本實用新型屬于制孔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種制孔裝置，尤其適用于硬脆性材料的制孔。

背景技術(shù)：

隨著高新技術(shù)的迅速發(fā)展, 具有諸多優(yōu)異性能的陶瓷類材料日益引起人們的廣泛重視, 已成為新材料技術(shù)研究和應(yīng)用的熱點。近年來，陶瓷材料在航空航天、軍工、核能、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于成型工藝的制約，在構(gòu)件成型過程中，無法準確預(yù)留用于裝配的各種孔、槽和邊等，因此其成型后需要根據(jù)裝配要求進行二次加工，如鉆孔、修邊、開槽等，尤其需要大量的孔加工。

陶瓷類材料的硬度高，脆性大，容易產(chǎn)生加工缺陷， 因此需要有優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟實用的陶瓷加工新工藝新技術(shù)。各發(fā)達國家, 如德、日、美、英等國都非常重視工程陶瓷材料的開發(fā)和應(yīng)用, 特別是20 世紀80 年代以來, 競相投入大量資金和人力, 在工程陶瓷加工理論和技術(shù)方面取得很大進展。

目前, 國內(nèi)外陶瓷孔加工普遍采用電火花、激光、超聲振動和水射流等技術(shù)。電火花和激光加工效率高, 但都有一定的適用范圍, 電火花加工不適用于絕大多數(shù)陶瓷材料, 只能加工電阻率小于100Ω·cm的材料。激光和電火花加工都有可能引起工件熱和化學(xué)反應(yīng), 使材料產(chǎn)生龜裂和細微裂紋。超聲振動加工無殘留應(yīng)力、也不產(chǎn)生細微裂紋, 但是加工效率很低, 高壓水射流無法加工小孔。且這些加工方法也普遍存在加工成本高、設(shè)備繁雜、不易在試驗現(xiàn)場加工的缺點。

由陶瓷壓痕斷裂力學(xué)可知，由外力作用下產(chǎn)生的表面裂紋是陶瓷材料去除的主要方式，因此在磨削力的作用下，在孔的入口處會產(chǎn)生微裂紋，如果磨削時有沖擊存在，就容易產(chǎn)生大的裂紋，嚴重時甚至崩裂成小豁口。在孔的鉆出階段，底部未磨削的陶瓷材料厚度變薄，斷裂強度也越來越低，當(dāng)未磨削陶瓷層厚度足夠薄時，底部的未磨削部分陶瓷圓環(huán)便在鉆頭的沖壓和剪切作用下以較大的塊狀形式崩碎斷裂，若鉆頭的軸向力很大，會出現(xiàn)嚴重的崩豁現(xiàn)象。一般來說，出口處的材料崩豁遠大于入口處。

對于陶瓷/玻璃纖維等復(fù)合構(gòu)件，主要的加工缺陷除了陶瓷出、入口處的裂紋和崩豁，還包括層間分層以及出口處的起毛現(xiàn)象。傳統(tǒng)加工方法阻礙了陶瓷及陶瓷類復(fù)合材料的實際應(yīng)用，因此研究陶瓷的高效精密加工方法迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中在陶瓷及陶瓷類復(fù)合材料制孔出口處出現(xiàn)崩豁和起毛缺陷的問題，本實用新型提供一種制孔裝置，尤其適用于硬脆性材料的制孔。

本實用新型的一種制孔裝置，其特點是，所述的裝置包括打孔部件、工件調(diào)整部件、操作臺。所述的打孔部件包括平移臺Ⅰ、主軸座、主軸、彈簧夾頭、鉆頭，所述的工件調(diào)整部件包括平移臺Ⅱ、轉(zhuǎn)接件、3R底座、夾具。其連接關(guān)系是，所述的平移臺Ⅰ、平移臺Ⅱ固定連接在操作臺上，平移臺Ⅰ用于上下平移，平移臺Ⅱ用于水平二維平移，主軸座固定鏈接在平移臺Ⅰ上，主軸通過主軸座與平移臺Ⅰ固定鏈接，根據(jù)制孔要求選用直徑恰當(dāng)?shù)你@頭通過彈簧夾頭安裝在主軸上。在平移臺Ⅱ上設(shè)置有轉(zhuǎn)接件，3R底座與轉(zhuǎn)接件固定相連，設(shè)置有定位片的夾具與3R底座通過拉釘固定相連，待制孔工件固定在夾具上。

所述的主軸、彈簧夾頭、鉆頭為同軸心設(shè)置。

所述的主軸采用氣動或電動主軸中的一種。

所述的鉆頭采用金剛石套料鉆。

本實用新型不僅能夠完成對稱規(guī)則結(jié)構(gòu)的硬脆性材料進行高質(zhì)量單孔的制作，而且能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量臺階孔的制作，

本實用新型的制孔裝置的有益效果是，本實用新型避免了制孔出口處出現(xiàn)崩豁和起毛缺陷的問題。本實用新型的操作簡單方便，制作成本低，生產(chǎn)效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型的制孔裝置的正視圖；

圖2為本實用新型的制孔裝置的側(cè)視圖；

圖中1.操作臺 2.平移臺Ⅰ 3.主軸座 4.主軸 5.彈簧夾頭 6.鉆頭 7.平移臺Ⅱ 8.轉(zhuǎn)接件 9.3R底座 10.定位片 11.夾具 12.工件 。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述。

實施例1

圖1為本實用新型的制孔裝置的正視圖，圖2為本實用新型的制孔裝置的側(cè)視圖。在圖1、圖2中，本實用新型的制孔裝置包括打孔部件、工件調(diào)整部件、操作臺1；所述的打孔部件包括平移臺Ⅰ2、主軸座3、主軸4、彈簧夾頭5、鉆頭6，所述的工件調(diào)整部件包括平移臺Ⅱ7、轉(zhuǎn)接件8、3R底座9、夾具11；其連接關(guān)系是，所述的平移臺Ⅰ2、平移臺Ⅱ7固定連接在操作臺1上，平移臺Ⅰ2用于上下平移，平移臺Ⅱ7用于水平二維平移，主軸座3固定鏈接在平移臺Ⅰ2上，主軸4通過主軸座3與平移臺Ⅰ2固定鏈接，根據(jù)制孔要求選用直徑恰當(dāng)?shù)你@頭6通過彈簧夾頭5安裝在主軸4上；在平移臺Ⅱ7上設(shè)置有轉(zhuǎn)接件8，3R底座9與轉(zhuǎn)接件8固定相連，設(shè)置有定位片10的夾具11與3R底座9通過拉釘固定相連，待制孔工件12固定在夾具11上。

所述的主軸4、彈簧夾頭5、鉆頭6為同軸心設(shè)置。

本實施例中，所述的主軸4采用氣動主軸。

所述的鉆頭6采用金剛石套料鉆。

本實用新型制孔裝置的具體操作過程為：首先將對稱結(jié)構(gòu)的硬脆性工件12固定在夾具11上。調(diào)整平移臺Ⅱ7使工件12制孔位置在鉆頭6正下方，設(shè)置平移臺Ⅰ2使其打孔行程為1/2孔深。開啟打孔部件進行制孔，在孔的入口處采用磨削去除工藝。制孔完成后退出打孔部件。利用3R底座9定位功能手動將待制孔工件12和夾具11翻轉(zhuǎn)180°。調(diào)整平移臺Ⅱ7使工件制孔位置在鉆頭6正下方，開啟打孔部件進行制孔直至通孔后退出打孔部件即完成硬脆性材料高質(zhì)量制孔。

在硬脆性材料上制備臺階孔時只需將上述制孔過程中第一次打孔的鉆頭6安裝較小孔鉆頭，設(shè)置平移臺Ⅰ2打孔行程為小直徑孔深；完成小孔制作后，采用3R底座9定位功能手動將待制孔工件12和夾具11翻轉(zhuǎn)180°，同時將鉆頭6換上較大孔鉆頭，設(shè)置平移臺Ⅰ2打孔行程為大直徑孔深即可制備出滿足條件的高質(zhì)量臺階孔。

為了避免干切削時冒出大量的粉塵和煙霧，同時切削區(qū)溫度很高以導(dǎo)致鉆頭金剛石層燒傷，因此采用冷卻水直接澆注冷卻，加工中應(yīng)注意保持水量充足并以一定的壓力注入，以保持水路流暢，并將磨屑及時排出。

實施例2

本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，所述的主軸4采用電動主軸。