[发明专利]一种向外翻制直边孔的装置和方法

权利要求书

1.一种向外翻制直边孔的装置，其特征在于：该装置包括可拆卸倒角砂轮(1)、旋转主轴(2)、翻孔偏心轮(3)和开口钻头(4)；所述可拆卸倒角砂轮(1)固定于旋转主轴的台阶部分，视其磨损情况能够进行更换；所述翻孔偏心轮(3)固定在旋转主轴的下端，能够实现与旋转主轴的相对运动，旋转主轴(2)上端与数控机床的主轴连接；所述开口钻头(4)固定在翻孔偏心轮(3)的底部，采用螺钉连接，实现预先钻孔。

2.根据权利要求1所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：该装置能够同时实现基面为平面的板料或者基面为曲面的管类零件的直边向外翻孔成形。

3.根据权利要求1所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述旋转主轴(2)为台阶轴，且沿其轴向下部的相对两侧分别设置突起的斜向滑块。

4.根据权利要求3所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述倒角砂轮(1)卡扣在旋转主轴(2)的台阶部分，轴向运动受到限制，实现对孔边的打磨倒角。

5.根据权利要求3所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述翻孔偏心轮(3)为分体结构，沿其轴线所在平面分成两部分，两个部分之间采用螺钉连接。

6.根据权利要求5所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述翻孔偏心轮(3)内部开设空腔，空腔的上部设有斜向滑道(7)，该斜向滑道与旋转主轴(2)上的斜向滑块相配合，保证翻孔偏心轮的运动和固定，同时实现径向偏移加工竖直孔。

7.根据权利要求6所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述翻孔偏心轮(3)的内腔底部及翻孔偏心轮的轴向位置设有方形凹槽(8)，用于与旋转主轴(2)的底端实现过渡配合，在旋转主轴(2)的轴向力作用下支撑开口钻头(4)实现钻孔。

8.根据权利要求1所述的向外翻制直边孔的装置，其特征在于：所述开口钻头(4)轴向中心位置设有突出的定位钻头，确定钻孔中心位置后由设于开口钻头(4)边缘的圆周切削齿进行孔加工。

9.一种利用权利要求1-8任一所述的装置进行向外翻制直边孔的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1)根据预制孔的直径大小选用尺寸合适的锥形倒角砂轮(1)，并将其固定在旋转主轴(2)的台阶处；

2)根据翻孔的高度以及初始预制孔的尺寸，制作相应大小的翻孔偏心轮(3)，考虑坯料的壁厚和孔的高度确定翻孔偏心轮(3)的竖直段和锥形段长度以及锥形角大小，将制作好的翻孔偏心轮(3)装配到旋转主轴(2)的相应位置，具体装配过程：将旋转主轴的底端放置在翻孔偏心轮的方形凹槽(8)中，然后将翻孔偏心轮的两个部分采用螺钉锁紧固定；

3)根据翻孔的直径大小和高度确定预制孔的直径，制作相应尺寸的开口钻头(4)，并用螺钉将其固定在翻孔偏心轮(3)底部；

4)启动装夹有该装置的数控机床，将开口钻头(4)突出的定位钻头对准预开口中心位置，轴向进给完成预制孔钻削；

5)继续向下轴向进给整个装置，待翻孔偏心轮(3)全部通过开孔区域后，缓慢向下进给完成孔上侧边倒角；

6)停止装置的旋转运动和轴向进给运动，调转其旋转方向，向上轴向运动使翻孔偏心轮(3)上侧锥形段缓慢接触工件，在轴向力和斜向滑道的共同作用下，翻孔偏心轮(3)偏离原有中心，孔边缘材料在锥形段碾压作用下逐渐翘起；

7)保持装置轴向上升动作，待翻孔偏心轮(3)竖直段与孔侧壁接触后，停止轴向进给2～3秒完成整形工步；

8)继续轴向提升，直至翻孔装置完全脱离坯料，停止机床，取下已翻孔工件；

10.根据权利要求9所述的向外翻制直边孔的方法，其特征在于：所述翻孔偏心轮，在旋转主轴不需要径向进给的前提下，依靠自身的偏心功能实现翻孔变形。