一种用于斜面上加工圆孔的工装及其加工方法

1.一种用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：包括，
固定于加工斜面（2）上的垫块（1），垫块（1）与加工斜面（2）接触的内侧面与加工斜面（2）平行设置，垫块（1）的外侧面竖直设置，垫块（1）与加工斜面（2）接触的内侧面上焊接有两个水平方向的挡块（3）；
用于将垫块（1）与加工斜面（2）固定在一起的夹持机构（4）；
用于加工圆孔的第一钻头（5），第一钻头（5）的顶部设置有第一锥形部（6），第一钻头（5）的侧壁设置有螺旋形的第一切割槽（7）；
用于加工圆孔的第二钻头（8），第二钻头（8）的顶部设置有第二锥形部（9），第二钻头（8）的侧壁竖直设置有三个第二切割槽（10），第二钻头（8）的侧壁设置有螺旋形的第三切割槽（11），第二切割槽（10）与第三切割槽（11）相互连通，第二钻头（8）的外径大于第一钻头（5）的外径。
2.根据权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：所述垫块（1）的厚度与所制作圆孔的深度之比为1:4。
3.根据权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：所述两个挡块（3）内侧边的距离小于第一钻头（5）的外径，所述两个挡块（3）外侧边的距离大于第一钻头（5）的外径，小于第二钻头（8）的外径。
4.根据权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：所述第一切割槽（7）的深度与第一钻头（5）外径之比为2:9。
5.根据权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：所述第二切割槽（10）、第三切割槽（11）的深度与第二钻头（8）的外径之比为2:1:7。
6.根据权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：所述第一锥形部（6）的外侧设置有一个凸起部（12），凸起部（12）的顶部设置有斜槽（13），斜槽（13）与竖直方向的夹角为25°。
7.一种使用权利要求1所述的用于斜面上加工圆孔的工装的加工方法，其特征在于包括以下步骤：
A、在加工斜面（2）上使用铣刀加工出两个凹孔，将挡块（3）插入对应的凹孔内，使得垫块（1）与加工斜面（2）紧密配合，然后使用夹持机构（4）将加工斜面（2）与垫块（1）固定；
B、使用第一钻头（5）钻透垫块（1），在加工斜面（2）上钻出一个凹槽；
C、使用第二钻头（8）以步骤B中钻出的凹槽为中心再次钻孔，第二钻头（8）在加工斜面内钻出规定要求深度的圆孔；
D、取下夹持机构（4），将垫块（1）与加工斜面（2）分离，得到在加工斜面（2）上加工好的圆孔。
8.根据权利要求7所述的用于斜面上加工圆孔的工装的加工方法，其特征在于：步骤B中，第一钻头（5）在未接触加工斜面（2）时的给进速度大于第一钻头（5）接触加工斜面（2）之后的给进速度。
9.根据权利要求7所述的用于斜面上加工圆孔的工装的加工方法，其特征在于：步骤C中，第二钻头（8）在接触到加工斜面（2）后，采用向前进刀和向后退刀交替的方式给进，每次的进刀量大于退刀量。

一种用于斜面上加工圆孔的工装及其加工方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及机械加工技术领域，尤其是一种用于斜面上加工圆孔的工装及其加工方法。\n背景技术\n[0002] 在各种零件的加工过程中，经常需要在斜面上加工圆孔。由于在斜面上加工圆孔，钻头与加工面的接触角并非直角，这就给钻头的正常给进带来了影响。现有技术中通常使用各种加工夹具对加工部位进行加持保护，从而提高了钻头旋转钻孔时的稳定性。但是，在钻头与加工斜面接触的过程中，由于是非垂直接触，钻头会对圆孔的边缘产生不均匀的挤压和破坏，影响圆孔的加工质量。中国发明专利CN 101745662B公开了一种斜孔的加工方法，在加工面先加工出一个与进刀方向垂直的端面，从而提高了加工精度，但是这种加工方式需要将加工件进行单独的端面加工，需要使用单独的铣床进行加工，为了确保端面的加工质量，加工时间长，导致在斜面上加工圆孔所需的工时较长，加工效率无法进一步提高。\n发明内容\n[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于斜面上加工圆孔的工装及其加工方法，能够解决现有技术的不足，提高在斜面上加工圆孔的质量。\n[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。\n[0005] 一种用于斜面上加工圆孔的工装，其特征在于：包括，\n[0006] 固定于加工斜面上的垫块，垫块与加工斜面接触的内侧面与加工斜面平行设置，垫块的外侧面竖直设置，垫块与加工斜面接触的内侧面上焊接有两个水平方向的挡块；\n[0007] 用于将垫块与加工斜面固定在一起的夹持机构；\n[0008] 用于加工圆孔的第一钻头，第一钻头的顶部设置有第一锥形部，第一钻头的侧壁设置有螺旋形的第一切割槽；\n[0009] 用于加工圆孔的第二钻头，第二钻头的顶部设置有第二锥形部，第二钻头的侧壁竖直设置有三个第二切割槽，第二钻头的侧壁设置有螺旋形的第三切割槽，第二切割槽与第三切割槽相互连通，第二钻头的外径大于第一钻头的外径。\n[0010] 作为优选，所述垫块的厚度与所制作圆孔的深度之比为1:4。\n[0011] 作为优选，所述两个挡块内侧边的距离小于第一钻头的外径，所述两个挡块外侧边的距离大于第一钻头的外径，小于第二钻头的外径。\n[0012] 作为优选，所述第一切割槽的深度与第一钻头外径之比为2:9。\n[0013] 作为优选，所述第二切割槽、第三切割槽的深度与第二钻头的外径之比为2:1:7。\n[0014] 作为优选，所述第一锥形部的外侧设置有一个凸起部，凸起部的顶部设置有斜槽，斜槽与竖直方向的夹角为25°。\n[0015] 一种使用上述的用于斜面上加工圆孔的工装的加工方法，包括以下步骤：\n[0016] A、在加工斜面上使用铣刀加工出两个凹孔，将挡块插入对应的凹孔内，使得垫块与加工斜面紧密配合，然后使用夹持机构将加工斜面与垫块固定；\n[0017] B、使用第一钻头钻透垫块，在加工斜面上钻出一个凹槽；\n[0018] C、使用第二钻头以步骤B中钻出的凹槽为中心再次钻孔，第二钻头在加工斜面内钻出规定要求深度的圆孔；\n[0019] D、取下夹持机构，将垫块与加工斜面分离，得到在加工斜面上加工好的圆孔。\n[0020] 作为优选，步骤B中，第一钻头在未接触加工斜面时的给进速度大于第一钻头接触加工斜面之后的给进速度。\n[0021] 作为优选，步骤C中，第二钻头在接触到加工斜面后，采用向前进刀和向后退刀交替的方式给进，每次的进刀量大于退刀量。\n[0022] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过利用垫块产生导向作用，避免钻头与加工斜面接触时产生的晃动。挡块在两次钻孔中被分为两次切削，在稳固钻头的进刀方向的同时还可以保证第二钻头不直接接触加工斜面的外侧面，从而避免在第二钻头与加工斜面接触时对加工圆孔的外边缘产生挤压破坏。第一钻头首先在加工斜面上钻取一个较小的凹坑，然后第二钻头在沿着第一钻头钻取的路径进行进一步的进刀钻孔，最终将圆孔制成。第一钻头与第二钻头的优选参数和结构可以有效地保证两次钻孔过程的同步性，第二钻头可以在钻孔切削过程中减少对圆孔侧壁和顶部的挤压破坏。凸起部可以使第一钻头在加工斜面上形成一个倾斜的凹槽，这可以使第二钻头在与加工斜面接触时首先通过凹槽与第二钻头接触，从而减少第二钻头与圆孔的外边沿接触的挤压力。第二钻头使用活塞运动式的钻孔方式进行钻孔，可以提高对于圆孔内壁的切削精度，从而在保证加工要求的前提下可以适当降低进刀压力，从而减少第二钻头对于圆孔外边沿的加压破坏力。\n附图说明\n[0023] 图1是本发明的一个具体实施例中垫块与加工斜面组装后的结构图；\n[0024] 图2是本发明的一个具体实施例中第一钻头的结构图；\n[0025] 图3是图2中A-A方向的截面图；\n[0026] 图4是本发明的一个具体实施例中第二钻头的结构图；\n[0027] 图5是图4中B-B方向的截面图。\n[0028] 图6是本发明的一个具体实施例中垫片的结构图。\n[0029] 图中：1、垫块；2、加工斜面；3、挡块；4、夹持机构；5、第一钻头；6、第一锥形部；7、第一切割槽；8、第二钻头；9、第二锥形部；10、第二切割槽；11、第三切割槽；12、凸起部；13、斜槽；14、垫片；15、安装孔；16、三角形切削片；17、定位销。\n具体实施方式\n[0030] 参照图1-6，本发明的一个具体实施方式包括固定于加工斜面2上的垫块1，垫块1与加工斜面2接触的内侧面与加工斜面2平行设置，垫块1的外侧面竖直设置，垫块1与加工斜面2接触的内侧面上焊接有两个水平方向的挡块3；用于将垫块1与加工斜面2固定在一起的夹持机构4；用于加工圆孔的第一钻头5，第一钻头5的顶部设置有第一锥形部6，第一钻头\n5的侧壁设置有螺旋形的第一切割槽7；用于加工圆孔的第二钻头8，第二钻头8的顶部设置有第二锥形部9，第二钻头8的侧壁竖直设置有三个第二切割槽10，第二钻头8的侧壁设置有螺旋形的第三切割槽11，第二切割槽10与第三切割槽11相互连通，第二钻头8的外径大于第一钻头5的外径。垫块1的厚度与所制作圆孔的深度之比为1:4。两个挡块3内侧边的距离小于第一钻头5的外径，所述两个挡块3外侧边的距离大于第一钻头5的外径，小于第二钻头8的外径。第一切割槽7的深度与第一钻头5外径之比为2:9。第二切割槽10、第三切割槽11的深度与第二钻头8的外径之比为2:1:7。第一锥形部6的外侧设置有一个凸起部12，凸起部12的顶部设置有斜槽13，斜槽13与竖直方向的夹角为25°。\n[0031] 本发明尤其适用于直径0.75mm，与加工斜面的夹角为73°的圆孔。第一钻头5的外径为0.55mm，第二钻头8的外径为0.75mm，挡块3的内侧壁距离为0.63mm，挡块3的外侧壁距离为0.71mm。第一锥形部6为圆锥形，底角为70°，高度为0.6mm。第一切割槽7的截面为双曲线形状，其曲线形状遵循曲线方程为x2-3y2=2，第一切割槽7的螺距为1.65mm，第一切割槽7的螺纹升角为30°。第三切割槽11的截面由两个椭圆线组成，两个椭圆线形状遵循的曲线方\n2 2 2 2\n程分别为5x+2y =7、6x+y =9，第三切割槽11的螺距为1.75mm，第三切割槽11的螺纹升角为\n35°。第二锥形部9的截面的外侧曲线为对数曲线，其遵循的曲线方程为y=ln（2x），第二锥形部9的高度为0.45mm。第二切割槽10的宽度为0.95mm。\n[0032] 一种使用上述的用于斜面上加工圆孔的工装的加工方法，包括以下步骤：\n[0033] A、在加工斜面2上使用铣刀加工出两个凹孔，将挡块3插入对应的凹孔内，使得垫块1与加工斜面2紧密配合，然后使用夹持机构将加工斜面与垫块固定；\n[0034] B、使用第一钻头5钻透垫块1，在加工斜面2上钻出一个凹槽；\n[0035] C、使用第二钻头8以步骤B中钻出的凹槽为中心再次钻孔，第二钻头8在加工斜面内钻出规定要求深度的圆孔；\n[0036] D、取下夹持机构4，将垫块1与加工斜面2分离，得到在加工斜面2上加工好的圆孔。\n[0037] 其中，第一钻头5在未接触加工斜面2时的给进速度为1.25mm/min，转速为\n1500rad/min；第一钻头5在接触加工斜面2之后的给进速度为1.05mm/min，转速为2000rad/min。第二钻头8在接触到加工斜面2后，每次进刀的量为0.25mm，转速为2500rad/min，每次退刀的量为0.18mm，转速为1800rad/min。\n[0038] 另外，第二锥形部9上设置有定位销17，在第二钻头8进刀之前，将垫片14通过安装孔15安装在第二钻头8上，垫片14的外径为0.61mm。垫片14的底面均匀设置有三角形切削片\n16,。通过第二钻头8带动垫片14旋转，可以使垫片对加工的元空出进行预切削，这种预切削可以降低第二钻头对圆孔的冲击力。\n[0039] 经过试验，本发明可以提高在斜面上加工的圆孔的外边沿的平整度。尤其是对于直径0.75mm，与加工斜面的夹角为73°的圆孔，可以将使用现有技术所保证的外边沿小于等于2%的平整度改善至小于等于0.3%。\n[0040] 上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。