一种斜小孔加工方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种斜小孔加工方法。

背景技术

在金属零件切削加工过程中，经常遇到零件的某些小孔(直径≤1mm)难以加工，加工用的钻头时常断在工件中，特别是斜小孔的加工，工件的装夹调整和加工都十分困难，生产效率也低。

传统的加工方法中，如图1所示的一种工件，该工件有一个φA(A＝1mm)斜小孔，角度为B度。加工小孔时，操作人员通常先用划针在工件上划出该小孔的具体位置，再把工件装在万能分度头上，旋转一个B角度后，在钻床上，用麻花钻头对准划线的位置进行钻孔。用万能分度头(通用工装)装夹工件时，每次都要费时才能把工件调整到正确的位置，零件在制造过程中，由于孔径小，使用的麻花钻头很细，钻头的刚性差，在加工过程中需十分小心，慢慢进刀，加工时间较长，还经常发生钻头断在零件中的情况，又因为是斜孔，刀尖刚触及到零件时，钻头会发生偏移，孔A到零件端面的距离H也很难保证。

公开号为CN208513804U的中国专利文献公开了一种便于电火花加工节流阀阀体斜孔的夹具，包括底座，所述底座上端的一侧设有定位板且定位板上端斜面上设有用于节流阀阀体固定的定位销，所述底座上端的另一侧设有支撑板，所述支撑板上端固定连接有顶压件，所述顶压件通过双头螺栓的一端与底座固定连接，所述双头螺栓的另一端穿过顶压件连接，使用时所述顶压件末端刚好抵在节流阀阀体上。通过本夹具的实施，解决了节流阀细长斜孔的加工，保证了节流阀细长孔的位置，避免了钻孔存在的漂移，位置不正确现象，同时避免了工件因钻头折断而造成的废品问题。

上述文献中对节流阀阀体的斜小孔加工也可应用于对图1中的工件以及一般工件的加工，其解决了传统钻头加工斜小孔时钻头易漂移的技术问题，但斜小孔加工过程中的定位却没有保证。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种斜小孔加工方法，在加工过程中采用电火花加工斜小孔，并用校准样件保证斜小孔的精准定位。

为了达到上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种斜小孔的加工方法，采用一种加工夹具并通过电火花加工的方式完成斜小孔加工，其特征在于，

所述加工夹具包括底座、夹具体、定位套、顶压件、第一螺栓和若干第二螺栓，所述夹具体上设有一加工面和一安装面；

所述加工面与水平面之间的夹角为A，所述定位套和顶压件固定安装在加工面上，所述顶压件上设有一第一通孔，所述加工面上设有一第一安装孔，所述第一螺栓穿过所述第一通孔后与第一安装孔螺纹配合，进而使得所述顶压件将工件紧压在定位套上；

所述安装面与水平面平行，所述安装面上设有若干第二通孔，所述底座上设有若干第四安装孔，所述第二螺栓穿过第二通孔后与第四安装孔螺纹配合，所述第二通孔与第二螺栓间隙配合；

其具体的加工步骤为：

S1：将第二螺钉与第四安装孔螺纹配合以对夹具体进行初步固定；

S2：将校准样件安装在定位套中的第一定位孔上，并使得校准样件上的斜小孔与第一定位孔上的缺口对齐；

S3：通过菱形销完成对校准样件的周向固定；以及通过顶压件完成对校准样件的轴向固定；

S4：对夹具体的位置进行微调，以使得电火花机床上的铜管对准校准样件上的斜小孔A，然后再对夹具体完成最终固定；

S5：拆除校准样件；

S6：将需要加工的工件安装在定位套中，通过菱形销完成对工件的周向固定；以及通过顶压件完成对工件的轴向固定；

S7：启动机床，让铜管以合适的速度沿轴向向下进给，采用电火花加工出应有深度的斜小孔B；

S8：拆下加工好的工件，然后重复步骤S6和S7；

其中，所述斜小孔A和斜小孔B的倾斜角度为B，B与A在数值上相等。

作为优选，所述铜管的直径与斜小孔B的直径相等。

作为优选，所述斜小孔A的直径与斜小孔B的直径相等，进一步优选，斜小孔A相较于斜小孔B其尺寸公差设计为

作为优选，校准样件上的斜小孔A通过坐标镗床加工形成。

作为优选，所述工件包括一环形的第一定位部，所述第一定位部的侧面上还设有一圈第一环形凸起；

所述校准样件包括一环形的第二定位部和一盖板，所述盖板向四周延伸形成第二环形凸起；

其中，所述第二定位部的后端面到斜小孔A中心的距离为H，所述第一定位部的后端面到斜小孔B中心的距离为I，所述H与I的尺寸相等。

作为优选，所述第一定位部和第二定位部的外直径均为C，所述第二定位部的后端面到第二环形凸起前端面的距离为S；

校准样件上的斜小孔A的具体加工步骤为：

S1：将校准样件固定在水平设置的万能回转盘上，再将外能回转盘转动B度；

S2：将直径为F的量棒抵靠在校准样件的两个直径为E的定位柱上，所述两个定位柱位于盖板上并位于盖板上并在第二定位部中心的水平线上；

S3：利用千分表找到量棒的最前方的点G，坐标镗床上的中心钻以点G为出发点，向后移动距离K；

S4：中心钻沿轴向向下进给，完成粗加工，然后钻头和铰刀再沿轴向向下进给，完成精加工；

其中，

作为优选，所述定位套上设有一与工件间隙配合的第一定位孔，所述第一定位孔上设有一缺口，所述第一定位部的外表面与第一定位孔间隙配合，所述缺口位于工件的上方。

所述第一环形凸起的后端面与定位套相抵，所述第一环形凸起的前端面与顶压件相抵。

作为优选，还设有菱形销，所述第一环形凸起上设有第二定位孔，所述菱形销上的外圆部分伸入到第二定位孔内，所述菱形销上的外圆部分削扁设置。

作为优选，所述顶压件包括互相垂直的顶压部和支撑部，所述顶压部与支撑部固定连接或一体成型，所述支撑部活动安装在加工面上，所述顶压部为板状结构，所述第一通孔位于顶压部的中间位置，所述顶压部通过第一螺丝将第一环形凸起压紧在定位套上。

作为优选，还设有第二垫片，所述第二垫片套设安装在第二螺丝上，并位于第二螺丝和夹具体之间。

本发明的有益效果为：

1)、能快速把工件装在定位套和菱形销上，再用顶压件压牢工件，保证工件处于准确的位置，装夹时间只需20秒，若用万能分度头装夹工件并把其调整到A度的位置则需100秒，装夹效率提高了5倍；整个装夹过程快速、准确、牢靠；

2)、根据电火花原理，采用电火花加工小孔时，工具电极不与工件接触，在加工过程中工具电极不会出现弯曲和折断的现象，电极可以较快进给，可快速加工小孔。用钻头钻小孔，加工一个工件需要20分钟，用电火花加工小孔，加工一个零件只需要2分钟，生产效率提高了10倍；

3)、采用电火花加工小孔时，工具电极铜管不与工件直接接触，电极遇到斜面时不会发生偏移，能够保证小孔至端面的距离H尺寸；

4)、通过校准样件来调整整个夹具的位置，准确简单，极大的提高了斜小孔的加工效率。

附图说明

图1为本发明工件的示意图；

图2为本发明校准样件的示意图；

图3为本发明校准样件镗孔的示意图；

图4为本发明菱形销的示意图；

图5为本发明定位套的示意图；

图6为本发明加工夹具夹紧工件时的示意图；

图7为本发明加工夹具夹紧校准样件时的示意图；

图8为本发明底座、夹具体和顶压件时的示意图。

附图标记说明：1、底座；2、夹具体；3、定位套；4、顶压件；5、第一螺栓；6、第二螺栓；7、工件；8、校准样件；20、加工面；21、安装面；40、第一通孔；22、第一安装孔；23、第二通孔；10、第四安装孔；30、第一定位孔；31、缺口；70、第一定位部；71、第一环形凸起；9、菱形销；72、第二定位孔；90、第二安装孔；24、第三定位孔；32、第三安装孔；33、第三定位部；80、第二定位部；81、第二环形凸起；82、斜小孔A；73、斜小孔B；83、定位柱；84、量棒；11、铜管。

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，旨在用于解释本发明，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“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

值得说明的是，在本发明中，以图1中的方位为基准，其中，由第一环形凸起指向第一定位部的方向为“后”，由第一定位部指向第一环形凸起的方向为“前”。

实施例一：

如图1-8所示，一种斜小孔加工夹具，包括底座1、夹具体2、定位套3、顶压件4、第一螺栓5和若干第二螺栓6，所述夹具体2上设有一加工面20和一安装面21；

所述加工面20与水平面之间的夹角为A，所述定位套3和顶压件4固定安装在加工面20上，所述顶压件4上设有一第一通孔40，所述加工面20上设有一第一安装孔22，所述第一螺栓5穿过所述第一通孔40后与第一安装孔22螺纹配合，进而使得所述顶压件4将工件7紧压在定位套3上；

所述安装面21与水平面平行，所述安装面21上设有若干第二通孔23，所述底座1上设有若干第四安装孔10，所述第二螺栓6穿过第二通孔23后与第四安装孔10螺纹配合，所述第二通孔23与第二螺丝6间隙配合。

值得说明的是，夹角A与如图1所示的工件7中夹角B在数值上相等；即夹角A在数值上的范围可以是1-89°；优选15-75°之间。

在本实施例中，先将第二螺栓6与第四安装孔10螺纹配合以对夹具体2进行初步固定，此时，第二螺栓6未紧压夹具体2，然后通过对定位套3的安装位置以及定位套3本身尺寸的设置，可以对样件8的安装位置进行初部定位，将样件8通过顶压件4安装在定位套3上之后，再对夹具体2进行前后左右四个方向上的微调，以使得电火花机床的铜管11对准所加工的斜小孔，再将第二螺丝6压紧夹具体2，如此设置，只需要对准一次斜小孔位置，便可完成后续斜小孔的批量加工，即提高了定位的准确性，又节约了加工时间，提升了加工效率。

在本实施例中，所述定位套3上设有一与工件7间隙配合的第一定位孔30，所述第一定位孔30上设有一缺口31，所述工件7包括一环形的第一定位部70，所述第一定位部70的外表面与第一定位孔30间隙配合，所述缺口31位于工件7的上方。

在本实施例中，所述工件7的侧面上还设有一圈第一环形凸起71，所述第一环形凸起71的端面与定位套3相抵，所述第一环形凸起71的另一端面与顶压件4相抵。

如此设置，限制了工件7上下左右以及前后六个方向上的移动。

进一步优选，还设有菱形销9，所述第一环形凸起71上设有第二定位孔72，所述菱形销9上的外圆部分伸入到第二定位孔72内，所述菱形销9上的外圆部分削扁设置；如此设置采用一面两销的定位原理，限制工件7的6个自由度。

进一步优选，所述菱形销9上还设有一第二安装孔90，所述菱形销9通过第二安装孔90与紧固件配合固定安装在夹具体2上。

在本实施例中，所述加工面20上还设有第三定位孔24，所述定位套3上还设有一第三安装孔32和一圆柱状的第三定位部33，所述第三定位部33的侧壁与第三定位孔24的内侧壁间隙配合，所述定位套3通过第三安装孔32与紧固件配合固定安装在夹具体2上。

在本实施例中，所述顶压件4包括互相垂直的顶压部和支撑部，所述顶压部与支撑部固定连接或一体成型，所述支撑部活动安装在加工面20上，所述顶压部为板状结构，所述第一通孔40位于顶压部的中间位置，所述顶压部通过第一螺栓5将第一环形凸起71压紧在定位套3上；具体地，所述加工面上还设有定位孔，所述支撑部位于定位孔内，所述支撑部可沿定位孔轴向方向移动。

在本实施例中，还设有第一垫片，所述第一垫片套设安装在第一螺栓5上，并位于第一螺栓5和顶压件4之间。

在本实施例中，还设有第二垫片，所述第二垫片套设安装在第二螺栓6上，并位于第二螺栓6和夹具体2之间。

如此设置，是为了防止第一螺栓5对顶压件4的损害以及第二螺栓6对夹具体2的损害。

一种斜小孔的加工方法，采用上述的加工夹具，其具体步骤如下：

S1：将第二螺栓6与第四安装孔10螺纹配合以对夹具体2进行初步固定，其中，初步固定是指第二螺栓6未紧压夹具体2上的安装面21，即夹具体2在前后左右四个方向上仍具有比较微小的移动空间，方便对夹具体2进行微调；

S2：将校准样件8安装在定位套3中的第一定位孔30上，并使得校准样件8上的斜小孔与第一定位孔30上的缺口31对齐；

S3：通过菱形销9完成对校准样件8的周向固定；以及通过顶压件4完成对校准样件8的轴向固定；

S4：启动机床，使机床工作台沿X轴或Y轴适当移动，以使得电火花机床上的铜管11初步对准校准样件8上的斜小孔A82，再对夹具体2的位置进行微调，以使得电火花机床上的铜管11对准校准样件8上的斜小孔A82，然后再对夹具体2完成最终固定；其中主要是通过对夹具体2轻轻敲击的方式进行微调，最终固定是指第二螺丝6紧压夹具体2上的安装面21，以使得夹具体2无法再移动；

S5：拆除校准样件8；

S6：将需要加工的工件7安装在定位套3中，通过菱形销9完成对工件7的周向固定；以及通过顶压件4完成对工件7的轴向固定；

S7：启动机床，让铜管11以合适的速度沿轴向向下进给，采用电火花加工出应有深度的斜小孔B73；

S8：拆下加工好的工件7，然后重复步骤S6和S7。

如此设置，用本实施例中的夹具以及装夹方法，能快速把工件7装在定位套3和菱形销9上，再用顶压件压牢工件7，保证工件7处于准确的位置，装夹时间只需20秒，若用万能分度头装夹工件7并把其调整到A度的位置则需100秒，装夹效率提高了5倍；整个整个装夹过程快速、准确、牢靠；

根据电火花原理，采用电火花加工小孔时，工具电极不与工件7接触，在加工过程中工具电极不会出现弯曲和折断的现象，电极可以较快进给，可快速加工小孔。用钻头钻小孔，加工一个工件7需要20分钟，用电火花加工小孔，加工一个零件只需要2分钟，生产效率提高了10倍；

采用电火花加工小孔时，工具电极铜管11不与工件7直接接触，电极遇到斜面时不会发生偏移，能够保证小孔至端面的距离H尺寸。

在本实施例中，所述铜管11的直径与斜小孔B73的直径相等。

在本实施例中，所述校准样件8包括一环形的第二定位部80和一盖板，所述盖板向四周延伸形成第二环形凸起81，所述第二定位部80的厚度和直径与第一定位部70相同，所述第二环形凸起81的直径以及轴向方向上的厚度与第一环形凸起71相同，所述第一定位部70的前端面到第一环形凸起71后端面的距离与第二定位部80的前端面到第二环形凸起81后端面的距离相等。

进一步优选，所述第一定位部70和第二定位部80的外直径均为C，所述第二定位部80的后端面到第二环形凸起81前端面的距离为S，所述第二定位部80的后端面到斜小孔A82中心的距离为H，所述第一定位部70的后端面到斜小孔B73中心的距离为I，所述H与I相等，其中，斜小孔A82中心是指第二定位部80外侧壁上的孔中心，斜小孔B73中心是指第一定位部70外侧壁上的孔中心。

在本实施例中，校准样件8上的斜小孔A82通过坐标镗床加工形成。

在本实施例中，校准样件8上的斜小孔A82的具体加工步骤为：

S1：将校准样件8固定在水平设置的万能回转盘上，再将外能回转盘转动B度；

S2：将直径为F的量棒84抵靠在校准样件8的两个直径为E的定位柱83上，所述两个定位柱83位于盖板上并在第二定位部中心的水平线上；

S3：利用千分表找到量棒84的最前方的点G，坐标镗床上的中心钻以点G为出发点，向后移动距离K；

S4：沿轴向向下进给，先用中心钻加工一小定位点，然后用钻头，再用铰刀完成精加工；

其中，

如此设置，是为了确保校准样件8上的斜小孔A82的高精度，即包括斜小孔A82位置的精度也包括斜小孔直径尺寸的精度，然后再通过校准样件8上的斜小孔A82去定位夹具的位置，从而实现对工件7上的斜小孔B73的加工。

值得说明的是，小孔是指直径不超过1mm的孔。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。