一种卡钳活塞的钻孔装置及加工方法与流程

本发明属于汽车制动零配件领域，尤其涉及一种卡钳活塞的钻孔装置及加工方法。

背景技术：

制动卡钳是制动系统核心部件之一，制动卡钳广泛地应用在车辆中，通过制动卡钳与制动盘之间相互作用产生制动力，制动卡钳通常固定于车辆的框架，制动盘固定于车轮。制动卡钳包括活塞和制动垫片，其在受压的流体作用下在支座内滑动，进而推动制动垫片与制动盘以摩擦方式产生制动力。如图1所示的活塞本体包括排气孔、定位槽、活塞孔，排气孔包括与活塞孔轴线相同的第一段孔、置于定位槽上且轴线与第一段孔轴线垂直的沉孔、与沉孔轴线相同且与第一段孔连通的第二段孔，第二段孔具有螺纹部，活塞本体通过锻压加工后还需要对排气孔进行钻孔加工，现有的钻孔装置需要人工进行操作，导致加工效率较慢且加工精度较低，为此需要提供一种钻孔装置用于对活塞进行加工。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述存在的技术问题，提供一种便于操作、加工精度较高、具有高效钻孔的卡钳活塞的钻孔装置。

本发明的目的是这样实现的：一种卡钳活塞的钻孔装置，包括第一工位，装卸活塞本体；第二工位，完成活塞本体的沉孔加工；第三工位，完成第二段孔以及第一段孔的钻孔加工；第四工位，对第二段孔进行攻螺纹；夹紧装置，第一工位、第二工位、第三工位、第四工位分别对应有一个夹紧装置，所述夹紧装置安装于可旋转的工作台上，所述工作台通过伺服电机驱动，所述夹紧装置设有与活塞本体适配的夹紧座，所述第一工位设有定位装置，所述定位装置包括定位板、驱动定位板沿轴线方向移动的第一气缸、定位柱。

本发明进一步设置为：所述第四工位设有检测第一段孔与第二段孔连通的检测装置，所述检测装置包括呈圆筒状的壳体、置于壳体轴线处的充气柱、置于壳体内的活动活塞，所述活动活塞与壳体内壁面之间设有第一密封圈，所述活动活塞与充气柱之间设有第二密封圈，所述活动活塞与壳体的底部之间设有第一复位弹簧，所述第一复位弹簧的一端安装有压力检测元件，所述壳体的开口处设有呈锥状且向内延伸的凸缘，所述凸缘的外壁面包覆有呈弹性状的密封件，所述检测装置通过第二气缸驱动使密封件与活塞孔适配。

本发明进一步设置为：所述充气柱通过管道连接有电磁通断阀，所述电磁通断阀包括第一位置和第二位置，常态为第一位置，电磁通断阀的两侧端口关闭；第二位置使电磁通断阀的两侧端口连通，一侧端口连接气源，另一侧端口连接充气柱，所述电磁通断阀设有置于第一位置一侧的第二复位弹簧，所述电磁通断阀设有置于第二位置一侧的电磁线圈。

本发明进一步设置为：所述第二工位包括第一钻头、驱动第一钻头旋转以及进给的第一驱动装置，所述夹紧座设有与第一钻头相近一侧的缺槽，所述夹紧座设有两个定位部，所述缺槽、定位部与活塞本体的定位槽对应，所述第二工位设有与缺槽和定位槽适配的镶块，所述第一驱动装置驱动镶块往复移动，所述镶块固连有与第一钻头适配的钻套。

本发明进一步设置为：所述第三工位设有第二钻头、第三钻头、驱动第二钻头和第三钻头分别旋转和驱动的第二驱动装置，所述第二钻头与沉孔的轴线相同，所述第三钻头与活塞孔的轴线相同，且第二钻头与第三钻头次序钻孔加工，所述第四工位设有丝锥、驱动丝锥旋转以及进给的第三驱动装置。

本发明进一步设置为：所述镶块嵌设有喷头，喷头吹出气体朝向缺槽，所述喷头包括连接气源的管接头、喷嘴、与管接头螺纹连接的固定套、置于固定套与喷嘴之间的密封轴承、电磁阀芯，所述喷嘴的轴线处设有喷孔，所述喷嘴设有两个窄细缝，所述窄细缝沿喷嘴轴线方向的投影呈弧状。

本发明还提供了一种卡钳活塞的钻孔装置的加工方法，具体步骤如下：s1：准备原料、检查设备，原料通过将长条状的棒料剪切而成，且原料长度尺寸相同；

s2：制坯，将原料加热至一定温度，通过锻压成型机对原料进行锻压加工，再通过退火、喷砂及磷皂化处理制成毛坯；

s3：粗车加工，车削加工端面、外径、内孔、沟槽、圆形槽；

s4：钻孔加工，通过将活塞本体放置于钻孔装置上，加工排气孔；

s5：精车加工，对活塞本体的工端面、外径、内孔、沟槽、圆形槽精车加工；s6：压齿，挤压底面形成环形齿：

s7：电镀抛光，表面镀硬铬，并在24小时内进行除氢，然后在无心磨床上以通磨方式，对外径进行粗磨、半精磨和精磨；

本发明进一步设置为：步骤s4中具体操作如下：①将活塞本体置于夹紧座上，使定位槽与定位部适配，完成初步定位，驱动第一气缸将定位柱下降并插接于活塞孔中，驱动夹紧装置将活塞本体夹紧，所述定位柱的一端呈锥状，驱动第一气缸使定位柱上升；

②驱动伺服电机将夹紧的活塞本体旋转至第二工位，通过第一驱动装置驱动镶块移动至l1，对电磁阀芯通电，打开喷头，气流从喷嘴喷出将缺槽内的铁屑吹出，t1后关闭喷头，继续移动镶块至与缺槽适配，通过第一驱动装置驱动第一钻头进给加工沉孔，加工完成后通过第一驱动装置驱动镶块以及第一钻头移动至l1，打开喷头将缺槽中的铁屑吹出，同时通过第一驱动装置驱动第一钻头从钻套中分离，通过喷嘴的窄细缝将第一钻头上铁屑吹落，t2后关闭喷头；

③驱动伺服电机将活塞本体旋转至第三工位，先通过第二驱动装置驱动第二钻头钻孔，第二段孔加工完成后驱动第二钻头复位，然后驱动第三钻头钻孔加工完成第一段孔，然后驱动第三钻头复位；

④驱动伺服电机将活塞本体旋转至第四工位，通过第三驱动装置驱动丝锥对第二段孔进行攻丝，加工完成螺纹部；

⑤继续驱动伺服电机将活塞本体旋转至第一工位，将完成钻孔加工的活塞本体替换成待加工的活塞本体，循环上述步骤。

本发明进一步设置为：步骤④中在攻丝前通过检测装置进行检验，驱动第二气缸使凸缘与活塞孔适配，读取压力检测元件的读数为p1，对电磁线圈通电使电磁通断阀置于第二位置，使两端口连通，气体通过充气柱进入活塞孔中，t3后关闭电磁通断阀，读取压力检测元件的读数为p2，通过第二气缸驱动检测装置复位，当p2≤p1+n时，继续加工攻丝，当p2＞p1+n时，停止第四工位的加工并报警提醒，当伺服电机驱动活塞本体转动至第一工位取出进行人工检查处理。

本发明的有益效果是：

1、通过伺服电机驱动工作台旋转，第一工位的夹紧装置夹紧活塞本体后依次通过第二工位、第三工位、第四工位的加工，完成活塞本体的钻孔加工，通第一气缸驱动定位板、定位柱向下移动对活塞本体进行定位，完成定位后驱动夹紧装置将活塞本体夹紧，通过定位部进一步提高活塞本体的定位性能。

2、通过缺槽与镶块的适配，增加第一钻头的钻孔的稳定性，通过钻套进一步提高第一钻头的加工精度，通过第一驱动装置驱动第一钻头完成沉孔加工，通过第二驱动装置分别驱动第二钻头、第三钻头完成第一段孔、第二段孔的加工，通过第三驱动装置驱动丝锥完成螺纹部的加工。

3、通过喷头对缺槽吹气将铁屑吹出，通过气流从窄细缝中吹出，在密封轴承的作用下使喷嘴旋转，将镶块与缺槽之间的铁屑吹开，提高镶块与缺槽之间的适配性，且同时对第一钻头进行清洁，进一步增加清洁性能。

4、通过检测装置中的充气柱对活塞孔中充入一定量的空气，通过压力检测元件间接检测活塞孔中的气压大小，显示活塞孔中的气压状况，进一步判断第一段孔和第二段孔的连通状况，通过充气柱向活塞孔中充入的气体沿第一段孔和第二段孔吹出，同时将活塞孔中的小颗粒铁屑吹出，增加对活塞本体的清洁。

附图说明

图1为本发明活塞本体实施例的结构示意图；

图2为本发明活塞本体实施例的仰视图；

图3为本发明钻孔装置实施例的结构示意图；

图4为本发明第一工位实施例的结构示意图；

图5为本发明第二工位实施例的结构示意图；

图6为本发明第三工位实施例的结构示意图；

图7为本发明第四工位实施例的结构示意图；

图8为本发明图5的a处的实施例的结构示意图；

图9为本发明图7的b处的实施例的结构示意图；

图10为本发明喷嘴实施例的剖视图；

图中附图标记，1、活塞本体；11、排气孔；111、第一段孔；112、第二段孔；113、沉孔；114、螺纹部；12、定位槽；13、活塞孔；2、第一工位；21、定位装置；211、定位板；212、定位柱；213、第一气缸；3、第二工位；31、第一钻头；32、第一驱动装置；33、镶块；331、钻套；34、喷头；341、管接头；342、喷嘴；343、固定套；344、密封轴承；345、电磁阀芯；346、喷孔；347、窄细缝；4、第三工位；41、第二钻头；42、第三钻头；43、第二驱动装置；5、第四工位；51、检测装置；511、壳体；512、充气柱；513、活动活塞；514、第一密封圈；515、第二密封圈；516、凸缘；517、密封件；518、第一复位弹簧；519、压力检测元件；52、电磁通断阀；521、第一位置；522、第二位置；523、第二复位弹簧；524、电磁线圈；53、丝锥；54、第三驱动装置；55、第二气缸；6、工作台；7、伺服电机；8、夹紧装置；81、夹紧座；811、定位部；812、缺槽。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明中的技术方案，下面结合附图1至图10对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

一种卡钳活塞的钻孔装置，包括第一工位2，装卸活塞本体1；第二工位3，完成活塞本体1的沉孔113加工；第三工位4，完成第二段孔112以及第一段孔111的钻孔加工；第四工位5，对第二段孔112进行攻螺纹；夹紧装置8，第一工位2、第二工位3、第三工位4、第四工位5分别对应有一个夹紧装置8，将活塞本体1置于夹紧座81上，通过夹紧装置8夹紧，依次通过第二工位3、第三工位4、第四工位5的加工，完成钻孔工作，夹紧装置8采用三爪卡盘，伺服电机7每次旋转90°，工作台6转动后四个工位同时工作，进一步提高钻孔装置的加工效率，活塞本体1置于夹紧座81上后通过第一气缸213驱动定位柱212、定位板211向下移动，通过定位柱212完成对活塞本体1的轴线定位，通过定位板211完成活塞本体1的端面定位，通过定位柱212、定位板211提高对活塞本体1的定位精度，保证钻孔的加工精度。

通过检测装置51检测第一段孔111与第二段孔112之间的钻通状况，通过第二气缸55驱动检测装置51向下移动使密封件517与活塞孔13适配，进一步通过充气柱512向活塞孔13中充气，活动活塞513会根据活塞孔13的气压大小移动，使第一复位弹簧518压缩，从而改变压力检测元件519测量到的压力大小，便于观测活塞孔13中的压力变化情况，进一步提高检测精度，通过第一密封圈514、第二密封圈515提高活动活塞513的密封性能，进一步提高压力检测元件519的检测精度，通过凸缘516、密封件517提高与活塞孔13的连接密封性，通过充气柱512向活塞孔13中充入一定量的气体，当第一段孔111与第二段孔112钻孔连通时，压力检测元件519不变或者持续波动一段时间后回复原数值，当第一段孔111与第二段孔112钻孔不连通时，压力检测元件519检测到的压力数值缓慢上升，通过充气柱512向活塞孔13中充入的气体沿第一段孔111和第二段孔112吹出，同时将活塞孔13中的小颗粒铁屑吹出，增加对活塞本体1的清洁。

充气柱512通过管道连接有电磁通断阀52，通过电磁通断阀52控制充气柱512的充气情况，电磁通断阀52包括第一位置521和第二位置522，常态为第一位置521，电磁通断阀52的两侧端口关闭；第二位置522使电磁通断阀52的两侧端口连通，电磁通断阀52的一侧端口连接气源，另一侧端口连接充气柱512，电磁通断阀52设置有置于第一位置521一侧的第二复位弹簧523，电磁通断阀52设置有置于第二位置522一侧的电磁线圈524，通过电磁线圈524通电驱动电磁通断阀52置于第二位置522使两侧端口连通，使电磁线圈524失电，电磁通断阀52在第二复位弹簧523的作用下回复到常态的第一位置521。

第一驱动装置32驱动第一钻头31钻动与进给，完成定位槽12处的沉孔113加工，通过缺槽812、定位部811与活塞本体1的定位槽12对应，通过缺槽812便于对沉孔113的加工，进一步提高定位精度，第一驱动装置32驱动镶块33移动与缺槽812适配，然后第一驱动装置32驱动第一钻头31钻孔，第一钻头31钻孔的定位槽12呈斜面，通过钻套331防止第一钻头31钻孔时打滑，提高加工精度。

第三工位4设置有第二钻头41、第三钻头42、驱动第二钻头41和第三钻头42分别旋转和驱动的第二驱动装置43，通过第二驱动装置43分别驱动第二钻头41、第三钻头42转动和进给，第二钻头41与沉孔113的轴线相同，通过第二钻头41对第二段孔112钻孔加工，第三钻头42与活塞孔13的轴线相同，通过第三钻头42对第一段孔111钻孔加工，第二钻头41与第三钻头42次序钻孔加工，先加工第二段孔112，再加工第一段孔111，第四工位5设置有丝锥53、驱动丝锥53旋转以及进给的第三驱动装置54，通过第三驱动装置54驱动丝锥53转动，完成加工螺纹部114。

镶块33嵌设有喷头34，喷头34吹出气体朝向缺槽812，通过吹出的气体将缺槽812内的铁屑吹出，保证镶块33与缺槽812适配性，进一步保证钻孔加工的精度，喷头34包括连接气源的管接头341、喷嘴342、与管接头341螺纹连接的固定套343、置于固定套343与喷嘴342之间的密封轴承344、电磁阀芯345，通过管接头341连接气源，气体通过喷嘴342处的喷孔346喷出，通过固定套343固定密封轴承344，喷嘴342与密封轴承344固连，喷嘴342设置有两个窄细缝347，窄细缝347沿喷嘴342轴线方向的投影呈弧状，气体通过窄细缝347使喷嘴342具有一个切向力，通过密封轴承344使喷嘴342旋转，将镶块33与缺槽812之间的铁屑进一步吹开，保证镶块33向缺槽812移动时无铁屑夹入，窄细缝347吹出的气流呈扇形状，之间清理铁屑的面积。

活塞本体1的加工方法的具体步骤如下：s1：准备原料、检查设备，原料通过将长条状的棒料剪切而成，且原料长度尺寸相同；

s2：制坯，将原料加热至一定温度，通过锻压成型机对原料进行锻压加工，再通过退火、喷砂及磷皂化处理制成毛坯；

s3：粗车加工，车削加工端面、外径、内孔、沟槽、圆形槽；

s4：钻孔加工，通过将活塞本体1放置于钻孔装置上，加工排气孔11；

s5：精车加工，对活塞本体1的工端面、外径、内孔、沟槽、圆形槽精车加工；

s6：压齿，挤压底面形成环形齿：

s7：电镀抛光，表面镀硬铬，并在24小时内进行除氢，然后在无心磨床上以通磨方式，对外径进行粗磨、半精磨和精磨；

步骤s4中具体操作如下：①将活塞本体1置于夹紧座81上，使定位槽12与定位部811适配，完成初步定位，驱动第一气缸213将定位柱212下降并插接于活塞孔13中，驱动夹紧装置8将活塞本体1夹紧，所述定位柱212的一端呈锥状，驱动第一气缸213使定位柱212上升；

②驱动伺服电机7将夹紧的活塞本体1旋转至第二工位3，通过第一驱动装置32驱动镶块33移动至l1，对电磁阀芯345通电，打开喷头34，气流从喷嘴342喷出将缺槽812内的铁屑吹出，t1后关闭喷头34，继续移动镶块33至与缺槽812适配，通过第一驱动装置32驱动第一钻头31进给加工沉孔113，加工完成后通过第一驱动装置32驱动镶块33以及第一钻头31移动至l1，打开喷头34将缺槽812中的铁屑吹出，同时通过第一驱动装置32驱动第一钻头31从钻套331中分离，通过喷嘴342的窄细缝347将第一钻头31上铁屑吹落，t2后关闭喷头34；

③驱动伺服电机7将活塞本体1旋转至第三工位4，先通过第二驱动装置43驱动第二钻头41钻孔，第二段孔112加工完成后驱动第二钻头41复位，然后驱动第三钻头42钻孔加工完成第一段孔111，然后驱动第三钻头42复位；

④驱动伺服电机7将活塞本体1旋转至第四工位5，通过第三驱动装置54驱动丝锥53对第二段孔112进行攻丝，加工完成螺纹部114；

⑤继续驱动伺服电机7将活塞本体1旋转至第一工位2，将完成钻孔加工的活塞本体1替换成待加工的活塞本体1，循环上述步骤。

步骤④中在攻丝前通过检测装置51进行检验，驱动第二气缸55使凸缘516与活塞孔13适配，读取压力检测元件519的读数为p1，对电磁线圈524通电使电磁通断阀52置于第二位置522，使两端口连通，气体通过充气柱512进入活塞孔13中，t3后关闭电磁通断阀52，读取压力检测元件519的读数为p2，通过第二气缸55驱动检测装置51复位，当p2≤p1+n时，继续加工攻丝，当p2＞p1+n时，停止第四工位5的加工并报警提醒，当伺服电机7驱动活塞本体1转动至第一工位2取出进行人工检查处理。

n为设置的固定数值，当有铁屑堵塞第一段孔111或第二段孔112时，气体流出速度较慢，活塞会向上移动，p2数值会上升，但是当第一段孔111或第二段孔112完全不连通时，p2数值会持续上升最终p2会大于p1+n。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。