一种用于球面钻孔的装置及其钻孔方法与流程

本发明涉及一种用于球面钻孔的装置及其钻孔方法。

背景技术：
一种具有球面的特殊分布器，为SR200、SR100的球形封头，球形封头上需要钻多个法向孔，圆周均布，球形封头工件形状及孔位设置详见附图4。传统的加工方法采用万向铣床加工，需制作专用夹持工装，每加工完单个孔时均调整工件，费力费时，并且万向铣床的加工成本非常昂贵，导致分布器的成本大幅提高。

技术实现要素：
本发明为了解决上述问题，提出了一种用于球面钻孔的装置及其钻孔方法，该钻孔装置省去了专用工装的使用，加工过程中无需对工件进行二次装夹，提高了加工精度。制作成本低，操作方便，大幅提升了生产加工效率，降低了球形封头的加工成本。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于球面钻孔的装置，包括工作台、机座、立柱、摇臂、滑块和钻杆；机座上安装有固定板，固定板能够相对于机座左右摆动，工作台与固定板通过转轴连接，工作台能在转轴的带动下做旋转运动，摇臂安装在立柱上并且能够沿立柱做升降运动，同时能够绕立柱转动，滑块能够自由滑动的安装在摇臂上，钻杆采用铰连接固定在滑块上并且能够绕连接铰旋转，钻杆始终指向工作台的中心。本装置的工作台既能左右摆动又能做旋转运动，钻杆位置和角度可调，能够实现球面工件上任意位置的钻孔任务。所述工作台为圆形，工作台上设有贯穿上下表面的“米”字型长孔。圆形的工作台并设有“米”字型长孔，便于固定各种形状的工件，装夹方便。所述固定板为扇形，在扇形的弧边设有轮齿。扇形固定板节省空间，依据工作台旋转的角度设定固定板的弧度，节省制造成本。一种使用球面钻孔装置的钻孔方法，所述方法包括以下步骤：(1)按照图纸要求在所需要钻孔的工件上做好记号，确定钻孔位置；(2)在做好记号的工件上用样冲打标记；(3)将工作台调整到水平位置，调整摇臂及钻杆与水平面的夹角α1，使钻杆指向工作台的中心并固定，把工件装夹到工作台上；(4)调整工作台与水平面的夹角α2，使工件上打好的标记恰好位于钻头和工作台中心的直线上；(5)启动装置开始钻孔，钻好第一个孔后，转动工作台，依次使与第一个孔在同一高度上的孔处于钻头和工作台中心的直线上，完成位于同一高度上的孔位钻削；(6)重复步骤(4)至步骤(5)，对工件上另一组位于同一高度上的孔进行钻削。上述方法操作简便，钻孔精度高，免去了传统球面钻孔工装的使用，钻孔效率大幅提高。本发明的有益效果为：(1)本发明采用的钻孔装置使用成本低，操作简便，能够实现多自由度数控机床的功能；(2)本发明能够实现球面上任意位置法向孔的加工；(3)本发明无需使用专用工装夹持，减少了生产工装的成本，提高了生产效率。附图说明图1是本发明整体结构示意图；图2是本发明工作台结构图；图3是本发明固定板结构图；图4是球形封头结构图；其中，1、工件，2、工作台，3、机座，4、立柱，5、摇臂，6、滑块，7、钻杆。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。如图1所示，一种用于球面钻孔的装置，包括工作台2、机座3、立柱4、摇臂5、滑块6和钻杆7；机座3上安装有固定板，固定板能够相对于机座3左右摆动，工作台2与固定板通过转轴连接，工作台2能在转轴的带动下做旋转运动，摇臂5安装在立柱4上并且能够沿立柱4做升降运动，同时能够绕立柱4转动，滑块6能够自由滑动的安装在摇臂5上，钻杆7采用铰连接固定在滑块6上并且能够绕连接铰旋转，钻杆7始终指向工作台2的中心。本装置的工作台2既能左右摆动又能做旋转运动，钻杆7位置和角度可调，能够实现球面工件1上任意位置的钻孔任务。如图2所示，所述工作台2为圆形，工作台2上设有贯穿上下表面的“米”字型长孔。圆形的工作台2并设有“米”字型长孔，便于固定各种形状的工件1，装夹方便。如图3所示，所述固定板为扇形，在扇形的弧边设有轮齿。扇形固定板节省空间，依据工作台2旋转的角度设定固定板的弧度，节省制造成本。如图4所示的球形封头工件1，工件1呈半球形，内部为空心结构，在工件1的顶端布置1个的圆孔，向下依次布置三组位于不同高度的圆孔，每组圆孔所处的高度相同，第一组为4个的圆孔，第二组为8个的圆孔，第三组为12个的圆孔。并且每一组圆孔在其所处的高度均布。一种使用球面钻孔装置的钻孔方法，所述方法包括以下步骤：(1)按照图纸要求在所需要钻孔的工件1上做好记号，确定钻孔位置；(2)在做好记号的工件1上用样冲打标记；(3)将工作台2调整到水平位置，调整摇臂5及钻杆7与水平面的夹角α1，使钻杆7指向工作台2的中心并固定，把工件1装夹到工作台2上；(4)调整工作台2与水平面的夹角α2，使工件1上打好的标记恰好位于钻头和工作台2中心的直线上；(5)启动装置开始钻孔，钻好第一个孔后，转动工作台2，依次使与第一个孔在同一高度上的孔处于钻头和工作台2中心的直线上，完成位于同一高度上的孔位钻削；(6)重复步骤(4)至步骤(5)，对工件1上另一组位于同一高度上的孔进行钻削。上述方法操作简便，钻孔精度高，免去了传统球面钻孔工装的使用，钻孔效率大幅提高。本实施例在加工过程中，首先将球形封头装夹在工作台2上，然后调整摇臂5和钻杆7，使钻杆7指向工作台2的中心。启动钻头对工件1进行钻孔，首先，调整工件1顶部的一个孔处于钻杆7和工作台2的直线上，钻杆7伸长，完成钻孔，然后使工作台2摆动，使第一组的一个孔位处于钻杆7和工作台2的直线上，钻杆7伸长，完成第一组上一个孔的钻削，转动工作台2，使第二组上剩余的孔依次位于钻杆7和工作台2的直线上，完成第第一组孔的钻削，再次使工作台2摆动，使第二组上的任意一个孔处于钻杆7和工作台2的直线上，重复上述第一组孔的钻孔步骤，完成第二组孔的钻削，再次重复上述步骤直至完成整个工件1上所有孔的钻削，球形封头钻孔完毕。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。