一种台钻定位打孔装夹装置的制作方法

本发明涉及台钻打孔加工技术领域，特别是涉及一种台钻定位打孔装夹装置。

背景技术：

目前手工打孔加工过程中，小件产品多使用游标卡尺进行测量划线定位，大件产品用钢尺或卷尺测量划线后，再由操作工操作台钻对准划线位置打孔，这种定位打孔方式较为原始，且定位孔的尺寸精度误差通常在1mm左右，由于定位孔的精度误差过大，上述定位方法无法适用于对精度要求较高的粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域；此外，粉末冶金产品的修型件大多为非批量产品，不适合用自动化设备进行找正，但是其对精度要求较高，上述常规工具显然不适用。

申请号为cn201620930311.2的中国专利公开了一种新型台钻钻孔定位夹紧装置，该台钻定位钻孔装置包括定位块一、定位块二、固定套和过渡板，固定套固定在台钻上，固定套设在钻夹头的外侧，过渡板设在固定套的下方，固定套与过渡板之间设有导向杆，导向杆上设有弹簧，定位块一设在过渡板的下方，定位块一与钻夹头上的钻头中心一致；定位块二设在台钻上并位于定位块一的下方，定位块二的下方设有限位块一，定位块二与限位块一固定在一起，限位块一的一端设有顶紧装置一，限位块一通过顶紧装置一调整位置。

上述专利通过使用外圆60°表面为基准的钻孔定位工装来保证两序基准的统一性，使两序采用同一基准定位，同时又可省去一台普车及操作工，相对减小了成本；其问题在于，上述申请未能脱出定位孔这一对中防偏原理，定位孔的成型时精度误差较大，无法适用于粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域。

申请号为cn201810700144.6的中国专利公开了一种台钻钻孔十字激光定位装置，包括：三通套环、夹具底座、轴向调节机构、激光灯载具、十字激光灯和角度调节机构，其中，所述三通套环固定在台钻上，所述夹具底座安装在所述三通套环的一侧，所述轴向调节机构安装在所述夹具底座的首端，且与所述激光灯载具的首端相连，所述角度调节机构安装在所述夹具底座的末端，且与所述激光灯载具的末端相连，所述十字激光灯设置于所述激光灯载具上。

上述专利归类于台钻的激光定位系统，即在台钻上安装一个激光发射器，打孔时打开激光灯，激光的光束照射在产品表面并形成肉眼可见的光点，操作时将产品上需要打孔的位置对准上述光点进行打孔；上述激光定位系统可方便操作工用台钻进行打孔操作，但是被打孔的产品上仍需事先完成定位，标记好所需打孔位置的中心点，再将该中心点对准台钻上的激光点才能进行打孔作业，此外，激光在产品表面形成的光点直径取决于激光束的直径，当光点直径较大时，操作工使用台钻对应打孔时是在光点范围内进行，此时精度误差较大，当光点直径较小时，肉眼难以快速完成捕捉，且捕捉到光点后在打孔时难以保证完全对准，打孔误差的不确定性增大，成品合格率难以得到保障。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中手动打孔和激光定位系统误差较大，无法适用于粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域的技术问题，提供一种台钻定位打孔装夹装置，所述装置定位精度高且操作便捷，适合粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域等对精度要求较高的加工场合。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种台钻定位打孔装夹装置，包括工作台面，工作台面上设有第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽相互垂直，工作台面的中心处设有螺母安装孔，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的交点位于螺母安装孔的轴线上，第一丝杆固定槽中设有分别位于螺母安装孔两侧的两个第一定位丝杆，第二丝杆固定槽中设有分别位于螺母安装孔两侧的两个第二定位丝杆，第一定位丝杆和第二定位丝杆上均螺纹旋转配合有定位夹头。

传统的台钻打孔加工中，需首先在工件表面完成对待加工孔的定位，如背景技术所述，手工定位常通过操作工使用游标卡尺等量具手动划线实现，激光定位采用两点定线公理保证台钻打孔的位置精度，其问题在于，上述两种定位打孔方法误差较大，无法适用于粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域；此外，对于圆柱形的工件，当需要在其端面上进行偏心定位打孔时，手动划线定位难以实现，激光定位系统需要预定位，现有的定位方法难以实现偏心位置的高效精准定位，圆柱形工件端面上偏心定位打孔的难度较大，打孔效率较低且定位精度较低。基于上述问题，本发明提供一种台钻定位打孔装夹装置，以立方体工件的中心定位打孔为例，将工件放置在工作台面的近中心位置，转动第一定位丝杆，第一定位丝杆上的定位夹头靠近工件运动，待两个定位夹头均与工件的侧面贴合接触时，调整两个第一定位丝杆的转动方向以及转动圈数，两个定位夹头带动工件移动，当两个定位夹头与工作台面侧缘之间的距离相等时，立方体工件沿一个方向的对中定位完成，按照上述方法完成工件沿第二丝杆固定槽长度方向的对中定位，即可保证台钻的钻头对准立方体工件的中心位置，进一步的，只要提升定位夹头与工作台面侧缘之间距离的测量精度，即可同步提升工件对中的定位精度，当需要进行偏心定位打孔时，根据坐标点在平面坐标系中的确定方法，相应调整定位夹头与工作台面侧缘之间的距离即可实现，本发明将工件的定位与装夹集成在同一装置上，定位完成后工件不会发生错位，从而可有效保证加工精度。本发明还可以实现工件上的偏心定位打孔，对于立方体工件的偏心定位，之前已经进行叙述，此处仅对圆柱形工件的偏心定位打孔进行叙述，包括两个操作阶段，首先按照上述对中操作步骤完成中心定位，然后以对中点为原点，按照偏心尺寸进行偏心定位即可。本发明所述装置定位精度高且操作便捷，适合粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域等对精度要求较高的加工场合。

作为优选，第一定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第一滚珠轴承，第一滚珠轴承位于第一丝杆固定槽内，第一滚珠轴承与第一丝杆固定槽过盈配合，第一定位丝杆与第一滚珠轴承的内圈过盈配合，第二定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第二滚珠轴承，第二滚珠轴承位于第二丝杆固定槽内，第二滚珠轴承与第二丝杆固定槽过盈配合，第二定位丝杆与第二滚珠轴承的内圈过盈配合。第一定位丝杆与第一滚珠轴承的内圈过盈配合，第二定位丝杆与第二滚珠轴承的内圈过盈配合，其目的是保证第一定位丝杆和第二定位丝杆的无阻碍转动，降低使用时出现卡滞现象的概率。

作为优选，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的开口端均设有第一刻度，定位夹头远离工作台面的端面上设有第二刻度，第一刻度和第二刻度平行，第一刻度的延长线与螺母安装孔的径向平行，第二刻度的延长线与螺母安装孔的径向平行。第一刻度和第二刻度配合可提升测量精度，从而间接提升成孔的位置精度。

作为优选，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的截面形状一致，第一丝杆固定槽的开口端设有限位凸缘，限位凸缘包括沿第一丝杆固定槽的宽度方向间隔布置的第一凸缘和第二凸缘，第一凸缘和第二凸缘之间的间隙为d，第一丝杆固定槽的槽宽为d，d<d。第一凸缘和第二凸缘配合对定位夹头进行限位，从而实现第一定位丝杆和第二定位丝杆的转动均转为定位夹头的直线驱动。

作为优选，定位夹头朝远离工作台面的方向依次包括本体、连接件和定位件，定位件的截面呈等腰梯形状，本体的宽度大于d，连接件的宽度小于d，第二刻度布置在定位件的侧面上。第一凸缘和第二凸缘配合对本体进行限位，避免本体自第一丝杆固定槽、第二丝杆固定槽脱出后发生旋转，连接件的宽度小于d，其目的是保证定位夹头在第一丝杆固定槽、第二丝杆固定槽中的自由滑动，第二刻度布置在定位件的侧面上，第二刻度倾斜靠近第一刻度，两者的结合读数较为便捷。

作为优选，定位件靠近螺母安装孔一端连接有防滑减震垫，防滑减震垫沿其长度方向的对称面与定位件沿其宽度方向的对称面重合。上述布置方式的作用有两个，其一是防止定位夹头在工件表面打滑，导致定位精度下降，其二是避免定位夹头与工件的刚性接触碰撞造成工件表面磨损。

作为优选，第一定位丝杆远离第一滚珠轴承的一端设有第一旋转手柄，第二定位丝杆远离第二滚珠轴承的一端设有第二旋转手柄。

作为优选，工作台面、第一定位丝杆、第二定位丝杆和定位夹头均由合金工具钢制成，第一定位丝杆、第二定位丝杆和定位夹头整体淬火处理。

作为优选，第一刻度和第二刻度经激光刻蚀成型。

作为优选，防滑减震垫由橡胶材料或铜等软金属制成。

综上所述，本发明具有如下有益效果：（1）所述装置定位精度高且操作便捷，适合粉末冶金的修胚领域以及非标件模具领域等对精度要求较高的加工场合；（2）该装置可实现工件的对中定位，亦可实现工件上的偏心定位，对圆柱件亦可高效准确实现偏心定位；（3）第一刻度和第二刻度配合可提升测量精度，从而间接提升成孔的位置精度。

附图说明

图1是本发明的俯视图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明的侧视图。

图4是图3中a位置的局部放大图。

图5是本发明中定位夹头的示意图。

图6是本发明中第一刻度和第二刻度的示意图。

图7是本发明使用时的示意图。

图中：

工作台面1，第一丝杆固定槽2，第二丝杆固定槽3，螺母安装孔4，第一定位丝杆5，第二定位丝杆6，定位夹头7，第一滚珠轴承8，第二滚珠轴承9，第一刻度10，第二刻度11，限位凸缘12，本体13，连接件14，定位件15，防滑减震垫16，第一旋转手柄17，第二旋转手柄18，安装螺栓19，工件20。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

如图1至图7所示，一种台钻定位打孔装夹装置，包括工作台面1，工作台面上设有第一丝杆固定槽2和第二丝杆固定槽3，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽相互垂直，工作台面的中心处设有螺母安装孔4，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的交点位于螺母安装孔的轴线上，第一丝杆固定槽中设有分别位于螺母安装孔两侧的两个第一定位丝杆5，第二丝杆固定槽中设有分别位于螺母安装孔两侧的两个第二定位丝杆6，第一定位丝杆和第二定位丝杆上均螺纹旋转配合有定位夹头7；第一定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第一滚珠轴承8，第一滚珠轴承位于第一丝杆固定槽内，第一滚珠轴承与第一丝杆固定槽过盈配合，第一定位丝杆与第一滚珠轴承的内圈过盈配合，第二定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第二滚珠轴承9，第二滚珠轴承位于第二丝杆固定槽内，第二滚珠轴承与第二丝杆固定槽过盈配合，第二定位丝杆与第二滚珠轴承的内圈过盈配合；第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的开口端均设有第一刻度10，定位夹头远离工作台面的端面上设有第二刻度11，第一刻度和第二刻度平行，第一刻度的延长线与螺母安装孔的径向平行，第二刻度的延长线与螺母安装孔的径向平行；第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的截面形状一致，第一丝杆固定槽的开口端设有限位凸缘12，限位凸缘包括沿第一丝杆固定槽的宽度方向间隔布置的第一凸缘和第二凸缘，第一凸缘和第二凸缘之间的间隙为d，第一丝杆固定槽的槽宽为d，d<d；定位夹头朝远离工作台面的方向依次包括本体13、连接件14和定位件15，定位件的截面呈等腰梯形状，本体的宽度大于d，连接件的宽度小于d，第二刻度布置在定位件的侧面上；定位件靠近螺母安装孔一端连接有防滑减震垫16，防滑减震垫沿其长度方向的对称面与定位件沿其宽度方向的对称面重合；第一定位丝杆远离第一滚珠轴承的一端设有第一旋转手柄17，第二定位丝杆远离第二滚珠轴承的一端设有第二旋转手柄18；工作台面、第一定位丝杆、第二定位丝杆和定位夹头均由合金工具钢制成，第一定位丝杆、第二定位丝杆和定位夹头整体淬火处理；第一刻度和第二刻度经激光刻蚀成型；防滑减震垫由橡胶材料或铜等软金属制成。

如图1所示，工作台面为方板状，工作台面的中心位置设有螺母安装孔，工作台面上开设有第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽相互垂直，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的交点与位于螺母安装孔的轴线上，第一丝杆固定槽在图纸中沿水平方向布置，第一丝杆固定槽包括左右两分段，均沿螺母安装孔的径向布置，第二丝杆固定槽在图纸中沿竖直方向布置，第二丝杆固定槽包括上下两分段，均沿螺母安装孔的径向布置，第一丝杆固定槽的两分段中均设有第一定位丝杆，第一定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第一滚珠轴承，第一滚珠轴承位于第一丝杆固定槽中，第一滚珠轴承的外圈与第一丝杆固定槽过盈配合，第一定位丝杆靠近螺母安装孔的光轴段与第一滚珠轴承的内圈过盈配合，第二丝杆固定槽的两个分段中均设有第二定位丝杆，第二定位丝杆靠近螺母安装孔的一端设有第二滚珠轴承，第二滚珠轴承位于第二丝杆固定槽中，第二滚珠轴承的外圈与第二丝杆固定槽过盈配合，第二定位丝杆靠近螺母安装孔的光轴段与第二滚珠轴承的内圈过盈配合。

第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的槽口均设有第一刻度，本实施例中第一刻度的单位刻度为0.1mm，第一定位丝杆和第二定位丝杆均与定位夹头螺纹转动配合，结合图3和图4可见，第一丝杆固定槽和第二丝杆固定槽的槽口均设有限位凸缘，限位凸缘包括沿宽度方向间隔布置的第一凸缘和第二凸缘；如图5所示，定位夹头自上而下依次为定位件、连接件和本体，第一凸缘和第二凸缘之间的间隙为d，第一丝杆固定槽的槽宽为d，第二丝杆固定槽的槽宽与第一丝杆固定槽的槽宽相等，连接件的截面宽度小于d，本体的截面宽度大于d并小于d，定位件的截面呈等腰梯形状，第二刻度布置在定位件的侧面上，第二刻度与第一刻度相平行。防滑减震垫的材质需根据待钻孔的产品材质进行确定，若待钻孔的产品材质为脆性材料，可以选用橡胶等作为防滑减震垫的制备材料，若待钻孔的产品材质为硬性材料，可以选用铜等软质金属作为防滑减震垫的制备材料。防滑减震垫和定位夹头可选用胶水粘结的方式进行固定。

如图7所示，本发明所述台钻定位打孔装夹装置在使用时，将工作台面放置在台钻的操作台面上，通过安装螺栓19将工作台面与操作台面相连，当需要对中打孔时，将工件20大致放在工作台面的中心位置，调整两个第一定位丝杆带动工件移动，待两个定位夹头对应在第一刻度上的读数一致时一次对中完成，调整两个第二定位丝杆带动工件移动，待两个定位夹头对应在第二刻度上的读数一致时二次对中完成，根据平面直角坐标系的点定位原理可知，上述两次定位可实现工作的精确对中，通过调整第一刻度和第二刻度的读数精度，即可间接提升对中精度，待两次对中定位完成后，台钻对工件进行成孔加工。偏心定位的定位过程与对中定位基本一致，区别点在于两个第一定位丝杆和两个第二定位丝杆对应读数可能不一致，按照所需偏心距离进行适应性调整即可。