小型腔内钻孔装置

缪平 缪伟华

摘要：本文主要针对某一产品零件内部型腔小，一般机加工设备无法在其小型腔内钻打孔，因此针对这一现状专门设计出了一种钻孔装置，通过这一装置解决了产品零件在小型腔内无法用机械设备钻孔的瓶颈，这一装置既实用又经济实惠。本文主要对小型腔内钻孔装置的结构、工作原理、制作说明、使用效果及推广策略等方面进行了详细介绍。

关键词：小型腔内钻孔装置；结构；工作原理；制作说明；使用效果

中图分类号：TE92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12 （a）-00

我們开发生产一种275HP小功率的石油钻井泵，泵的动力端有号称三大件之一的主承载件—泵机架，如下图1所示。

泵机架为整体铸造结构，机架内有十字头上下导板座3，在上下导板座的三个扇形圆孔内，分别安装有三个十字头上导板1和十字头下导板4，形成三个型腔，以便于三个十字头分别在其三个型腔内往复运动。每一组的十字头上下导板分别用四只沉头螺钉2来联接固定于上下导板座如图2所示。

因为十字头上下导板钻打光孔，所以上下导板座需要钻打24个M12螺纹孔如图3所示。但是因十字头上下导板座之间的型腔空间太小，无法用小台钻、小吸铁钻、小型的钻打孔机床或小型的机加工设备在此微小空间内打孔，为此我们专门设计发明出一种在此微小型腔空间内钻打孔的装置。

一、小型腔内钻孔装置的结构、工作原理及制作说明

如图4所示，本设计发明的小型腔钻孔装置，减速器机壳9上下各配有上法兰6和下法兰12（用螺栓联接紧固），且上法兰6和下法兰12均有定位部分伸入减速器机壳9内，下法兰12下端沉孔配入深沟球轴承14，上法兰6和下法兰12之间装有蜗轮10，上法兰6和下法兰12与蜗轮10的连接处均设有耐磨垫8。上法兰6和下法兰12的孔内配入钻轴4，蜗轮10内孔与钻轴4外圆配合，蜗轮10铣出一键槽通孔，钻轴4上半端外圆铣出一键槽，槽内装配圆头平键7，由该键7将蜗轮10的扭矩传动给钻轴4。钻轴4可以在上法兰6、下法兰12及深沟球轴承14孔内上下移动。蜗轮10与其左侧的蜗杆11组成传动副，蜗杆11由减速器机壳9固定支撑。

带有双头螺柱5的调节支撑帽17（上下各3只）尖端支撑于小型腔内壁上，另一端支撑着整个减速器机壳9包括上法兰6下法兰12，可以通过旋转调节支撑帽17，利用螺纹副调节上下距离，进一步调节整个减速器机壳9的位置。

钻轴4上端配有反向安装的单向推力球轴承2，定位轴3的下端外螺纹与钻轴4上端内螺纹旋合，定位轴3的最大台阶外圆与单向推力球轴承2的轴圈配合定位，压帽1下方的盲孔与单向推力球轴承2座圈配合定位。

钻轴4下端车有1：4的锥度内孔，锥形夹紧套13外锥与该锥度内孔配合，并帽15内螺纹与钻轴4下端的外螺纹旋合，通过螺纹旋合可以将锥形夹紧套13逐渐推入钻轴4下端的锥度内孔并压紧，锥形夹紧套13周身纵向开有槽孔，在锥形夹紧套13被并帽15压紧的同时逐渐将钻头16夹紧。

工作之前，先将锥形夹紧套13，钻头16顺序装入钻轴4的下孔内，旋入并帽15并压紧锥形夹紧套13，从而夹紧钻头16。然后，将该置放置在小型腔内，旋转调节支撑帽17以确定钻头16的钻打孔位置和角度。

开始工作，外置的旋转动力联接蜗杆11驱动蜗轮10，其扭矩通过圆头平键7传递给钻轴4，从而使钻头16旋转。待钻头16正常旋转后用手柄或短柄撬杆向下压压帽1，压帽1依次向下压单向推力球轴承2、钻轴4直至钻头16，这样使钻头16持续进给。

在具体制作时，先选择体积较小的CW型单级圆弧圆柱蜗杆减速器，打开减速器机壳9，蜗杆11不动，取出蜗轮10和轴18，缷去轴18留下蜗轮10，再将蜗轮10内孔与钻轴4车配，将上法兰6和下法兰12分别取代减速器机壳9上的上轴承盖20下轴承盖19，用原有的螺栓紧固。

二、使用效果

实际使用证明，该装置从2013年开始使用至今，先后加工275HP小功率泵的机架共计约200多台，效果良好，对企业而言，更具有良好的实用性和经济性。到目前为止国内外还没有发现有比该装置更好更先进更实用的设备或装置来替代。

三、该装置在其他零件机加工的推广使用

类推这种装置不局限于泵机架钻孔，也可以在其他的类似圆柱小孔、异型小孔或型腔内钻打孔，可以根据型腔的大小来选择减速器的规格（即减速器机壳外形大小、蜗杆与蜗轮的相对位置），传递动力可以采用手电钻加小万向节，或其它旋转动力设备。

四、结束语

上述装置已经获得一项发明专利，专利号201310142605X。上述装置优点是：制作简便，适用范围广，具有良好的实用性和经济性。

参考文献

[1]乔月忠.一种保证钻孔加工精度的微调对刀装置[J].机电工程技术，2001（7）：105.

[2]王文志，汪通悦.一种数字化钻孔装置的研制[J].机床与液压，2010，38（2）：20-21.

[3]席文清.一种自动钻子装置的应用[J].汽车工艺师，2007（9）：59-60.

2016-04-10