CN105904242A - 一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法 - Google Patents

一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法，所述加工装置包括夹具体、定位块、调整块及支撑块，所述定位块通过内六角圆柱头螺钉C固定在夹具体的斜面基准上，调整块通过内六角圆柱头螺钉A固定在定位块上，所述支撑块通过内六角圆柱头螺钉B固定在定位块两侧，所述夹具体上设置有导向孔，所述夹具体上还设置有用于安装活塞零件的内孔；所述方法步骤包括：(1)分析待加工零件；(2)制造活塞圆柱面上斜孔加工装置；(3)加工活塞零件圆柱表面上的斜孔。采用本发明可以扩大普通台式钻床的加工范围，能方便、快捷地加工出活塞零件圆柱面上的斜孔，能有效解决钻头在加工过程中易折断的问题，从而提高生产效率，降低加工成本，减轻工人的劳动强度。

Description

一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体是涉及一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法。
背景技术
活塞零件是气缸体或是液压组件的重要零件之一，零件的加工精度较高，对于活塞圆柱面上的斜孔加工极其困难。第一，圆柱面上斜孔定位困难；第二，斜孔加工过程中钻头易于引偏且易折断。目前，对活塞圆柱面上斜孔的加工主要是用各种数控机床，或是用复杂的工艺装备配合普通机床加工完成，其加工方法对操作工人的技能和加工设备的性能要求较高，增加了产品的生产成本。因此，为了提高该类斜孔的加工效率，降低生产成本，亟需一种适用于加工此类孔的简便操作方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有斜孔加工方法所存在的缺陷，提供了一种活塞圆柱面上斜孔加工装置及其方法。从而可实现在普通台式钻床上加工活塞零件圆柱面上的斜孔，提高生产效率，降低加工成本。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种活塞圆柱面上斜孔加工装置，包括夹具体、定位块、调整块及支撑块，所述定位块通过内六角圆柱头螺钉C固定在夹具体的斜面基准上，所述调整块通过内六角圆柱头螺钉A固定在定位块上，所述支撑块通过内六角圆柱头螺钉B固定在定位块两侧，所述夹具体上设置有导向孔，所述导向孔垂直于水平面，所述夹具体上还设置有用于安装活塞零件的内孔，所述内孔的轴心与导向孔的轴心形成的角度与活塞零件圆柱面上斜孔与其外圆母线的夹角一致。
一种采用上述装置加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其具体方法步骤如下：
(1)分析待加工零件：分析活塞零件结构，尺寸及其圆柱面上斜孔的尺寸精度和表面粗糙度要求；
(2)制造活塞圆柱面上斜孔加工装置：其具体制造方法步骤包括：制造夹具体、制造定位块、制造调整块、制造支撑块及装配；
(3)加工活塞零件圆柱表面上的斜孔：采用已制造好的加工装置在普通台式钻床上加活塞零件圆柱面上的斜孔，其具体方法步骤如下：
A、把活塞零件与加工装置安装为一体，按加工装置对活塞零件的定位关系，将活塞零件正确装入加工装置中；
B、根据活塞零件圆柱表面上斜孔距小头端面的尺寸调整其调整块3的厚度，然后用六角头螺栓顶紧活塞零件的大端面，使其装夹在加工装置中；
C、把装配好的加工装置固定在普通台式钻床的工作台上；
D、采用钻头通过加工装置中夹具体上的导向孔进行定位，即可加工出活塞零件圆柱面上的斜孔。
所述步骤(2)中制造夹具体的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用不锈钢棒料进行下料；
b、粗车棒料两端面；
c、平面磨步骤b中粗车后的棒料两端面；
d、线切割出夹具体的外形尺寸；
e、平面磨两组平行面；
f、采用立式加工中心加工夹具体上的安装孔，并铣加工螺纹孔；
g、钻夹具体上的导向孔，并修清毛刺；
h、对夹具体进行热处理：采用盐浴淬火HRC44-48；
j、清除加工好的夹具体表面氧化皮。
所述步骤(2)中制造定位块的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；
b、对步骤a中下料好的坯料铣出六面尺寸；
c、热处理：对步骤b中铣出六面尺寸的坯料进行调质处理；
d、铣定位槽，并修清毛刺；
e、铣光孔，并加工螺纹孔至尺寸要求；
f、锐边倒钝。
所述步骤(2)中制造调整块的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；
b、热处理：对步骤a中下好的材料进行调质处理；
c、车外圆、两端面及加工螺纹孔；
d、平面磨两端面，并修清毛刺。
所述步骤(2)中制造支撑块的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用45钢下料加工
b、铣边，使相关尺寸达到要求；
c、热处理：硬度HRC28-32；
d、磨两平面，采用钳加工两孔，并修清毛刺；
e、表面处理：发蓝。
所述步骤(2)中装配的具体方法是：把加工好的定位块用内六角圆柱头螺钉C装在夹具体上，将支撑块用内六角圆柱头螺钉B固定在定位块上，同时用内六角圆柱头螺钉A把调整块固定在定位块上。
本发明的有益效果在于：
采用本发明可以扩大普通台式钻床的加工范围，能方便、快捷地加工出活塞零件圆柱面上的斜孔，能有效解决钻头在加工过程中易折断的问题，从而提高生产效率，降低加工成本，减轻工人的劳动强度。可在机械小孔加工技术领域广泛推广应用。
附图说明
图1是本发明所述加工装置的结构示意图；
图2是图1的K向视图；
图3是本发明中待加工活塞零件的结构示意图；
图4是本发明中夹具体的结构示意图；
图5是本发明中定位块的结构示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是图5的P向视图；
图8是图5的Q向视图；
图9是本发明中调整块的结构示意图；
图10是图9的俯视图；
图11是本发明中支撑块的结构示意图；
图12是图11的俯视图。
图中：1-夹具体，2-定位块，3-调整块，4-支撑块，5-内六角圆柱头螺钉A，6-内六角圆柱头螺钉B，7-内六角圆柱头螺钉C，8-六角头螺栓，9-活塞零件。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图所示，本发明所述的一种活塞圆柱面上斜孔加工装置，包括夹具体1、定位块2、调整块3及支撑块4，所述定位块2通过内六角圆柱头螺钉C7固定在夹具体1的斜面基准上，所述调整块3通过内六角圆柱头螺钉A5固定在定位块2上，所述支撑块4通过内六角圆柱头螺钉B6固定在定位块2两侧，所述夹具体1上设置有导向孔，所述导向孔垂直于水平面，所述夹具体1上还设置有用于安装活塞零件9的内孔，所述内孔的轴心与导向孔的轴心形成的角度与活塞零件圆柱面上斜孔与其外圆母线的夹角一致。
一种采用上述装置加工活塞圆柱面上斜孔的加工方法，其具体方法步骤如下：
(1)分析待加工零件：分析活塞零件9结构，尺寸及其圆柱面上斜孔的尺寸精度和表面粗糙度要求；如图3所示，其活塞零件9的具体结构尺寸要求如下：
A、分析活塞零件9圆柱面上斜孔φd距小头端面的尺寸及公差要求，斜孔φd与外圆母线的夹角α及公差要求；
B、分析活塞零件9圆柱面斜孔φd与活塞零件9内孔φd2的底面和环形槽的底面外圆φd3的位置关系。
(2)设计、制造活塞圆柱面上斜孔加工装置：
根据活塞零件9结构(如图3所示)及其外圆面上斜孔的尺寸精度、表面粗糙度要求设计活塞圆柱面上斜孔加工装置，如图1、图2所示，该加工装置由夹具体1、定位块2、调整块3、支撑块4、内六角圆柱头螺钉A5、内六角圆柱头螺钉B6、内六角圆柱头螺钉C7和六角头螺栓8构成；所述夹具体1上设计有与活塞圆柱面上斜孔φd相匹配的加工导向孔(如图4所示)，该导向孔φd在夹具体1上垂直于水平面，夹具体1设置有内孔φD作为活塞零件9的径向定位基准，其轴心与导向孔φd的轴心形成的角度α与活塞零件9上斜孔与其外圆母线的夹角一致，定位块2由内六角圆柱头螺钉C7固定在夹具体1的斜面基准上，如图5至图8所示，定位块2的P向正面作为定位基准与夹具体1贴合，由内六角圆柱头螺钉C7穿过定位块2上的的螺栓孔与夹具体1连接，其定位块2的Q向正面设计有通孔，调整块3通过内六圆柱头螺钉A5穿过通孔后固定在定位块2上；如图9、图10所示，调整块3根据活塞零件9圆柱面上的斜孔φd距小头端面的尺寸L调整其厚度H，作为活塞零件的轴向定位基准；如图11、图12所示，支撑块4由内六角圆柱头螺钉B固定在定位块2U型槽两侧面上，增强工艺装备的加工刚性。
制造上述加工装置的具体工艺步骤如下：
A、制造夹具体1：其具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用不锈钢棒料进行下料；下料尺寸根据待加工活塞零件结构尺寸确定；
b、粗车棒料两端面；
c、平面磨步骤b中粗车后的棒料两端面；
d、线切割出夹具体1的外形尺寸；
e、平面磨两组平行面；如图4所示，平面磨两组平行面A、B，且A组平行面B组平行面的平行度为均为0.02。
f、采用立式加工中心加工夹具体1上的安装孔，即图4中φD，用于安装活塞零件9，并铣加工螺纹孔，即用于内六角圆柱头螺钉C7将定位块2安装在夹具体1斜面基准上的螺纹孔(图中未示出)；
g、钻夹具体1上的导向孔，如图4中φd所示，并修清毛刺；
h、对夹具体1进行热处理：采用盐浴淬火HRC44-48；
j、清除加工好的夹具体1表面氧化皮。
B、制造定位块2：其具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；下料尺寸根据待加工活塞零件9结构尺寸确定；
b、如图5至图8所示，对步骤a中下料好的坯料铣出六面尺寸，并保证其六个面的表面粗糙度、平行度及垂直度；
c、热处理：对步骤b中铣出六面尺寸的坯料进行调质处理；
d、铣定位槽，并修清毛刺；如图5、图6所示，铣出用于安装活塞零件9的定位槽；
e、铣光孔，并加工螺纹孔至尺寸要求；如图5、图7、图8所示，铣光孔P向及Q向面上的光孔及加工图5中的4-M4螺纹孔。
f、锐边倒钝。
C、制造调整块3：其具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；
b、热处理：对步骤a中下好的材料进行调质处理；
c、车外圆、两端面及加工螺纹孔；如图9、图10所示，车外圆、两端面形成圆盘，并在圆盘中心加工出M5螺纹孔，用于与内六圆柱头螺钉A5连接。
d、平面磨两端面，并修清毛刺。
D、制造支撑块4：其具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用45钢下料加工
b、铣边，使相关尺寸达到要求；
c、热处理：硬度HRC28-32；
d、磨两平面，采用钳加工两孔，并修清毛刺；如图11所示，支撑块4上的2-φ4.5用于穿过内六圆柱头螺钉B6后与定位块2连接。
e、表面处理：发蓝。
E、装配：把加工好的定位块2用内六角圆柱头螺钉C7装在夹具体1上，将支撑块4用内六角圆柱头螺钉B6固定在定位块2上，同时用内六角圆柱头螺钉A5把调整块3固定在定位块2上。
(3)加工活塞零件圆柱表面上的斜孔：采用已制造好的加工装置在普通台式钻床上加活塞零件圆柱面上的斜孔，其具体方法步骤如下：
A、把活塞零件与加工装置安装为一体，按加工装置对活塞零件的定位关系，将活塞零件正确装入加工装置中；
B、根据活塞零件圆柱表面上斜孔距小头端面的尺寸L调整其调整块3的厚度H，然后用六角头螺栓8顶紧活塞零件的大端面，使其装夹在加工装置中；所述六角头螺栓8由M16×55改制而成，螺栓端面要求平整；
C、把装配好的加工装置固定在普通台式钻床的工作台上；
D、采用钻头通过加工装置中夹具体1上的导向孔φd进行定位，即可加工出活塞零件圆柱面上的斜孔。

Claims (7)

1.一种活塞圆柱面上斜孔加工装置，其特征在于：包括夹具体(1)、定位块(2)、调整块(3)及支撑块(4)，所述定位块(2)通过内六角圆柱头螺钉C(7)固定在夹具体(1)的斜面基准上，所述调整块(3)通过内六角圆柱头螺钉A(5)固定在定位块(2)上，所述支撑块(4)通过内六角圆柱头螺钉B(6)固定在定位块(2)两侧，所述夹具体(1)上设置有导向孔，所述导向孔垂直于水平面，所述夹具体(1)上还设置有用于安装活塞零件(9)的内孔，所述内孔的轴心与导向孔的轴心形成的角度与活塞零件圆柱面上斜孔与其外圆母线的夹角一致。
2.一种采用如权利要求1所述装置加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其具体方法步骤如下：
(1)分析待加工零件：分析活塞零件(9)结构，尺寸及其圆柱面上斜孔的尺寸精度和表面粗糙度要求；
(2)制造活塞圆柱面上斜孔加工装置：其具体制造方法步骤包括：制造夹具体(1)、制造定位块(2)、制造调整块(3)、制造支撑块(4)及装配；
(3)加工活塞零件圆柱表面上的斜孔：采用已制造好的加工装置在普通台式钻床上加活塞零件圆柱面上的斜孔，其具体方法步骤如下：
A、把活塞零件与加工装置安装为一体，按加工装置对活塞零件的定位关系，将活塞零件正确装入加工装置中；
B、根据活塞零件圆柱表面上斜孔距小头端面的尺寸调整其调整块(3)的厚度，然后用六角头螺栓(8)顶紧活塞零件的大端面，使其装夹在加工装置中；
C、把装配好的加工装置固定在普通台式钻床的工作台上；
D、采用钻头通过加工装置中夹具体(1)上的导向孔进行定位，即可加工出活塞零件圆柱面上的斜孔。
3.根据权利要求2所述的一种加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中制造夹具体(1)的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用不锈钢棒料进行下料；
b、粗车棒料两端面；
c、平面磨步骤b中粗车后的棒料两端面；
d、线切割出夹具体1的外形尺寸；
e、平面磨两组平行面；
f、采用立式加工中心加工夹具体(1)上的安装孔，并铣加工螺纹孔；
g、钻夹具体(1)上的导向孔，并修清毛刺；
h、对夹具体(1)进行热处理：采用盐浴淬火HRC44-48；
j、清除加工好的夹具体(1)表面氧化皮。
4.根据权利要求2所述的一种加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中制造定位块(2)的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；
b、对步骤a中下料好的坯料铣出六面尺寸；
c、热处理：对步骤b中铣出六面尺寸的坯料进行调质处理；
d、铣定位槽，并修清毛刺；
e、铣光孔，并加工螺纹孔至尺寸要求；
f、锐边倒钝。
5.根据权利要求2所述的一种加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中制造调整块(3)的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用优质中碳钢进行下料；
b、热处理：对步骤a中下好的材料进行调质处理；
c、车外圆、两端面及加工螺纹孔；
d、平面磨两端面，并修清毛刺。
6.根据权利要求2所述的一种加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中制造支撑块(4)的具体制造方法步骤如下：
a、下料：选用45钢下料加工
b、铣边，使相关尺寸达到要求；
c、热处理：硬度HRC28-32；
d、磨两平面，采用钳加工两孔，并修清毛刺；
e、表面处理：发蓝。
7.根据权利要求2所述的一种加工活塞圆柱面上斜孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中装配的具体方法是：把加工好的定位块(2)用内六角圆柱头螺钉C(7)装在夹具体(1)上，将支撑块(4)用内六角圆柱头螺钉B(6)固定在定位块(2)上，同时用内六角圆柱头螺钉A(5)把调整块(3)固定在定位块(2)上。
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