CN104625801A - 一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具及其方法，所述夹具包括圆环底座、定位销A、定位销B及定位销C，所述圆环底座上分别设置有外圆环槽和内圆环槽，在圆环底座上分别设置有与定位销A、定位销B及定位销C配合的螺纹孔A、螺纹孔B及螺纹孔C，所述圆环底座上沿外圆环槽和内圆环槽周向切割有相对应的内槽口和外槽口，其中，螺纹孔B及螺纹孔C位于内槽口和外槽口处的圆环底座上，螺纹孔A位于外圆环槽和内圆环槽之间，并与内槽口相对；所述方法包括装夹零件及激光切割步骤。采用本发明所述的夹具及其方法，使得零件在激光切割过程中夹紧可靠，定位准确；同时工艺简单，便于操作者装夹和切割，大大提高产品合格率和工作效率。

Description

一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具及其方法

技术领域

本发明技术属于机械加工技术领域，具体是涉及一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具及其方法。

背景技术

目前，对于回转体类零件在加工过程中均存在定位不准的问题。如图1至图5所示的火焰筒零件是截面为近U型曲线旋转360°形成的回转体圆环1，其中在圆环1顶部开有24处均布的梅花孔3，梅花孔3最小内径为ΦA，圆环1外侧开有48处外圈止裂槽2，圆环1内侧开有36处内圈止裂槽4，且在外圈止裂槽2和内圈止裂槽4靠近圆环1顶部的端头设置有通孔。对于该类零件，采用现有工装设备在激光切割内外圈止裂槽及通孔时，存在定位不准，难以保证加工质量；由于该零件为典型钣金零件，成型结束后零件存在一定程度的回弹，且每批回弹量均不同，而目前作为激光切割止裂槽及孔的固定装备采取的是全型面定位，导致零件在不同回弹量的情况下进行装夹时定位不准，造成止裂槽及孔的切割位置超差。在装夹过程中不但需要大量的人工对零件进行校形，造成人工劳动强度大，而且止裂槽及孔的位置切割不准容易造成废品，降低产品合格率，因此在用激光加工该类零件的过程中，如何对零件进行装夹定位是目前亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具及其方法。从而降低了劳动强度，夹紧可靠，且重复定位准确。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，包括圆环底座、定位销A、定位销B及定位销C，所述圆环底座上分别设置有外圆环槽和内圆环槽，在圆环底座上分别设置有与定位销A、定位销B及定位销C配合的螺纹孔A、螺纹孔B及螺纹孔C，所述圆环底座上沿外圆环槽和内圆环槽周向切割有相对应的内槽口和外槽口，其中，螺纹孔B及螺纹孔C位于内槽口和外槽口处的圆环底座上，螺纹孔A位于外圆环槽和内圆环槽之间，并与内槽口相对。

所述螺纹孔A、螺纹孔B及螺纹孔C所在圆周圆心与待加工环形火焰筒圆环顶部的梅花孔组成的圆周同心。

所述螺纹孔A、螺纹孔B及螺纹孔C的三点组成一个顶角为α的等腰三角形。

所述等腰三角形的顶角角度α为15°。

所述螺纹孔B和螺纹孔C的距离与圆环上三个相邻梅花孔的距离相同。

所述定位销A和定位销B均由螺纹段及置于螺纹段上端的圆柱头组成，其中，螺纹段分别与与圆环底座上的螺纹孔A和B相匹配。

所述圆柱头的直径与梅花孔的内径匹配。

所述定位销C由螺纹段及置于螺纹段上端的长圆头组成，其中，螺纹段与圆环底座上的螺纹孔C相匹配。

一种利用上述夹具加工环形火焰筒止裂槽及孔的方法，主要包括如下步骤：

(1)、装夹零件：在环形底座上按照螺纹孔的位置分别装上定位销A、定位销B及定位销C，然后环形火焰筒的内外圈分别卡入环形底座上的外圆环槽和内圆环槽中，并使定位销A、定位销B及定位销C分别穿过圆环顶部的梅花孔，将圆环固定在环形底座上，最后旋转定位销C利用梅花孔的内径变化及定位销C的外型尺寸对圆环进行拧紧加固，即可完成对零件的装夹定位；

(2)、激光一次性切割止裂槽及孔：一次性切割螺纹孔B及螺纹孔C之间的外圈止裂槽、内圈止裂槽及孔；

(3)、待步骤(2)中位于螺纹孔B及螺纹孔C之间的外圈止裂槽、内圈止裂槽及孔切割完成后，旋转与螺纹孔C相匹配的定位销C取出零件，沿圆周方向旋转两个梅花孔的角度后将圆环再次放入环形底座的外圆环槽和内圆环槽中，重复以上过程进行止裂槽和孔的加工，直至止裂槽和孔加工完成。

所述步骤(2)中内圈止裂槽切割3处，外圈止裂槽切割2处。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明所述夹具结构简单，夹紧可靠，定位准确，更好地保证产品加工质量；采用本发明所述方法具有工艺简单，便于操作者装夹和切割，降低了劳动强度，大大提高产品合格率和工作效率。

附图说明

图1为本发明中待加工火焰筒的结构示意图；

图2为图1的A-A向视图；

图3为图1中梅花孔的放大结构示意图；

图4为图1中外圈止裂槽的放大结构示意图；

图5为图1中内圈止裂槽的放大结构示意图；

图6为本发明所述夹具中圆环底座的结构示意图；

图7为图6的B-B向视图；

图8为本发明中夹具与环形火焰筒的装夹结构示意图；；

图9为在圆环底座上安装定位销结构示意图；

图10为本发明中定位销A及定位销B与梅花孔配合时的结构示意图；

图11为本发明中定位销C与梅花孔配合时的结构示意图。

图中：1-圆环，2-外圈止裂槽，3-梅花孔，4-内圈止裂槽，5-圆环底座，6-螺纹孔A，7-螺纹孔B，8-螺纹孔C，9-外圆环槽，10-内圆环槽，11-定位销A，12-定位销B，13-定位销C，14-圆柱头，15-螺纹段，16-长圆头。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图6至图11所示，本发明所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，包括圆环底座5、定位销A11、定位销B12及定位销C13，所述圆环底座5上分别设置有外圆环槽9和内圆环槽10，在圆环底座5上分别设置有与定位销A11、定位销B12及定位销C13配合的螺纹孔A6、螺纹孔B7及螺纹孔C8，所述圆环底座5上沿外圆环槽9和内圆环槽10周向切割有相对应的内槽口和外槽口，其中，螺纹孔B7及螺纹孔C8位于内槽口和外槽口处的圆环底座5上，螺纹孔A6位于外圆环槽9和内圆环槽10之间，并与内槽口相对。在本技术方案中，圆环底座5上铣有的外圆环槽9和内圆环槽10的直径大小分别与待加工环形火焰筒的圆环1相匹配，以便于对待加工零件进行卡位；所述圆环底座5上工作段沿零件实际尺寸切割内槽口和外槽口，以避开激光切割嘴工作过程中的行程。

所述螺纹孔A6、螺纹孔B7及螺纹孔C8所在圆周圆心与待加工环形火焰筒圆环1顶部的梅花孔3组成的圆周同心。

所述螺纹孔A6、螺纹孔B7及螺纹孔C8的三点组成一个顶角为α的等腰三角形。

所述等腰三角形的顶角角度α为15°。该角度通过圆环1顶部的24个梅花孔3的分布及螺纹孔B7和螺纹孔C8的距离确定。

为避免激光切割过程中零件发生抖动，且零件固定效果稳定，所述螺纹孔B7和螺纹孔C8的距离与圆环1上三个相邻梅花孔3的距离相同。

所述定位销A11和定位销B12均由螺纹段15及置于螺纹段15上端的圆柱头14组成，其中，螺纹段15分别与与圆环底座5上的螺纹孔A6和B7相匹配。便于将定位销A11和定位销B12固定在圆环底座5上。

所述圆柱头14的直径与梅花孔3的内径φA匹配。

为便于装卸，所述定位销A11及定位销B12固定在圆环底座5上后比实际零件圆环1的高度高10mm。

所述定位销C13由螺纹段15及置于螺纹段15上端的长圆头16组成，其中，螺纹段15与圆环底座5上的螺纹孔C8相匹配。便于固定在圆环底座5上；定位销C13的长圆头16外形为φA的圆柱沿中心线对称切出弦边后形成。定位销C13固定在圆环底座5上后比实际零件圆环1的高度高10mm，便于装卸；定位销14的外形特征作用在于避免实际操作过程中零件出现过定位而装夹困难。

如图1、图8、图9所述，本发明所述的一种利用上述夹具加工环形火焰筒止裂槽及孔的方法，主要包括如下步骤：

(1)、装夹零件：在环形底座5上按照螺纹孔的位置分别装上定位销A11、定位销B12及定位销C13，然后将如图1所示的环形火焰筒的内外圈分别卡入环形底座5上的外圆环槽9和内圆环槽10中，并使定位销A11、定位销B12及定位销C13分别穿过圆环1顶部的梅花孔3，将圆环1固定在环形底座5上，最后旋转定位销C13利用梅花孔3的内径变化及定位销C13的外型尺寸对圆环1进行拧紧加固，即可完成对零件的装夹定位；

(2)、激光一次性切割止裂槽及孔：一次性切割螺纹孔B7及螺纹孔C8之间的外圈止裂槽2、内圈止裂槽4及孔；

(3)、待步骤(2)中位于螺纹孔B7及螺纹孔C8之间的外圈止裂槽2、内圈止裂槽4及孔切割完成后，旋转与螺纹孔C8相匹配的定位销C13取出零件，沿圆周方向旋转两个梅花孔3的角度后将圆环1再次放入环形底座5的外圆环槽9和内圆环槽10中，重复以上过程进行止裂槽和孔的加工，直至止裂槽和孔加工完成。

所述步骤(2)中内圈止裂槽4切割3处，外圈止裂槽3切割2处。

所述步骤(1)中在安装定位销A11、定位销B12及定位销C13时，其定位销A11、定位销B12及定位销C13在环形底座5上固定后比实际零件圆环1的高度高10mm。

Claims (10)

1.一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：包括圆环底座(5)、定位销A(11)、定位销B(12)及定位销C(13)，所述圆环底座(5)上分别设置有外圆环槽(9)和内圆环槽(10)，在圆环底座(5)上分别设置有与定位销A(11)、定位销B(12)及定位销C(13)配合的螺纹孔A(6)、螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)，所述圆环底座(5)上沿外圆环槽(9)和内圆环槽(10)周向切割有相对应的内槽口和外槽口，其中，螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)位于内槽口和外槽口处的圆环底座(5)上，螺纹孔A(6)位于外圆环槽(9)和内圆环槽(10)之间，并与内槽口相对。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述螺纹孔A(6)、螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)所在圆周圆心与待加工环形火焰筒圆环(1)顶部的梅花孔(3)组成的圆周同心。

3.根据权利要求2所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述螺纹孔A(6)、螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)的三点组成一个顶角为α的等腰三角形。

4.根据权利要求3所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述等腰三角形的顶角角度α为15°。

5.根据权利要求1所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述螺纹孔B(7)和螺纹孔C(8)的距离与圆环(1)上三个相邻梅花孔(3)的距离相同。

6.根据权利要求1所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述定位销A(11)和定位销B(12)均由螺纹段(15)及置于螺纹段(15)上端的圆柱头(14)组成，其中，螺纹段(15)分别与与圆环底座(5)上的螺纹孔A(6)和B(7)相匹配。

7.根据权利要求6所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述圆柱头(14)的直径与梅花孔(3)的内径匹配。

8.根据权利要求1所述的一种用于加工环形火焰筒止裂槽及孔的夹具，其特征在于：所述定位销C(13)由螺纹段(15)及置于螺纹段(15)上端的长圆头(16)组成，其中，螺纹段(15)与圆环底座(5)上的螺纹孔C(8)相匹配。

9.一种利用权利要求1至8中任意一项所述的夹具加工环形火焰筒止裂槽及孔的方法，主要包括如下步骤：

(1)、装夹零件：在环形底座(5)上按照螺纹孔的位置分别装上定位销A(11)、定位销B(12)及定位销C(13)，然后将环形火焰筒的内外圈分别卡入环形底座(5)上的外圆环槽(9)和内圆环槽(10)中，并使定位销A(11)、定位销B(12)及定位销C(13)分别穿过圆环(1)顶部的梅花孔(3)，将圆环(1)固定在环形底座(5)上，最后旋转定位销C(13)利用梅花孔(3)的内径变化及定位销C(13)的外型尺寸对圆环(1)进行拧紧加固；

(2)、激光一次性切割止裂槽及孔：一次性切割螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)之间的外圈止裂槽(2)、内圈止裂槽(4)及孔；

(3)、待步骤(2)中位于螺纹孔B(7)及螺纹孔C(8)之间的外圈止裂槽(2)、内圈止裂槽(4)及孔切割完成后，旋转与螺纹孔C(8)相匹配的定位销C(13)取出零件，沿圆周方向旋转两个梅花孔(3)的角度后将圆环(1)再次放入环形底座(5)的外圆环槽(9)和内圆环槽(10)中，重复以上过程进行止裂槽和孔的加工，直至止裂槽和孔加工完成。

10.根据权利要求9所述的一种加工环形火焰筒止裂槽及孔的方法，其特征在于：所述步骤(2)中内圈止裂槽(4)切割3处，外圈止裂槽(3)切割(2)处。