CN206597940U - 一种用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装 - Google Patents
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Abstract
一种用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，将钻模分为钻模主体与钻模基座两部分，两部分分别加工并预留基准后连接为整体。本实用新型直接通过壳体外圆定位面定位保证所有孔位尺寸，与壳体紧固后就相当于划线完成。钻模主体上钻套有定位、导向作用，操作者直接利用手电钻即可快速、高质量完成孔位加工。利用本实用新型钻模工装免去了划线工序、利用天车周转与钻孔前找正的时间，实际生产中可以提高60％以上的效率。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工行业，具体是一种加工壳体连接件上具有空间角度的孔的钻模工装。
背景技术
在随着我国航天事业的不断发展，各种产品越来越复杂，精度要求也越来越高。对于复杂零件的加工，多轴数控加工中心是高效率与高精度下的理想的选择。但是一方面，很多航天机加单位中数控加工中心占比还不高；另一方面航天产品批量小，种类多，不同类型产品技术要求差异大。因此，在现阶段将全部产品都安排在数控加工中心加工，不利于提高整个工厂的生产效率、获得较好的经济效益。因此合理设计工装降低产品对数控加工中心的依赖对工厂来说仍然十分重要。
现有技术中，在壳体上的连接件上加工安装孔时，由于该安装孔的中心线与壳体轴线之间在空间有夹角，定位难度大。加工时，采用钳工划线的加工方式，首先将壳体放在工作台上找正后，在连接件表面逐孔划孔位线；然后将壳体放至辅助工作台上，利用工装将壳体一侧垫高(90-α)°，旋转壳体，找正所要加工的连接件外侧为水平，最后用摇臂钻床依次加工孔位。这种划线的方式费时费力，工作效率低。
钻模工装一般来说主要应用在径向孔、端面孔的加工中，这种钻模一般设计思路比较直接，加工、使用都比较方便。加上对重量不敏感，刚性、耐用性都可以达到较高水平，因此可以高效、低成本的保证所加工孔的质量。
具有空间角度的孔的加工，设计钻模工装时须考虑该钻模工装的工艺性、重量和刚性。在《流量控制阀套斜孔的加工方法及钻模》(《液压气动与密封》,2015(7):79-80)中，作者采用了全包裹型钻模辅助以30°、60°V型块，高效、高质量完成了4个面上各两个相对斜孔的加工，对钻模设计有很大的启示意义。但是在加工大型壳体类产品时，如果直接使用该方法设计全包裹型钻模，存在钻模体积、重量过大、钻模本身加工困难等难点。
发明内容
为克服现有技术中存在的钻模体积和重量过大、钻模本身加工困难的不足，本发明提出了一种用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装
本发明包括钻模基座与钻模主体，并且所述的钻模主体的一端固定在所述钻模基座上表面的钻模主体安装面上。
所述钻模基座由相互垂直的基板和定位板组成；所述的基板为弧形板，并且所述基板内圆弧的半径与壳体外圆的定位面半径相同。在该基板的一端端面有定位板；该定位板向基板下表面延伸部分与壳体端面配合，向该基板上表面延伸部分与所述钻模主体端面配合。在所述基板上表面有凸出的“凹”形连接块，并且该连接块的两侧壁板外表面之间的距离与所述钻模主体上的一对基准板之间的距离相同。
所述基板内圆弧的半径与壳体的外半径相同，并且该基板内圆弧的弧面为整个工装的基准面，安装时与壳体外圆定位面接触并固连。
在所述连接块两侧壁板上分别开有主体紧固螺钉安装孔，在该主体紧固螺钉安装孔一侧均有定位销安装孔。所述主体紧固螺钉安装孔的中心线与定位销安装孔的中心线相互平行。在所述连接块的上表面还分布有两个沉头螺钉安装孔；该沉头螺钉安装孔的中心线垂直于定位板的表面。
所述基板宽度方向的两端分别有基座紧固螺钉的安装孔；在所述基板中部有钻模基座的定位孔。
在所述基板宽度方向的对称线上有钻模基座的定位孔，当所述钻模基座与壳体固连时，将主体定位销装入该定位孔内，通过该定位孔实现钻模基座的定位。
所述钻模主体包括两块侧板和一块梯形的连接板。所述的两块侧板分别位于该连接板的两侧并与该连接板之间相互垂直。
所述两块侧板上分别分布有5个安装有钻套的钻孔。各钻孔的位置和方向均根据所需加工的壳体连接件上孔的方向确定。
本发明是一种能够直接对壳体连接件上的孔进行高效、高质量加工的轻便钻模工装，以摆脱加工壳体连接件上具有空间角度的孔时对多轴数控加工中心的依赖。
本发明中，钻模基座通过基座紧固螺钉、主体定位销与壳体外圆定位面上螺纹孔、销孔相连，钻模主体上钻套安装孔中心线与所需加工空间孔的中心线共线，解决了钻模的定位问题。
加工生产中，如果将该钻模作为一个整体加工，则至少需要一个4轴数控加工中心。加工中重复装夹、找正次数多、难度大，原材料、刀具浪费大。本发明将钻模分为钻模主体与钻模基座两部分，两部分分别加工并预留基准后连接为整体。整个过程中仅需要卧式镗床，三轴铣床与数控车床即可完成。节省了原材料、刀具和工时，更重要的是，分体式工装允许更多的结构优化，一些在整体加工中无法加工到的部位在分体式加工中都能够加工到。
现有技术中，由于定位方式所限，钻模整体为悬臂梁式结构，加工中易产生振动而影响最终产品质量。因此必须提高钻模的刚性。本发明通过优化钻模结构，增加减重开口，合理分配各部分重量比例，加强连接处强度等一系列措施。最终钻模重5.5KG，可以满足产品的高效率、高质量加工。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：直接通过壳体外圆定位面定位保证所有孔位尺寸，与壳体紧固后就相当于划线完成。并且质量轻，一个操作者就可以完成工装的安装紧固。钻模主体上钻套有定位、导向作用，操作者不必费劲去将连接件调整到水平位置再用摇臂钻加工，直接利用手电钻即可快速、高质量完成孔位加工。综合来看，应用该钻模工装免去了划线工序、利用天车周转与钻孔前找正的时间，实际生产中可以提高60％以上的效率。
附图说明
图1是钻模的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的A-A向剖视图。
图4是图1去掉基座紧固螺钉和主体定位销后的仰视图。
图5是钻模与壳体的配合示意图。
图6是钻模主体的结构示意图。
图7是钻模基座的结构示意图。
图8a是钻模基座的主视图，图8b是钻模基座的B-B向剖视图。
图中：
1.钻模主体；2.沉头螺钉；3.主体紧固螺钉；4.侧板定位销；5.钻模基座；6.基座紧固螺钉；7.钻孔；8.主体定位销。
具体实施方式
本实施例是一种用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，包括钻模基座5与钻模主体1。所述的钻模主体1的一端固定在所述钻模基座5上表面的钻模主体安装面上。
所述钻模基座5由相互垂直的基板和定位板组成；所述的基板为弧形板，并且所述基板内圆弧的半径与壳体外圆的定位面半径相同。在该基板的一端端面有定位板；该定位板向基板下表面延伸部分与壳体端面配合，向该基板上表面延伸部分与所述钻模主体1端面配合。在所述基板上表面有凸出的连接块；该连接块为凹形，并且该连接块的两侧壁板外表面之间的距离与所述钻模主体上的一对基准板之间的距离相同。
所述基板内圆弧的半径与壳体的外半径相同，并且该基板内圆弧的弧面为整个工装的基准面，安装时与壳体外圆定位面接触，并通过基座紧固螺钉6和主体定位销8与壳体相连。
在所述连接块两侧壁板上分别开有主体紧固螺钉安装孔，在该主体紧固螺钉安装孔一侧均有定位销安装孔。所述主体紧固螺钉安装孔的中心线与定位销安装孔的中心线相互平行。在所述连接块的上表面还分布有两个沉头螺钉安装孔；该沉头螺钉安装孔的中心线垂直于定位板的表面。
装配钻模基座5与钻模主体1时，将两个侧板定位销4分别装入所述定位销安装孔内，对卡装在该钻模基座上的钻模主体进行定位。将两个主体紧固螺钉3分别装入所述主体紧固螺钉安装孔内，并将两个沉头螺钉2分别装入所述沉头螺钉安装孔内，实现所述的钻模基座5与钻模主体1固连。
所述基板的两端分别有基座紧固螺钉6的安装孔，用于将该钻模基座5与壳体固连。
在所述基板宽度方向的对称线上有钻模基座的定位孔，当所述钻模基座与壳体固连时，将主体定位销8装入该定位孔内，通过该定位孔实现钻模基座5的定位。
所述钻模主体1为板件，包括两块侧板和一块梯形的连接板。所述的两块侧板分别位于该连接板的两侧并与该连接板之间相互垂直。
所述两块侧板上分别分布有5个安装有钻套的钻孔7。所述钻套的内径与壳体连接件上拟加工孔的孔径相同。各钻孔7的位置和方向均根据所需加工的壳体连接件上孔的方向确定。
使用时，首先根据实际加工现场的具体设备，调整待加工金属壳体的方位，以方便后续进行钻孔操作。接下来清理壳体外圆定位基准面与钻模基座上基板的内圆弧面，保证两面都清洁无杂物。然后插入主体定位销8，拧紧基座紧固螺钉6，将钻模基座上基板的内圆弧面与壳体外圆定位面固连，同时定位板向基板下表面延伸部分与壳体端面也紧密贴合，至此钻模工装的安装定位完成。确认钻模工装与壳体紧密定位后，利用手工钻，通过钻孔7，按照距钻模基座由近及远的顺序依次分别加工两侧各5个孔。实际加工中，也可根据需要，在已经加工完成的孔中插入合适的销轴，进一步减少在加工下一个孔时的振动，提高产品质量。
Claims (6)
1.一种用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，包括钻模基座与钻模主体，并且所述的钻模主体的一端固定在所述钻模基座上表面的钻模主体安装面上。
2.如权利要求1所述用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，所述钻模基座由相互垂直的基板和定位板组成；所述的基板为弧形板，并且所述基板内圆弧的半径与壳体外圆的定位面半径相同；在该基板的一端端面有定位板；该定位板向基板下表面延伸部分与壳体端面配合，向该基板上表面延伸部分与所述钻模主体端面配合；在所述基板上表面有凸出的“凹”形连接块，并且该连接块的两侧壁板外表面之间的距离与所述钻模主体上的一对基准板之间的距离相同。
3.如权利要求2所述用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，所述基板内圆弧的半径与壳体的外半径相同，并且该基板内圆弧的弧面为整个工装的基准面，安装时与壳体外圆定位面接触并固连。
4.如权利要求2所述用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，在所述连接块两侧壁板上分别开有主体紧固螺钉安装孔，在该主体紧固螺钉安装孔一侧均有定位销安装孔；所述主体紧固螺钉安装孔的中心线与定位销安装孔的中心线相互平行；在所述连接块的上表面还分布有两个沉头螺钉安装孔；该沉头螺钉安装孔的中心线垂直于定位板的表面；
所述基板宽度方向的两端分别有基座紧固螺钉的安装孔；在所述基板中部有钻模基座的定位孔；
在所述基板宽度方向的对称线上有钻模基座的定位孔，当所述钻模基座与壳体固连时，将主体定位销装入该定位孔内，通过该定位孔实现钻模基座的定位。
5.如权利要求1所述用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，所述钻模主体包括两块侧板和一块梯形的连接板；所述的两块侧板分别位于该连接板的两侧并与该连接板之间相互垂直。
6.如权利要求5所述用于在壳体连接件钻孔的组合式钻模工装，其特征在于，所述两块侧板上分别分布有5个安装有钻套的钻孔；各钻孔的位置和方向均根据所需加工的壳体连接件上孔的方向确定。
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|---|---|---|---|---|
| CN108527511A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-09-14 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种橡胶产品孔径加工方法及冲孔工装 |
| CN112570902A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-30 | 青岛联诚宏达轨道交通设备有限公司 | 一种统型车设备舱骨架安装眼孔的加工工艺 |
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