一种钽片类零部件的精密小孔加工装置与方法与流程

本发明涉及精密工件加工，具体为一种钽片类零部件的精密小孔加工装置与方法。

背景技术：

1、钽是一种高熔点、耐腐蚀、塑性好、化学性质稳定的难熔金属材料，被广泛应用在电子、化工、医疗等行业。利用钽的这些优良特性，钽片类零部件被用在辉光放电质谱仪(gdms)等精密仪器中。这些精密仪器对零部件的形状及尺寸精度要求极高，而退火后的钽片软而韧，钻孔加工时会产生严重的粘附现象，造成钻头磨损严重，孔的精度变差。特别是薄壁类钽片(0.1mm～1.0mm)在采用传统方式钻孔加工精密小孔(φ0.2mm～φ0.8mm)的过程中易出现钻头折断、孔精度差、有毛刺等问题，造成零部件无法使用，废品率高，严重影响了零部件的交付质量。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种钽片类零部件的精密小孔加工装置与方法，可以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现思路

1、本发明采取了以下技术方案来实现：

2、一种钽片类零部件的精密小孔加工装置，其特征在于：包括夹持工装组件、钽片、cnc加工中心；

3、所述钽片表面设有三个螺纹孔二，所述螺纹孔二成等边三角形分布，所述钽片中心预设有精密小孔；

4、所述夹持工装组件包括工装一、工装二，所述工装一上设有加工槽，所述加工槽与钽片的尺寸相适配，所述加工槽底部设有精密底孔，所述精密底孔与精密小孔轴心位置相同，所述精密底孔半径大于精密小孔，所述加工槽底部设有多个螺纹孔一，多个所述螺纹孔一与多个所述螺纹孔二的尺寸及轴心位置相同；

5、所述工装一上设有对向设置的两排滑动导轨，所述工装二上方设有多个螺纹孔三，多个所述螺纹孔三与螺纹孔二的尺寸及轴心位置及数量相同，所述工装二靠近所述加工槽的一端设有连接块，所述加工槽一侧设有连接槽，所述连接块与连接槽之间相互配合，所述连接块上设有螺纹口，所述所述连接槽与所述连接块之间通过螺栓连接，所述工装二远离所述加工槽的一侧连接有导向杆，所述导向杆与所述滑动导轨相互配合，所述工装二上设有精密上孔，所述精密上孔半径大于所述精密小孔，所述精密上孔轴心位置与所述精密小孔相同；

6、所述cnc加工中心包括控制器与机械钻臂，所述机械钻臂包括液压缸，所述液压缸的输出端固定连接有集成箱，所述集成箱内设有钻机，所述钻机的输出端贯穿集成箱下表面连接有特制钻头，所述集成箱内部设有多个螺杆电机，所述多个螺杆电机的输出端连接有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿伸出集成箱下表面，所述特制钻头安装位置与所述精密小孔的轴心位置相同，多个所述螺纹杆与多个所述螺纹孔三轴心位置及数量相同，所述螺纹杆与所述螺纹孔一、螺纹孔二、螺纹孔三之间通过螺纹相配合。

7、优选的，所述加工槽底部设有卸片孔，所述工装一内部固定安装有卸片缸，所述卸片缸的输出端与所述卸片孔尺寸相同。

8、优选的，所述钽片上设有左右对称的两个定位孔一，所述工装二上方设有左右对称的两个定位孔二，所述加工槽底部设有两个左右对称的定位孔三，所述定位孔一与所述定位孔二、定位孔三的口径与位置相同，所述集成箱下表面设有两个定位柱，所述定位柱与所述定位孔二之间相互配合。

9、优选的，所述定位柱的长度大于所述螺纹杆的长度，所述螺纹杆长度大于所述特制钻头的长度。

10、优选的，所述集成箱内设有上下贯通的冷却管道，所述冷却管道上方连接有电磁阀，所述电磁阀另一端连接有进水管，所述冷却管道出口端的导向方向与特制钻头位置相配套。

11、优选的，所述工装一内部设有两条对称的导水槽，所述导水槽一端连通至所述加工槽侧壁，所述导水槽另一端连通至所述工装一的侧壁。

12、优选的，所述夹持工装组件下方设有辅助台，所述辅助台包括固定平台与收集箱，所述固定平台固定安装于收集箱内部，所述收集箱上表面为开口设计，所述固定平台四周与所述收集箱上表面之间形成有收集槽，所述收集箱的一侧设有排水管。

13、优选的，所述工装一的四角设有固定孔，所述固定平台的内部四角设有电动缸，所述电动缸的输出端设有固定柱，所述固定柱与所述固定孔的尺寸相互配合。

14、一种钽片类零部件的精密小孔加工方法，包括以下步骤：

15、s1、定位：将钽片放入加工槽，滑动工装二使得连接块与连接槽相配合后使用螺柱进行固定，将工装一安装至固定平台，使得工装一上的通孔与固定柱进行配合；

16、s2、固定：安装好特制钻头，启动液压缸使得集成箱向下移动，此时定位柱依次穿过定位孔一、定位孔二、定位孔三，同时，启动螺杆电机，使得螺纹杆依次穿过螺纹孔一、螺纹孔二、螺纹孔三，起到固定作用；

17、s3、钻孔：控制cnc加工中心启动钻机打开旋转，控制电磁阀开启，对准固定工装喷射切削液，在集成箱下移过程中逐渐将钻机转速提升到8000-12000转\分，进给速度设定为10mm/min，启动加工程序，完成钻孔加工；

18、s4、拆装：解除工装二，通过控制器控制卸片缸向上推出，使得钽片脱离，利用精密针规及投影仪对孔径大小和位置进行测量，完成钽片类零部件的精密小孔加工。

19、优选的，在步骤s2和步骤s3中，通过所述cnc加工中心的控制使得所述螺纹杆与螺纹孔三连接的同时，所述特制钻头钽片表面相接触，此时所述钻机转速已经到达适宜转速8000-12000转\分范围内。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、本发明通过cnc加工中心提高钻机转速，利用特殊钻头的高转速对钽片类零部件完成精密小孔的钻孔加工，通过夹持工装组件对钽片类零部件能够进行覆盖式的固定，使得加工后的位置、大小准确，孔形完整，孔口边缘无变形、毛刺，完全满足gdms用钽片类零部件对精密小孔的要求，大大提高了钽片类零部件的合格率，有效节约了钽片类零部件的加工成本及加工时间。

技术特征：

1.一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：包括夹持工装组件(1)、钽片(2)、cnc加工中心(3)；

2.根据权利要求1所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述加工槽(104)底部设有卸片孔(114)，所述工装一(101)内部固定安装有卸片缸(115)，所述卸片缸(115)的输出端直径与所述卸片孔(114)的孔径相同。

3.根据权利要求1所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述钽片(2)上设有左右对称的两个定位孔一(203)，所述工装二(102)上方设有左右对称的两个定位孔二(116)，所述加工槽(104)底部设有两个左右对称的定位孔三(117)，所述定位孔一(203)与所述定位孔二(116)、定位孔三(117)的孔径与轴心位置相同，所述集成箱(304)下表面设有两个定位柱(309)，所述定位柱(309)与所述定位孔二(116)之间相互配合。

4.根据权利要求3所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述定位柱(309)的长度大于所述螺纹杆(308)的长度，所述螺纹杆(308)长度大于所述特制钻头(306)的长度。

5.根据权利要求1所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述集成箱(304)内设有上下贯通的冷却管道(311)，所述冷却管道(311)上方连接有电磁阀(310)，所述电磁阀(310)另一端连接有进水管(312)，所述冷却管道(311)出口端的导向方向与特制钻头(306)位置相配套。

6.根据权利要求1所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述工装一(101)内部设有两条对称的导水槽(103)，所述导水槽(103)一端连通至所述加工槽(104)侧壁，所述导水槽(103)另一端连通至所述工装一(101)的侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述夹持工装组件(1)下方设有辅助台(4)，所述辅助台(4)包括固定平台(401)与收集箱(402)，所述固定平台(401)固定安装于收集箱(402)内部，所述收集箱(402)上表面为开口设计，所述固定平台(401)四周与所述收集箱(402)上表面之间形成有收集槽(403)，所述收集箱(402)的一侧设有排水管(404)。

8.根据权利要求7所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于：所述工装一(101)的四角设有固定孔(405)，所述固定平台(401)的内部四角设有电动缸(406)，所述电动缸(406)的输出端设有固定柱(407)，所述固定柱(407)与所述固定孔(405)的尺寸相互配合。

9.一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工方法，使用如权利要求1-8任一所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工装置，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种钽片(2)类零部件的精密小孔(202)加工方法，其特征在于：在步骤s2和步骤s3中，通过所述cnc加工中心(3)的控制使得所述螺纹杆(308)与螺纹孔三(108)连接的同时，所述特制钻头(306)钽片(2)表面相接触。

技术总结
本发明提供了一种钽片类零部件的精密小孔加工装置与方法，其特征在于：包括夹持工装组件、钽片、CNC加工中心，本发明通过CNC加工中心提高钻机转速，利用特殊钻头的高转速对钽片类零部件完成精密小孔的钻孔加工，通过夹持工装组件对钽片类零部件能够进行覆盖式的固定，使得加工后的位置、大小准确，孔形完整，孔口边缘无变形、毛刺，完全满足GDMS用钽片类零部件对精密小孔的要求。

技术研发人员：刘辉江,毛剑,王昌文,刘乾坤,陈广杰,彭奎,伍庭军
受保护的技术使用者：湖南同创普润新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15