CN107877194A - 三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具 - Google Patents

Abstract

一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具，包括架体，架体包括底板及多块侧板，进而形成牙掌装夹空间；空间内定位有V形块，其前部相对前侧板定位，侧部相对架体左右侧板定位，后部开设有V形槽用于定位牙掌；牙掌的两基准面贴合于V形槽的两斜面，限制牙掌绕X轴、Y轴及Z轴转动；斜面凸设有定位销，基准面上凹设有基准孔，两者插组配合限制牙掌沿Y轴的位移以及沿Z轴的位移；V形槽的长度方向与底板具有第一夹角，构成当牙掌定位于V形槽中时，牙掌轴颈的轴向方向为Z轴方向；架体的后侧板中穿设有顶杆，其前端作用于牙掌的裙部，两斜面配合该顶杆可限制牙掌沿X轴的位移。本发明采用两面一销定位牙掌，配合顶杆能够使牙掌完全定位并夹紧。

Description

三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具

技术领域

本发明涉及一种夹具，具体涉及一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具。

背景技术

三牙轮钻头是使用较广泛的一种钻井钻头，通常由三个牙轮分别组装在三片牙掌上，再将三片牙掌组装焊接而成。如图1～4所示，牙掌零件是一种特殊结构的零件，加工时，须在掌背外圆20上铣削压止推块平面21，在轴颈22上铣削二止面气槽25、掌尖27并钻左、右通气孔26。

然而，现有牙掌铣削及钻孔加工的装夹方式，一般都是先在一套铣削加工夹具上进行铣削压止推块平面21，然后在第二套夹具上铣削二止面气槽25、掌尖27，最后在第三套夹具上钻左右通气孔26，但是作为牙掌类零件的加工，它不仅需要保证各铣削位置的相对尺寸，还要保证左右通气孔的位置、中心距及深度，因此，上述采用多次装夹的加工方式是难以保证加工尺寸的，特别是钻左右通气孔26的装夹难以固定准确位置，使得左右通气孔26中心距尺寸加工不稳定，进而影响产品性能，且加工周期长，劳动强度大。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具，包括一架体，所述架体包括底板以及连设于该底板上的多块侧板，各所述侧板两两相连，于架体上形成一牙掌装夹空间；

其中，所述牙掌装夹空间内定位有一V形块，该V形块的前部相对所述架体的前侧板抵靠定位，V形块的两侧部相对架体左右方向的两侧板抵靠定位；所述V形块的后部开设有一V形槽，该V形槽的槽口向后，用于定位所述牙掌；当牙掌定位于所述V形槽中时，所述牙掌的两基准面贴合于所述V形槽的两斜面；借此设计，两所述斜面同时限制所述牙掌绕X轴的转动、绕Y轴的转动以及绕Z轴的转动；

两所述斜面的至少一者朝向所述牙掌的基准面凸设有一定位销，所述基准面上对应该定位销凹设有一基准孔，当所述牙掌定位于所述V形槽中时，所述定位销与所述基准孔插组配合；借此设计，所述定位销同时限制所述牙掌沿Y轴的位移以及沿Z轴的位移；

所述V形槽的长度方向与所述架体的底板具有一第一夹角，构成当牙掌定位于所述V形槽中时，牙掌轴颈的轴向方向为Z轴方向；

其中，所述架体的后侧板中穿设有一顶杆，该顶杆的前端作用于所述牙掌的裙部；借此设计，两所述斜面配合该顶杆可限制所述牙掌沿X轴的位移。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，所述牙掌装夹空间内还设有一压紧块，该压紧块转动设置于所述架体的后侧板上；所述顶杆位于所述压紧块的转动点上方，顶杆的前端作用于压紧块的后部，驱使压紧块朝前做顺时针转动，进而抵靠并压紧所述牙掌的裙部，以实现在Z轴方向夹紧所述牙掌。

2．上述方案中，还包括一V形块垫板和一镶块，两者均定位于所述架体的牙掌装夹空间中，并分列于所述V形块的左右两侧，用于限位所述V形块在Y轴方向的位移。是否设置V形块垫板和镶块由V形块的尺寸规格决定，V形块的尺寸则由待装夹的牙掌的尺寸规格决定。

3．上述方案中，还包括一前垫板，该前垫板垫设于所述V形块与所述架体的前侧板之间。是否设置前垫板同样由V形块的尺寸规格决定。

4．上述方案中，所述前侧板倾斜设计，与所述底板形成一第二夹角，该第二夹角与所述第一夹角的角度差为0～10度。借此角度差的设计，可为所述V形块在牙掌装夹空间中提供一定的装配旷量，以克服牙掌自身的加工误差给牙掌最终准确定位带来的不利影响。

5．上述方案中，所述前侧板与所述底板间连设有多块加强筋，以对倾斜的前侧板起到支撑作用。

6．上述方案中，所述V形块的两所述斜面上还设有阻尼条纹，以提升牙掌定位时的稳定性。

7．上述方案中，当夹具定位牙掌之后，牙掌可进行钻铣加工，其中，钻铣加工的车床刀具为水平设置，即，沿X轴进给，绕X轴旋转。具体加工步骤如下：

第一步，铣削轴颈上的二止面气槽以及掌尖；

第二步，将夹具进行两次旋转，以分别在牙掌上钻左、右通气孔；

第三步，再将夹具相对第一步的状态旋转180°，铣削掌背外圆上的压止推块平面。

相比现有技术而言，本发明具有以下优点：

一、装夹定位稳定性高，采用“两面一销”定位方式定位牙掌，配合顶杆压紧牙掌裙部，能够使牙掌完全定位并夹紧；

二、加工质量稳定，解决了钻左、右通气孔时装夹难以准确定位，左、右通气孔中心距尺寸加工不稳定的问题，能保证各铣削位置的相对尺寸；

三、加工效率高、精度高，仅一次装夹即可完成牙掌各部位的全部钻、铣工序，避免了传统多次装夹的加工方法易导致钻孔、铣削产生装夹累积误差问题；

四、结构相对简单，降低了夹具的制造、维护成本；降低了管理及人力资源配置成本；

五、使用简单，方便现场工人使用，缩短了牙掌的钻铣加工周期。

附图说明

附图1为牙掌零件的结构示意图；

附图2为图1中A向的结构示意图；

附图3为图1中B向的结构示意图；

附图4为图3中A-A向的剖面示意图；

附图5为本发明实施例的结构示意图；

附图6为本发明实施例的使用状态参考图一（前侧视角）；

附图7为本发明实施例的使用状态参考图二（后侧视角）；

附图8为本发明实施例使用时侧部视角的剖面结构示意图；

附图9为本发明实施例的使用状态参考图三（前侧视角）。

以上附图中：1．架体；2．底板；3．牙掌装夹空间；4．V形块；5．前侧板；6．左右方向的两侧板；7．V形槽；8．牙掌；9．斜面；10．定位销；11．后侧板；12．顶杆；13．V形块垫板；14．镶块；15．前垫板；16．压紧块；17．加强筋；18．阻尼条纹；19．转动点；20．掌背外圆；21．压止推块平面；22．轴颈；23．基准孔；24．基准面；25．二止面气槽；26．左、右通气孔；27．掌尖；28．裙部。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图5~9所示，一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具，包括一架体1，所述架体1包括底板2以及连设于该底板2上的前、后、左、右四块侧板，各所述侧板两两相连，于架体1上形成一牙掌装夹空间3；

其中，所述牙掌装夹空间3内定位有一V形块4，该V形块4的前部相对所述架体1的前侧板5抵靠定位，V形块4的两侧部相对架体1左右方向的两侧板6抵靠定位；所述V形块4的后部开设有一V形槽7，该V形槽7的槽口向后，用于定位所述牙掌8；当牙掌8定位于所述V形槽7中时，所述牙掌8的两基准面24贴合于所述V形槽7的两斜面9；借此设计，两所述斜面9同时限制所述牙掌8绕X轴的转动、绕Y轴的转动以及绕Z轴的转动；

两所述斜面9的一者朝向所述牙掌8的一基准面24水平凸设有一定位销10，所述基准面24上对应该定位销10凹设有一基准孔23，当所述牙掌8定位于所述V形槽7中时，所述定位销10与所述基准孔23插组配合；借此设计，所述定位销10同时限制所述牙掌8沿Y轴的位移以及沿Z轴的位移；

所述V形槽7的长度方向与所述架体1的底板2具有一第一夹角，构成当牙掌8定位于所述V形槽7中时，牙掌轴颈22的轴向方向为Z轴方向；

其中，所述架体1的后侧板11中水平穿设有一顶杆12，该顶杆12可在X轴方向缩进，其前端作用于所述牙掌8的裙部28；借此设计，两所述斜面9配合该顶杆12可限制所述牙掌8沿X轴的位移。

其中，所述牙掌装夹空间3内还设有一压紧块16，该压紧块16转动设置于所述架体1的后侧板11上；所述顶杆12位于所述压紧块16的转动点19上方，顶杆12的前端作用于压紧块16的后部，驱使压紧块16朝前做顺时针转动，进而抵靠并压紧所述牙掌8的裙部28，以实现在Z轴方向夹紧所述牙掌8。

其中，还包括一V形块垫板13和一镶块14，两者均定位于所述架体1的牙掌装夹空间3中，并分列于所述V形块4的左右两侧，用于限位所述V形块4在Y轴方向的位移。是否设置V形块垫板13和镶块14由V形块4的尺寸规格决定，V形块4的尺寸规格则由待装夹的牙掌8的尺寸规格决定。

还包括一前垫板15，该前垫板15垫设于所述V形块4与所述架体1的前侧板5之间。是否设置前垫板15同样由V形块4的尺寸规格决定。

其中，所述前侧板5倾斜设计，与所述底板2形成一第二夹角，该第二夹角与所述第一夹角的角度差为0～10度。借此角度差的设计，可为所述V形块4在牙掌装夹空间3中提供一定的装配旷量，以克服牙掌8自身的加工误差给牙掌8最终准确定位带来的不利影响。

其中，所述前侧板5与所述底板2间连设有多块加强筋17，以对倾斜的前侧板5起到支撑作用。所述V形块4的两所述斜面9上还设有阻尼条纹18，以提升牙掌8定位时的稳定性。

当夹具定位牙掌之后，牙掌可进行钻铣加工，其中，钻铣加工的车床刀具为水平设置，即，沿X轴进给，绕X轴旋转。具体加工步骤如下：

第一步，铣削轴颈22上的二止面气槽25以及掌尖27；

第二步，将夹具进行两次旋转，以分别在牙掌上钻左、右通气孔26；

第三步，再将夹具相对第一步的状态旋转180°，铣削掌背外圆20上的压止推块平面21。

相比现有技术而言，本发明具有以下优点：

一、装夹定位稳定性高，采用“两面一销”定位方式定位牙掌，配合顶杆压紧牙掌裙部，能够使牙掌完全定位并夹紧；

二、加工质量稳定，解决了钻左、右通气孔时装夹难以准确定位，左、右通气孔中心距尺寸加工不稳定的问题，能保证各铣削位置的相对尺寸；

三、加工效率高、精度高，仅一次装夹即可完成牙掌各部位的全部钻、铣工序，避免了传统多次装夹的加工方法易导致钻孔、铣削产生装夹累积误差问题；

四、结构相对简单，降低了夹具的制造、维护成本；降低了管理及人力资源配置成本；

五、使用简单，方便现场工人使用，缩短了牙掌的钻铣加工周期。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三牙轮钻头的牙掌钻铣加工夹具，其特征在于：

包括一架体，所述架体包括底板以及连设于该底板上的多块侧板，各所述侧板两两相连，于架体上形成一牙掌装夹空间；

其中，所述牙掌装夹空间内定位有一V形块，该V形块的前部相对所述架体的前侧板抵靠定位，V形块的两侧部相对架体左右方向的两侧板抵靠定位；所述V形块的后部开设有一V形槽，该V形槽的槽口向后，用于定位所述牙掌；当牙掌定位于所述V形槽中时，所述牙掌的两基准面贴合于所述V形槽的两斜面；借此设计，两所述斜面同时限制所述牙掌绕X轴的转动、绕Y轴的转动以及绕Z轴的转动；

两所述斜面的至少一者朝向所述牙掌的基准面凸设有一定位销，所述基准面上对应该定位销凹设有一基准孔，当所述牙掌定位于所述V形槽中时，所述定位销与所述基准孔插组配合；借此设计，所述定位销同时限制所述牙掌沿Y轴的位移以及沿Z轴的位移；

所述V形槽的长度方向与所述架体的底板具有一第一夹角，构成当牙掌定位于所述V形槽中时，牙掌轴颈的轴向方向为Z轴方向；

其中，所述架体的后侧板中穿设有一顶杆，该顶杆的前端作用于所述牙掌的裙部；借此设计，两所述斜面配合该顶杆可限制所述牙掌沿X轴的位移。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述牙掌装夹空间内还设有一压紧块，该压紧块转动设置于所述架体的后侧板上；所述顶杆位于所述压紧块的转动点上方，顶杆的前端作用于压紧块的后部，驱使压紧块朝前做顺时针转动，进而抵靠并压紧所述牙掌的裙部。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：还包括一V形块垫板和一镶块，两者均定位于所述架体的牙掌装夹空间中，并分列于所述V形块的左右两侧。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：还包括一前垫板，该前垫板垫设于所述V形块与所述架体的前侧板之间。

5.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述前侧板倾斜设计，与所述底板形成一第二夹角，该第二夹角与所述第一夹角的角度差为0～10度。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于：所述前侧板与所述底板间连设有多块加强筋。

7.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述V形块的两所述斜面上还设有阻尼条纹。