铰刀铰孔过程垂直度校验装置及加工方法、校验方法与流程

本发明涉及精密加工技术领域，尤其涉及一种铰刀铰孔过程垂直度校验装置及加工方法、校验方法。

背景技术：

近年来，随着国家经济进入飞跃式发展，工业各领域的基础建设也稳步前行。工业基础的建设离不开各种重大型设备，为了保证这些设备的安全、可靠运行，这些重大型设备的重要零部件必须具有较高的加工精度。以船舶建造为例，为了确保船舶动力安装及后期运行的可靠性，船舶动力、减速器、轴系安装时，相应的误差精度常常要求达到忽米或微米的级别。为了满足上述精度要求，一些用于装配固定轴、固定螺栓的螺纹孔必须具有较高的垂直度，这样才能避免固定轴发生偏斜或者固定螺栓的螺栓头不能与相应表面完全贴合的情况，现有技术中针对这些螺纹孔主要是通过不断测量、加工、测量......的作业方式来满足加工精度的要求，这种加工方式一方面对进行测量和加工的人员要求较高，另一方面还使得螺纹孔的加工效率较低，不利于螺纹孔的快速加工。

技术实现要素：

本发明提供了一种铰刀铰孔过程垂直度校验装置，用于解决现有技术中铰刀在钻取螺纹孔时，螺纹孔的垂直度不易校验的技术问题。本发明还提供了一种上述铰刀铰孔过程垂直度校验装置的加工方法。本发明还提供了一种上述铰刀铰孔过程垂直度校验装置的校验方法。

本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置采用如下的技术方案：

一种铰刀铰孔过程垂直度校验装置包括环形本体，环形本体内设置有螺纹孔，所述螺纹孔用于与对应铰刀的外螺纹螺纹装配，所述螺纹孔的至少一侧端口位置处设置有环形基准平面，所述环形基准平面与螺纹孔的中轴线垂直，所述环形基准平面用于与待加工螺纹孔的平台表面贴合、以通过环形基准平面与平台表面的贴合情况判断螺纹孔的垂直度。

有益效果：通过采用本发明的校验装置，在加工过程中，通过将校验装置旋拧至平台表面处，然后通过查看环形基准平面与平台表面的贴合情况即可判断加工的螺纹孔是否具有较好的垂直度，从而方便了及时调整铰刀的加工方向。本发明的校验装置操作简单，精度较高，方便了对螺纹孔垂直度的校验，提高了加工螺纹孔的加工效率。

进一步地，所述环形基准平面的平面度误差不超过0.02mm，所述环形基准平面的水平度误差不超过0.02mm。其有益效果是：使得环形基准平面具有较高的精度，从而方便了后期的校验使用。

进一步地，所述环形本体的材质为铜或不锈钢。

进一步地，所述环形本体的表面为光滑表面。

本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置的加工方法采用如下的技术方案：

一种铰刀铰孔过程垂直度校验装置的加工方法包括以下步骤：

s1：选取加工基材并对基材的同心度加工调整；

s2：在基材上截取设定长度、以获取毛坯件；

s3：对毛坯件的两端面进行打磨、抛光处理；

s4：对两端面的平面度、水平度进行测量修正，以获取基础件；

s5：在基础件上钻取与铰刀直径相匹配的内孔，内孔的中轴线与两端面垂直；

s6：在内孔中钻取与铰刀外螺纹相匹配的内螺纹；

s7：对外表面进行打磨、抛光处理，以获取校验装置；

s8：对校验装置两个端面的平面度和水平度进行测量。

有益效果：提供了一种专门用于加工校验装置的加工方法，保证了校验装置的加工精度，从而有利于校验装置的后期使用。

进一步地，在步骤s2中，所述毛坯件的两端预留有用于加工端面的加工余量，所述加工余量的厚度不小于1mm。其有益效果是：方便了对端面的测量修正，避免了不预留加工余量而容易造成校验装置长度变短的情况。

进一步地，在步骤s5中，在内孔钻取之前，需要先确定内孔加工圆心，所述内孔加工圆心通过直径交叉平分的方式进行确定。

进一步地，在步骤s6中，在钻取内螺纹之前，需要对基础件的两端面打磨、抛光处理。

本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置的校验方法采用如下的技术方案：

一种铰刀铰孔过程垂直度校验装置的校验方法包括以下步骤：

n1：将校验装置螺纹装配在铰刀的外螺纹上；

n2：钻取过程中，将校验装置旋至与加工平台表面贴合的位置处；

n3：通过观察环形基准平面与加工平台表面的贴合度来判断螺纹孔的垂直度；

n4：若环形基准平面和加工平台表面不能较好贴合，对铰刀的钻取方向进行修正；若能够较好贴合，则将校验装置旋至与加工平台表面分离，并继续铰刀钻取作业。

有益效果：提供了一种校验装置的专用校验方法，操作简单、方便，能够达到较好的校验效果，并能在加工过程中及时的发现垂直度的偏差，从而方便对铰刀钻取方向的调整。

进一步地，在步骤n1中，校验装置应旋至与铰刀刀头末端，并使得刀头末端端面位于校验装置内。

附图说明

图1是本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置的实施例的整体结构示意图；

图2是图1的侧视示意图；

图3是图1的俯视示意图；

图4是本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置的校验方法的实施例的校验状态示意图。

附图标记说明如下：

1-螺纹孔，2-内螺纹，3-环形基准平面，4-铰刀，5-加工平台，6-校验装置，7-刀头。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置(以下简称校验装置)的实施例：

如图1至图3所示，校验装置包括包括环形本体，环形本体内设置有螺纹孔1，所述螺纹孔1用于与对应铰刀4的外螺纹螺纹装配，所述螺纹孔1的至少一侧端口位置处设置有环形基准平面3，所述环形基准平面3与螺纹孔1的中轴线垂直，所述环形基准平面3用于与待加工螺纹孔1的平台表面贴合、以通过环形基准平面3与平台表面的贴合情况判断螺纹孔1的垂直度。

具体而言，本实施例中环形本体为圆环柱状，环形本体内设置有螺纹孔1，螺纹孔1的孔壁上设置有内螺纹2，本实施例中内螺纹2的尺寸规格与相应的铰刀4刀头上的外螺纹相匹配，使用时，通过螺纹孔1将校验装置螺纹装配在铰刀4刀头上即可。本实施例中螺纹孔1的两侧口沿位置均设置有环形基准平面3，环形基准平面3均与螺纹孔1的中轴线垂直，由于本实施例中环形本体为圆环柱状，两个环形基准平面3均为圆环状，具体如图3所示。本实施例中两个环形基准平面3相互平面。

本实施例中两个环形基准平面3的平面度误差为0.02mm，在其他实施例中，平面度误差可以为小于0.02mm的任意数值，例如为0.01mm、0.015mm、0.001mm、0.0025mm等。本实施例中两个环形基准平面3的水平度误差为0.02mm，在其他实施例中水平度误差为小于0.02mm的任意数值，例如为0.01mm、0.015mm、0.017mm、0.001mm、0.0015mm等。需要说明的是，本实施例中平面度误差和水平度误差应尽可能的消除，这样才能使得环形基准平面3具有更小的校正误差。

本实施例中环形本体的表面均为光滑表面，即环形本体的外表面(包括外周面和两个环形基准平面3)均经过打磨、抛光处理。本实施例中环形本体的材质为不锈钢，在其他实施例中环形本体的材质也可以为铜、铁等金属。

在其他实施例中：环形本体的形状可以为内圆外方，即环形本体内设置有螺纹孔1，而环形本体的外轮廓则可以为四方形、三角形、五边形、六边形等。

在其他实施例中：环形本体可以在螺纹孔1的一侧设置有环形基准平面3，而对螺纹孔1另一侧的环形本体不做平面处理，使用时，只要保证具有环形基准平面3的一侧能够朝向待加工螺纹孔1的平台即可。

本发明的铰刀4铰孔过程垂直度校验装置的加工方法(以下简称加工方法)的实施例，加工方法包括以下步骤：

s1：选取加工基材并对基材的同心度加工调整

具体而言，本实施例中选取的基材为一根符合国家工业材质标准的黄铜棒，黄铜棒的截面为圆形，黄铜棒的截面直径要大于铰刀4刀头的截面直径，本实施例中黄铜棒的直径为50mm。选取完毕后，利用车床对黄铜棒的外周面进行抛光和同心度处理，确保黄铜棒的截面圆心位于黄铜棒中轴线上，这样在后续对黄铜棒截取后，才能够保证截取部分的端面与中轴线垂直。

s2：在基材上截取设定长度、以获取毛坯件

具体而言，本实施例中在黄铜棒上截取长度为12mm的一节毛坯件。具体的黄铜棒的截取可以通过切割机或车床进行截取，截取后的毛坯件整体为扁圆柱状，毛坯件的底面直径为50mm，高度为12mm。

需要说明的是，由于后续步骤需要对毛坯件的两端面(即上、下底面)进行打磨、抛光，所以毛坯件的厚度会变小，为了使得最终加工的校验装置的厚度与设计相一致，本实施例中在截取毛坯件时，需要在毛坯件的两端预留一定量的加工余量，即截取的毛坯件的长度要略长于最终加工的校验装置的厚度。本实施例中毛坯件两端的加工余量为1mm，在其他实施例中毛坯件两端的加工余量可以为大于1mm的数值，例如为1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm等。

s3：对毛坯件的两端面进行打磨、抛光处理

具体而言，本实施例中通过铣床对毛坯件的两端面进行打磨、抛光处理，此外还需要对两端面的边沿位置去除毛刺。

s4：对两端面的平面度、水平度进行测量修正，以获取基础件

具体而言，本实施例中通过国家认可的水平基准检验平台进行平面度校验。校验的过程中，以端面与水平基准检验平台的贴合度在0.02mm范围以内为合格。平面度校验完成后，然后对两个端面的水平度进行校验，以下为方便区分，将两个端面分别称为第一端面和第二端面，校验时首先将第一端面与基准检验平台贴合，并对第一端面的水平度进行调整、以使第一端面处于水平面内，然后利用水平仪对第二端面进行进行水平度测量。测量完成后，将第一端面和第二端面对调，然后对第一端面进行水平度测量，水平度校验时，以水平度误差处于0.02mm范围以内为合格。若平面度的校验值和水平度的校验值超出了合格范围，则需要再次对相应的端面进行打磨、抛光处理，并最终得到符合要求的水平度和平面度。

s5：在基础件上钻取与铰刀4直径相匹配的内孔，内孔的中轴线与两端面垂直

具体而言，本实施例中首先在一个端面上确定出内孔加工圆心，内孔加工圆心的确定通过直径交叉平分的方式进行确定，确定时，首先在端面上绘制出端面的两条直径，两条直径的交点即为内孔加工圆心。内孔加工圆心确定后，通过车床在基础件内钻取内孔。本实施例中内孔孔径的大小需要根据铰刀4刀头直径大小进行确定，本实施例中内孔孔径为40mm。钻取内孔的过程中，需要保证车刀稳固无偏移，确保车出的内孔四周侧壁厚薄均匀一致，并保证内孔的中轴线垂直于两个端面。

s6：在内孔中钻取与铰刀4外螺纹相匹配的内螺纹2

具体而言，本实施例中在钻取内螺纹2之前，需要先对基础件的两端面进行打磨、抛光处理，保证基础件两端面的平面度，此外，还需要将内孔两侧口沿处的毛刺进行清除。

钻取内螺纹2之前，首先通过螺纹环或塞规来量取铰刀4外部的外螺纹牙距尺寸，然后根据测量的外螺纹螺牙尺寸并利用车床加工出内螺纹2。内螺纹2加工的过程要求一次成型，确保牙槽、牙踝以及切边平滑、光顺、无毛刺缺口，且外观尺寸与选用铰刀4相一致，保证后期完工校验装置内螺纹2与铰刀4外螺纹紧密贴合，无任何晃动及明显间隙存在。

s7：对外表面进行打磨、抛光处理，以获取校验装置

钻取玩内螺纹2后，需要再次进行打磨、抛光处理，并将螺纹孔1两端孔沿处的毛刺清除，保证两个端面的平面度。

s8：对校验装置两个端面的平面度和水平度进行测量

对制成的校验装置再次进行平面度和水平度的校验，以确保校验装置的平面度和水平度处于合格的范围内。

本发明的本发明的铰刀铰孔过程垂直度校验装置的校验方法(以下简称校验方法)的实施例，校验方法包括以下步骤：

n1：将校验装置螺纹装配在铰刀4的外螺纹上

具体而言，本实施例中首先校验装置6螺纹装配在铰刀4(相当于丝锥)上，装配时，需要将校验装置6旋至铰刀4刀头7的末端，如图4所示，并使得刀头7末端位于校验装置6内部。需要说明的是，由于本实施例中校验装置6的两侧均设置有环形基准平面3，所以校验装置6在旋拧至铰刀4上时，无需考虑校验装置6的环形基准平面3是否在加工时朝向加工平台5。

n2：钻取过程中，将校验装置6旋至与加工平台5表面贴合的位置处

具体而言，本实施例中需要在加工平台5上钻取一个螺纹孔，铰刀4在钻取一定深度后，将校验装置6旋至于加工平台5表面相贴合的位置处，具体如图3所示。

n3：通过观察环形基准平面3与加工平台5表面的贴合度来判断螺纹孔的垂直度

具体而言，由于本实施例中需要在加工平台5上钻取与加工平台5表面垂直的螺纹孔，当把校验装置6旋拧至与加工平台5表面贴合的位置处后，校验装置6的环形基准平面3理论上应与加工平台5表面完全贴合。

n4：若环形基准平面3和加工平台5表面不能较好贴合，对铰刀4的钻取方向进行修正；若能够较好贴合，则将校验装置6旋至与加工平台5表面分离，并继续铰刀4钻取作业。

具体而言，若环形基准平台与加工平台5表面之间具有较大的缝隙，此时即可判定加工的螺纹孔出现歪斜，即不具有良好的垂直度，此时需要重新调整铰刀4的钻取方位。若环形基准平台与加工平台5表面能够完全贴合，则可以判定加工的螺纹孔未出现歪斜，即螺纹孔具有较好的垂直度，此时继续进行钻取作业即可。

以上实施例主要描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。