CN218983277U - 一种斜孔加工定位导向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种斜孔加工定位导向装置，包括：连接待加工工件的导向件本体、支承杆和钻套；定位凸台可在待加工工件表面的定位凹槽中滑动直至寻找到最佳位置后，再由导向件本体上的紧固螺钉进行固定；第一端面上配置有一支承杆，支承杆杆体与导向件本体以螺纹的形式连接，用以引导刀具进入导向孔同时对钻杆起到支撑作用；导向孔配置为从第一端面延伸至第二端面的贯通设置于导向件本体上的通孔，具有定位角度和开孔角度以确定待加工斜孔的空间位置；钻套安装于第二端面的刀具出口端上，与支承杆、导向孔共同构成唯一的、固定的刀具引导路径；本实用新型可满足大型细长轴工件进行表面斜孔加工时对空间定位和加工精度两方面的高要求。

Description

一种斜孔加工定位导向装置

技术领域

本实用新型涉及定位工装领域，优选地，涉及一种斜孔加工定位导向装置。

背景技术

目前，很多大型细长轴类工件都存在表面斜孔加工需求，尤其是石油钻铤，在对其表面进行斜孔开孔以连通钻铤内部的导联孔时，对斜孔的加工精度有较高的要求。一方面，斜孔的空间位置与工件轴线所存在的复杂的空间角度关系使得斜孔的开孔角度和定位角度难以确定；另一方面，由于加工位置和工件本身形状的限制，在加工时钻头主轴无法靠近工件表面，从而导致钻头部分长度在加工过程中处于悬置状态，钻杆的振动会导致孔轴线发生偏斜从而影响斜孔的加工精度。为实现工件表面斜孔的定位和精度需求，现需要一种在大型细长轴工件表面进行斜孔加工时可以有效定位导向的工装。

现有技术如CN210937276U公开了一种用于轴类零件圆柱面斜孔加工的装置，包括箱体，箱体呈横置的矩形管状结构，其一端为取放口，另一端设有端板，箱体的上侧板中部设有导向套，导向套中转动限制有转盘，转盘的内部沿径向设有钻杆导向管，转盘的两侧对称开设有两组定位孔，导向套的外侧对称螺接有紧固螺钉；端板的下部螺接有推杆，推杆的内端固定有平定位板，箱体的前后侧板对称螺接有两组侧压杆，侧压杆的内端固定有弧形压板。该实用新型利用导向套、转盘、钻杆导向管和紧固螺钉构成导向机构，能够对钻杆进行导向，并可根据需要调节钻杆的倾斜角度，进而满足斜孔位置有一定要求轴类零件的打孔需求。

现有技术如CN103100894A公布了一种高精度钻斜孔工装，包括底板和压块，底板上带有弧面，弧面的弧度与工件底面的弧度相同，弧面上带有大定位孔和小定位孔；压块上带有长形孔，定位螺栓穿过长形孔与大定位孔配合。在底板上设置与工件底面弧度相同的弧面，在对工件进行定位时，定位面积比较大，有利于工件的稳定；同时在底板的弧面上设置斜的定位孔，通过定位销对工件进行定位，同时用定位螺栓将压块定位在工件上，提高工件的定位精度，进而保证钻孔的精度。该装置结构简单，经济实用，操作方便，加工精度高。

现有技术如CN208961526U公开了一种曲面斜孔加工夹紧及定位装置，包括底板，底板上垂直设置有支撑板，支撑板呈双角度结构且支撑板上部与底板平行设置；支撑板中部设置有第一通孔和夹紧机构，第一通孔内安装有第一止推螺钉，第一止推螺钉一端与第一弹性锥销连接，第一弹性锥销的另一端通过垫片与基准块固定连接且伸出基准块外，第一弹性锥销与基准块的中心同轴。该实用新型通过快速夹及压块对产品进行压紧，压块采用聚氨酯材料，防止产品夹伤和变形，保证更好的夹紧效果；采用钻套来用于定位和引导钻头切削，防止钻头打滑跑偏，保证产品上加工的斜孔尺寸和精度要求。

但是，上述现有技术都无法应用于对大型细长轴类工件表面进行斜孔加工的情况，也无法同时满足对斜孔的空间定位和加工精度两方面的高要求。因此，本实用新型提出了一种斜孔加工定位导向装置，尤其适用于对大型细长轴工件表面的斜孔加工，可确定斜孔在工件内部的空间位置，同时为刀具提供精准导向并提高加工过程的稳定性。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

本实用新型提供一种斜孔加工定位导向装置，包括：导向件本体和支承杆，所述导向件本体包括第一端面、第二端面、第三端面、顶面、定位凸台、紧固螺钉、导向孔；所述支承杆包括支承杆杆体、锁紧螺母、钻套。

优选地，所述导向孔为所述第一端面延伸至第二端面的通孔，其长度满足对刀具的导向需求。

优选地，所述导向孔的直径与刀具直径相配合，根据不同的刀具直径进行设置，优选为刀具直径小于φ4mm时，所配置的导向孔直径比刀具直径大5‰-15‰。

优选地，所述导向孔在第一端面和第二端面上的截面连线与待加工工件的轴线不重合，即导向孔的轴线与待加工工件的轴线存在空间角度关系。

优选地，所述导向孔在所述第一端面上为刀具进口端，所述导向孔在所述第二端面上为刀具出口端，刀具通过所述导向孔导向定位后于工件表面进行加工。

优选地，所述导向孔位于所述第一端面的刀具进口端与待加工工件和导向件本体固定后的定位轴线成一定角度，即确定斜孔的开孔角度，具体为加工完成后斜孔轴线与待加工工件径向轴线夹角。所述开孔角度根据实际加工需求优选为10°～30°范围内的任意角度。

优选地，所述导向孔的轴线与水平面成一定角度，即导向孔的定位角度。所述定位角度根据实际加工需求优选为10°～30°范围内的任意角度。

优选地，所述导向孔位于第一端面上的刀具进口端与引导刀具、支撑钻杆的支承杆同轴相接，所述支承杆配置为圆筒体，所述导向孔在刀具进口端附近设有一段具有内螺纹的孔段以连接支承杆。

优选地，所述支承杆端部设置为具有外螺纹的螺杆形式，与位于所述导向孔刀具进口端的具有内螺纹的孔段以螺纹的方式进行连接。

优选地，所述支承杆配置有一个锁紧螺母以进一步固定支承杆和所述导向件本体的连接关系。

优选地，所述导向孔的位于第二端面的刀具出口端配置有一个钻套，所述钻套锚固于第二端面，钻套安装完毕后需磨平凸出部分以适应待加工工件的表面形状。

优选地，所述支承杆、导向孔和钻套构成本实用新型提供的斜孔加工定位导向装置的导向路径。

优选地，所述导向件本体的底部配置有一定位凸台，所述定位凸台与待加工工件的定位凹槽在形状和结构上相配合，所述定位凸台也可选用形状上更为复杂的其他键机构。

优选地，所述待加工工件的定位凹槽长度大于所述定位凸台的长度，所述导向件本体可在所述待加工工件的定位凹槽中进行滑动直至最准确的位置以增加斜孔在待加工工件轴向的定位精度。

优选地，所述第三端面是在所述顶面上局部切出的斜面，其形状有利于所述导向件本体在待加工工件的定位凹槽中滑动时操作者的手部操持动作，也为本实用新型的斜孔导向定位装置的手动装卸过程提供便利。

本实用新型的有益技术效果包括：

导向件本体贯穿设置了由第一端面延伸至第二端面的导向孔，导向孔的开孔角度和定位角度相配合可确定斜孔在待加工工件内部的空间位置，达到对斜孔进行准确空间定位的有益效果。

导向件本体上的定位凸台可在待加工工件表面的定位凹槽中进行滑动以找准最佳开孔位置，再通过第一端面和顶面上的四个紧固螺钉固定导向件本体在待加工工件表面上的位置，达到精准定位、快速定位的有益效果。

导向件本体的第一端面上设置了用以引导刀具的支承杆，刀具通过支撑杆内部进入导向件本体可以避免刀具在进入导向孔时刀头与导向件本体的端面发生摩擦，同时导向孔具有足够的长度来引导刀具的方向，再加上导向孔的直径与刀具直径相配合，在减少刀具振动的同时也可对刀具起到一定保护作用；支承杆除引导作用外还可支撑钻杆以减少刀具振动，达到稳定加工和保护刀具的有益效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置与待开孔工件的装配示意图；

图2是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置俯视图；

图3是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置正视图；

图4是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置仰视图；

图5是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置左视图；

图6是本实用新型的一种斜孔加工定位导向装置的A-A方向剖视图；

附图标记列表

100：导向件本体；101：第一端面；102：第二端面；103：第三端面；104：顶面；105：定位凸台；106：紧固螺钉；107：具有内螺纹的孔段；200：待加工工件；201：定位凹槽；300：导向孔；301：刀具进口端；302：刀具出口端；303：定位角度；304：开孔角度；400：支承杆；401：支承杆杆体；402：锁紧螺母；403：钻套。

具体实施方式

本申请中规定的任何方向仅为读者阅读方便而设置，并不对本申请做出相应的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。

通过以下结合附图对本实用新型的一个或多个实施方式的说明可以更彻底地理解本实用新型的这些和其他特征和优点。

针对现有技术，本申请提出了一种斜孔加工定位导向装置，包括：

根据一种优选的实施方式，如图1、图2所示，定位凸台105与定位凹槽201在形状和尺寸上相互配合，具体为：待加工工件200的表面预先铣削出长度大于导向件本体100底部的定位凸台105长度的定位凹槽201，导向件本体100底部的定位凸台105插入定位凹槽201后可在其中进行滑动以寻找最佳位置，确认最佳加工位置后由导向件本体100的顶面104和第三端面103上的分列于四角的四个紧固螺钉106对导向件本体100进行固定以达到导向件本体100与待加工工件200的紧固连接，保证加工过程中整个装置的稳定性。除附图示出定位凸台105的形状之外，还可选用形状更为复杂的键机构。

根据一种优选实施方式，如图2、图6所示，导向孔300从第一端面101延伸至第二端面102从而贯穿整个导向件本体100，导向孔300在第一端面101上为刀具进口端301，在第二端面102上为刀具出口端302。导向孔300的直径应根据不同的刀具直径进行配置，在保证对刀具的方向引导的同时还应留有一定裕度以防刀具加工振动与导向孔300内壁碰撞导致刀具的折损，例如当刀具直径小于φ4mm时，导向孔300直径应比刀具直径大5‰-15‰。

根据一种优选的实施方式，如图2、图6所示，导向件本体100具有第一端面101、第二端面102、第三端面103和顶面104。导向孔300在第一端面101上为刀具进口端301，第一端面101上配置有一个支承杆400与导向孔300同轴连接，刀具经支承杆400引导后进入导向件本体100再沿着导向孔300经钻套403穿出并接触工件表面进行加工。导向孔300位于第二端面102的刀具出口端302配置有一个钻套403，该钻套403采用例如焊接的方式锚固于第二端面102。在钻套403安装完毕后需磨平凸出部分以适应待加工工件200的表面形状。可见本装置为刀具的导向定位过程提供了一个唯一的、固定的导向路径，即支承杆-导向孔-钻套路径。这种设置可以避免刀具在进入导向孔300或退刀时与导向件本体100的端面发生摩擦或碰撞，对导向件本体100和刀具都形成了保护。进一步地，支承杆400对钻杆的支撑减小了钻杆的振动进而避免加工时孔轴线的偏斜从而提高加工精度。

根据一种优选的实施方式，如图5、图6所示，导向孔300的轴线与待加工工件200的轴线不重合，即存在空间角度关系。具体为：导向孔配置有定位角度(303)10°和开孔角度(304)22.65°。定位角度303指的是导向孔300的轴线与水平面所成夹角的角度，该定位角度303可在斜孔加工时根据需求设置为10°～30°范围内的任意角度；开孔角度304指的是导向孔300位于第一端面101的刀具进口端301与待加工工件200和导向件本体100固定后的定位轴线所成夹角的角度，该开孔角度304可在斜孔加工时根据需求设置为10°～30°范围内的任意角度。经过空间角度变换计算可知该开孔角度304即为加工后的斜孔与待加工工件200径向轴线所成夹角的角度。定位角度303决定了导向孔300与x轴方向的角度关系，开孔角度304决定了导向孔300与y轴方向和z轴方向的角度关系，结合起来可确定导向孔300的空间角度关系；导向件本体100在待加工工件200上的定位可提供斜孔的开孔位置，三者结合可得到斜孔准确的空间位置。

根据一种优选的实施方式，如图1、图3所示，该斜孔加工定位导向装置还配置有支承杆400，支承杆杆体401被配置为圆筒体以引导刀具进入导向件本体100的导向孔300内，同时支承杆400有支撑钻杆以减小钻杆振动提高加工稳定性的作用。支承杆400与导向件本体100通过螺纹的方式紧固连接，具体为：在导向孔300靠近第一端面101的刀具进口端301附近选取一段配置为具有内螺纹的孔段107，该具有内螺纹的孔段107的直径与支承杆杆体401的直径相配合。在对这一段进行内螺纹加工后，该具有内螺纹的孔段107的直径大于导向孔300的直径。支承杆杆体401端部被设置成具有外螺纹的螺杆形式。支承杆杆体401通过螺纹与导向件本体100进行连接后，再加以一个锁紧螺母402用于固定支承杆杆体401和第一端面101的接触面，以保证支承杆400与导向件本体100紧固连接。

根据一种优选的实施方式，如图1、图2所示，导向件本体100的第三端面103是在顶面104上进行局部切削得到的斜面，当导向件本体100的定位凸台105在待加工工件200上的定位凹槽201内滑动时，第三端面103和顶面104形成的连接面可为操作者的手部提供受力点，同时第三端面103斜面的设计也有利于对该斜孔加工定位导向装置的装卸操作。

根据一种优选的实施方式，如图1、图6所示，在进行大型细长轴工件的表面斜孔加工时，刀具经支承杆400引导后从位于第一端面101的刀具进口端301进入导向孔300，沿导向孔300行进至第二端面102的刀具出口端302，此过程中刀具不可同时开启旋转和冷却。在刀具进入到导向孔300长度的2/3时可开始提供冷却，刀具穿出导向孔300即将与待加工工件200表面接触时开启主轴进给。在加工完毕退刀的过程中，在刀具没有完全退出斜孔时就应马上停止旋转和冷却供应，以防止因退刀过程中转速减小引起刀具振动进而影响斜孔的精度。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。本实用新型说明书包含多项实用新型构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项实用新型构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种斜孔加工定位导向装置，包括：连接待加工工件(200)的导向件本体(100)和引导刀具、支撑钻杆的支承杆(400)，所述导向件本体(100)包括第一端面(101)、第二端面(102)、导向孔(300)，所述导向孔(300)是贯穿设置于导向件本体(100)的从第一端面(101)延伸至第二端面(102)的通孔，

其特征在于，

所述导向孔(300)轴线与待加工工件(200)的轴线不重合，所述导向孔(300)具有定位角度(303)和开孔角度(304)，

所述导向孔(300)与所述支承杆(400)同轴连接，

所述斜孔加工定位导向装置的导向路径由支承杆(400)、导向孔(300)和钻套(403)共同构成。

2.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，定位凸台(105)与待加工工件(200)表面的定位凹槽(201)在尺寸和形状上互相配合。

3.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述导向孔(300)在所述第一端面(101)上是刀具进口端(301)，所述导向孔(300)在所述第二端面(102)上是刀具出口端(302)，其中，

所述导向孔(300)在刀具进口端(301)处与支承杆(400)同轴连接，所述导向孔(300)的刀具出口端(302)处装有钻套(403)。

4.根据权利要求3所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述钻套(403)锚固于所述导向孔(300)的刀具出口端(302)。

5.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述导向孔(300)的定位角度(303)是导向孔(300)轴线与水平面所成夹角的角度。

6.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述导向孔(300)的开孔角度(304)是导向孔(300)位于所述第一端面(101)的刀具进口端(301)与固定后导向件本体(100)的定位轴线所成夹角的角度。

7.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述导向孔(300)在所述第一端面(101)的刀具进口端(301)附近设有一段具有内螺纹的孔段(107)，所述具有内螺纹的孔段(107)直径与所述支承杆杆体(401)的直径相配合且大于所述导向孔(300)的直径。

8.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，第三端面(103)是由顶面(104)局部切削得到的斜面。

9.根据权利要求8所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述第三端面(103)和所述顶面(104)的四角处设有四个紧固螺钉(106)。

10.根据权利要求1所述的一种斜孔加工定位导向装置，其特征在于，所述支承杆杆体(401)配置为圆筒体，其端部配置为具有外螺纹的螺杆形式并配套设有紧固件。

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