弧形面周向孔系自定位制孔装置的制作方法

本发明属于制孔装置技术领域，具体涉及弧形面周向孔系自定位制孔装置。

背景技术：

目前，在航天设备制造领域中，一种由多排弧形梁连接的半圆开放式装备结构件得到广泛应用，其中弧形梁作为主体连接结构件，在其弧面周向往往会均布多处连接孔，连接孔的精度对于弧形梁的互换性以及整个产品的稳定性至关重要。大型弧形件弧面周向孔系的加工，一般有以下几种方法：

1）钳工制孔

根据弧形件的结构特点，在弧面上制孔时，钳工首先要在弧形工件上划各孔的加工位置线然后将产品吊放在立式摇臂钻平台上，弧形件两端各一人扶持工件或用吊车保护工件以保持工件稳定不动，再由一人操作摇臂钻进行制孔。

采用钳工制孔，需要对每件工件上的孔进行划线，制孔时必须多人参与，不但效率低、生产周期长，而且人力资源占比大、劳动强度大，同时，孔的加工精度低、产品一致性差。

2）大型数控铣镗加工

通过铣镗设备加工弧形件弧面周向孔系时，具体的加工方法还要根据设备的配置而定，一般分为两种：①、采用卧式铣镗设备，若铣镗设备配置有回转工作台，将工件平放于工作台上，并将工件中心与机床主轴中心置于同一竖直面上，然后通过旋转工作平台加工各孔；②、采用立式铣镗设备，若工作平台不能旋转，则需配置有万向铣头才能完成弧形件弧面周向孔系的加工。

采用铣镗设备制孔，对设备的配置要较高。如果只有回转工作台，在距离弧形件弧面端部较近的位置制孔时，工件易与主轴干涉；若没有回转工作平台，仅靠机械式万向铣头，需要人工调整铣头角度，并且分度精确度较低，难以保证孔的位置精度。

随着大型装备制造业的发展，航天地面设备呈现出种类多样化、结构复杂化，其中弧形结构件弧面周向孔系的制孔精度要求较高，而通常由钳工加工而成，但其效率低、精度低、劳动强度高，不适宜大批量生产。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提出弧形面周向孔系自定位制孔装置，该装置结构高效率、高精度、低强度、适合大批量生产使用。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

弧形面周向孔系自定位制孔装置，包括支撑架、定位块、钻模板、钻套、限位装置；所述支撑架包括底架与安装架，底架上设置有安装架，安装架上设置有支撑底板、安装板和限位装置，所述安装板与支撑底板连接有钻模板，钻模板上设置有钻套和定位块；

所述限位装置包括第一限位杆调节板、第二限位杆调节板和限位杆，第一限位杆调节板、第二限位杆调节板位于安装架上，第一限位杆调节板、第二限位杆调节板上可拆卸连接有限位杆。

所述底架包括四个长竖梁、两个长横梁和两个短横梁，长横梁、短横梁设置于在四个长竖梁之间；每个长横梁上均设置有短竖梁；短竖梁顶部连接有支撑底板，支撑底板两侧连接有加强槽钢，加强槽钢上设置有安装架；

所述安装架包括短支撑横梁、长支撑横梁和斜梁，短支撑横梁、长支撑横梁位于加强槽钢上，短支撑横梁、长支撑横梁上分别设置有第一斜梁和第二斜梁；第一斜梁两端分别连接长竖梁与短支撑横梁，第二斜梁两端分别连接长竖梁与长支撑横梁；

第一斜梁上设置有第一安装板，支撑底板上设置有第二安装板，第一安装板和第二安装板上均设置有安装孔，安装孔连接有钻模板。

所述短支撑横梁、长支撑横梁、第一斜梁、第二斜梁、第一安装板和第二安装板均包括前后对应设置的两个。

前后两个所述第一斜梁之间还设置有支撑侧板；前后对应设置的两个第一安装板（）的外侧面与第二安装板的内侧面齐平。

所述第二安装板位于支撑底板前后两侧，第二安装板两端设置有支撑立板。

所述支撑底板位于四个长竖梁的几何中心位置。

第一安装板和第二安装板上的安装孔通过紧定螺杆连接有钻模板。

所述钻模板两侧设置有多个台阶定位块，多个台阶定位块前后对称均布设置。

每条所述长支撑横梁上设置有第一调节竖杆和第二调节竖杆，所述第一调节竖杆上设置有第一限位杆调节板，第二调节竖杆上设置有第二限位杆调节板，所述第一限位杆调节板、第二限位杆调节板均前后对称成对设置，每对第一限位杆调节板或第二限位杆调节板之间可拆卸设置有一条限位杆。

所述第一调节竖杆和第二调节竖杆上设置有调节槽，所述第一限位杆调节板、第二限位杆调节板上均设置有调节长孔，调节槽与调节长孔通过调节螺栓连接。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

本装置高效率、高精度、低强度、适合大批量、互换性高并且不需要大型铣镗设备的制孔装置。

使用该装置加工的周向孔系精度符合图纸要求，能满足产品的互换性和装配要求。

附图说明

图1为本发明装置结构主视图。

图2为本发明装置结构右视图。

图3为本发明装置结构左视图。

图4为本发明装置的支撑架结构示意图。

图5为本发明装置的支撑架俯视结构示意图。

其中，1、支撑架；2、台阶定位块；3、钻模板；4、钻套；5、第一限位杆调节板；6、第二限位杆调节板；7、限位杆；8、紧定螺杆；9、长横梁；10、短横梁；11、短支撑横梁；12、长支撑横梁；13、长竖梁；14、短竖梁；15、第一斜梁；16、支撑底板；17、支撑立板；18、支撑侧板；19、第一安装板；20、第二安装板；21、第一调节竖杆；22、第二调节竖杆；23、加强槽钢；24、第二斜梁；25、调节槽；26、调节长孔；27、调节螺栓。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1-5所示，

弧形面周向孔系自定位制孔装置，包括支撑架1、定位块2、钻模板3、钻套4、限位装置；所述支撑架包括底架与安装架，底架上设置有安装架，安装架上设置有支撑底板、安装板和限位装置，所述安装板与支撑底板连接有钻模板3，钻模板3上设置有钻套4和定位块2；

所述底架包括四个长竖梁13、两个长横梁9和两个短横梁10，长横梁、短横梁10设置于在四个长竖梁13之间；每个长横梁上均设置有短竖梁14；短竖梁14顶部连接有支撑底板16，所述支撑底板16位于四个长竖梁13的几何中心位置。

支撑底板16两侧连接有加强槽钢23，加强槽钢上设置有安装架。两个长横梁9、两个短横梁10分布在四个长竖梁13之间，底面齐平，通过焊接连接；两个短竖梁14分布在两个长横梁中心位置，通过焊接连接。四个加强槽钢23与支撑底板16底面齐平分布在四个长竖梁之间，支撑底板16底面置于短竖梁14上，通过焊接连接；短支撑横梁11、长支撑横梁12分布在加强槽钢23上面，端部贴紧长竖梁13，通过焊接连接；

所述安装架包括短支撑横梁11、长支撑横梁12和斜梁，短支撑横梁11、长支撑横梁12位于加强槽钢23上，短支撑横梁11、长支撑横梁12上分别设置有第一斜梁15和第二斜梁24；第一斜梁两端分别连接长竖梁13与短支撑横梁11，第二斜梁24两端分别连接长竖梁13与长支撑横梁12；

第一斜梁15上设置有第一安装板19，支撑底板16上设置有第二安装板20，第一安装板19和第二安装板20上均设置有安装孔，安装孔连接有钻模板3。

所述短支撑横梁11、长支撑横梁12、第一斜梁15、第二斜梁24、第一安装板19和第二安装板20均包括前后对应设置的两个。

前后两个所述第一斜梁15之间还设置有支撑侧板18，通过焊接连接；前后对应设置的两个第一安装板19的外侧面与第二安装板20的内侧面齐平，前后对称分布，通过焊接连接。

所述第二安装板20位于支撑底板16前后两侧，第二安装板20两端设置有支撑立板17，通过焊接连接。两个第二安装板20底面置于支撑底板16上，侧面贴紧短支撑横梁11与长支撑横梁12，前后、左右居中分布，通过焊接连接。

两个第一斜梁15一端与短支撑横梁11齐平，两个第二斜梁24与两个第一斜梁15左右对称分布，另一端紧贴长竖梁，通过焊接连接；

第一安装板19和第二安装板20上的安装孔通过紧定螺杆8连接有钻模板3，本实施例中，十二个紧定螺杆8与第一安装板19和第二安装板20、支撑底板16、支撑侧板18螺纹孔螺纹连接。

所述钻模板3两侧设置有多个台阶定位块2，多个台阶定位块2前后对称均布设置。台阶定位块2的数量优选为八个。

所述限位装置包括前后对称设置的一对第一限位杆调节板5、两对第二限位杆调节板6和限位杆7，第一限位杆调节板5、第二限位杆调节板6焊接在长支撑横梁12上，第一限位杆调节板5、第二限位杆调节板6上可拆卸连接有限位杆7。

每条所述长支撑横梁12上设置有第一调节竖杆21和第二调节竖杆22，所述第一调节竖杆21上设置有第一限位杆调节板5，第二调节竖杆22上设置有第二限位杆调节板6，所述第一限位杆调节板5、第二限位杆调节板6均前后对称成对设置，每对第一限位杆调节板5或第二限位杆调节板6之间可拆卸设置有一条限位杆7。两个限位杆7插入第一限位杆调节板5、第二限位杆调节板6端部的圆孔中，对工件端部实现限位。

所述第一调节竖杆21和第二调节竖杆22上设置有调节槽25，所述第一限位杆调节板5、第二限位杆调节板6上均设置有调节长孔26，调节槽25与调节长孔26通过调节螺栓27连接。

实际使用时，使用定位块2和紧定螺钉8将钻模板3以弧形工件机加端面为基准固定在弧形件上形成组合体，用紧定螺杆8将组合体紧固在支撑架1上并在端面用限位装置限位，利用摇臂钻和钻套4加工第一排孔后松动紧定装置8，组合体自由滑落，在端面限位后加工后排孔，当滑落至组合体最低点时，掉头重复以上步骤，依次完成周向孔系的加工。批量加工结果表明，使用该装置加工的周向孔系精度符合图纸要求，能满足产品的互换性和装配要求。

本装置使用定位块和紧定螺钉将钻模板以弧形工件机加端面为基准固定在弧形件上形成组合体，用紧定螺杆将组合体紧固在支撑架上并在端面用限位装置限位，利用摇臂钻和钻套加工第一排孔后松动紧定装置，组合体自由滑落，在端面限位后加工后排孔，当滑落至组合体最低点时，掉头重复以上步骤，依次完成周向孔系的加工。批量加工结果表明，使用该装置加工的周向孔系精度符合图纸要求，能满足产品的互换性和装配要求。

限位装置的限位位置可根据工件位置任意调节，将紧定螺杆和限位装置结合可以实现弧形面周向孔系任意位置的加工。

限位装置由限位杆、组合式限位杆安装板组成，调节板可横向、纵向、回转运动，以实现不同位置的限位。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”“顺时针”“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。