CN113084219A - 一种钻孔及双面倒角装置 - Google Patents

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张斌
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夏中华
牛成林
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Abstract

本发明公开一种钻孔及双面倒角装置，通过顶针对半轴两端顶紧实现轴向定位，并可周向转动；动力机架上设置动力钻，动力钻上安装刀具后，沿半轴的轴向进给钻孔；钻孔刀片可实现钻孔以及加工外倒角；内倒角刀具在内倒角刀杆上设置内倒角刀片，内倒角刀杆的外径小于钻倒一体刀具加工的钻孔内径；加工内倒角时，将内倒角刀杆从钻孔的外端***从内端伸出，***过程中内倒角刀片受到钻孔边缘的挤压回缩到内倒角刀杆之内，穿过钻孔后在弹力的作用下弹出到内倒角刀杆的侧壁之外，此时内倒角刀具在动力钻的带动下旋转，反向沿轴向平移切削内倒角；不需要移动并重新定位半轴，仅需更换不同的刀具即可，提升法兰盘的钻孔和倒角的加工效率。

Description

一种钻孔及双面倒角装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，更进一步涉及一种钻孔及双面倒角装置。
背景技术
半轴也叫驱动轴，是变数箱减速器和驱动轮传递扭矩的轴，在半轴的端部设置法兰盘，需要在法兰盘上的加工钻孔；目前半轴产品机加工钻孔、镗孔、外端面倒角、内端面倒角四道工序分别在不同的设备上加工，设备用量多，人员用量大，加工占地面积大；每次加工时都需要移动半轴并重新定位，导致加工效率低下，且容易出现磕碰。
对于本领域的技术人员来说，如何提升法兰盘的钻孔、倒角加工效率，避免磕碰，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种钻孔及双面倒角装置，可在法兰盘上钻孔及双面倒角，提升法兰盘的加工效率，具体方案如下：
一种钻孔及双面倒角装置，包括：
半轴定位床体，其上设置位于半轴两端的定位块，所述定位块上分别设置用于对半轴两端顶紧实现轴向定位的顶针；所述顶针与半轴能够同步沿周向转动；
动力机架，其上设置动力钻，所述动力钻用于安装刀具，利用刀具沿半轴的轴向进给钻孔；
钻倒一体刀具，包括钻倒刀柄、钻孔刀片和外倒角刀片；所述钻孔刀片位于所述钻倒刀柄的端部，用于钻孔；所述外倒角刀片位于所述钻倒刀柄的侧壁，用于加工外倒角；
内倒角刀具，包括内倒角刀杆、弹性组件和内倒角刀片；所述内倒角刀杆的外径小于所述钻倒一体刀具加工的钻孔内径；所述内倒角刀片转动连接在所述内倒角刀杆上，所述弹性组件设置在所述内倒角刀杆上，用于使所述内倒角刀片弹出到所述内倒角刀杆侧壁之外的趋势；所述内倒角刀具在所述动力钻的带动下穿过法兰盘上的钻孔，并旋转切削内倒角。
可选地，所述动力机架上设置X轴驱动模组、Y轴驱动模组、Z轴驱动模组，所述X轴驱动模组、所述Y轴驱动模组、所述Z轴驱动模组相互配合带动所述动力钻三维移动。
可选地，所述X轴驱动模组、所述Y轴驱动模组、所述Z轴驱动模组分别通过直线导轨导向，由丝杆提供驱动力。
可选地，还包括直线刀库，其上用于放置不同的刀具，所述动力机架从所述直线刀库上取放刀具。
可选地，所述直线刀库包括固定板、活动板和缓冲装置，所述固定板和所述活动板上相应设置用于放置刀具的凹槽；所述缓冲装置位于所述固定板和所述活动板之间，所述活动板靠近所述固定板时能够压缩所述缓冲装置实现缓冲。
可选地，还包括放置于所述直线刀库上用于对刀的对刀仪。
可选地，所述弹性组件包括弹簧和顶针，所述弹簧的一端顶在所述内倒角刀杆上，另一端顶在所述顶针上，所述顶针顶在所述内倒角刀片上施加弹力。
可选地，所述半轴定位床体上设置平行于半轴的导向槽，所述定位块能够沿所述导向槽导向平移，并相对固定。
可选地，所述内倒角刀片的外刃倾角小于内刃倾角。
本发明提供一种钻孔及双面倒角装置，半轴定位床体上设置定位块，定位块上设置顶针，两端的顶针对半轴两端顶紧实现轴向定位，并且半轴能够周向转动以在不同的位置钻孔；动力机架上设置动力钻，动力钻上安装刀具后，沿半轴的轴向进给钻孔；刀具包括两种，钻倒一体刀具和内倒角刀具，钻孔刀片可实现钻孔以及加工外倒角，用一个刀具完成两步操作；内倒角刀具在内倒角刀杆上设置内倒角刀片，内倒角刀杆的外径小于钻倒一体刀具加工的钻孔内径；加工内倒角时，将内倒角刀杆从钻孔的外端***从内端伸出，***过程中内倒角刀片受到钻孔边缘的挤压回缩到内倒角刀杆之内，穿过钻孔后在弹力的作用下弹出到内倒角刀杆的侧壁之外，此时内倒角刀具在动力钻的带动下旋转，反向沿轴向平移切削内倒角；由于不需要移动并重新定位半轴，仅需更换不同的刀具即可，能够提升法兰盘的钻孔和倒角的加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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1A为本发明提供的钻孔及双面倒角装置一种具体结构的轴测示意图；
图1B为图1A中X部分的局部放大图；
图2和图3分别为本发明提供的钻孔及双面倒角装置的正视图和俯视图；
图4为钻倒一体刀具的剖面图；
图5A为内倒角刀具的整体结构示意图；
图5B为图5A中前部的局部结构图。
图中包括：
半轴定位床体1、定位块11、导向槽12、动力机架2、动力钻21、X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24、直线导轨201、丝杆202、钻倒一体刀具3、钻倒刀柄31、钻孔刀片32、外倒角刀片33、内倒角刀具4、内倒角刀杆41、弹性组件42、弹簧421、顶针422、内倒角刀片43、直线刀库5、固定板51、活动板52、缓冲装置53。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种钻孔及双面倒角装置，可在法兰盘上钻孔及双面倒角，提升法兰盘的加工效率。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的钻孔及双面倒角装置进行详细的介绍说明。
如图1A所示，为本发明提供的钻孔及双面倒角装置一种具体结构的轴测示意图，图2和图3分别表示本发明提供的钻孔及双面倒角装置的正视图和俯视图，图中A表示半轴；该钻孔及双面倒角装置包括半轴定位床体1、动力机架2、钻倒一体刀具3、内倒角刀具4等结构，半轴定位床体1对半轴起到定位作用；上设置位于半轴两端的定位块11，定位块11位于半轴长度方向的两端，定位块11上分别设置用于对半轴两端顶紧实现轴向定位的顶针，在半轴的两端沿轴线方向设置定位孔，两端定位块11上分别设置锥形的顶针，顶针分别顶在定位孔中，沿轴线方向施加顶紧作用力，将半轴定位固定。
顶针与半轴能够同步沿周向转动，两端的顶针顶紧半轴时，与半轴相对固定，顶针可以相对于定位块11周向转动，因此顶针与半轴保持同步周向转动，调节半轴所处的角度。
动力机架2上设置动力钻21，动力钻21能够伺服电机等动力装置驱动旋转；动力钻21用于安装刀具，驱动刀具同步转动，利用刀具沿半轴的轴向进给钻孔，加工时，动力钻21带动刀具同步转动，半轴半轴的轴线方向移动，在半轴的法兰盘上加工出钻孔。
本发明中所应用的刀具包括两种，一种是钻倒一体刀具3，另一种是内倒角刀具4。
如图4所示，为钻倒一体刀具3的剖面图；钻倒一体刀具3包括钻倒刀柄31、钻孔刀片32和外倒角刀片33；钻孔刀片32位于钻倒刀柄31的端部，用于钻孔，钻孔刀片32位于钻倒刀柄31的端部，钻孔刀片32最先与工件接触，在工件上加工出孔径一致的钻孔；外倒角刀片33的刀刃呈倾斜设置，当钻倒刀柄31完成钻孔加工之后，继续沿轴向移动，使外倒角刀片33与钻孔的外端边缘接触，在轴向移动的过程中形成外倒角。
外倒角刀片33位于钻倒刀柄31中部位置的侧壁上，用于加工外倒角，外倒角刀片33凸出于钻倒刀柄31的外表面，外倒角刀片33的刀刃呈倾斜设置，并且外倒角刀片33和钻孔刀片32之间的间距大于钻孔的深度，钻孔刀片32加工出钻孔，继续轴向进给加工出外倒角，一次性完成两个步骤的加工工艺，不需要退刀以及改变半轴的位置。
如图5A所示，为内倒角刀具4的整体结构示意图，图5B为图5A中前部的局部结构图；内倒角刀具4包括内倒角刀杆41、弹性组件42和内倒角刀片43；内倒角刀杆41为一个圆柱状的结构，内倒角刀杆41的外径小于钻倒一体刀具3加工的钻孔内径，可以穿过钻孔，从法兰盘的外端一侧***并从内端一侧穿出。
内倒角刀片43转动连接在内倒角刀杆41上，内倒角刀片43可相对于内倒角刀杆41转动，内倒角刀片43转动的转轴垂直于内倒角刀杆41的轴线方向，且内倒角刀片43的一部分可从内倒角刀杆41的侧壁伸出到外部；弹性组件42设置在内倒角刀杆41上，用于使内倒角刀片43弹出到内倒角刀杆41侧壁之外的趋势，若有外力推动内倒角刀片43，可使内倒角刀片43转动并回缩到内倒角刀杆41之内。
内倒角刀具4在动力钻21的带动下穿过法兰盘上的钻孔，并旋转切削内倒角；利用钻倒一体刀具3加工钻孔和外倒角操作完成后，将钻倒一体刀具3更换内倒角刀具4，沿轴向移动内倒角刀具4，使内倒角刀具4穿过法兰盘，贯穿的过程中内倒角刀具4无周向转动，法兰盘上的钻孔内壁对内倒角刀片43施加压力，使内倒角刀片43回缩到内倒角刀杆41，当内倒角刀片43从内端面一侧伸出后，在弹性组件42的弹力作用下，内倒角刀片43伸出到内倒角刀杆41之外。此时转动内倒角刀具4，再沿相反的方向轴向移动内倒角刀具4，内倒角刀片43与钻孔的内端边缘接触加工内倒角；由于内倒角刀具4高速转动，因此不会受到挤压力回缩。
本发明的钻孔及双面倒角装置利用两种不同的刀具完成钻孔、外倒角加工、内倒角加工，由于不需要移动并重新定位半轴，仅需更换不同的刀具即可，能够提升法兰盘的钻孔和倒角的加工效率。
在上述方案的基础上，本发明的动力机架2上设置X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24，X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24相互配合带动动力钻21三维移动，使动力钻21移动到不同的位置，以提升加工的灵活度，匹配不同尺寸的法兰盘加工。
具体地，本发明中的X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24分别通过直线导轨201导向，由丝杆202提供驱动力，X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24三者分别包括直线导轨201和丝杆202，直线导轨201和丝杆202平行设置，由丝杆202提供驱动力，直线导轨201提供导向。
还包括直线刀库5，其上用于放置不同的刀具，动力机架2从直线刀库5上取放刀具；如图1B所示，为图1A中X部分的局部放大图，在直线刀库5上放置不同的刀具，通过X轴驱动模组22、Y轴驱动模组23、Z轴驱动模组24带动动力钻21的三维移动实现刀具的更换。
具体地，直线刀库5包括固定板51、活动板52和缓冲装置53，固定板51和活动板52相互平行设置，固定板51和活动板52上相应设置用于放置刀具的凹槽，固定板51和活动板52两两相对的凹槽用于放置刀具；固定板51固定设置，活动板52可相对于固定板51靠近或远离，缓冲装置53位于固定板51和活动板52之间，活动板52靠近固定板51时能够压缩缓冲装置53实现缓冲。
在取放刀具的过程中，为了避免刀具与直线刀库5产生冲击，设置了活动板52，在固定板51上可以设置导向杆，使活动板52始终与其保持平行，活动板52位于靠近动力钻21的一侧，刀具放置时轴向与活动板52垂直，刀具对活动板52产生冲击时压缩缓冲装置53，吸收撞击作用力。缓冲装置53优选地选用弹簧，弹簧可以套在固定板51上设置的导向杆上。
本发明的钻孔及双面倒角装置还包括对刀仪，对刀仪放置于直线刀库5上，用于对刀，在加工之前，行将对刀仪放置夹装到动力钻21上，对刀完成后再依次更换夹装钻倒一体刀具3和内倒角刀具4。
在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明的弹性组件42包括弹簧421和顶针422，弹簧421的一端顶在内倒角刀杆41上，另一端顶在顶针422上，顶针422顶在内倒角刀片43上施加弹力。如图5B所示，图中B表示内倒角刀片43的转轴，弹簧421的左端顶在内倒角刀杆41上固定拧装的螺栓上，右端顶在顶针422的左端，顶针422的右端与内倒角刀片43接触，对内倒角刀片43施加弹力，使内倒角刀片43伸出到内倒角刀杆41的侧壁之外。弹性组件42除了采用弹簧421和顶针422的方式之外，还可采用扭簧的结构，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内。
更进一步，在半轴定位床体1上设置平行于半轴的导向槽12，定位块11能够沿导向槽12导向平移，并相对固定，通过调节两个定位块11之间的间距适配不同规格的半轴。
内倒角刀片43的外刃倾角小于内刃倾角，如图5B所示，图中的C表示内刃，D表示外刃，内刃用于与钻孔的内端边缘接触加工内倒角。外刃的倾角较小，其坡度较缓，以便于***钻孔。内倒角加工完成后，内倒角刀具4停止转动，沿轴向向钻孔的外端移动，挤压内倒角刀片43回缩，移出内倒角刀具4。
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 (9)

1.一种钻孔及双面倒角装置，其特征在于，包括：
半轴定位床体(1)，其上设置位于半轴两端的定位块(11)，所述定位块(11)上分别设置用于对半轴两端顶紧实现轴向定位的顶针；所述顶针与半轴能够同步沿周向转动；
动力机架(2)，其上设置动力钻(21)，所述动力钻(21)用于安装刀具，利用刀具沿半轴的轴向进给钻孔；
钻倒一体刀具(3)，包括钻倒刀柄(31)、钻孔刀片(32)和外倒角刀片(33)；所述钻孔刀片(32)位于所述钻倒刀柄(31)的端部，用于钻孔；所述外倒角刀片(33)位于所述钻倒刀柄(31)的侧壁，用于加工外倒角；
内倒角刀具(4)，包括内倒角刀杆(41)、弹性组件(42)和内倒角刀片(43)；所述内倒角刀杆(41)的外径小于所述钻倒一体刀具(3)加工的钻孔内径；所述内倒角刀片(43)转动连接在所述内倒角刀杆(41)上，所述弹性组件(42)设置在所述内倒角刀杆(41)上，用于使所述内倒角刀片(43)弹出到所述内倒角刀杆(41)侧壁之外的趋势；所述内倒角刀具(4)在所述动力钻(21)的带动下穿过法兰盘上的钻孔，并旋转切削内倒角。
2.根据权利要求1所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述动力机架(2)上设置X轴驱动模组(22)、Y轴驱动模组(23)、Z轴驱动模组(24)，所述X轴驱动模组(22)、所述Y轴驱动模组(23)、所述Z轴驱动模组(24)相互配合带动所述动力钻(21)三维移动。
3.根据权利要求2所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述X轴驱动模组(22)、所述Y轴驱动模组(23)、所述Z轴驱动模组(24)分别通过直线导轨(201)导向，由丝杆(202)提供驱动力。
4.根据权利要求2所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，还包括直线刀库(5)，其上用于放置不同的刀具，所述动力机架(2)从所述直线刀库(5)上取放刀具。
5.根据权利要求4所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述直线刀库(5)包括固定板(51)、活动板(52)和缓冲装置(53)，所述固定板(51)和所述活动板(52)上相应设置用于放置刀具的凹槽；所述缓冲装置(53)位于所述固定板(51)和所述活动板(52)之间，所述活动板(52)靠近所述固定板(51)时能够压缩所述缓冲装置(53)实现缓冲。
6.根据权利要求5所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，还包括放置于所述直线刀库(5)上用于对刀的对刀仪。
7.根据权利要求1至6任一项所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述弹性组件(42)包括弹簧(421)和顶针(422)，所述弹簧(421)的一端顶在所述内倒角刀杆(41)上，另一端顶在所述顶针(422)上，所述顶针(422)顶在所述内倒角刀片(43)上施加弹力。
8.根据权利要求7所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述半轴定位床体(1)上设置平行于半轴的导向槽(12)，所述定位块(11)能够沿所述导向槽(12)导向平移，并相对固定。
9.根据权利要求7所述的钻孔及双面倒角装置，其特征在于，所述内倒角刀片(43)的外刃倾角小于内刃倾角。
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