钻模板定位装置的制作方法

本实用新型涉及定位装置领域，尤其涉及一种钻模板定位装置。

背景技术：

钻模板是一种带有导孔的样板，导孔本身用来使钻套通过或局部钻套通过，大多用在简单零部件的钻孔工作上。

钻模板作为将两个或两个以上零件相互连接的一种方法，在飞机制造上被大量的采用。相较于以前的划线、样板的方式，钻模板能够长期使用，结构稳定、可靠，能够满足飞机上紧固件的孔位要求，也能适用于飞机本体上对孔有特殊要求的领域。

在汽车、航空及航天领域，制造商们使用了大量的钻模板，以满足汽车、飞机甚至火箭装配的需求，这些钻模板有的孔位精度要求高，有的要求钻模板本身质量轻，便携，有的由于孔位的空间有限，对钻模板的结构提出了苛刻的要求，有的需要多级制孔，以满足不同材料间紧固的需求，还有钻模板需要满足飞机上测量某些气动参数的定位孔的定位要求，例如全静压探头的定位。

对于大部分钻模板来说，由于所制孔为紧固件连接孔，对于孔位精度的要求并不高，其设计难度也不高，根据以往的经验即可设计满足要求的钻模板。而对全静压探头垫板钻模这一类钻模板来说，钻模板不仅要满足工程上苛刻的孔位要求，还要满足工艺上安装、制孔要求，并且这些都是在钻模板没有明确的定位基准的前提下完成。这对钻模板的设计带来了巨大的挑战。

钻模板没有可使用的定位基准，而钻模板上打孔的精度要求高，势必需要通过借助一种调整机构来协调。

技术实现要素：

为了解决现有技术中，钻模板无法实现精确定位的技术问题，本实用新型提出了一种可以为钻模板实现精确定位的钻模板定位装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供了一种钻模板定位装置，其包括：

导轨调节组件，导轨调节组件为包括上支撑板、下支撑板以及位于上支撑板和下支撑板之间的滑动组件的框架结构，框架结构具有贯穿上支撑板、下支撑板和滑动组件的内部空间，滑动组件能够带动上支撑板相对于下支撑板沿水平方向进行移动；

多个水平仪调节组件，水平仪调节组件上端固定于下支撑板，下端固定于待钻孔零件的机体，水平仪调节组件能够调整导轨调节组件与机体之间的距离和角度；

钻模板组件，其用于固定钻具，钻模板组件固定于内部空间，并且能够随着上支撑板一同移动；

水平仪支撑组件，其用于固定水平仪，其固定于钻模板组件上。

较佳地，下支撑板设有紧邻设置的第一定位孔、第二定位孔，第一定位孔、第二定位孔设置成多组以与多个水平仪调节组件分别对应；水平仪调节组件为球铰结构，其包括带螺纹定位销、带肩螺纹衬套和支柱组件；带螺纹定位销下端为球头，上部为含有螺纹的杆状结构，杆状结构穿过第一定位孔；支柱组件具有与球头配合的球窝，并固定于机体；带肩螺纹衬套与杆状结构的螺纹配合，用于调节下支撑板与基体之间的距离，且带肩螺纹衬套具有沿其径向凸出的肩部，肩部设置有与第二定位孔配合的第二配合孔。

较佳地，上支撑板具有第三定位孔；钻模板组件包括钻模板、两块连接板和两块钻模板组件支撑板，两块连接板相互平行且均垂直设置，两块连接板的下端与钻模板垂直，且由钻模板实现固定连接，两块连接板的上端分别与一块钻模板组件支撑板垂直固定连接，两块钻模板组件支撑板上均设有与第三定位孔对应的钻模板组件定位孔，钻模板组件借由钻模板组件支撑板固定于导轨调节组件。

较佳地，钻模板上设有贯穿其厚度方向的钻模板定位孔；水平仪支撑组件具有位于下方的水平仪组件定位板和位于上方的水平仪支撑板，水平仪组件定位板水平设置，且设置有与钻模板定位孔对应的水平仪组件定位孔，水平仪支撑板垂直设置，其用于支撑水平仪。

较佳地，滑动组件包括横向导轨、纵向导轨、第一滑块、第二滑块和中间支撑板，第一滑块或第二滑块可滑动地设置于横向导轨或纵向导轨上；横向导轨、纵向导轨中的一个的上方安置有第一滑块，且被固定于下支撑板；第一滑块上方固定有中间支撑板，且中间支撑板能够随第一滑块滑动；横向导轨、纵向导轨中的另一个固定于中间支撑板上方，且上方安置有第二滑块，第二滑块上方固定有上支撑板，上支撑板能够随第二滑块滑动。

较佳地，横向导轨或者纵向导轨或者横向导轨和纵向导轨设有导轨钳制器，导轨钳制器能够锁住第一滑块或第二滑块。

较佳地，下支撑板对应于横向导轨、纵向导轨中的一个的两端的位置处固定有第一挡片，中间支撑板对应于横向导轨、纵向导轨中的另一个的两端的位置处固定有第二挡片，第一挡片用于防止第一滑块滑出导轨，第二挡片用于防止第二滑块滑出导轨。

较佳地，上支撑板、中间支撑板外周方向的侧面设置有侧面螺孔；导轨调节组件进一步包括第一定位凸台、第二定位凸台，第一定位凸台、第二定位凸台为90°角板结构，其水平部分分别固定于下支撑板的不同侧上，第一定位凸台的垂直部分的上部设有第一锁定孔，第二定位凸台的垂直部分的上部设有第二锁定孔，第一锁定孔与中间支撑板的侧面螺孔配合，第二锁定孔与上支撑板的侧面螺孔配合。

较佳地，横向导轨包括多条，纵向导轨也包括多条。

较佳地，每条横向导轨上布置有多块滑块，每条纵向导轨上布置多块滑块。

较佳地，两块钻模板组件支撑板均设置有otp定位孔。

较佳地，第三定位孔具有多个，且至少一个第三定位孔具有内螺纹，钻模板组件通过螺栓或带肩螺杆夹紧销被拧紧至具有内螺纹的第三定位孔。

较佳地，第三定位孔具有多个，且至少一个第三定位孔为通孔或盲孔，钻模板组件通过第一定位插销插入形成为通孔或盲孔的第三定位孔以实现定位。

较佳地，钻模板定位孔具有多个，且至少一个钻模板定位孔具有内螺纹，水平仪支撑组件通过螺栓或第二带肩螺杆夹紧销被拧紧至钻模板定位孔

较佳地，钻模板定位孔具有多个，且至少一个钻模板定位孔为通孔或盲孔，水平仪支撑组件通过第二定位插销插入形成为通孔或盲孔的钻模板定位孔以实现定位。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的钻模板定位装置包括导轨调节组件、多个水平仪调节组件、钻模板组件和水平仪支撑组件。其中，导轨调节组件由多个水平仪调节组件支撑。水平仪调节组件用于调整导轨调节组件与机体之间的距离和角度。钻模板组件固定于导轨调节组件并且能够随着导轨调节组件一同移动。水平仪支撑组件用于固定水平仪，其固定于钻模板组件上。本实用新型通过设置特殊组件结构和配合关系，使得钻模板定位装置能够为钻模板实现精确定位目的；且定位过程通过导轨来调节位置，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的导轨调节组件的立体图。

图2为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的导轨调节组件的立体分解图。

图3为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的水平仪调节组件的立体图。

图4为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的水平仪调节组件的截面图。

图5为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的钻模板组件的立体图。

图6为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的水平仪支撑组件的立体图。

图7为本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置的立体图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本实用新型的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本实用新型的限制，任何的其他类似情形也都落入本实用新型的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“纵向”、“横向”、“垂直设置”等，参考附图中描述的方向使用。本实用新型的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

以下根据图1-7进一步详细描述根据本实用新型一较佳实施例的钻模板定位装置。本实施例中的钻模板定位装置包括导轨调节组件、多个水平仪调节组件、钻模板组件和水平仪支撑组件。其中，导轨调节组件为包括上支撑板22、下支撑板9以及位于上支撑板22和下支撑板9之间的滑动组件的框架结构。框架结构具有贯穿上支撑板22、下支撑板9和滑动组件的内部空间。上支撑板22固定于滑动组件上方，并且滑动组件能够带动上支撑板22相对于下支撑板9沿水平方向进行移动。为了便于操作导轨调节组件，本实施例中，滑动组件被设置成能够带动上支撑板22在水平方向分别进行纵向和横向运动。水平仪调节组件的上端固定于下支撑板9，下端固定于待钻孔零件的机体，其用于调整导轨调节组件与机体之间的距离和角度。钻模板组件用于固定钻具。钻模板组件固定于内部空间，并且能够随着上支撑板22一同移动。水平仪支撑组件用于固定水平仪，其固定于钻模板组件上。

如图1-2所示，下支撑板9设有紧邻设置的第一定位孔35、第二定位孔36，第一定位孔35、第二定位孔36成组设置，并设置成多组以与多个水平仪调节组件分别对应。水平仪调节组件为球铰结构，其包括带螺纹定位销5、带肩螺纹衬套6和支柱组件；带螺纹定位销5下端为球头，上部为含有螺纹的杆状结构，杆状结构穿过第一定位孔35；支柱组件具有与球头配合的球窝，并固定于机体；带肩螺纹衬套6与杆状结构的螺纹配合，用于调节下支撑板9与机体之间的距离，且带肩螺纹衬套6具有沿其径向凸出的肩部，肩部设置有与第二定位孔36配合的第二配合孔37。如图2所示，其示出了将钻模板定位装置运用于蒙皮等具有较小厚度的待钻孔零件时，支柱组件的一个实施例。其中，支柱组件可设置成包括螺母1、垫片2、支柱3、圆柱台4，其中支柱3截面大致呈t字型，其垂直部分含有螺纹，螺母1与该螺纹配合。圆柱台4位于支柱3上方，支柱台4和支柱3共同限定球窝的形状。支柱3的垂直部分直径略小于蒙皮等具有较小厚度的待钻孔零件的通孔，定位时，支柱3的垂直部分穿过上述通孔，再由垫片2和螺母1协同作用，将支柱组件固定于零件上。图7的实施例中包括4组水平仪调节组件(其中示出了两组，对于两组未直接示出的水平仪调节组件，其位于下支撑板9上与示出的两组对称的位置处)。

如图1-2所示，上支撑板22具有第三定位孔43。如图5所示，钻模板组件包括钻模板27、两块连接板28和两块钻模板组件支撑板29，两块连接板28相互平行且均垂直设置，两块连接板28的下端与钻模板27垂直，且由钻模板27实现固定连接，两块连接板28的上端分别与一块钻模板组件支撑板29垂直固定连接，两块钻模板组件支撑板29上均设有与第三定位孔43对应的钻模板组件定位孔44，钻模板组件借由钻模板组件支撑板29固定于导轨调节组件。将钻模板组件放置于导轨调节组件的内部空间，并使得两块钻模板组件支撑板29的钻模板组件定位孔44分别与上支撑板22的第三定位孔43对齐，通过紧固件即可将钻模板组件固定于上支撑板22上。为了方便固定，部分上述第三定位孔43为盲孔或通孔，另一部分上述第三定位孔43为螺孔，盲孔或通孔用作定位，而螺孔用作紧固，固定时，先将第一定位插销32插入为盲孔或通孔的第三定位孔43实现定位，而后第一带肩螺杆夹紧销31穿过钻模板组件定位孔44并拧进上述为螺孔的第三定位孔43。为了避免在重复性地拆卸第一定位插销32过程中对相应的钻模板组件定位孔44造成磨损，可以在相应的上述钻模板组件定位孔44中布置衬套；类似地，在第一带肩螺杆夹紧销31对应的钻模板组件定位孔44也可以布置衬套。

如图5所示，钻模板27上设有贯穿其厚度方向的钻模板定位孔34。如图6所示，水平仪支撑组件具有位于下方的水平仪组件定位板33和位于上方的水平仪支撑板24，水平仪组件定位板33水平设置，且设置有与钻模板定位孔34对应的水平仪组件定位孔45，水平仪支撑板24垂直设置，其用于支撑水平仪。为了方便固定，部分上述钻模板定位孔34为盲孔或通孔，另一部分上述钻模板定位孔34为螺孔，盲孔或通孔用作定位，而螺孔用作紧固，固定时，先将第二定位插销26插入为盲孔或通孔的钻模板定位孔34实现定位，而后第二带肩螺杆夹紧销25穿过水平仪组件定位孔45并拧进上述为螺孔的钻模板定位孔34。为了避免在重复性地拆卸第二定位插销26过程中对相应的水平仪组件定位孔45造成磨损，可以在相应的上述水平仪组件定位孔45中布置衬套；类似地，在第二带肩螺杆夹紧销25对应的水平仪组件定位孔45也可以布置衬套。

图1-2、7示出了较佳实施例的滑动组件，其包括横向导轨17、纵向导轨38、第一滑块39、第二滑块18和中间支撑板16，第一滑块39或第二滑块18可滑动地设置于横向导轨17或纵向导轨38上；横向导轨17、纵向导轨38中的一个的上方安置有第一滑块39，且被固定于下支撑板9；第一滑块39上方固定有中间支撑板16，且中间支撑板16能够随第一滑块39滑动；横向导轨17、纵向导轨38中的另一个固定于中间支撑板16上方，且上方安置有第二滑块18，第二滑块18上方固定有上支撑板22，上支撑板22能够随第二滑块18滑动。更具体的，图1-2、7示出了横向导轨38设置于下方，纵向导轨17设置于上方的示例，在此，横向导轨38和纵向导轨的位置可以进行互换。此外，需要指出的是，虽然本实施例中滑动组件是通过滑块在导轨上滑动以实现移动，然而，还可以设置齿轮传动的形式来实现移动。例如，在中间支撑板9上设置主动齿轮，而在上支撑板22上设置从动齿轮，借由主动齿轮和从动齿轮之间的啮合关系来带动上支撑板22移动。需要指出的是，各示意图是为了便于示出本钻模板定位装置的整体结构而设置的角度，实际使用时，水平仪支撑板24不必须地处于图7所示状态，例如，可优选地保证水平仪支撑板24处于水平状态，而非垂直状态。文中所述“水平仪支撑板24垂直设置”仅是用于表达其与其他部件之间关系的含义，非限制性术语。

为了保证锁住滑块，可以在横向导轨17或者纵向导轨38或者横向导轨17和纵向导轨38上设置导轨钳制器19。当导轨钳制器19卡住相应的导轨时，第一滑块39或第二滑块18就无法进行滑动，从而起到锁止的作用。为了保证导轨钳制器19在不卡住相应导轨，随着相应的滑块移动时，不会晃动而撞击相应的导轨，对其造成损坏，导轨钳制器19上方还进一步设置辅助垫片20。辅助垫板20填充导轨钳制器19与上支撑板22下表面之间的部分缝隙，保证导轨钳制器19在导轨上随相应滑块移动时不出现晃动。

为了防止滑块在相应的导轨上滑动时，滑块移动幅度太大而滑出导轨，导轨两端还设置有挡片。具体地，如图1-2所示，下支撑板9对应于横向导轨17、纵向导轨38中的一个的两端的位置处固定有第一挡片13，中间支撑板16对应于横向导轨17、纵向导轨38中的另一个的两端的位置处固定有第二挡片14，第一挡片13用于防止第一滑块39滑出导轨，第二挡片14用于防止第二滑块18滑出导轨。

本实施例中进一步设置了用于锁定滑动组件的锁定装置。具体地，如图1-2所示，上支撑板22、中间支撑板16外周方向的侧面设置有侧面螺孔40；导轨调节组件进一步包括第一定位凸台10、第二定位凸台11，第一定位凸台10、第二定位凸台11为90°角板结构，其水平部分分别固定于下支撑板9的不同侧上，第一定位凸台10的垂直部分的上部设有第一锁定孔41，第二定位凸台11的垂直部分的上部设有第二锁定孔42，第一锁定孔41与中间支撑板16的侧面螺孔40配合，第二锁定孔42与上支撑板22的侧面螺孔40配合。以此方式，在上支撑板22移动至理论位置时，借助于第一定位凸台10和第二定位凸台10锁住上支撑板22，保证不再进行横向或纵向的移动。其中，第一定位凸台10、第二定位凸台11的水平部分可借助于定位销12固定于下支撑板9的相应位置上。

为了保证导轨移动平稳，可以将横向导轨17设置成多条，纵向导轨38也可以设置多条。在图2的示例中，横向导轨17、纵向导轨38均为两条。

为了保证上支撑板22移动平稳，每条导轨上均可以设置多块导轨。在图2的示例中，每条横向导轨17上布置有2块滑块，每条纵向导轨38上布置2块滑块。

如图5所示，为了提高测量基准，进一步在两块钻模板组件支撑板29均设置有otp定位孔(opticaltoolingposition定位孔)30。otp定位孔30的位置可以反馈设在钻模板27上的功能孔的位置。优选地，在其中一块钻模板组件支撑板29上设置2个otp定位孔30，在另一块钻模板组件支撑板29上设置1个otp定位孔30。为了防止零件磨损，otp定位孔30也可以设置相应的衬套。在设置了otp定位孔30后，由于钻模板和水平仪支撑板、三个otp定位孔的相对位置是固定不变的，并且钻模板27与待钻孔零件的机体之间的相互位置关系是可以通过球铰结构和导轨装置改变。当调节水平仪测量到水平，并将三个otp定位孔30调至理论位置时，钻模板27上的功能孔即为正确位置，这过程中部需要基准孔定位或定位面，仍实现了高精度制孔。其中，otp定位孔30的坐标值可以通过在otp定位孔30内的工具球进行测量。

本发明的钻模板定位装置可依照以下步骤进行操作：

(1)将导轨调节组件通过水平仪调节组件固定在机身上(参见图7)；

(2)将第一定位凸台10与第二定位凸台11内分别插入定位销12，使导轨调节组件处于理论位置固定不动；

(3)将水平仪支撑板24通过第二带肩螺杆夹紧销25、圆柱形定位插销26固定在钻模板27上；

(4)水平仪调节组件放置在水平仪支撑板24上，调节4个带螺纹定位销5，调至水平仪测量水平，即此时钻模板27的角度符合要求；

(5)卸下水平仪与水平仪支撑组件；

(6)取出定位销12，此时导轨调节组件可以沿导轨方向进行位移；

而在设置了otp定位孔后，为了更加精确地锁定功能孔的位置，可以进一步进行以下步骤：

(7)在otp定位孔30内放入工具球，用激光跟踪仪测量3个工具球的坐标，调节3个工具球至理论位置；

(8)锁紧导轨钳制器，固定钻模板27位置；

(9)进行钻孔。

本实用新型的钻模板组件整体可实现数控机加工，将功能孔位置信息由水平仪支撑板24表面的测量孔表达，不失精度，又便于测量。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。