CN106078252B - 一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于零件加工技术领域，公开了一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，包括：第一支撑底座和第二支撑底座；所述第一支撑底座的工作平面上设置18个等高支撑凸台，用于对应嵌于所述玻璃钢弧面上的镗孔内，支撑并实现所述玻璃钢弧面的定位；所述第二支撑底座上设置两个定位销孔凸台，对应定位所述玻璃钢弧面；所述第二支撑底座上设置通孔，匹配容纳所述玻璃钢弧面上的阶梯孔凸台，并支撑所述玻璃钢弧面。本发明提供了一种针对带有玻璃钢弧面和阶梯孔类异形零件的加工夹具，实现一次装夹完成加工，避免多次装夹导致的精度问题；同时效率更高。

Description

一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具及加工方法

技术领域

本发明涉及技术领域，特别涉及一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具及加工方法。

背景技术

带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件为铝合金模压玻璃钢件，且整个零件由高精度阶梯孔贯穿，铝合金在模压玻璃钢前除阶梯孔所在凸台外，其余各面均留有1mm左右的加工余量。因产品带有玻璃钢，加工过程中不允许使用冷却液，加工时因切削热的作用极易产生变形，而整个成形过程又涉及铣、镗、钳等工种，零件加工特征较多，存在多次装夹找正问题，加工完成后经常会产生尺寸和形位公差超差等问题，不能满足正常装配要求，严重制约了生产进度和制造质量。

具体来讲，该类零件的弧面正面设置有多个镗孔，镗孔的背面设置有内径更小的镗孔，其实该孔也可以称之为阶梯孔，只是玻璃钢一侧孔径大，反面的孔径小且弧面反面设置有一用于阶梯孔加工的凸台。该类带有玻璃钢弧面且具有高精度阶梯孔类零件的加工方法主要采用加工基准转换法，具体加工流程为：数控铣工序以玻璃钢弧面为基准，加工凸台端面、凸台所在大平面，并对高精度阶梯孔进行粗加工，然后以铝合金大平面为基准加工玻璃钢弧面周边孔，并对高精度阶梯孔进行粗加工至与先前加工的阶梯孔相通，以上粗加工均单边留2mm加工余量，最后再送至精镗工序分两次从两侧精加工高精度阶梯孔。因零件玻璃钢弧面为整体模压成型，成型后因应力释放玻璃钢弧面的圆度和母线的直线度均会出现不同程度的超差，此时若以玻璃钢弧面为基准，加工完成后可能会产生大平面与阶梯孔的垂直度超差，而精镗工序中高精度阶梯孔分两次装夹从两面加工则可能会导致加工后同轴度超差。

发明内容

本发明提供一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具及加工方法，解决现有技术中弧面异形件的装夹，找正精度可靠性低；加工后同轴度，垂直度，圆度和母线直线度超容差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，包括：第一支撑底座和第二支撑底座；

所述第一支撑底座的工作平面上设置18个等高支撑凸台，用于对应嵌于所述玻璃钢弧面上的镗孔内，支撑并实现所述玻璃钢弧面的定位；

所述第二支撑底座上设置两个定位销孔凸台，对应定位所述玻璃钢弧面；所述第二支撑底座上设置通孔，匹配容纳所述玻璃钢弧面上的阶梯孔凸台，并支撑所述玻璃钢弧面；

其中，在执行零件加工时，将待加工的玻璃钢弧面的正面置于所述第一支撑底座上，所述18个等高支撑凸台嵌于所述玻璃钢弧面的18个镗孔内，保持所述玻璃钢弧面处于稳定的圆度和直线度条件下；

所述玻璃钢弧面的反面置于所述第二支撑底座上，所述玻璃钢弧面的阶梯孔凸台嵌于所述通孔内，并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面两端的销孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座上。

进一步地，所述第一支撑底座还包括：主支撑凸台；

所述主支撑凸台与所述18个等高支撑凸台同一侧，用于支撑所述玻璃钢弧面中部。

进一步地，所述第二支撑底座还包括：紧固螺栓孔；

所述紧固螺栓孔设置在所述第二支撑底座的工作平面上，与所述玻璃钢弧面的镗孔对应；

其中，在执行零件加工时，通过紧固螺栓穿过所述镗孔将所述玻璃钢弧面固定在所述第二支撑底座上。

进一步地，所述紧固螺栓孔的数量为14个。

一种采用如权利要求4所述的加工夹具的加工方法，包括：

将待加工的玻璃钢弧面的正面固定在所述第一支撑底座上，且所述玻璃钢弧面正面的18个镗孔嵌于所述18个等高支撑凸台外，所述主支撑凸台支撑所述玻璃钢弧面的正面中部位置；

将待加工玻璃钢弧面的反面固定在所述第二支撑底座上，且所述玻璃钢弧面反面的阶梯孔凸台嵌于所述通孔内；并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面两端的销孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座上，通过紧固螺栓穿过所述镗孔以及所述紧固螺栓孔固定在所述第二支撑底座上；

执行零件加工流程。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的加工夹具，通过针对性的在同一平面内设置18个等高支撑凸台嵌于玻璃钢弧面的镗孔内，一方面能够支撑住所述零件，同时能够保持零件的同轴度和直线度，使得应力在加工的过程中得到释放或者分散应力影响；通过第二支撑底座的同一平面内对应零件的销孔设置定位凸台，使得零件能够处于稳定可靠的加工环境，并将阶梯孔凸台容纳于通孔内，使得其参考面稳定，保持阶梯孔的加工精度；同时通过零件的稳定固定和形态保持支撑，使得弧形的异形件结构始终处于一个形态稳定的加工状态，同时配合第一和第二支撑底座使得零件的参照结构稳定，从而使得加工过程中的位置关系相对稳定，避免多次找正，避免装夹影响各加工结构的同轴度，垂直度，直线度；大大提升加工质量。

附图说明

图1为本发明实施例提供的第一支撑底座的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二支撑底座的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一支撑底座与玻璃钢弧面的配合结构示意图；

图4为本发明实施例提供的镗孔结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第二支撑底座与玻璃钢弧面的配合结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具及加工方法，解决现有技术中弧面异形件的装夹，找正精度可靠性低；加工后同轴度，垂直度，圆度和母线直线度超容差的技术问题；达到了提升夹具的精度和可靠性，提升加工零件的直线度，垂直度和阶梯孔精度的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1、图3和图4，本发明实施例提供的一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，包括：第一支撑底座1和第二支撑底座4；

所述第一支撑底座1的工作平面上设置18个等高支撑凸台2，用于对应嵌于所述玻璃钢弧面8上的镗孔10内，支撑并实现所述玻璃钢弧面8的定位；从实现了装夹支撑，同时也能够保持其形态在加工中的稳定性，避免卖弄结构性应力形变，进而避免了加工直线度，圆度和垂直度的变化。

参见图2，所述第二支撑底座4上设置两个定位销孔凸台6，对应定位所述玻璃钢弧面8；所述第二支撑底座4上设置通孔5，匹配容纳所述玻璃钢弧面8上的阶梯孔凸台9，并支撑所述玻璃钢弧面8。反面固定定位，使得在阶梯凸台9上加工阶梯孔时，能够保持稳定的固定结构，保持加工精度，同时由于第二支撑底座4的固定形式，能够提供一个相对稳定的参照结构，保持装夹的一次性稳定可靠，避免对此装夹导致的垂直度文迪和加工精度的不稳定性。

具体来讲，在执行零件加工时，将待加工的玻璃钢弧面8的正面置于所述第一支撑底座1上，所述18个等高支撑凸台2嵌于所述玻璃钢弧面的18个镗孔10内，保持所述玻璃钢弧面8处于稳定的圆度和直线度条件下；

所述玻璃钢弧面8的反面置于所述第二支撑底座4上，所述玻璃钢弧面8的阶梯孔凸台9嵌于所述通孔5内，并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面两端的销孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座4上。

进一步地，所述第一支撑底座还包括：主支撑凸台3；所述主支撑凸台3与18个所述等高支撑凸台2同一侧，用于支撑所述玻璃钢弧面8中部。进一步增强支撑结构强度和稳定性。

进一步地，所述第二支撑底座4还包括：紧固螺栓孔7；所述紧固螺栓孔7设置在所述第二支撑底座4的工作平面上，与所述玻璃钢弧面8的小内径镗孔11对应；

其中，在执行零件加工时，通过紧固螺栓穿过所述小内径镗孔11将所述玻璃钢弧面固定在所述第二支撑底座4上。

进一步地，所述紧固螺栓孔的数量为14个。

相应的，本实施例还提供一种基于上述夹具的方法。

有必要说明的是，本类零件为异形件结构，包括：玻璃钢弧面8，其上开设有18个镗孔10，同时镗孔10的反应还有小内径镗孔11；弧面的反面设置有阶梯孔凸台9和定位销孔。因此针对性的设置了上述夹具，并产生下述加工方法。

一种采用所述的加工夹具的加工方法，包括：

将待加工的玻璃钢弧面的正面固定在所述第一支撑底座上，且所述玻璃钢弧面正面的18个镗孔嵌于所述18个等高支撑凸台外，所述主支撑凸台支撑所述玻璃钢弧面的正面中部位置；

将待加工玻璃钢弧面的反面固定在所述第二支撑底座上，且所述玻璃钢弧面反面的阶梯孔凸台嵌于所述通孔内；并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面两端的销孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座上，通过紧固螺栓穿过所述镗孔以及所述紧固螺栓孔固定在所述第二支撑底座上；

执行零件加工流程。

下面将通过一个具体的实施方案介绍所述夹具和方法。

1、整体工艺方案的确定：该发明采用“弧面转直面+正镗+反镗”的加工工艺策略。因零件在模压玻璃钢后玻璃钢弧面可能会存在圆度或母线直线度超差问题，故设计相应加工工装，将玻璃钢弧面支撑起来，转弧面为直面，为防止加工完成后大平面与阶梯孔的垂直度超差以及阶梯孔的同轴度超差，在加工大平面时留0.2mm加工余量，待阶梯孔精加工完成后加工，在加工高精度阶梯孔时先进行粗加工，然后采用一次装夹，正镗与反镗结合的方式一次性完成整个阶梯孔的加工。

2、加工工装的设计：因坯料的玻璃钢弧面和铝合金面均存在加工特征，故需要设计A、B两套加工工装，工装A用于玻璃钢弧面的定位及铝合金面的粗、精加工，具体特征为工装周边有18处φ13圆台与玻璃钢弧面粗加工的18处φ13孔配合，将坯料整体托起；工装B用于玻璃钢弧面阶梯孔的精加工，具体特征为工装周边有14处M8螺纹孔，工装两端中心各有一处φ5.8高精度圆台，配合方式为先利用工装上两处φ5.8高精度圆台将坯料进行定位，然后利用14个M8螺钉将坯料进行紧固。

3、零件加工过程精准定位及防移动结构设计：在进行工装A的设计时为保证坯料的精准定位及加工过程中防止坯料移动，特在工装A前、中、后3排6个φ13圆柱上各加工一个M4螺纹孔，在中间4处φ13圆柱上各加工一处φ8.3圆台，在加工坯料时，先利用四处高精度φ8.3圆台将坯料定位，之后利用M4螺钉12将坯料进行紧固。

4、零件加工：按照制定的工艺方案完成了20套零件的加工，合格率为100％，效率提高了4倍。

通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明提出的“弧面转直面+正镗+反镗”加工工艺方案，通过制定合理的工艺流程、设计玻璃钢弧面转直面精准定位加工工装和防移动螺钉等，解决了零件加工成型后尺寸和形位公差超差等质量问题，使该类零件的合格率提高到100％。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的加工夹具，通过针对性的在同一平面内设置18个等高支撑凸台嵌于玻璃钢弧面的镗孔内，一方面能够支撑住所述零件，同时能够保持零件的同轴度和直线度，使得应力在加工的过程中得到释放或者分散应力影响；通过第二支撑底座的同一平面内对应零件的销孔设置定位凸台，使得零件能够处于稳定可靠的加工环境，并将阶梯孔凸台容纳于通孔内，使得其参考面稳定，保持阶梯孔的加工精度；同时通过零件的稳定固定和形态保持支撑，使得弧形的异形件结构始终处于一个形态稳定的加工状态，同时配合第一和第二支撑底座使得零件的参照结构稳定，从而使得加工过程中的位置关系相对稳定，避免多次找正，避免装夹影响各加工结构的同轴度，垂直度，直线度；大大提升加工质量。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，其特征在于，包括：第一支撑底座和第二支撑底座；

所述第一支撑底座的工作平面上设置18个等高支撑凸台，用于对应嵌于所述玻璃钢弧面上的镗孔内，支撑并实现所述玻璃钢弧面的定位；

所述第二支撑底座上设置两个定位销孔凸台，对应定位所述玻璃钢弧面的反面；所述第二支撑底座上设置通孔，匹配容纳所述玻璃钢弧面上的阶梯孔凸台，并支撑所述玻璃钢弧面的反面；

其中，在执行零件加工时，将待加工的玻璃钢弧面的正面置于所述第一支撑底座上，所述18个等高支撑凸台嵌于所述玻璃钢弧面的18个镗孔内，保持所述玻璃钢弧面处于稳定的圆度和直线度条件下；

所述玻璃钢弧面的反面置于所述第二支撑底座上，所述玻璃钢弧面的阶梯孔凸台嵌于所述通孔内，并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面两端的销孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座上。

2.如权利要求1所述的带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，其特征在于，所述第一支撑底座还包括：主支撑凸台；

所述主支撑凸台与所述18个等高支撑凸台同一侧，用于支撑所述玻璃钢弧面中部。

3.如权利要求2所述的带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，其特征在于，所述第二支撑底座还包括：紧固螺栓孔；

所述紧固螺栓孔设置在所述第二支撑底座的工作平面上，与所述玻璃钢弧面的镗孔对应；

其中，在执行零件加工时，通过紧固螺栓穿过所述镗孔将所述玻璃钢弧面固定在所述第二支撑底座上。

4.如权利要求3所述的带有玻璃钢弧面和阶梯孔类零件的加工夹具，其特征在于：所述紧固螺栓孔的数量为14个。

5.一种采用如权利要求4所述的加工夹具的加工方法，其特征在于，包括：

将待加工的玻璃钢弧面的正面固定在所述第一支撑底座上，且所述玻璃钢弧面正面的18个镗孔嵌于所述18个等高支撑凸台外，所述主支撑凸台支撑所述玻璃钢弧面的正面中部位置；

将待加工玻璃钢弧面的反面固定在所述第二支撑底座上，且所述玻璃钢弧面反面的阶梯孔凸台嵌于所述通孔内；并通过销轴穿过所述玻璃钢弧面反面两端的定位孔将所述玻璃钢弧面定位在所述第二支撑底座上，通过紧固螺栓穿过所述镗孔以及所述紧固螺栓孔固定在所述第二支撑底座上；

执行零件加工流程。