孔，直至加工完所有孔。

一种钻孔设备的操作方法，用于加工活塞油孔，所述钻孔设备包括钻孔工装与钻床，所述钻孔工装包括工装主体、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统、钻头定位导向机构，所述工件固定机构可旋转地安装于工装主体，所述工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，所述控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构，所述控制系统包括控制软件，通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制；所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定；所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮固定于空心轴后端；所述钻头定位导向机构包括座体与导向件，所述导向件活动安装于座体上，能相对座体上下移动；所述操作方法包括：将活塞放置在止口盘上，利用控制系统控制驱动机构拉紧拉头，拉头通过活塞销孔将活塞固定；上下调整钻头定位导向机构位置，使其符合工艺要求；操作钻床开始油孔加工，每加工完一个油孔，利用控制系统控制伺服电机转动一定的角度，同时伺服电机通过第一齿轮、第二齿轮带动活塞旋转一定角度加工下一个油孔，直至加工完所有油孔。

相对于现有技术，本发明钻孔工装、钻孔设备及其操作方法通过设置带控制软件的控制系统对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制，实现加工过程半自动化，从而能显著提升工件孔加工效率和质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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为本发明实施例钻孔工装的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

如图1所示，本发明实施例提供一种钻孔工装，用于对工件进行钻孔。本实施例中，工件为活塞，钻孔工装用于加工活塞的油孔。在其它实施例中，也可以给其它需要钻孔的工件进行钻孔。

钻孔工装主要包括底板19、工装主体14、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统、钻头定位导向机构17。工装主体14固定于底板19上，钻头定位导向机构17固定于底板19一侧。工件固定机构可旋转地安装于工装主体14，工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构。

本实施例中，工装主体14大致呈长方体状，沿前后方向的中部具有轴孔(未画出)。

本实施例中，工件固定机构包括驱动机构10、拉杆12、空心轴22、止口盘15、拉头16。空心轴22可旋转地安装于工装主体14的轴孔中，止口盘15可拆卸固定于空心轴22前端用于放置工件，拉杆12位于空心轴22内孔中，拉头16可拆卸固定于拉杆12前端用于与工件销孔配合，驱动机构10固定于拉杆12后端用于拉紧拉头16通过工件销孔将工件固定。本实施例中，驱动机构10为气缸，通过气缸支撑架11固定在底板19上。拉头16中部具有通孔，固定工件时，该通孔与工件销孔对齐，且在该通孔与工件销孔中插入一插销来将拉头16与工件相固定。止口盘15与拉头16之间设有凹凸配合结构，使组装后，止口盘15能带动拉头16一起旋转。这些均为止口盘与拉头的已有结构，在此不再详细说明。

本实施例中，工件角度调节机构包括伺服电机9以及相啮合的第一齿轮20、第二齿轮13。伺服电机9安装在底板19上，由控制系统控制，第一齿轮20连接伺服电机9，第二齿轮13连接工件固定机构，具体为固定于空心轴22后端。

本实施例中，钻头定位导向机构17与工装主体14独立设置且位于工装主体14的一侧。钻头定位导向机构17包括座体171与导向件172，导向件172活动安装于座体171上，能相对座体171上下移动。

本实施例中，控制系统18包括控制装置、控制主机，控制装置连接伺服电机与驱动机构，控制主机内包括控制软件，控制软件能进行参数设置，以根据工件需加工孔的情况来设定工件旋转角度、加工个数、钻孔间距等参数以及加工步骤。控制主机连接控制装置，将相关命令传输给控制装置，进而控制伺服电机与驱动机构，从而通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制。

本实施例还提供一种钻孔设备，包括如上所述的钻孔工装与钻床。钻床可采用通用钻床，在此不再赘述。

如上所述的钻孔设备的操作方法，包括：将工件固定于工件固定机构；操作钻床开始孔加工，每加工完一个孔，利用控制系统控制工件角度调节机构带动工件旋转一定角度加工下一个孔，直至加工完所有孔。本实施例中，该方法具体包括：将活塞放置在止口盘上，利用控制系统控制驱动机构拉紧拉头，拉头通过活塞销孔将活塞固定；上下调整钻头定位导向机构位置，使其符合工艺要求；操作钻床开始油孔加工，每加工完一个油孔，利用控制系统控制伺服电机转动一定的角度，同时伺服电机通过第一齿轮、第二齿轮带动活塞旋转一定角度加工下一个油孔，直至加工完所有油孔。

由于工件产品型号切换时只需更换止口盘、拉头，旋转角度通过控制系统调整，不同产品型号建立不同的配方，使用时可直接调用，同时，钻头定位导向机构设置成上下可调，可根据不同产品进行调节，无需整套更换。因此，本实施例钻孔工装的通用性得到明显改善。

相对于现有技术，具有如下特点：

1)具有较好通用性，仅需更换止口盘、拉头；

2)通过软件控制，实现孔数量、到位加工；

3)采用伺服电机编码旋转角度，克服分度盘原理性精度不足问题；

4)有效提升产品切换效率；

5)控制系统可配置防错功能，杜绝了漏加工与错加工。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种钻孔工装，用于对工件进行钻孔，其特征在于，所述钻孔工装包括工装主体、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统，所述工件固定机构可旋转地安装于工装主体，所述工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，所述控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构，所述控制系统包括控制软件，通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制。

2.如权利要求1所述的钻孔工装，其特征在于，所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定。

3.如权利要求1所述的钻孔工装，其特征在于，所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮连接工件固定机构。

4.如权利要求1所述的钻孔工装，其特征在于，所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定；所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮固定于空心轴后端。

5.如权利要求1所述的钻孔工装，其特征在于，还包括钻头定位导向机构，所述钻头定位导向机构与工装主体独立设置且位于工装主体的一侧。

6.如权利要求5所述的钻孔工装，其特征在于，所述钻头定位导向机构包括座体与导向件，所述导向件活动安装于座体上，能相对座体上下移动。

7.如权利要求1所述的钻孔工装，其特征在于，所述工件为活塞，所述钻孔工装用于加工活塞的油孔。

8.一种钻孔设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的钻孔工装与钻床。

9.一种如权利要求8所述的钻孔设备的操作方法，其特征在于，包括：将工件固定于工件固定机构；操作钻床开始孔加工，每加工完一个孔，利用控制系统控制工件角度调节机构带动工件旋转一定角度加工下一个孔，直至加工完所有孔。

10.一种钻孔设备的操作方法，用于加工活塞油孔，其特征在于，所述钻孔设备包括钻孔工装与钻床，所述钻孔工装包括工装主体、工件固定机构、工件角度调节机构、控制系统、钻头定位导向机构，所述工件固定机构可旋转地安装于工装主体，所述工件角度调节机构固定于工件固定机构，通过旋转工件固定机构来转动工件以调节工件的角度，所述控制系统连接工件角度调节机构，用于控制工件角度调节机构，所述控制系统包括控制软件，通过控制软件对工件的角度调节进行参数化编辑与自动控制；所述工装主体具有轴孔，所述工件固定机构包括驱动机构、拉杆、空心轴、止口盘、拉头，所述空心轴可旋转地安装于轴孔中，止口盘可拆卸固定于空心轴前端用于放置工件，所述拉杆位于空心轴内孔中，拉头可拆卸固定于拉杆前端用于与工件销孔配合，驱动机构固定于拉杆后端用于拉紧拉头通过工件销孔将工件固定；所述工件角度调节机构包括伺服电机以及相啮合的第一齿轮、第二齿轮，所述第一齿轮连接伺服电机，伺服电机由控制系统控制，第二齿轮固定于空心轴后端；所述钻头定位导向机构包括座体与导向件，所述导向件活动安装于座体上，能相对座体上下移动；所述操作方法包括：将活塞放置在止口盘上，利用控制系统控制驱动机构拉紧拉头，拉头通过活塞销孔将活塞固定；上下调整钻头定位导向机构位置，使其符合工艺要求；操作钻床开始油孔加工，每加工完一个油孔，利用控制系统控制伺服电机转动一定的角度，同时伺服电机通过第一齿轮、第二齿轮带动活塞旋转一定角度加工下一个油孔，直至加工完所有油孔。