一种钻孔夹具及采用该夹具加工排气阀零件阵列孔的工艺的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种钻孔夹具及采用该夹具加工排气阀零件阵列孔的工艺。

背景技术：

在液压或者气压控制系统中，排气阀是较为常用的一种机械结构零件，其主要特征是：考虑到工况特点，此类零件材料为不锈钢，整体结构为轴类零件，零件的某个圆锥面上沿径向均布大量排气孔，排气孔径一般小于2mm，其数量较多，如一个直径为35mm的圆上约分布18个左右的孔，孔深通常在10mm左右。因此，综合来看，形成此类零件加工难点主要有三个：

（1）不锈钢材料加工时容易粘刀，本身比较难以切削；

（2）被加工的孔径较小，属于长径比较大的深孔加工；

（3）加工数量较多；

因此，加工工艺设计一方面应考虑加工过程中防止钻头直径较小出现断钻头的质量问题，另一方面还要尽可能提高加工效率。

传统的加工方式是在万能工具铣床上借助分度头装夹工件，使被加工锥面与主轴头垂直（或偏转主轴头与被加工锥面垂直），首先装夹中心钻完成所有孔的中心孔加工，然后再更换钻头依次完成所有孔的加工，因此每个孔需要两个工步才可以完成，完成孔系中所有孔加工工步繁多，且手动操作铣床z轴工作台上下易造成钻头在加工过程中折断，合格率低，加工效率低。如若不用中心钻直接用钻头钻孔，因为是在圆柱面上加工，钻头与工件的接触是点对点，钻孔中心容易偏且钻头容易折断，则合格率更低。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、工序较少、钻头不易折断、能提高产品加工质量的一种钻孔夹具及采用该夹具加工排气阀零件阵列孔的工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种钻孔夹具，包括分度盘、固定设置在台钻工作台上的安装座，安装座上表面为左高右低的倾斜平面，安装座内设置有中心线垂直于安装座上表面的安装孔，分度盘与安装孔同轴向设置，分度盘放置在安装座上表面，分度盘下表面同轴向固定设置有安装轴，安装轴转动连接在安装孔内，分度盘上表面同轴向设置有定位环，定位环侧部沿径向方向螺纹连接有定位螺钉，分度盘下表面与安装座之间设置有分度定位结构。

安装座左侧沿垂直方向设置有安装板，安装板顶部通过两个圆柱销连接有水平设置的钻模板，钻模板右侧沿垂直方向设置有上下通透的引导孔，引导孔内安装有引导套。

分度定位结构包括定位套、弹簧、定位球和若干个定位盲孔，安装座内设置有定位孔，定位孔的中心线平行于分度盘的中心线，定位盲孔沿分度盘的中心线圆形阵列设置在分度盘的下表面，定位盲孔的中心线与分度盘的中心线的距离等于定位孔的中心线与分度盘的中心线的距离，定位套装配在定位孔的上端口，定位套下端内壁固定连接堵板，弹簧和定位球均设置在定位套内，定位盲孔的内径小于定位球的外径，定位球的外径与定位套的内径相等，定位球上部和下部分别与定位盲孔下端口和弹簧上端顶压配合。

钻孔夹具加工排气阀类零件阵列孔的工艺，包括以下步骤，

（1）、下料；

（2）、对排气阀毛坯车外圆及内孔；

（3）、热处理；

（4）、精车外圆及内孔；

（5）、将排气阀工件装夹到所述的钻孔夹具内进行钻孔作业。

所述步骤（5）具体为，将排气阀工件下部同轴向安装到定位环内，旋转定位螺钉顶紧排气阀工件，钻头中心线与排气阀的中心线的夹角等于分度盘与水平面之间的夹角；然后操控台钻，使钻头通过引导套对排气阀工件上部进行钻第一个孔，第一个孔钻成后，钻头向上移动到排气阀工件上方，然后按照顺时针或逆时针转动分度盘，定位球被压缩到定位套内，当第二个定位盲孔与定位套对应连通时，定位球被弹簧的弹力向上推入到第二个定位盲孔内，在操控钻头向下移动对排气阀工件上部进行钻第二个孔，依次类推，完成排气阀工件上所有孔的加工；最后松开定位螺钉，取出排气阀工件，完成整个零件孔系加工。

钻头材料为高速钢，台钻主轴的转速为3000r/min，钻孔的进给速度为0.05——0.08mm/r。

采用上述技术方案，本发明首先对孔系加工工艺规程进行了创新，所采用的主要工艺路线包括：下料——车外圆及内孔——热处理——精车外圆及内孔——钻孔系（改用高速台钻配合安装在台钻工作台上的钻孔夹具）——检验。因传统的万能工具铣床其最高转速只有2000r/min，而高速台钻的转速最高可以达到12000r/min，因此，从工艺能力来说改用高速台钻代替万能工具铣床是合理的。

其次，为减少工序内容，设计制造专用的钻孔夹具，实现快速分度，利用钻模设置钻套（引导套），用钻头直接钻孔，省去了中心钻打中心孔工步。

传统的钻模分度设计结构一般为插销子式，即旋转分度盘到加工工位后，插入与分度盘上孔相配的圆形销子，将分度盘与夹具基体的相对位置固定以实现定位。这种方法的缺点在于分度盘上其他非加工位置孔裸露在加工区，易被钻孔排出的切屑堵塞影响工件分度定位加工。

钻孔夹具分度设计充分考虑现场工况，分度设计采用弹簧顶压定位球进行定位分度盘的结构，实现精密分度，确保整个钻孔夹具使用的可靠。

在钻孔夹具的设计时，定位盲孔与被加工排气阀上的钻孔数量相等，排气阀安装在分度盘上，分度盘的中心线与排气阀的中心线重合，钻头中心线与排气阀的中心线的夹角等于分度盘与水平面之间的夹角。引导套的设置，避免了钻头在钻孔作业时被折断。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，提高了排气阀上阵列孔的钻孔效率，并避免了钻头被折断，并提高了加工孔的精度。

附图说明

图1是本发明的钻孔夹具的结构示意图；

图2是图1中去掉工件后a向视图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的一种钻孔夹具，包括分度盘1、固定设置在台钻工作台上的安装座2，安装座2上表面为左高右低的倾斜平面，安装座2内设置有中心线垂直于安装座2上表面的安装孔3，分度盘1与安装孔3同轴向设置，分度盘1放置在安装座2上表面，分度盘1下表面同轴向固定设置有安装轴4，安装轴4转动连接在安装孔3内，分度盘1上表面同轴向设置有定位环5，定位环5侧部沿径向方向螺纹连接有定位螺钉6，分度盘1下表面与安装座2之间设置有分度定位结构。

安装座2左侧沿垂直方向设置有安装板7，安装板7顶部通过两个圆柱销8连接有水平设置的钻模板9，钻模板9右侧沿垂直方向设置有上下通透的引导孔，引导孔内安装有引导套10。

分度定位结构包括定位套11、弹簧12、定位球13和若干个定位盲孔14，安装座2内设置有定位孔15，定位孔15的中心线平行于分度盘1的中心线，定位盲孔14沿分度盘1的中心线圆形阵列设置在分度盘1的下表面，定位盲孔14的中心线与分度盘1的中心线的距离等于定位孔15的中心线与分度盘1的中心线的距离，定位套11装配在定位孔15的上端口，定位套11下端内壁固定连接堵板16，弹簧12和定位球13均设置在定位套11内，定位盲孔14的内径小于定位球13的外径，定位球13的外径与定位套11的内径相等，定位球13上部和下部分别与定位盲孔14下端口和弹簧12上端顶压配合。

钻孔夹具加工排气阀类零件阵列孔的工艺，包括以下步骤，

（1）、下料；

（2）、对排气阀毛坯车外圆及内孔；

（3）、热处理；

（4）、精车外圆及内孔；

（5）、将排气阀工件17装夹到所述的钻孔夹具内进行钻孔作业。

步骤（5）具体为，将排气阀工件17下部同轴向安装到定位环5内，旋转定位螺钉6顶紧排气阀工件17，钻头中心线与排气阀的中心线的夹角等于分度盘1与水平面之间的夹角；然后操控台钻，使钻头通过引导套10对排气阀工件17上部进行钻第一个孔，第一个孔钻成后，钻头向上移动到排气阀工件17上方，然后按照顺时针或逆时针转动分度盘1，定位球13被压缩到定位套11内，当第二个定位盲孔14与定位套11对应连通时，定位球13被弹簧12的弹力向上推入到第二个定位盲孔14内，在操控钻头向下移动对排气阀工件17上部进行钻第二个孔，依次类推，完成排气阀工件17上所有孔的加工；最后松开定位螺钉6，取出排气阀工件17，完成整个零件孔系加工。

钻头材料为高速钢，台钻主轴的转速为3000r/min，钻孔的进给速度为0.05——0.08mm/r。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。