一种镗孔设备及镗孔方法

技术领域

本发明涉及孔加工的技术领域，特别是涉及一种镗孔设备及镗孔方法。

背景技术

镗孔作为常见的孔加工方式之一，通常用于对锻出、铸出或钻出孔进一步加工，以获得高精度且表面粗糙度较小的装配孔。

镗孔包括通常包括有粗镗、扩孔、切槽、精镗等工序，现有加工过程中，各工序之间切换通常先将工件拆下，再安装在对应的设备上进行加工。即现有的镗孔设备无法满足粗镗、扩孔、切槽、精镗等工序在同一设备完成，加工时需要对工件进行拆装，并装在不同的设备上进行加工。

一方面，由于不同设备定位标准（如定位坐标系）不同，进而无法使所有加工工序的控制过程（如进给量、刀具切削距离等）在同一定位标准下进行，从而有一定概率导致影响孔加工的精准度；另一方面，由于不同工序旋转轴不同，每次工序切换拆装工件后，都需要对旋转轴进行校准，影响加工效率，且会有一定概率降低孔加工的精准度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种镗孔方法及镗孔设备。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种镗孔设备，包括：至少一个第一加工装置；

所述第一加工装置包括刀柄、粗镗刀、开槽刀和驱动所述刀柄旋转的第一旋转组件；

所述粗镗刀和所述开槽刀均固设于所述刀柄上，以使所述第一加工装置具有在同一工位上对工件的轴承孔或卡簧槽进行加工的工作状态。

优选地，还包括至少一个第二加工装置装置和滑台装置；

所述滑台装置具有固定工件，并驱动所述工件的所述轴承孔的中心轴线与所述第一加工装置或所述第二加工装置的旋转中心轴线重合的滑移状态。

优选地，还包括第一伺服电机装置、第二伺服电机装置和第三伺服电机装置；

所述第一伺服电机装置与所述第一加工装置相连，以驱动所述第一加工装置沿所述轴承孔的中心轴线方向进给或回退；

所述第二伺服电机装置与所述第二加工装置相连，以驱动所述第二加工装置沿所述轴承孔的中心轴线方向进给或回退；

所述第三伺服电机装置与所述滑台装置相连，以驱动所述工件滑移至所述轴承孔的中心轴线与所述第一加工装置的旋转中心轴线或所述第二加工装置的旋转中心轴线重合。

优选地，还包第四伺服电机装置；

所述第四伺服电机装置的固定部相对于所述第一旋转组件的固定部固定，且所述第四伺服电机装置的运动部与所述刀柄相连，以驱动所述粗镗刀对准所述轴承孔或驱动所述开槽刀对准所述卡簧槽。

优选地，所述第一加工装置设置有两个，且呈对称分布于所述滑台装置两侧；

所述第二加工装置设置有两个，且呈对称分布于所述滑台装置两侧。

优选地，所述滑台装置包括对所述工件的下部进行定位夹紧的定位同步夹具，以及对所述工件的上部进行限位压紧的上压紧夹具。

优选地，所述开槽刀具有对所述轴承孔一端进行扩孔以形成端面槽的工作状态。

一种基于上述镗孔设备的镗孔方法，包括：

在同一工位上，对工件的轴承孔或卡簧槽进行加工。

优选地，还包括：

利用滑台装置固定工件，并驱动所述工件的轴承孔的中心轴线与第一加工装置或第二加工装置的旋转中心轴线重合。

优选地，还包括利用开槽刀对所述轴承孔一端进行扩孔，以形成端面槽。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的一种镗孔方法及镗孔设备，能够利用第一加工装置在同一工位上实现对轴承孔和卡簧槽的加工，进而能够保证轴承孔和卡簧槽的旋转中心一致，能够保证轴承孔和卡簧槽的同轴度，使得加工误差更小，以较好地纠正现有技术中轴承孔和卡簧槽在不同设备上进行容易导致轴承孔与卡簧槽轴线的偏斜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的主视示意图；

图2为图1中A位置的放大示意图；

图3为本发明实施例一中各装置的位置分布示意图；

图4为图3的俯视示意图；

图5为本发明实施例一的侧视示意图；

图6为图5中B位置的放大示意图；

图7为本发明提供的一种镗孔方法实施例的步骤示意图。

附图标记：

1第一加工装置；11刀柄；12粗镗刀；13开槽刀；14第一旋转组件；2第二加工装置；3滑台装置；31定位同步夹具；311圆槽；32上压紧夹具；321压紧槽；322压块；33滑板；4第一伺服电机装置；5第二伺服电机装置；6第三伺服电机装置；7第四伺服电机装置；100工件；101轴承孔；102卡簧槽；103端面槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

参见图1和图2，本实施例公开了一种镗孔设备，包括第一加工装置1、第二加工装置2和滑台装置3，第一加工装置1、第二加工装置2和滑台装置3均安装在同一个机架上，进而使得第一加工装置1、第二加工装置2和滑台装置3能够以机架为基准，统一定位标准。当然，在其他实施例中，也可不设置滑台装置3和第二加工装置2。

具体地，第一加工装置1包括刀柄11、粗镗刀12、开槽刀13和驱动刀柄11旋转的第一旋转组件14；其中，粗镗刀12和开槽刀13均固设于刀柄11上，刀柄11与第一旋转组件14相连，并由第一旋转组件14驱动刀柄11带动粗镗刀12和开槽刀13运转，进而实现粗镗轴承孔101或卡簧槽102。工作过程中，当需要粗镗工件100的轴承孔101时，通过刀柄11控制粗镗刀12对准轴承孔101，再通过第一旋转组件14驱动刀柄11转动；当需要加工卡簧槽102时，通过刀柄11控制开槽刀13对准轴承孔101，再通过第一旋转组件14驱动刀柄11转动。通过此方案使得粗镗刀12和开槽刀13的旋转中心同一，进而可确保轴承孔101和卡簧槽102的同轴度，便于工件100与旋转轴、卡簧装配。

进一步地说，为了避免卡簧自轴承孔101安装至卡簧槽102的过程中，因卡簧与轴承孔101的内壁面摩擦影响进而影响轴承孔101的内壁面的表面粗糙度，在本实施例中，还包括利用开槽刀13对轴承孔101一端进行扩孔，以形成端面槽103，端面槽103的直径略微大于轴承孔101的直径，例如，端面槽103的直径可比轴承孔101的直径大20丝、30丝或40丝，以便于卡簧的安装，且卡簧槽102位于偏向远离轴承孔101与轴承装配的一侧，端面槽103也位于卡簧槽102远离轴承孔101与轴承装配的一侧，使得卡簧装配从端面槽103进行，不会对轴承孔101的内壁面产生影响。

更进一步地说，由于粗镗刀12进行粗镗的过程中，切削量大，粗镗刀12容易磨损，而扩孔工序需要在粗镗工序后才能进行，当粗镗工序后再利用粗镗刀12对工件100进行扩孔，容易导致形成的端面槽103不平整，容易产生毛刺，甚至产生阶梯，不利于卡簧装配，故在本实施例中，开槽刀13具有对轴承孔101一端进行扩孔以形成端面槽103的工作状态，即利用开槽刀13对轴承孔101的一端进行扩孔，进而形成端面槽103。

参见图3和图4，在本实施例中，第一加工装置1设置有两个，且呈对称分布于滑台装置3两侧；第二加工装置2设置有两个，且呈对称分布于滑台装置3两侧，通过对称设置的第一加工装置1和第二加工装置2，能够同时实现对两个轴承孔101的同步加工，提高加工效率，且第一加工装置1和第二加工装置2对称设置，使得加工过程中，工件100受力更均匀，以保证工件100加工过程中的平稳，提高轴承孔101加工精度；通过滑台装置3的设置，能够固定工件100，使工件100安装更稳定，利于后续加工操作，第一加工装置1和第二加工装置2均对称设置在滑台装置3的两侧，使滑台装置3能够带动工件100滑移，并驱动工件100的轴承孔101的中心轴线与第一加工装置1或第二加工装置2的旋转中心轴线重合。此方案中，利用滑台装置3驱动工件100，使工件100对准第一加工装置1和第二加工装置2的方式，使得轴承孔101的加工过程（粗镗、切槽、扩孔以及精镗）能够在同一个设备上完成，进而使得第一加工装置1、第二加工装置2、滑台装置3能够在同一定位标准下驱动，且避免了各加工工序之间需要拆装工件100，既能够提升加工效率，又能进一步提高轴承孔101的加工精度。值得说明的是，第一加工装置1和第二加工装置2可根据需要加工的轴承孔101的个数进行设置，如设置一个、三个、四个或多个，本实施例中是以两个为例进行说明。

为了避免第一加工装置1和第二加工装置2的进给和回退的误差影响轴承孔101的加工精度，在本实施例中，还包括第一伺服电机装置4、第二伺服电机装置5和第三伺服电机装置6，第一伺服电机装置4、第二伺服电机装置5和第三伺服电机装置6均与设备的控制系统电连接，以精准控制运动路径、运动顺序、行进路程等。参见图3和图4，第一伺服电机装置4与第一加工装置1相连，以驱动第一加工装置1沿轴承孔101中心轴线方向（即图示中Y方向）进给或回退；第二伺服电机装置5与第二加工装置2相连，以驱动第二加工装置2沿轴承孔101中心轴线方向（即图示中Y方向）进给或回退；第三伺服电机装置6与滑台装置3相连，以驱动工件100滑移至轴承孔101的中心轴线与第一加工装置1的旋转中心轴线或第二加工装置2的旋转中心轴线重合（即驱动工件100沿图示中X方向移动）。

进一步地说，为了避免粗镗刀12和开槽刀13的调整的误差影响轴承孔101的加工精度，在本实施例中，还包括第四伺服电机装置7，第四伺服电机装置7也可与设备的控制系统电连接；第四伺服电机装置7的固定部相对于第一旋转组件14的固定部固定，且第四伺服电机装置7的运动部与刀柄11相连，以驱动粗镗刀12对准轴承孔101或驱动开槽刀13对准卡簧槽102。

加工轴承孔101的过程中，工件100首先处于粗镗和切槽的工位，先根据粗镗加工的目标直径（即轴承孔101的粗加工孔径），利用第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，并驱动粗镗刀12对准轴承孔101，使粗镗刀12加工轴承孔101至粗镗加工的目标直径，且在粗镗刀12切削的过程中，根据加工需求（如轴承孔101加工深度等），利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1的进给量，同时，利用第一旋转组件14控制刀柄11带动粗镗刀12旋转，完成轴承孔101的粗加工（粗镗），最后，再利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成粗镗工序。粗镗后，根据扩孔的目标直径（即端面槽103的直径），利用第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，并驱动开槽刀13对准轴承孔101，使开槽刀13加工端面槽103至扩孔的目标直径，且在开槽刀13切削的过程中，根据加工需求（如端面槽103加工深度等），利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1的进给量，同时，利用第一旋转组件14控制刀柄11带动粗镗刀12旋转，完成对端面槽103的加工（即轴承孔101一侧端面的扩孔），最后，再利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成扩孔工序。扩孔后，利用第一伺服电机装置4将开槽刀13移动至工件100需要开槽（卡簧槽102）的位置，并通过第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，带动开槽刀13贴合轴承孔101内壁，再进行开槽加工，加工的过程中，根据卡簧槽102的直径，使得第四伺服电机装置7控制刀柄11带动开槽刀13沿径向进给；通过第一旋转组件14控制刀柄11以及开槽刀13旋转切屑；根据卡簧槽102的轴向长度，使第一伺服电机装置4控制刀柄11带动开槽刀13沿轴线进给，进而完全卡簧槽102加工。加工后，利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成开槽工序。上述加工方法中，首先，卡簧槽102的加工、端面槽103的加工以及轴承孔101粗加工均在同一工位上，无需对工件100进行拆卸，使得加工更便捷，且能够提升加工效率，其次，在同一工位上对卡簧槽102、端面槽103、轴承孔101进行加工，能够保证三者之间的同轴度，进而增加加工精度；最后，通过开槽刀13先加工端面槽103，再加工卡簧槽102，能够增加端面槽103的加工精度，避免端面槽103有毛刺或台阶而需要二次处理，进一步能够提升加工效率。当然，在其他实施例中，也可先利用开槽刀13对卡簧槽102进行加工，再利用开槽刀13对端面槽103进行加工，还可直接利用粗镗刀12对端面槽103进行加工，相比于其他实施例，本实施例操作更便捷，且加工精度更高。值得说明的是，第二加工装置2也包括有旋转驱动、精镗刀具等结构，图中未示出，其中，第二伺服电机装置5驱动精镗刀的过程与第一伺服电机装置4控制粗镗刀12或开槽刀13的方式相同，因此不做赘述。

滑台装置3能够设置为多种结构，能够固定工件100，并驱动工件100的轴承孔101与第一加工装置1或第二加工装置2的旋转中心轴线重合即可。

参见图3、图5和图6，滑台装置3包括对工件100的下部进行定位夹紧的定位同步夹具31，以及对工件100的上部进行限位压紧的上压紧夹具32。其中，定位同步夹具31和上压紧夹具32可根据实际工件100的结构进行设置，在本实施例中，定位同步夹具31包括对工件100下部圆弧面进行夹持的圆槽311，上压紧夹具32包括开设有压紧槽321的压块322，上压块322可由气缸、电推杆等往复滑移结构驱动（具体沿图3中Z方向移动），进而实现对工件100的压紧或松开。且定位同步夹具31、上压紧夹具32均安装于滑板33上。

本发明还提供了一种基于上述镗孔设备的镗孔方法，其步骤包括：

在同一工位上，对工件100的轴承孔101或卡簧槽102进行加工。通过在同一工位先后完成对轴承孔101、卡簧槽102的加工，能够保证轴承孔101、卡簧槽102的同轴度，提高工件100的加工精度，便于后续对轴承以及卡簧的装配。

为了便于卡簧装配，同时避免卡簧装配影响轴承孔101的内壁，本方法还包括利用开槽刀13对轴承孔101一端进行扩孔，以形成端面槽103。

为了便于对轴承孔101进行粗镗工位、精镗工位的切换，本方法还包括：利用滑台装置3固定工件100，并驱动工件100的轴承孔101的中心轴线与第一加工装置1或第二加工装置2的旋转中心轴线重合。

在其中一种实施例中，镗孔方法的步骤包括：

S0：调整工件100对准粗镗工位。包括利用滑台装置3固定工件100，并驱动工件100的轴承孔101的中心轴线与第一加工装置1旋转中心轴线重合。

S1：粗镗刀12调整。包括根据粗镗加工的目标直径（即轴承孔101的粗加工孔径），利用第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，并驱动粗镗刀12对准轴承孔101。

S2：轴承孔101粗镗加工。包括根据加工需求（如轴承孔101加工深度等），利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1的进给量，同时，利用第一旋转组件14控制刀柄11带动粗镗刀12旋转，完成轴承孔101的粗加工（粗镗），最后，再利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成粗镗工序。

S3：开槽刀13首次调整。包括根据扩孔的目标直径（即端面槽103的直径），利用第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，并驱动开槽刀13对准轴承孔101。

S4：端面槽103加工。包括根据加工需求（如端面槽103加工深度等），利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1的进给量，同时，利用第一旋转组件14控制刀柄11带动粗镗刀12旋转，完成对端面槽103的加工（即轴承孔101一侧端面的扩孔），最后，再利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成扩孔工序。

S5：开槽刀13二次调整。具体包括根据粗镗加工后的轴承孔101直径调节开槽刀13位置，避免开槽刀13进给时受端面槽103影响。

S6：卡簧槽102加工。包括利用第一伺服电机装置4将开槽刀13移动至工件100需要开槽（卡簧槽102）的位置，并通过第四伺服电机装置7控制刀柄11移动，带动开槽刀13贴合轴承孔101内壁，再进行开槽加工，加工的过程中，根据卡簧槽102的直径，使得第四伺服电机装置7控制刀柄11带动开槽刀13沿径向进给；通过第一旋转组件14控制刀柄11以及开槽刀13旋转切屑；根据卡簧槽102的轴向长度，使第一伺服电机装置4控制刀柄11带动开槽刀13沿轴线进给，进而完全卡簧槽102加工。加工后，利用第一伺服电机装置4控制第一加工装置1回退到指定位置，完成开槽工序。

S7：调整工件100由对准粗镗工位状态切换为对准精镗工位。包括利用滑台装置3固定工件100，并驱动工件100的轴承孔101的中心轴线第二加工装置2的旋转中心轴线重合。

S8：轴承孔101精镗加工。包括利用第二伺服电机装置5驱动利用第二加工装置2进给，并使得第二加工装置2的旋转部带动精镗刀旋转，完成对轴承孔101内壁面的精镗。当然，精镗刀也可由另一个伺服电机装置进行驱动，以调节精镗刀的位置，调节过程可以第一加工装置1类似或一致，因此不做赘述。

值得说明的是，本申请中的第一伺服电机装置4、第二伺服电机装置5、第三伺服电机装置6以及第四伺服电机装置7均可采用现有技术中常见的驱动结构，因此不做赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。