CN116175236A - 一种端盖和法兰的钻孔定位工装与加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种端盖和法兰的钻孔定位工装与加工方法，包括底座、升降架、快换架和上定位板；底座可拆装的固定在卡盘的径向卡槽上；底座上开设第一定位凹槽；升降架的高度可以调节，升降架的下部可移动的设置在底座的第一定位凹槽中，当升降架的下部移动到合适位置以后通过紧固件固定在底座上，升降架在第一定位凹槽中的移动方向与安装底座的径向卡槽相平行；快换架固定在升降架的上部，快换架上开设第二定位凹槽；上定位板的中部可移动的设置在第二定位凹槽中，当上定位板水平移动到合适位置以后通过紧固件可拆装固定在快换架上；实现了对端盖或法兰的准确定位，提高了定位效率，适应于多种不同尺寸的端盖或法兰，适应性好。
Description
技术领域
本发明属于钻孔技术领域，具体涉及的是一种端盖和法兰的钻孔定位工装与加工方法。
背景技术
传统生产企业普遍采用车钻相分离的工序对电机端盖和法兰进行加工，该方法比较成熟，不存在加工难点，有固定车胎和钻胎保证结构件的加工形位尺寸。但是车铣加工中心对端盖和法兰的加工存在一定难点，尤其是无法实现端盖和法兰上的安装孔和油孔的位置度加工，没有专用标准化定位装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种端盖和法兰的钻孔定位工装与加工方法，解决了现有的车铣加工中心没有专用标准化定位装置导致无法实现端盖和法兰的安装孔和油孔的位置度加工等技术问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种端盖和法兰的钻孔定位工装，包括：
底座，可拆装的固定在机床卡盘的径向卡槽上；底座上开设第一定位凹槽；
升降架，升降架的高度可调节；升降架的下部可移动的设置在底座的第一定位凹槽中，升降架的下部移动到合适位置后通过紧固件固定；升降架在第一定位凹槽中的移动方向与安装底座的径向卡槽所在的径向相平行；
快换架，固定在升降架的上部；快换架上开设第二定位凹槽；
上定位板，上定位板的中部可移动的设置在第二定位凹槽中，上定位板移动到合适位置后通过紧固件可拆装固定；上定位板的两侧端具有与端盖或法兰的其中相邻两个耳板一一抵触定位的抵触壁；上定位板在第二定位凹槽中的移动方向与安装底座的径向卡槽所在的径向相平行；上定位板两侧端的抵触壁关于上定位板的移动方向对称。
可选地，底座包括T型块和压台块，卡盘的径向卡槽为倒T型槽，压台块可拆卸设置在T型块的底部形成与径向卡槽适配的倒T型结构，T型块和压台块通过紧固件连接形成倒T型结构后将其从径向卡槽的外端开口滑动伸入到径向卡槽中，然后通过紧固件紧固T型块和压台块以将倒T型结构固定在径向卡槽中。
可选地，升降架的底部固定设置滑块，滑块可移动的设置在第一定位凹槽中，滑块上开设第一腰型孔，底座上开设若干个第一定位孔，通过穿过第一腰型孔和正对的一个第一定位孔的紧固件将滑块固定在底座上；第一腰型孔的长度方向与滑块的滑动方向平行，若干个第一定位孔的分布方向与滑块的滑动方向平行。
可选地，升降架包括第一竖板和第二竖板，第一竖板上开设第三定位凹槽，第二竖板可升降的设置在第三定位凹槽中，当升降架高度调节好后，通过紧固件固定第一竖板和第二竖板。
可选地，第一竖板上开设第二腰型孔，第二竖板上开设若干个锁定孔，通过穿过第二腰型孔和正对的一个锁定孔的紧固件将第一竖板和第二竖板固定，第二腰型孔的长度方向与升降架的升降方向平行，若干个锁定孔的分布方向与升降架的升降方向平行。
可选地，上定位板上开设第三腰型孔，快换架上开设若干个第二定位孔；通过穿过第三腰型孔和正对的一个第二定位孔的紧固件将上定位板固定在快换架上。
可选地，上定位板上设置与端盖或法兰的周壁匹配贴合的贴合壁。
可选地，上定位板成Y形结构。
本发明的另一目的是提供一种端盖和法兰的钻孔加工方法，采用上述的钻孔定位工装，步骤如下：
第一步，在机床的卡盘卡爪上放入端盖或法兰；
第二步，将钻孔定位工装底部固定在卡盘的径向卡槽中；
第三步，调整端盖或法兰在卡盘中的位置使得上定位板的两端抵触壁与端盖或法兰上相邻两个耳板一一抵触，控制卡爪将端盖或法兰固定；
第四步，定位角度零位；
第五步，对好角度零位以后将钻孔定位工装拆下；
第六步，进行钻孔，首先以孔e作为零位先加工，然后以孔a相对孔e的偏角作为输入加工孔a，同理以先外圈后内圈方式，顺次加工孔d、孔c、孔b、孔f、孔g、孔h、孔i，最后对孔j进行钻孔。
可选地，在第四步中，定位角度零位的操作步骤为：手动转动卡盘，目测或者通过量尺测量将车床钻头对准端盖或法兰上的一个耳板中心，在车床记录该耳板中心的角度位置，并将该角度位置定位为角度零位，由于耳板均布，剩余耳板中心的位置为依次+90度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明的钻孔定位工装中，通过升降架可移动的设置在底座上以及上定位板可移动的设置在快换架上，实现上定位板在径向方向的调节，调节范围广；通过设置可调节高度的升降架以调节上定位板在卡盘轴向的位置，以适应不同尺寸的端盖或法兰，定位工装实现了上定位板在径向和轴向的调节功能，适应范围广，通过上定位板与端盖或法兰周壁上的两个耳板抵触以便将端盖或法兰调节到合适的位置，方便加工，提高了加工效率和定位精度。
2、本发明的钻孔定位工装中，通过腰型孔和若干个定位孔配合紧固钻孔定位工装的各部件，实现部件与部件之间的微调，也方便紧固件的安装。
3、本发明的钻孔加工方法中，通过钻孔定位工装对端盖或法兰调节到合适位置后，再进行紧固钻孔，便于找到孔的位置，提高了加工精度和加工效率。
附图说明
图1为实施例1中钻孔定位工装的结构示意图；
图2为实施例1中一种卡盘的主视图；
图3为实施例1中一种卡盘的侧视图；
图4为实施例1中另一种卡盘的主视图；
图5为实施例1中另一种卡盘的侧视图；
图6为实施例1中物料、卡盘和上定位板的定位平面示意图；
图7为实施例1中物料的钻孔示意图；
图8为实施例1中物料、卡盘和上定位板的定位立体示意图；
图9为实施例1中物料的立体图；
附图标记：1、底座；11、第一定位凹槽；12、T型块；13、压台块；14、第一定位孔；2、快换架；21、第二定位凹槽；3、滑块；31、第一腰型孔；4、升降架；41、第一竖板；411、第三定位凹槽；412、第二腰型孔；42、第二竖板；421、锁定孔；5、上定位板；51、抵触壁；52、贴合壁；53、第三腰型孔；6、卡盘；61、径向卡槽；62、卡爪；7、物料；71、夹位；72、耳板；8、紧固件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：如图1-图9所示，本实施例提供了一种端盖和法兰的钻孔定位工装，包括底座1、快换架2、升降架4和上定位板5；底座1可拆装的固定在卡盘6的径向卡槽61上；底座1上开设第一定位凹槽11；升降架4的高度可以调节，并且可以通过紧固件8来锁定升降架4的高度不变，升降架4的下部可移动的设置在底座1的第一定位凹槽11中，当升降架4的下部移动到合适位置以后通过紧固件8固定在底座1上，升降架4在第一定位凹槽11中的移动方向与安装底座1的径向卡槽61所在的径向相平行；快换架2固定在升降架4的上部，快换架2上开设第二定位凹槽21；上定位板5的中部可移动的设置在第二定位凹槽21中，当上定位板5水平移动到合适位置以后通过紧固件8可拆装固定在快换架2上；上定位板5的两侧端具有与端盖或法兰周壁分布的其中相邻两个耳板72一一抵触定位的抵触壁51；上定位板5在第二定位凹槽21中的移动方向与安装底座1的径向卡槽61所在的径向相平行；上定位板5两侧端的抵触壁51关于上定位板5的移动方向对称。
其中，卡盘6的盘面上周向均匀分布若干个径向卡槽61，径向卡槽61的外端贯穿卡盘6的侧壁，径向卡槽61的内端延伸至卡盘6的轴心处，径向卡槽61的数量可以为4个，也可以是6个，也可以是其他个数。待加工的物料7可以是端盖或法兰。
通过上述设置，通过底座1将钻孔定位工装固定在卡盘6的径向卡槽61上，实现钻孔定位工装的无损安装。通过升降架4方便调整上定位板5与卡盘6之间的距离，从而使上定位板5适应端盖或法兰的固定高度，通过在快换架2上调节上定位板5的径向位置，以靠近端盖或法兰，通过调节升降架4在底座1上的径向位置以使上定位板5适应端盖或法兰的位置。可以适应不同尺寸的端盖或法兰，也可以适应端盖或法兰的高度，实现了上定位板5的轴向调节和径向调节，可以对不同尺寸的端盖和法兰进行定位，适应性好。通过升降架4的径向调节结构和上定位板5的径向调节结构相配合，进一步的提高了上定位板5的径向调节精度，使用效果更好；第一定位凹槽11的设置，用于保证升降架4水平方向直线移动的位置度，提高定位精度，第二定位凹槽21的设置，用于保证上定位板5在水平方向直线移动的位置度，提高定位精度；上定位板5可拆装的设置在快换架2上，方便快速更换不同形状的上定位板5，以适应不同形状的端盖或法兰。
本实施例的钻孔定位工装中，底座1包括T型块12和压台块13，卡盘6的径向卡槽61为倒T型槽，压台块13可拆卸设置在T型块12的底部，从而形成与径向卡槽61适配的倒T型结构，T型块12和压台块13通过紧固件8连接形成倒T型结构后将其从径向卡槽61的外端开口滑动伸入到径向卡槽61中，然后通过紧固件8紧固T型块12和压台块13以将倒T型结构固定在径向卡槽61中。
通过上述设置，T型块12和压台块13连接组成倒T型结构，从而便于滑动限位在径向卡槽61中，方便调节底座1在径向卡槽61上的位置，底座1通过倒T型结构定位在倒T型槽中，接触面积大，定位更加稳定，不容易脱落，安装效果好，也便于底座1调节在卡盘6上的径向位置。
本实施例的钻孔定位工装中，升降架4的底部固定设置滑块3，滑块3可移动的设置在第一定位凹槽11中，滑块3上开设第一腰型孔31，底座1上开设若干个第一定位孔14，通过穿过第一腰型孔31和底座1上的其中一个第一定位孔14的紧固件8将滑块3固定在底座1上；第一腰型孔31的长度方向与滑块3的滑动方向平行，若干个第一定位孔14的分布方向与滑块3的滑动方向平行。
通过上述设置，第一腰型孔31的设置，方便紧固件8安装，同时使滑块3可以在底座1上进行微调位置，第一腰型孔31与底座1上的第一定位凹槽11相配合，保证了升降架4在第一定位凹槽11中移动的位置度。
本实施例的钻孔定位工装中，升降架4包括第一竖板41和第二竖板42，第一竖板41上开设第三定位凹槽411，第二竖板42可升降的设置在第三定位凹槽411中，当升降架4高度调节好后，通过紧固件8固定第一竖板41和第二竖板42。
通过上述设置，第三定位凹槽411的设置，用于保证第一竖板41和第二竖板42在竖直方向的位置度，便于调节高度，不易在水平方向发生移动，定位效果好。
本实施例的钻孔定位工装中，第一竖板41上开设第二腰型孔412，第二竖板42上开设若干个锁定孔421，通过穿过第二腰型孔412和其中一个锁定孔421的紧固件8将第一竖板41和第二竖板42固定，第二腰型孔412的长度方向与升降架4的升降方向平行，若干个锁定孔421的分布方向与升降架4的升降方向平行。
通过上述设置，第二腰型孔412的设置，与锁定孔421配合，方便紧固件8的安装，同时起到升降架4高度微调的作用。第二腰型孔412的长度方向与升降架4的升降方向平行，若干个锁定孔421的分布方向与升降架4的升降方向平行，这样设置，与第一竖板41上的第三定位凹槽411配合，保证了升降架4高度调节的位置度。
本实施例的钻孔定位工装中，上定位板5上开设第三腰型孔53，快换架2上开设若干个第二定位孔；通过穿过第三腰型孔53和其中一个第二定位孔的紧固件8将上定位板5固定在快换架2上。
通过上述设置，第三腰型孔53的设置，方便紧固件8的安装，同时使得上定位板5可以在第二定位凹槽21中进行移动微调，提高定位的精度。
具体的，第三腰型孔53的长度方向与上定位板5在快换架2上的调节方向平行。
优选地，快换架2与升降架4焊接固定在一起，滑块3与升降架4焊接固定在一起。
优选地，所采用的紧固件8为平端内六角紧定螺钉。
优选地，第一腰型孔31中设置两个紧固件8，避免滑块在第一定位凹槽11中转动；第二腰型孔412中设置两个紧固件8，避免第二竖板42在第三定位凹槽411中转动；第三腰型孔53中设置两个紧固件8，避免上定位板5在第二定位凹槽21中转动，提高定位稳定性。
优选地，压台块13上开设第四腰型孔，通过穿过第四腰型孔和底座1上的第一定位孔14的紧固件8将压台块13固定在底座1上，方便紧固件8的安装，同时方便微调压台块13在底座1上的位置。优选地，第四腰型孔中设置两个紧固件8，避免压台块13在底座1上发生转动。具体的，第四腰型孔的长度方向与压台块13在底座1上的调节方向平行。
优选地，压台块13的第四腰型孔底面设计为沉头孔，保证紧固件8顶面安装后不超出滑块3的底部。
优选地，上定位板5成Y形结构。
优选地，上定位板5上设置与端盖或法兰周壁匹配贴合的贴合壁52。
具体的，第一竖板41的上端与快换架2固定连接，第二竖板42的下端与与滑块3固定连接，优选地，快换架2、上定位板5和滑块3均位于升降架4靠近端盖或法兰的一侧。
实施例2：如图1-图9所示，本实施例提供了一种端盖和法兰的钻孔加工方法，采用实施例1中的钻孔定位工装，步骤如下：
第一步，在机床的卡盘6卡爪62上放入端盖或法兰；
第二步，将钻孔定位工装的底座固定在卡盘6的径向卡槽61中；
第三步，调整端盖或法兰在卡盘6中的位置使得上定位板5的两端抵触壁51与端盖或法兰上相邻两个耳板72一一抵触，控制卡爪62将端盖或法兰固定；
第四步，定位角度零位；
第五步，对好角度零位以后将钻孔定位工装拆下；
第六步，进行钻孔，如图7所示，首先以孔e作为零位先加工，然后以孔a相对孔e的偏角作为输入加工孔a，同理以先外圈后内圈方式，顺次加工孔d、孔c、孔b、孔f、孔g、孔h、孔i，最后对孔j进行钻孔。
通过上述设置，通过钻孔定位工装调整端盖或法兰合适的位置后进行固定，方便确定孔的位置，提高了加工精度和加工效率。
其中，如图9所示，端盖或法兰的端面上设置供卡爪62夹紧固定的夹位71。
在本实施例的钻孔加工方法的第四步中，定位角度零位的操作步骤为：手动转动卡盘6，目测或者通过量尺测量以将车床钻头对准端盖或法兰上的一个耳板72中心，在车床记录该耳板72中心的角度位置，并将该角度位置定位为角度零位，由于耳板72均布，剩余耳板72中心的位置为依次+90度。通过上述设置，操作简单方便，提高了加工精度和加工效率。
Claims (10)
1.一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，包括：
底座(1)，可拆装的固定在卡盘(6)的径向卡槽(61)上；底座(1)上开设第一定位凹槽(11)；
升降架(4)，升降架(4)的高度可调节；升降架(4)的下部可移动的设置在底座(1)的第一定位凹槽(11)中，升降架(4)的下部移动到合适位置后通过紧固件(8)固定；升降架(4)在第一定位凹槽(11)中的移动方向与安装底座(1)的径向卡槽(61)所在的径向相平行；
快换架(2)，固定在升降架(4)的上部；快换架(2)上开设第二定位凹槽(21)；
上定位板(5)，上定位板(5)的中部可移动的设置在第二定位凹槽(21)中，上定位板(5)移动到合适位置后通过紧固件(8)可拆装固定；上定位板(5)的两侧端具有与端盖或法兰的其中相邻两个耳板(72)一一抵触定位的抵触壁(51)；上定位板(5)在第二定位凹槽(21)中的移动方向与安装底座(1)的径向卡槽(61)所在的径向相平行；上定位板(5)两侧端的抵触壁(51)关于上定位板(5)的移动方向对称。
2.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，底座(1)包括T型块(12)和压台块(13)，卡盘(6)的径向卡槽(61)为倒T型槽，压台块(13)可拆卸设置在T型块(12)的底部形成与径向卡槽(61)适配的倒T型结构，T型块(12)和压台块(13)通过紧固件(8)连接形成倒T型结构后将其从径向卡槽(61)的外端开口滑动伸入到径向卡槽(61)中，然后通过紧固件(8)紧固T型块(12)和压台块(13)以将倒T型结构固定在径向卡槽(61)中。
3.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，升降架(4)的底部固定设置滑块(3)，滑块(3)可移动的设置在第一定位凹槽(11)中，滑块(3)上开设第一腰型孔(31)，底座(1)上开设若干个第一定位孔(14)，通过穿过第一腰型孔(31)和正对的一个第一定位孔(14)的紧固件(8)将滑块(3)固定在底座(1)上；第一腰型孔(31)的长度方向与滑块(3)的滑动方向平行，若干个第一定位孔(14)的分布方向与滑块(3)的滑动方向平行。
4.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，升降架(4)包括第一竖板(41)和第二竖板(42)，第一竖板(41)上开设第三定位凹槽(411)，第二竖板(42)可升降的设置在第三定位凹槽(411)中，当升降架(4)高度调节好后，通过紧固件(8)固定第一竖板(41)和第二竖板(42)。
5.根据权利要求4所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，第一竖板(41)上开设第二腰型孔(412)，第二竖板(42)上开设若干个锁定孔(421)，通过穿过第二腰型孔(412)和正对的一个锁定孔(421)的紧固件(8)将第一竖板(41)和第二竖板(42)固定，第二腰型孔(412)的长度方向与升降架(4)的升降方向平行，若干个锁定孔(421)的分布方向与升降架(4)的升降方向平行。
6.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，上定位板(5)上开设第三腰型孔(53)，快换架(2)上开设若干个第二定位孔；通过穿过第三腰型孔(53)和正对的一个第二定位孔的紧固件(8)将上定位板(5)固定在快换架(2)上。
7.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，上定位板(5)上设置与端盖或法兰的周壁匹配贴合的贴合壁(52)。
8.根据权利要求1所述的一种端盖和法兰的钻孔定位工装，其特征在于，上定位板(5)成Y形结构。
9.一种端盖和法兰的钻孔加工方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的钻孔定位工装，步骤如下：
第一步，在机床的卡盘(6)卡爪(62)上放入端盖或法兰；
第二步，将钻孔定位工装底部固定在卡盘(6)的径向卡槽(61)中；
第三步，调整端盖或法兰在卡盘(6)中的位置使得上定位板(5)的两端抵触壁(51)与端盖或法兰上相邻两个耳板(72)一一抵触，控制卡爪(62)将端盖或法兰固定；
第四步，定位角度零位；
第五步，对好角度零位以后将钻孔定位工装拆下；
第六步，进行钻孔，首先以孔e作为零位先加工，然后以孔a相对孔e的偏角作为输入加工孔a，同理以先外圈后内圈方式，顺次加工孔d、孔c、孔b、孔f、孔g、孔h、孔i，最后对孔j进行钻孔。
10.根据权利要求9所述的一种端盖和法兰的钻孔加工方法，其特征在于，在第四步中，定位角度零位的操作步骤为：手动转动卡盘(6)，目测或者通过量尺测量将车床钻头对准端盖或法兰上的一个耳板(72)中心，在车床记录该耳板(72)中心的角度位置，并将该角度位置定位为角度零位，由于耳板(72)均布，剩余耳板(72)中心的位置为依次+90度。
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