CN106041590A - 具有对称孔结构零件的加工夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有对称孔结构零件的加工夹具，包括工装支座，所述工装支座上表面相对两侧分别设有一开口槽，工装支座上表面左侧设有支座孔，中部设有中心孔，中心孔上方设有定位块、右侧设有V形块，所述定位块和V形块为水平设置的长方形，定位块下方设有一延长块，V形块左侧设有等腰梯形或V形的缺口，所述定位块、V形块均与工装支座可拆卸连接，定位块能沿竖直方向调整其与中心孔的间距；V形块能沿水平方向调整其与中心孔的间距。采用本夹具加工此类具有对称结构零件的孔及环槽，零件的装夹效率提高了3倍以上。严格的定位精度控制，保证了该零件的加工精度要求。经过生产实践，零件合格率达100%。

Description

具有对称孔结构零件的加工夹具

技术领域

本发明涉及一种夹具，尤其涉及一种具有对称孔结构零件的加工夹具。

背景技术

具有对称结构的孔及环槽的零件是车削加工的常见零件，其结构一般为：包括主体、主体中心设有基准孔、主体右侧设有延伸板，延伸板上设有定位孔，定位孔结构是本专利工装研究的待加工部位。所述定位孔（待加工）的孔口两端沉孔、内环槽等结构对称。该零件的加工难点主要有：(1)由于该类零件上的待加工孔主要用于定位，所以其尺寸精度要求很高，达到6级公差，加工要求很高。(2)对称沉孔的同轴度要求很高，两沉孔同轴度在0.05以内，采用四爪正反两次装夹同轴度难以保证。(3)零件总体形状不规则，使用四爪夹具装夹不方便，使用划线找正及百分表打表找正均非常困难。尤其在批量生产中，车削加工此类零件，存在加工效率低，废品率高的问题。

所以现在需要解决的问题有：

(1) 需要提高定位孔形状的加工合格率。该类零件上定位孔的形状精度要求高，公差等级为6级。而使用四爪夹具装夹此类零件精度不高，造成零件合格率偏低，该工序合格率仅约为60%。

(2) 需要提高对称沉孔结构的同轴度的加工合格率。由于沉孔等结构的对称性，一次装夹无法完成两个沉孔的加工，需要对零件进行至少正反两次装夹。而使用四爪夹具重复装夹零件，由于定位基准不统一，容易造成加工零件的同轴度不符合设计要求，该工序零件的合格率仅为50%。

(3) 需要提高装夹效率。采用四爪夹具装夹需要反复多次试装、找正，浪费大量时间，装夹找正的时间约占总加工时间的50%，生产率很低。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，定位孔（待加工孔）的加工精度高、对称沉孔结构的同轴度加工精度高、装夹高效、可靠的具有对称孔结构零件的加工夹具。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种具有对称孔结构零件的加工夹具，所述零件包括主体、主体中心设有基准孔、主体右侧设有延伸板，延伸板上设有待加工的定位孔，所述定位孔正反面设沉孔、内环槽，包括工装支座，所述工装支座上表面相对两侧分别设有一开口槽，工装支座上表面左侧设有支座孔，中部设有中心孔，中心孔上方设有定位块、右侧设有V形块，所述支座孔和中心孔的中心分别与零件的基准孔和定位孔中心重叠；

所述支座孔为台阶孔，支座孔上设有阶梯轴，所述阶梯轴分为上段和下段，其中下段与支撑孔匹配固定，上段套接有一第一心轴，所述第一心轴与上段过盈配合，且第一心轴外径与零件基准孔内径匹配，第一心轴上方设有垫片和锁紧螺母；

所述定位块和V形块为水平设置的长方形，定位块下方设有一延长块，V形块左侧设有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔的一端大，所述定位块V形块均与工装支座可拆卸连接，定位块能沿竖直方向调整其与中心孔的间距；V形块能沿水平方向调整其与中心孔的间距。

作为优选：所述中心孔内设有同轴的第二心轴，所述第二心轴与定位孔过渡配合。

作为优选：所述延长块靠近中心孔的端面为平面。

作为优选：所述定位块与工装支座可拆卸连接的具体方式为：定位块上表面左右两侧分别设有一竖直的条形孔，条形孔下方的工装支座上设有螺纹孔，条形孔中设有螺钉，螺钉与螺纹孔可拆卸连接。

作为优选：所述V形块与工装支座可拆卸连接的具体方式为：定位块上表面上部和下部分别设有一水平的条形孔，条形孔下方的工装支座上设有螺纹孔，条形孔中设有螺钉，螺钉与螺纹孔可拆卸连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该夹具用于在车床上进行具有对称结构零件的加工，加工内容涉及钻孔、镗孔，车削沉孔及沉孔底面环槽等工序。其优点主要体现在以下几点：

(1) 定位孔的加工精度高。现有技术中，四爪夹具装夹方案由于只能依靠百分表打表找正孔的中心，加工精度很难保证。由于零件总体形状不规则，若采用划线找正，也很难保证划线的精度。本发明专利根据零件孔位的设计要求，在夹具上设计基准孔，并采用第一芯轴安装待加工零件，调整零件位置对零件定位，使待加工的定位孔在Y方向位于工装支座中心，与夹具的中心孔同心；再利用定位块的上下移动，对定位孔位置进行X方向的调整，这样就确定了待加工孔的轴线的具***置，进而保证了孔的位置精度。

(2) 对称沉孔结构的同轴度加工精度高。采用通用夹具加工对称沉孔等结构，反复装夹使定位基准不统一，同轴度很难保证。而本发明专利采用第二心轴定位，能够保证基准统一，可以很好的保证孔口两端沉孔、内环槽的同轴度。

(3) 装夹高效、可靠。采用四爪装夹需要反复调整装夹位置，使孔的中心位置位于夹具的中心位置，从而进行车削加工。这样会浪费大量的时间。本专利采用V形块辅助定位，采用常规的螺栓紧固、螺钉紧固的方式使零件在夹紧过程中操作简便、高效。零件在空间内6个自由度全约束。既保证了零件的定位精度，又使得定位装夹的灵活性。考虑夹具在机床上的装夹及定位找正的高效性，对夹具在机床上的安装结构设计阶梯轴的形式。利用该工装可以准确、高效地将零件的定位孔（待加工）调整到夹具的中心，直接使用三爪装夹夹具进行车削加工。

附图说明

图1为待加工典型零件的俯视图；

图2为图1的主视图；

图3为工装支座俯视图；

图4为阶梯轴的安装示意图；

图5为本发明装配后的结构示意图；

图6为定位块俯视图；

图7为V形块俯视图；

图8为第二心轴的安装示意图。

图中：101、定位孔；102、基准孔；103、对称沉孔；104、端面内槽；201、开口槽；202、支座孔；203、中心孔；204、阶梯轴；301、工装支座；302、主体；303、垫片；304、螺母；305、第一心轴；306、V形块；307、定位块；308、螺钉；4、条形孔；5、第二心轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见图1到图8，需要加工的零件包括主体302、主体302中心设有基准孔102、主体302右侧设有延伸板，延伸板上设有待加工的定位孔101，所述基准孔102和定位孔101对称；另外，在定位孔101上、下端面设有对称沉孔103，对称沉孔103中还设有端面内槽104，定位孔101、对称沉孔103、端面内槽104均为需要加工的孔，且同轴度要求较高。当然图1、2所展示的仅为对称孔结构零件，零件结构不仅限于此。本专利申请加工典型零件的孔形状包括圆柱光孔，阶梯孔，锥孔，螺纹孔。端面内槽104结构包括矩形槽，梯形槽，三角形槽，异型槽。本专利申请零件的材料包括铝合金，碳钢，高温合金，钛合金等金属材料。

为了加工上述零件，我们设计一种具有对称孔结构零件的加工夹具，包括工装支座301，所述工装支座301上表面相对两侧分别设有一开口槽201，工装支座301上表面左侧设有支座孔202，中部设有中心孔203，中心孔203上方设有定位块307、右侧设有V形块306，所述支座孔202和中心孔203的中心分别与零件的基准孔102和定位孔101中心重叠；

所述支座孔202为台阶孔，支座孔202上设有阶梯轴204，所述阶梯轴204分为上段和下段，其中下段与支撑孔匹配固定，上段套接有一第一心轴305，所述第一心轴305与上段过盈配合，且第一心轴305外径与基准孔102内径匹配，第一心轴305上方设有垫片303和锁紧螺母304；安装时，零件安装在第一心轴305上，然后零件上方安装垫片303和锁紧螺母304，将零件在工装支座301上进行夹紧；

所述定位块307和V形块306为水平设置的长方形，定位块307下方设有一延长块，V形块306左侧设有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔203的一端大，所述定位块307V形块306均与工装支座301可拆卸连接，定位块307能沿竖直方向调整其与中心孔203的间距；V形块306能沿水平方向调整其与中心孔203的间距。

本实施例中，所述中心孔203内设有同轴的第二心轴5，所述第二心轴5与定位孔101过渡配合，所述延长块靠近中心孔203的端面为平面。

另外，所述定位块307与工装支座301可拆卸连接的具体方式为：定位块307上表面左右两侧分别设有一竖直的条形孔4，条形孔4下方的工装支座301上设有螺纹孔，条形孔4中设有螺钉308，螺钉308与螺纹孔可拆卸连接。V形块306与工装支座301可拆卸连接与定位孔101相似，仅为移动方向不同。

本发明装配方法如下，参见图3-图8。

（1）根据待加工零件，确定基准孔102和定位孔101的相对位置关系，例如中心点的距离、轴线位置等，并利用这些位置关系在工装支座301上表面确定支座孔202和中心孔203的位置；其中支座孔202圆心对应基准孔102圆心、中心孔203圆心对应定位孔101圆心，并在中心孔203上方和右侧设计安装定位块307和定位块307的螺纹孔；

（2）将零件的定位孔101通过第一心轴305与工装支座301上的支座孔202连接，利用游标卡尺卡在工装支座301对称的开口槽201上，确定待加工定位孔101中心，并通过定位块307、V形块306将零件定位。

工装具体的使用方法为：

（1）先将阶梯轴204装配在支座孔202中，再将第一心轴305装配在阶梯轴204上，支座孔202、阶梯轴204、第一心轴305皆为过盈配合；

（2）再将零件的基准孔102通过第一心轴305安装在工装支座301上，调整零件位置，使零件的定位孔101（待加工）位置在Y方向与工装中心孔203位置一致；

（3）再通过游标卡尺卡在工装支座301对称的开口槽201上，X方向上确定待加工的定位孔101中心，然后调整定位块307和V形块306将零件定位，这样就保证了零件的定位孔101的中心轴线与工装的阶梯轴204轴线重合；此时可使用三爪直接装夹该工装的阶梯轴204结构，零件的待加工定位孔101中心也就实现了自动的中心找正，可进行定位孔101及其一端沉孔、环槽等结构的加工。零件在工装上第一次装配完成后的示意图如图5所示。

当加工完定位孔101及其一端的沉孔、内环槽等结构后，以定位孔101的圆心为定位中心装夹零件，加工定位孔101另一对称端面的沉孔、内环槽等特征。具体的实现方式为：通过第一芯轴与第二心轴5将零件装夹在工装上。为避免过定位，在保证制造公差的前提下，第二心轴5与定位孔101间采用过渡配合的方式。第二次装配完成后的示意图如图8所示。然后，可使用三爪直接装夹该工装的阶梯轴204结构，零件的待加工定位孔101中心也就实现了自动的中心找正，可进行定位孔101对称端沉孔、环槽等结构的加工。

由于采用了专用夹具加工此类具有对称结构零件的孔及环槽，提高了零件的装夹效率提高了3倍以上。严格的定位精度控制，保证了该零件的加工精度要求。经过生产实践，零件的合格率达到了100%。

Claims (5)

1.一种具有对称孔结构零件的加工夹具，所述零件包括主体、主体中心设有基准孔、主体右侧设有延伸板，延伸板上设有待加工的定位孔，所述定位孔正反面设沉孔、内环槽，其特征在于：包括工装支座，所述工装支座上表面相对两侧分别设有一开口槽，工装支座上表面左侧设有支座孔，中部设有中心孔，中心孔上方设有定位块、右侧设有V形块，所述支座孔和中心孔的中心分别与零件的基准孔和定位孔中心重叠；

所述支座孔为台阶孔，支座孔上设有阶梯轴，所述阶梯轴分为上段和下段，其中下段与支撑孔匹配固定，上段套接有一第一心轴，所述第一心轴与上段过盈配合，且第一心轴外径与零件基准孔内径匹配，第一心轴上方设有垫片和锁紧螺母；

所述定位块和V形块为水平设置的长方形，定位块下方设有一延长块，V形块左侧设有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔的一端大，所述定位块V形块均与工装支座可拆卸连接，定位块能沿竖直方向调整其与中心孔的间距；V形块能沿水平方向调整其与中心孔的间距。

2.根据权利要求1所述的具有对称孔结构零件的加工夹具，其特征在于：所述中心孔内设有同轴的第二心轴，所述第二心轴与定位孔过渡配合。

3.根据权利要求1所述的具有对称孔结构零件的加工夹具，其特征在于：所述延长块靠近中心孔的端面为平面。

4.根据权利要求1所述的具有对称孔结构零件的加工夹具，其特征在于：所述定位块与工装支座可拆卸连接的具体方式为：定位块上表面左右两侧分别设有一竖直的条形孔，条形孔下方的工装支座上设有螺纹孔，条形孔中设有螺钉，螺钉与螺纹孔可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的具有对称孔结构零件的加工夹具，其特征在于：所述V形块与工装支座可拆卸连接的具体方式为：定位块上表面上部和下部分别设有一水平的条形孔，条形孔下方的工装支座上设有螺纹孔，条形孔中设有螺钉，螺钉与螺纹孔可拆卸连接。