具有對稱孔結構零件的加工夾具的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有對稱孔結構零件的加工夾具，包括工裝支座，所述工裝支座上表面相對兩側分別設有一開口槽，工裝支座上表面左側設有支座孔，中部設有中心孔，中心孔上方設有定位塊、右側設有V形塊，所述定位塊和V形塊為水平設置的長方形，定位塊下方設有一延長塊，V形塊左側設有等腰梯形或V形的缺口，所述定位塊、V形塊均與工裝支座可拆卸連接，定位塊能沿豎直方向調整其與中心孔的間距；V形塊能沿水平方向調整其與中心孔的間距。采用本夾具加工此類具有對稱結構零件的孔及環槽，零件的裝夾效率提高了3倍以上。嚴格的定位精度控制，保證了該零件的加工精度要求。經過生產實踐，零件合格率達100%。
【專利說明】
具有對稱孔結構零件的加工夾具
技術領域
[0001]本發明涉及一種夾具，尤其涉及一種具有對稱孔結構零件的加工夾具。
【背景技術】
[0002]具有對稱結構的孔及環槽的零件是車削加工的常見零件，其結構一般為:包括主體、主體中心設有基準孔、主體右側設有延伸板，延伸板上設有定位孔，定位孔結構是本專利工裝研究的待加工部位。所述定位孔(待加工)的孔口兩端沉孔、內環槽等結構對稱。該零件的加工難點主要有:(I)由于該類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，達到6級公差，加工要求很高。(2)對稱沉孔的同軸度要求很高，兩沉孔同軸度在0.05以內，采用四爪正反兩次裝夾同軸度難以保證。(3)零件總體形狀不規則，使用四爪夾具裝夾不方便，使用劃線找正及百分表打表找正均非常困難。尤其在批量生產中，車削加工此類零件，存在加工效率低，廢品率高的問題。
[0003]所以現在需要解決的冋題有:
(I)需要提高定位孔形狀的加工合格率。該類零件上定位孔的形狀精度要求高，公差等級為6級。而使用四爪夾具裝夾此類零件精度不高，造成零件合格率偏低，該工序合格率僅約為60%。
[0004](2)需要提高對稱沉孔結構的同軸度的加工合格率。由于沉孔等結構的對稱性，一次裝夾無法完成兩個沉孔的加工，需要對零件進行至少正反兩次裝夾。而使用四爪夾具重復裝夾零件，由于定位基準不統一，容易造成加工零件的同軸度不符合設計要求，該工序零件的合格率僅為50%。
[0005](3)需要提高裝夾效率。采用四爪夾具裝夾需要反復多次試裝、找正，浪費大量時間，裝夾找正的時間約占總加工時間的50%，生產率很低。
【發明內容】
[0006]本發明的目的就在于提供一種解決上述問題，定位孔(待加工孔)的加工精度高、對稱沉孔結構的同軸度加工精度高、裝夾高效、可靠的具有對稱孔結構零件的加工夾具。
[0007]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的:一種具有對稱孔結構零件的加工夾具，所述零件包括主體、主體中心設有基準孔、主體右側設有延伸板，延伸板上設有待加工的定位孔，所述定位孔正反面設沉孔、內環槽，包括工裝支座，所述工裝支座上表面相對兩側分別設有一開口槽，工裝支座上表面左側設有支座孔，中部設有中心孔，中心孔上方設有定位塊、右側設有V形塊，所述支座孔和中心孔的中心分別與零件的基準孔和定位孔中心重疊；
所述支座孔為臺階孔，支座孔上設有階梯軸，所述階梯軸分為上段和下段，其中下段與支撐孔匹配固定，上段套接有一第一心軸，所述第一心軸與上段過盈配合，且第一心軸外徑與零件基準孔內徑匹配，第一心軸上方設有墊片和鎖緊螺母；
所述定位塊和V形塊為水平設置的長方形，定位塊下方設有一延長塊，V形塊左側設有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔的一端大，所述定位塊V形塊均與工裝支座可拆卸連接，定位塊能沿豎直方向調整其與中心孔的間距;V形塊能沿水平方向調整其與中心孔的間距。
[0008]作為優選:所述中心孔內設有同軸的第二心軸，所述第二心軸與定位孔過渡配合。
[0009]作為優選:所述延長塊靠近中心孔的端面為平面。
[0010]作為優選:所述定位塊與工裝支座可拆卸連接的具體方式為:定位塊上表面左右兩側分別設有一豎直的條形孔，條形孔下方的工裝支座上設有螺紋孔，條形孔中設有螺釘，螺釘與螺紋孔可拆卸連接。
[0011 ]作為優選:所述V形塊與工裝支座可拆卸連接的具體方式為:定位塊上表面上部和下部分別設有一水平的條形孔，條形孔下方的工裝支座上設有螺紋孔，條形孔中設有螺釘，螺釘與螺紋孔可拆卸連接。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點在于:該夾具用于在車床上進行具有對稱結構零件的加工，加工內容涉及鉆孔、鏜孔，車削沉孔及沉孔底面環槽等工序。其優點主要體現在以下幾點:
(I)定位孔的加工精度高。現有技術中，四爪夾具裝夾方案由于只能依靠百分表打表找正孔的中心，加工精度很難保證。由于零件總體形狀不規則，若采用劃線找正，也很難保證劃線的精度。本發明專利根據零件孔位的設計要求，在夾具上設計基準孔，并采用第一芯軸安裝待加工零件，調整零件位置對零件定位，使待加工的定位孔在Y方向位于工裝支座中心，與夾具的中心孔同心;再利用定位塊的上下移動，對定位孔位置進行X方向的調整，這樣就確定了待加工孔的軸線的具體位置，進而保證了孔的位置精度。
[0013](2)對稱沉孔結構的同軸度加工精度高。采用通用夾具加工對稱沉孔等結構，反復裝夾使定位基準不統一，同軸度很難保證。而本發明專利采用第二心軸定位，能夠保證基準統一，可以很好的保證孔口兩端沉孔、內環槽的同軸度。
[0014](3)裝夾高效、可靠。采用四爪裝夾需要反復調整裝夾位置，使孔的中心位置位于夾具的中心位置，從而進行車削加工。這樣會浪費大量的時間。本專利采用V形塊輔助定位，采用常規的螺栓緊固、螺釘緊固的方式使零件在夾緊過程中操作簡便、高效。零件在空間內6個自由度全約束。既保證了零件的定位精度，又使得定位裝夾的靈活性。考慮夾具在機床上的裝夾及定位找正的高效性，對夾具在機床上的安裝結構設計階梯軸的形式。利用該工裝可以準確、高效地將零件的定位孔(待加工)調整到夾具的中心，直接使用三爪裝夾夾具進行車削加工。
【附圖說明】
[0015]圖1為待加工典型零件的俯視圖；
圖2為圖1的主視圖；
圖3為工裝支座俯視圖；
圖4為階梯軸的安裝示意圖；
圖5為本發明裝配后的結構示意圖；
圖6為定位塊俯視圖；
圖7為V形塊俯視圖； 圖8為第二心軸的安裝示意圖。
[0016]圖中:101、定位孔;102、基準孔;103、對稱沉孔;104、端面內槽；201、開口槽；202、支座孔;203、中心孔;204、階梯軸;301、工裝支座;302、主體；303、墊片;304、螺母;305、第一心軸;306、V形塊;307、定位塊;308、螺釘;4、條形孔;5、第二心軸。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0018]實施例1:參見圖1到圖8，需要加工的零件包括主體302、主體302中心設有基準孔102、主體302右側設有延伸板，延伸板上設有待加工的定位孔101，所述基準孔102和定位孔101對稱；另外，在定位孔101上、下端面設有對稱沉孔103，對稱沉孔103中還設有端面內槽104，定位孔101、對稱沉孔103、端面內槽104均為需要加工的孔，且同軸度要求較高。當然圖
1、2所展示的僅為對稱孔結構零件，零件結構不僅限于此。本專利申請加工典型零件的孔形狀包括圓柱光孔，階梯孔，錐孔，螺紋孔。端面內槽104結構包括矩形槽，梯形槽，三角形槽，異型槽。本專利申請零件的材料包括招合金，碳鋼，高溫合金，鈦合金等金屬材料。
[0019]為了加工上述零件，我們設計一種具有對稱孔結構零件的加工夾具，包括工裝支座301，所述工裝支座301上表面相對兩側分別設有一開口槽201，工裝支座301上表面左側設有支座孔202，中部設有中心孔203，中心孔203上方設有定位塊307、右側設有V形塊306，所述支座孔202和中心孔203的中心分別與零件的基準孔102和定位孔101中心重疊；
所述支座孔202為臺階孔，支座孔202上設有階梯軸204，所述階梯軸204分為上段和下段，其中下段與支撐孔匹配固定，上段套接有一第一心軸305，所述第一心軸305與上段過盈配合，且第一心軸305外徑與基準孔102內徑匹配，第一心軸305上方設有墊片303和鎖緊螺母304;安裝時，零件安裝在第一心軸305上，然后零件上方安裝墊片303和鎖緊螺母304，將零件在工裝支座301上進行夾緊；
所述定位塊307和V形塊306為水平設置的長方形，定位塊307下方設有一延長塊，V形塊306左側設有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔203的一端大，所述定位塊307V形塊306均與工裝支座301可拆卸連接，定位塊307能沿豎直方向調整其與中心孔203的間距;V形塊306能沿水平方向調整其與中心孔203的間距。
[0020]本實施例中，所述中心孔203內設有同軸的第二心軸5，所述第二心軸5與定位孔101過渡配合，所述延長塊靠近中心孔203的端面為平面。
[0021]另外，所述定位塊307與工裝支座301可拆卸連接的具體方式為:定位塊307上表面左右兩側分別設有一豎直的條形孔4，條形孔4下方的工裝支座301上設有螺紋孔，條形孔4中設有螺釘308，螺釘308與螺紋孔可拆卸連接。V形塊306與工裝支座301可拆卸連接與定位孔101相似，僅為移動方向不同。
[0022]本發明裝配方法如下，參見圖3-圖8。
[0023](I)根據待加工零件，確定基準孔102和定位孔101的相對位置關系，例如中心點的距離、軸線位置等，并利用這些位置關系在工裝支座301上表面確定支座孔202和中心孔203的位置;其中支座孔202圓心對應基準孔102圓心、中心孔203圓心對應定位孔101圓心，并在中心孔203上方和右側設計安裝定位塊307和定位塊307的螺紋孔；
(2)將零件的定位孔101通過第一心軸305與工裝支座301上的支座孔202連接，利用游標卡尺卡在工裝支座301對稱的開口槽201上，確定待加工定位孔101中心，并通過定位塊307、V形塊306將零件定位。
[0024]工裝具體的使用方法為:
(1)先將階梯軸204裝配在支座孔202中，再將第一心軸305裝配在階梯軸204上，支座孔202、階梯軸204、第一心軸305皆為過盈配合；
(2)再將零件的基準孔102通過第一心軸305安裝在工裝支座301上，調整零件位置，使零件的定位孔101(待加工)位置在Y方向與工裝中心孔203位置一致；
(3)再通過游標卡尺卡在工裝支座301對稱的開口槽201上，X方向上確定待加工的定位孔101中心，然后調整定位塊307和V形塊306將零件定位，這樣就保證了零件的定位孔101的中心軸線與工裝的階梯軸204軸線重合;此時可使用三爪直接裝夾該工裝的階梯軸204結構，零件的待加工定位孔101中心也就實現了自動的中心找正，可進行定位孔101及其一端沉孔、環槽等結構的加工。零件在工裝上第一次裝配完成后的示意圖如圖5所示。
[0025]當加工完定位孔101及其一端的沉孔、內環槽等結構后，以定位孔101的圓心為定位中心裝夾零件，加工定位孔101另一對稱端面的沉孔、內環槽等特征。具體的實現方式為:通過第一芯軸與第二心軸5將零件裝夾在工裝上。為避免過定位，在保證制造公差的前提下，第二心軸5與定位孔101間采用過渡配合的方式。第二次裝配完成后的示意圖如圖8所示。然后，可使用三爪直接裝夾該工裝的階梯軸204結構，零件的待加工定位孔101中心也就實現了自動的中心找正，可進行定位孔101對稱端沉孔、環槽等結構的加工。
[0026]由于采用了專用夾具加工此類具有對稱結構零件的孔及環槽，提高了零件的裝夾效率提高了 3倍以上。嚴格的定位精度控制，保證了該零件的加工精度要求。經過生產實踐，零件的合格率達到了 100%。
【主權項】
1.一種具有對稱孔結構零件的加工夾具，所述零件包括主體、主體中心設有基準孔、主體右側設有延伸板，延伸板上設有待加工的定位孔，所述定位孔正反面設沉孔、內環槽，其特征在于:包括工裝支座，所述工裝支座上表面相對兩側分別設有一開口槽，工裝支座上表面左側設有支座孔，中部設有中心孔，中心孔上方設有定位塊、右側設有V形塊，所述支座孔和中心孔的中心分別與零件的基準孔和定位孔中心重疊； 所述支座孔為臺階孔，支座孔上設有階梯軸，所述階梯軸分為上段和下段，其中下段與支撐孔匹配固定，上段套接有一第一心軸，所述第一心軸與上段過盈配合，且第一心軸外徑與零件基準孔內徑匹配，第一心軸上方設有墊片和鎖緊螺母； 所述定位塊和V形塊為水平設置的長方形，定位塊下方設有一延長塊，V形塊左側設有等腰梯形或V形的缺口，且所述缺口靠近中心孔的一端大，所述定位塊V形塊均與工裝支座可拆卸連接，定位塊能沿豎直方向調整其與中心孔的間距;V形塊能沿水平方向調整其與中心孔的間距。2.根據權利要求1所述的具有對稱孔結構零件的加工夾具，其特征在于:所述中心孔內設有同軸的第二心軸，所述第二心軸與定位孔過渡配合。3.根據權利要求1所述的具有對稱孔結構零件的加工夾具，其特征在于:所述延長塊靠近中心孔的端面為平面。4.根據權利要求1所述的具有對稱孔結構零件的加工夾具，其特征在于:所述定位塊與工裝支座可拆卸連接的具體方式為:定位塊上表面左右兩側分別設有一豎直的條形孔，條形孔下方的工裝支座上設有螺紋孔，條形孔中設有螺釘，螺釘與螺紋孔可拆卸連接。5.根據權利要求1所述的具有對稱孔結構零件的加工夾具，其特征在于:所述V形塊與工裝支座可拆卸連接的具體方式為:定位塊上表面上部和下部分別設有一水平的條形孔，條形孔下方的工裝支座上設有螺紋孔，條形孔中設有螺釘，螺釘與螺紋孔可拆卸連接。
【文檔編號】B23Q3/12GK106041590SQ201610712406
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月24日
【發明人】熊昌華, 李小祥, 劉銘, 張峰華, 甘衛華
【申請人】中國航天科技集團公司長征機械廠