一种盾构机油脂孔加工装置和加工方法与流程

本发明涉及锪孔加工领域，具体地说是一种盾构机油脂孔加工装置和加工方法。

背景技术：

盾构机外壳三大件前盾、中盾、后盾的加工，每个部分都是关键。其中前盾中心环处深的油脂孔(见图1和图2，图2中标号12处即为油脂孔)，要求精度高，公差小，同时在直径6.45米的筒体上进行加工，极难保证加工质量。现有技术中可利用数控设备进行加工以保证精度，但无疑将极大增加生产投入。而仅利用普通的z3080钻床来加工，主轴精度低，导轨易磨损。如何在z3080钻床的加工条件下加工出精度高的油脂孔，是一个亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种成本低、加工精度高的盾构机油脂孔加工装置和加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种盾构机油脂孔加工装置，包括定深装置和加工刀具；

所述定深装置包括定位轴、定位件、限位块、垫片和连接件，所述限位块上设有限位孔，所述垫片设置在限位孔上方，所述定位轴设置在限位孔内，所述垫片和限位块通过连接件连接；

所述加工刀具包括刀柄、锪刀和导柱，所述导柱设置在锪刀的下方，所述刀柄设置在锪刀的上方，所述刀柄底部具有台阶面；

所述定位件穿设于定位轴内，所述定位轴的内径与锪刀的外径相等。

进一步的，还包括用于锁紧限位块与待加工工件的锁紧件，所述限位块上设有与锁紧件相适配的孔。

进一步的，所述定位件的底部具有圆台体，所述圆台体的上底面直径与定位轴的内径相同，所述圆台体的下底面直径小于待加工的孔的直径。

本发明还提供一种利用上述盾构机油脂孔加工装置加工盾构机油脂孔的方法，包括如下步骤：

步骤1、在工件上钻好底孔，将限位块放置于工件上且底孔与限位孔对应，将定位件放置于限位孔中的定位轴内，定位件抵靠在底孔上后，将限位块锁紧到工件上后，取出定位件并在限位孔上方放置垫片；

步骤2、用连接件将垫片固定在限位块上，将加工刀具放置于定位轴内，加工刀具的刀柄露出限位孔，驱动锪刀向下锪孔至刀柄的台阶面接触到垫片；

步骤3、检测锪孔的深度是否合格，若有误差，则调整垫片高度后重复步骤2。

本发明的有益效果在于：通过定深装置和加工刀具的配合，外圆尺寸由刀具初加工后，通过测量数据进行刀具尺寸调整，同时由于钻床主轴锥孔精度误差及与刀具锥度配合误差，刀具与定位轴、限位孔配合定心，限制其径向跳动，可确保尺寸的准确性和稳定性；采用了调整垫片，根据实际加工深度调整垫片厚度，可将深度严格控制在图纸要求。

附图说明

图1为盾构机的结构示意图。

图2为图1中a处的放大图。

图3为本发明实施例1和2盾构机油脂孔加工装置的的使用状态图。

图4为本发明实施例1和2盾构机油脂孔加工装置的的使用状态图。

标号说明：

1、定位轴；2、定位件；3、限位块；4、垫片；5、连接件；6、刀柄；7、锪刀；8、导柱；9、锁紧件；10、圆台体；11、工件；12、油脂孔；13、毡圈；14、螺母；15、垫圈；16、垫圈；17、深沟球轴承；18、垫圈；19、单向推力球轴承；21、单配调整块；24、轴；25、端盖。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：通过定深装置和加工刀具的配合，外圆尺寸由刀具初加工后，通过测量数据进行刀具尺寸调整，同时由于钻床主轴锥孔精度误差及与刀具锥度配合误差，刀具与定位轴、限位孔配合定心，限制其径向跳动，可确保尺寸的准确性和稳定性；采用了调整垫片，根据实际加工深度进行调整厚度，将深度严格控制在图纸要求。

请参照图3以及图4，一种盾构机油脂孔加工装置，包括定深装置和加工刀具；

所述定深装置包括定位轴1、定位件2、限位块3、垫片4和连接件5，所述限位块上设有限位孔，所述垫片设置在限位孔上方，所述定位轴设置在限位孔内，所述垫片和限位块通过连接件连接；

所述加工刀具包括刀柄6、锪刀7和导柱8，所述导柱设置在锪刀的下方，所述刀柄设置在锪刀的上方，所述刀柄底部具有台阶面；

所述定位件穿设于定位轴内，所述定位轴的内径与锪刀的外径相等。

进一步的，还包括用于锁紧限位块与待加工工件11的锁紧件9，所述限位块上设有与锁紧件相适配的孔。

进一步的，所述定位件的底部具有圆台体10，所述圆台体的上底面直径与定位轴的内径相同，所述圆台体的下底面直径小于待加工的孔的直径。

本发明还提供一种利用上述盾构机油脂孔加工装置加工盾构机油脂孔的方法，包括如下步骤：

步骤1、在工件上钻好底孔，将限位块放置于工件上且底孔与限位孔对应，将定位件放置于限位孔中的定位轴内，定位件抵靠在底孔上后，将限位块锁紧到工件上后，取出定位件并在限位孔上方放置垫片；

步骤2、用连接件将垫片固定在限位块上，将加工刀具放置于定位轴内，加工刀具的刀柄露出限位孔，驱动锪刀向下锪孔至刀柄的台阶面接触到垫片；

步骤3、检测锪孔的深度是否合格，若有误差，则调整垫片高度后重复步骤2。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过定深装置和加工刀具的配合，外圆尺寸由刀具初加工后，通过测量数据进行刀具尺寸调整，同时由于钻床主轴锥孔精度误差及与刀具锥度配合误差，刀具与定位轴、限位孔配合定心，限制其径向跳动，可确保尺寸的准确性和稳定性；采用了调整垫片，根据实际加工深度进行调整厚度，将深度严格控制在图纸要求。

实施例1

请参照图3和图4，一种盾构机油脂孔12加工装置，包括定深装置和加工刀具；所述定深装置包括定位轴1、定位件2、限位块3、垫片4和连接件5，所述限位块上设有限位孔，所述垫片设置在限位孔上方，所述定位轴设置在限位孔内，所述垫片和限位块通过连接件连接；所述加工刀具包括刀柄6、锪刀7和导柱8，所述导柱设置在锪刀的下方，所述刀柄设置在锪刀的上方，所述刀柄底部具有台阶面；所述定位件穿设于定位轴内，所述定位轴的内径与锪刀的外径相等。还包括用于锁紧限位块与待加工工件的锁紧件9，所述限位块上设有与锁紧件相适配的孔。所述定位件的底部具有圆台体10，所述圆台体的上底面直径与定位轴的内径相同，所述圆台体的下底面直径小于待加工的孔的直径；

盾构机油脂孔加工装置还包括毡圈13、螺母14、垫圈15、垫圈16、深沟球轴承17、垫圈18、单向推力球轴承19、单配调整块21、轴24和端盖25，其中，毡圈13起到密封作用，垫圈18用于固定轴承外圈，单向推力球轴承19使得当刀具进刀到极限位置时，减少摩擦损失，单配调整块21用于调节控制锪平深度，轴24引导刀具进刀方位，而端盖则是为了防止铁销进入轴承位置。

实施例2

请参照图3和图4，一种利用实施例1盾构机油脂孔加工装置加工盾构机油脂孔的方法，包括如下步骤：

步骤1、在工件上钻好底孔，将限位块放置于工件上且底孔与限位孔对应，将定位件放置于限位孔中的定位轴内，定位件抵靠在底孔上后，将限位块锁紧到工件上后，取出定位件并在限位孔上方放置垫片；

步骤2、用连接件将垫片固定在限位块上，将加工刀具放置于定位轴内，加工刀具的刀柄露出限位孔，驱动锪刀向下锪孔至刀柄的台阶面接触到垫片；

步骤3、检测锪孔的深度是否合格，若有误差，则调整垫片高度后重复步骤2。

具体操作如下：

1、定位件(可以是定位销钉)与锪平定深工装由定位轴保证位置关系，同时定位销钉的锥面与孔定位后，用锁紧件锁紧限位块和工件，并拔出销子；

2、刀具加工直径尺寸在激光对刀仪调整到ф39+0.01尺寸，并紧固白钢刀；

3、垫片根据计算，控制锪孔深度在2.8-0.10，用螺钉坚固在定深装置上，例如垫片厚度根据工装及刀具计算在4mm，但加工中存在工装装配及刀具刃磨误差，那么试配时垫片厚度先磨到4.1mm，锪孔加工后，根据实测深度，最后确定最终垫片厚度；

4、刀具与定深装置由定位轴φ40保证位置关系，向下进给，至刀具台阶面与垫片接触；

5、检测加工后孔尺寸为ф39+0.035，孔深度在2.8-0.12。因此确认刀具外径尺寸通过定位轴φ40能控制在图纸要求。根据深度尺寸，将件11单配调整垫片磨去0.12mm；

6、再次进行加工，检测尺寸为ф39+0.03，孔深度在2.8-0.01，两项达到图纸要求；

7、在试件上小批量加工10个孔，经检测尺寸如表1：

表1

8、将本发明装置在盾体上使用，加工尺寸稳定，并确保质量。

综上所述，本发明提供的盾构机油脂孔加工装置和加工方法的有益效果在于：通过定深装置和加工刀具的配合，外圆尺寸由刀具初加工后，通过测量数据进行刀具尺寸调整，同时由于钻床主轴锥孔精度误差及与刀具锥度配合误差，刀具与定位轴、限位孔配合定心，限制其径向跳动，可确保尺寸的准确性和稳定性；采用了调整垫片，根据实际加工深度进行调整厚度，将深度严格控制在图纸要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。