CN108857518A - 一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机床夹具技术领域，涉及一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，解决了现有加工方法中使用镗孔夹具数量多、定位误差大、两孔间尺寸精度难保证的问题。该夹具包括底板、与底板平行且铰接的XY平面活动板、与XY平面活动板垂直固连的YZ平面固定板、与YZ平面固定板垂直且可绕其转动的X向转轴、与X向转轴固连且位于YZ平面固定板两侧的YZ平面活动板和连接件、与X向转轴同轴的装夹异形件一端的第一定位轴、将第一定位轴与XY平面活动板固连的第一支撑组件、一同用于装夹异形件另一端的第二定位轴和与连接件固连的第二支撑组件以及辅助测量销；本发明还提供了一种采用上述镗孔夹具加工异形件上两空间相交孔的加工方法。

Description

一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具及加工方法

技术领域

本发明属于机床夹具技术领域，具体涉及一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具及加工方法。

背景技术

如图1所示的待加工异形件1900，其外形尺寸较大(长约1.5米)，形状不规则，其一端上具有第一定位孔1906和两个同轴的第一待加工孔1901(Ф60H7衬套孔)，且第一定位孔1906与第一待加工孔1901(Ф60H7衬套孔)轴线相交且垂直，第一定位孔1906包括同轴的第一定位小孔1904和第一定位大孔1903，且第一定位大孔1903内设置有螺纹；其另一端上具有第二待加工孔1902(Ф50H8衬套孔)和两个同轴的第二定位孔1905，第二定位孔1905与第一定位孔1906轴线相交，第二待加工孔1902(Ф50H8衬套孔)的轴线平行于第二定位孔1905和第一定位孔1906轴线所确定的平面，第二待加工孔1902(Ф50H8衬套孔)与第一待加工孔1901(Ф60H7衬套孔)为空间相交孔系中的两孔。

现需要加工第一待加工孔1901(Ф60H7衬套孔)和第二待加工孔1902(Ф50H8衬套孔)，该两孔轴线与设计基准线的夹角分别为和52°33′±5′，并且这两个孔的形位公差和尺寸精度要求较高，各孔加工的质量和生产过程的可靠性直接影响产品的合格率。

原加工工艺是：采用专用镗孔夹具，使用每次加工一个孔的加工方法，分两次装夹加工，该加工工艺存在以下缺陷：

(1)加工中镗孔夹具数量多；

(2)需对被加工零件进行两次装夹，定位误差大；

(3)由于该零件两孔之间相互位置尺寸标注在理论位置的虚拟交点上，加工中无法直接测量，从而造成两孔之间的尺寸和位置精度不易保证。

因此，使用上述工艺进行加工，其加工废品率高，生产效率低，操作者劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具及加工方法，以解决现有加工方法中使用镗孔夹具数量多、定位误差大、两孔之间的尺寸和位置精度不易保证的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，待加工的异形件的一端具有第一定位孔和两个同轴的第一待加工孔，且第一定位孔与第一待加工孔轴线相交且垂直；待加工的异形件的另一端具有第二待加工孔和两个同轴的第二定位孔，且第二定位孔与第一定位孔轴线相交，第二待加工孔的轴线平行于第二定位孔与第一定位孔轴线所确定的平面，第二待加工孔与第一待加工孔为空间相交孔系中的两孔；其特殊之处在于：

所述镗孔夹具包括底板、Z向转轴、XY平面活动板、YZ平面固定板、X向转轴、YZ平面活动板、连接件、第一定位轴、第二定位轴、辅助测量销、第一支撑组件、第二支撑组件以及定位销组件；

XY平面活动板放置在底板上，XY平面活动板与底板平行，且二者之间通过竖直设置的Z向转轴铰接；

YZ平面固定板垂直固定设置在XY平面活动板上；YZ平面固定板上沿水平方向设置有第一通孔，X向转轴穿过所述第一通孔且两端外伸，X向转轴与所述第一通孔间隙配合；

YZ平面活动板和连接件分别设置在YZ平面固定板的两侧，且YZ平面活动板与YZ平面固定板平行；YZ平面活动板和连接件均与X向转轴固连；

第一定位轴和连接件位于YZ平面固定板的同侧，且连接件介于第一定位轴与YZ平面固定板之间；连接件与第一定位轴之间用于放置待装夹的异形件；

第一定位轴与X向转轴同轴，第一定位轴靠近连接件的一端用于插入第一定位孔并与异形件固连，第一定位轴远离连接件的一端与第一支撑组件可拆卸固连，第一支撑组件与XY平面活动板固连；在第一定位轴上沿径向设置有镗刀通过的过孔；

水平设置的第二定位轴与第一定位轴轴线相交且其夹角等于第二定位孔与第一定位孔轴线的夹角，第二定位轴的两端分别与两组平行设置的且与连接件固连的第二支撑组件可拆卸固连，两组平行设置的第二支撑组件的两内侧端面之间的距离与两个同轴的第二定位孔的两外侧端面的距离相适配；第二定位轴用于穿过两个同轴的第二定位孔并将异形件与连接件连接；

在连接件上沿竖直方向设置有第一辅助测量孔，所述第一辅助测量孔、第一定位轴以及第二定位轴的轴线相交于同一点，第二定位轴上沿径向设置有贯通的第二辅助测量孔，辅助测量销穿过所述第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；

所述定位销组件有两组；所述定位销组件包括定位销轴；

在XY平面活动板上设置有与一组定位销组件相适配的第一定位销孔；在底板的上表面设置有与定位销轴相适配的第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔，所述第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔的中心点位于以Z向转轴轴线与底板上表面交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第二待加工孔轴线与设计基准线之间的夹角；定义底板的第一侧面的法线方向与设计基准线平行，则当第一定位销孔与第一初始位置定位孔轴线重合时，X向转轴的轴线与第一侧面平行；

在YZ平面活动板上设置有与另一组定位销组件相适配的第二定位销孔；在YZ平面固定板靠近YZ平面活动板一侧的板面上设置有与定位销轴相适配的第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔，第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔的中心点位于以X向转轴轴线与YZ平面固定板靠近YZ平面活动板一侧板面的交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第一待加工孔与设计基准线之间的夹角。

以上所说的X、Y、Z可理解为空间直角坐标系中对应的X轴、Y轴、Z轴。

进一步地，为了使XY平面活动板与底板之间，YZ平面活动板与YZ平面固定板之间的定位更加可靠，更有利于加工精度的保证，还包括多个第一紧定螺钉、压板以及第二紧定螺钉；

在XY平面活动板上设置有多个与第一紧定螺钉相适配的第三螺纹孔，XY平面活动板与底板通过多个第一紧定螺钉定位连接；多个压板均与底板螺栓连接，压板用于将XY平面活动板压紧在底板上；

在YZ平面活动板上设置有多个与第二紧定螺钉相适配的第四螺纹孔，YZ平面活动板与YZ平面固定板通过多个第二紧定螺钉定位连接。

进一步地，为了方便第一待加工孔端面的加工，在所述第一定位轴的外圆柱面上沿轴向设置有两个平行平面，且两个平行平面之间的距离小于两个同轴的第一待加工孔两内侧端面之间的距离，所述过孔设置在平面上。

进一步地，为了方便可靠地进行定位，并且为了在XY平面活动板和YZ平面活动板转动过程中，定位销轴不会与底板和YZ平面固定板相接触，不会对底板和YZ平面固定板造成划伤，所述定位销组件还包括压缩弹簧、套筒以及限位销钉；

套筒为圆桶形结构，在所述圆桶形结构的桶底外表面上，设置有贯通的第一凹槽和第二凹槽，且桶底上垂直设置有第二通孔；在所述圆桶形结构的外圆柱面上设置有与自身同轴的圆环形凸缘；所述第一凹槽的深度与第二凹槽的深度差大于等于定位销轴插入第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔的最大深度，并小于压缩弹簧可压缩的长度；所述圆环形凸缘靠近圆桶形结构的桶顶一侧的端面与桶顶端面之间的距离小于等于XY平面活动板和YZ平面活动板厚度的较小值；

定位销轴的大端位于所述圆桶形结构的桶顶一侧，定位销轴的小端穿过所述第二通孔后伸出，在定位销轴小端的伸出段上与所述第一凹槽和第二凹槽相适配的位置处沿径向设置有第三通孔，限位销钉穿过所述第三通孔且两端伸出，限位销钉与定位销轴固连；压缩弹簧设置在定位销轴的大端与所述圆桶形结构的桶底内表面之间；

两组定位销组件中的所述圆桶形结构的桶顶一端分别插入第一定位销孔和第二定位销孔，两组定位销组件分别与XY平面活动板和YZ平面活动板固连。

进一步地，为了方便地将定位销轴拔出，同时为了方便压缩弹簧的更换，所述定位销组件还包括拉手以及第二紧固销钉；

所述拉手通过第二紧固销钉固连在定位销轴的小端端部。

这样，拉手与定位销轴之间的连接拆卸方便，并且在拆卸中不会对拉手与定位销轴造成严重损害。

进一步地，为了方便地对第一定位轴进行固定和加工之后的拆卸方便，并能满足夹具重复使用的要求，所述第一支撑组件包括第一支撑块以及第一压板；

第一支撑块与XY平面活动板固连；第一支撑块的上表面设置有第一V型槽，第一压板设置在所述第一V型槽的上方，第一压板位于第一V型槽宽度方向的两端分别通过螺栓螺母与第一支撑块固连。

进一步地，为了方便地对第二定位轴进行固定和加工之后的拆卸方便，并能满足夹具重复使用的要求，所述第二支撑组件包括第二支撑块以及第二压板；

第二支撑块与连接件固连；第二支撑块的上表面设置有第二V型槽，第二压板设置在所述第二V型槽的上方，第二压板位于第二V型槽宽度方向的两端分别通过螺栓螺母与第二支撑块固接。

进一步地，为了使YZ平面活动板与X向转轴的连接以及连接件与X向转轴的连接方便、可靠，还包括垫片、两个锁紧螺母以及第一紧固销钉；

在YZ平面活动板上设置有第四通孔，在连接件上设置有第五通孔，X向转轴穿过所述第一通孔后的两外伸端，一端穿过所述第四通孔后依次套接垫片以及两个锁紧螺母，另一端穿过所述第五通孔；X向转轴与所述第四通孔和第五通孔均为过盈配合，X向转轴与两个锁紧螺母螺纹连接；

在连接件上沿第五通孔的径向方向设置有与第一紧固销钉相适配的第一紧固销钉孔，连接件与X向转轴通过第一紧固销钉固连。

进一步地，为了减少磨损，在所述X向转轴和第一通孔之间还设置有第一衬套；在所述第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔内均设置有第二衬套。

本发明还提供了一种采用上述加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具加工异形件上两空间相交孔的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：将镗孔夹具安装在卧式镗床工作台面上，安装时一个定位销轴穿过所述第一定位销孔插入第一初始位置定位孔，另一个定位销轴穿过所述第二定位销孔插入第二初始位置定位孔，用机床T型槽螺栓预压紧底板，用千分表校正底板的第一侧面与卧式镗床主轴垂直，紧定所述机床T型槽螺栓将底板与镗床工作台面固定；

步骤2：将第一定位轴插入第一定位孔中，旋转第一定位轴使所述过孔与第一待加工孔同轴，将第一定位轴与异形件固连；将第二定位轴穿过两个同轴的第二定位孔；

步骤3：吊装异形件到镗孔夹具上，使第一定位轴放在第一支撑组件上，使第二定位轴的两端分别放在两个第二支撑组件上；调整第二定位轴使所述第二辅助测量孔与第一辅助测量孔同轴，将辅助测量销穿过所述第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；将第一定位轴与第一支撑组件固连；将第二定位轴分别与两个第二支撑组件固连；

步骤4：将定位销轴从所述第一初始位置定位孔拔出，使XY平面活动板绕Z向转轴旋转至所述第一定位销孔与第一加工位置定位孔同轴，将定位销轴穿过所述第一定位销孔插入第一加工位置定位孔；

步骤5：开动镗床，加工第二待加工孔；

步骤6：将定位销轴从所述第一加工位置定位孔拔出，使XY平面活动板绕Z向转轴旋转，返回至所述第一定位销孔与第一初始位置定位孔同轴，将定位销轴穿过所述第一定位销孔插入第一初始位置定位孔；

步骤7：将固连第一定位轴与第一支撑组件的零件松开；

步骤8：将定位销轴从所述第二初始位置定位孔拔出，使YZ平面活动板绕X向转轴旋转至所述第二定位销孔与第二加工位置定位孔同轴，将定位销轴穿过所述第二定位销孔插入第二加工位置定位孔；将第一定位轴与第一支撑组件固连；

步骤9：开动镗床，加工第一待加工孔；

步骤10：将固连第一定位轴与第一支撑组件的零件松开；将定位销轴从所述第二加工位置定位孔拔出，使YZ平面活动板绕X向转轴旋转，返回至所述第二定位销孔与第二初始位置定位孔同轴，将定位销轴穿过所述第二定位销孔插入第二初始位置定位孔；

步骤11：拆卸零件。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的镗孔夹具通过在空间内设置相互垂直的Z向转轴和X向转轴，实现了待加工的异形件既可绕Z向转轴旋转，又可绕X向转轴旋转，一次装夹即可完成异形件上两空间相交孔的加工，因此，本发明镗孔夹具数量少，成本低，一次装夹定位误差小，降低了操作者的劳动强度，并且提高了生产效率；同时，本发明还设置有辅助测量销，将虚拟交点转化为实体测量点，有利于镗孔过程中孔距尺寸的测量；因此，本发明解决了现有加工方法中使用镗孔夹具数量多、定位误差大、两孔之间的尺寸和位置精度不易保证的技术问题。

(2)本发明的镗孔夹具优选地还包括多个第一紧定螺钉、压板以及第二紧定螺钉，使XY平面活动板与底板之间，YZ平面活动板与YZ平面固定板之间的定位更加可靠，更有利于加工精度的保证。

(3)本发明的镗孔夹具优选地定位销组件包括压缩弹簧，定位销轴在压缩弹簧的作用下定位更加可靠；同时定位销组件还包括套筒和与定位销轴固连的限位销钉，通过在套筒的圆桶形结构的桶底外表面上，设置深度不同的第一凹槽和第二凹槽，限位销钉可位于第一凹槽或第二凹槽中的方式，使定位销轴既能伸出进行定位，又能在XY平面活动板和YZ平面活动板转动过程中，处于稳定的收回状态，不会对底板和YZ平面固定板造成划伤。

(4)本发明的镗孔夹具优选地通过设置有第一V型槽的第一支撑块与第一压板相配合方式，对第一定位轴进行固定；通过设置有第二V型槽的第二支撑块与第二压板相配合方式，对第二定位轴进行固定；因而对异形件的装夹和拆卸都比较方便。

(5)本发明还提供了一种采用上述加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具加工异形件上两空间相交孔的加工方法。

附图说明

图1是待加工异形件的三维结构示意图；

图2是采用本发明实施例的镗孔夹具装夹图1的待加工异形件的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是沿图3中A-A线的剖视图；

图5是沿图3中B-B线的剖视图；

图6是沿图3中C-C线的剖视图；

图7是本发明实施例中第一定位轴及大螺母与图1的待加工异形件装配的结构示意图；

图8是沿图7中D-D线的剖视图。

图中各标号的说明如下：

1-底板，2-Z向转轴，3-XY平面活动板，4-YZ平面固定板，5-第一衬套，6-X向转轴，7-YZ平面活动板，8-垫片，9-锁紧螺母，10-连接件，11-第一紧固销钉，12-第一定位轴，13-大螺母，14-第二定位轴，15-辅助测量销，1600-第一支撑组件，1601-第一支撑块，1602-第一活结螺栓，1603-第一螺母，1604-第一压板，1605-第一销钉，1606-第二活结螺栓，1607-第二销钉，1608-第二螺母，1609-第一手柄，1610-第一限位环，1700-第二支撑组件，1701-第二支撑块，1702-第三活结螺栓，1703-第三螺母，1704-第二压板，1705-第三销钉，1706-第四活结螺栓，1707-第四销钉，1708-第四螺母，1709-第二手柄，1800-定位销组件，1801-定位销轴，1802-压缩弹簧，1803-套筒，1804-限位销钉，1805-拉手，1806-第二紧固销钉，1807-第一螺钉，1808-第二衬套，1900-异形件，1901-第一待加工孔，1902-第二待加工孔，1903-第一定位大孔，1904-第一定位小孔，1905-第二定位孔，1906-第一定位孔，20-第一侧面，21-第一紧定螺钉，22-压板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图2及图3，本发明一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其结构包括底板1、Z向转轴2、XY平面活动板3、YZ平面固定板4、X向转轴6、YZ平面活动板7、连接件10、第一定位轴12、第二定位轴14、辅助测量销15、第一支撑组件1600、第二支撑组件1700以及定位销组件1800。

XY平面活动板3放置在底板1上，XY平面活动板3与底板1平行，且二者之间通过竖直设置的Z向转轴2铰接；YZ平面固定板4垂直固定设置在XY平面活动板3上；YZ平面固定板4上沿水平方向设置有第一通孔，X向转轴6穿过第一通孔且两端外伸，X向转轴6与第一通孔间隙配合；在本实施例中，为了减少磨损，在X向转轴6和第一通孔之间还设置有第一衬套5；YZ平面活动板7和连接件10分别设置在YZ平面固定板4的两侧，且YZ平面活动板7与YZ平面固定板4平行，YZ平面活动板7和连接件10均与X向转轴6固连。在本实施例中，为了使YZ平面活动板7和连接件10与X向转轴6的连接方便、可靠，在YZ平面活动板7上设置有第四通孔，在连接件10上设置有第五通孔，X向转轴6穿过上述第一通孔后的两外伸端，一端穿过第四通孔后依次套接垫片8以及两个锁紧螺母9，另一端穿过第五通孔；X向转轴6与第四通孔和第五通孔均为过盈配合，X向转轴6与两个锁紧螺母9螺纹连接；在连接件10上沿第五通孔的径向方向设置有与第一紧固销钉11相适配的第一紧固销钉孔，连接件10与X向转轴6通过第一紧固销钉11固连。

第一定位轴12和连接件10位于YZ平面固定板4的同侧，且连接件10介于第一定位轴12与YZ平面固定板4之间；连接件10与第一定位轴12之间用于放置待装夹的异形件1900。

第一定位轴12与X向转轴6同轴，第一定位轴12靠近连接件10的一端用于插入第一定位孔1906并与异形件1900固连，第一定位轴12远离连接件10的一端与第一支撑组件1600可拆卸固连，第一支撑组件1600与XY平面活动板3固连；在第一定位轴12上沿径向设置有镗刀通过的过孔，该过孔用于加工第一待加工孔1901时镗刀通过。

参见图7和图8，在本实施例中，第一定位轴12包括依次排布的插入段、限位段以及夹持段，且插入段和夹持段的径向尺寸均小于限位段的径向尺寸；上述插入段的径向尺寸与异形件1900上第一定位小孔1904的径向尺寸相适配，上述限位段的径向尺寸大于第一定位小孔1904的径向尺寸且小于异形件1900上第一定位大孔1903的径向尺寸，上述夹持段的径向尺寸与大螺母13的内孔尺寸相适配；大螺母13上设置有与第一定位大孔1903内螺纹相适配的外螺纹，第一定位轴12通过大螺母13与异形件1900固连。在本实施例中，为了方便第一待加工孔1901端面的加工，在上述夹持段的外圆柱面上沿轴向设置有两个平行平面，且两个平行平面之间的距离小于两个同轴的第一待加工孔1901两内侧端面之间的距离，上述过孔设置在平面上；上述夹持段与第一支撑组件1600可拆卸固连。

参见图6，在本实施例中，第一支撑组件1600具体包括第一支撑块1601、第一活结螺栓1602、第一螺母1603、第一压板1604、第一销钉1605、第二活结螺栓1606、第二销钉1607、第二螺母1608以及第一手柄1609；第一支撑块1601的上表面设置有第一V型槽，第一活结螺栓1602和第二活结螺栓1606分别设置在第一V型槽的宽度方向的两侧；第一活结螺栓1602与第一支撑块1601的上表面垂直，且第一活结螺栓1602的螺纹端同第一支撑块1601之间通过螺纹连接；第一活结螺栓1602的铰接端与第一压板1604的一端通过第一销钉1605铰接，且第一销钉1605的轴线与第一V型槽的长度方向平行；第一压板1604的另一端端面设置有上下贯通的第三凹槽，且第三凹槽的长度和宽度尺寸均小于第二螺母1608的径向尺寸；第二活结螺栓1606的铰接端通过第二销钉1607同第一支撑块1601铰接，且第二销钉1607轴线与上述第一V型槽的长度方向平行；第二活结螺栓1606的螺纹端穿过第三凹槽后与第二螺母1608的一端螺纹连接，在第二螺母1608的另一端的外圆柱面上沿径向设置有贯通的第一手柄装配孔，第一手柄1609穿过上述第一手柄装配孔，在第一手柄1609的两端各设置有一个第一限位环1610，从而限制第一手柄1609脱落，使第一手柄1609与第二螺母1608连接；在第一压板1604下表面上与第一V型槽相适配的位置设置有与上述夹持段的径向尺寸相适配的第四凹槽，用于夹紧第一定位轴12；第一螺母1603与第一活结螺栓1602的螺纹端相适配；第一螺母1603套接在第一活结螺栓1602上，且位于第一支撑块1601和第一活结螺栓1602的铰接端之间，这样可以使第一活结螺栓1602与第一支撑块1601的连接更加可靠；在第一支撑块1601的下表面设置有第一螺纹孔，在XY平面活动板3的下表面设置有与第一螺纹孔相适配的贯通的第一沉孔，第一支撑块1601与XY平面活动板3之间通过第一沉头螺钉连接。

水平设置的第二定位轴14与第一定位轴12轴线相交且其夹角等于第二定位孔1905与第一定位孔1906轴线的夹角，第二定位轴14的两端分别与两组平行设置的且与连接件10固连的第二支撑组件1700可拆卸固连，两组平行设置的第二支撑组件1700的两内侧端面之间的距离与两个同轴的第二定位孔1905的两外侧端面的距离相适配；第二定位轴14用于穿过两个同轴的第二定位孔1905并将异形件1900与连接件10连接。

参见图4，在本实施例中，第二支撑组件1700包括第二支撑块1701、第三活结螺栓1702、第三螺母1703、第二压板1704、第三销钉1705、第四活结螺栓1706、第四销钉1707、第四螺母1708以及第二手柄1709；第二支撑块1701的上表面设置有第二V型槽，第三活结螺栓1702和第四活结螺栓1706分别设置在第二V型槽的宽度方向的两侧；第三活结螺栓1702与第二支撑块1701的上表面垂直，且第三活结螺栓1702的螺纹端同第二支撑块1701之间通过螺纹连接；第三活结螺栓1702的铰接端与第二压板1704的一端通过第三销钉1705铰接，且第三销钉1705的轴线与第二V型槽的长度方向平行；第二压板1704的另一端端面设置有上下贯通的第五凹槽，且第五凹槽的长度和宽度尺寸均小于第四螺母1708的径向尺寸；第四活结螺栓1706的铰接端通过第四销钉1707同第二支撑块1701铰接，且第四销钉1707轴线与第二V型槽的长度方向平行；第四活结螺栓1706的螺纹端穿过第五凹槽后与第四螺母1708的一端螺纹连接，在第四螺母1708的另一端的外圆柱面上沿径向设置有贯通的第二手柄装配孔，第二手柄1709穿过上述第二手柄装配孔，在第二手柄1709的两端各设置有一个第二限位环，从而限制第二手柄1709脱落，使第二手柄1709与第四螺母1708连接；在第二压板1704下表面上与第二V型槽相适配的位置设置有与第二定位轴14的径向尺寸相适配的第六凹槽，用于夹紧第二定位轴14；第三螺母1703与第三活结螺栓1702的螺纹端相适配；第三螺母1703套接在第三活结螺栓1702上，且位于第二支撑块1701和第三活结螺栓1702的铰接端之间，这样可以使第三活结螺栓1702与第二支撑块1701的连接更加可靠；在第二支撑块1701的下表面设置有第二螺纹孔，在连接件10的下表面设置有与第二螺纹孔相适配的贯通的第二沉孔，第二支撑块1701与连接件10之间通过第二沉头螺钉连接。

在连接件10上沿竖直方向设置有第一辅助测量孔，上述第一辅助测量孔、第一定位轴12以及第二定位轴14的轴线相交于同一点，第二定位轴14上沿径向设置有贯通的第二辅助测量孔，辅助测量销15穿过第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；这样将虚拟交点转化为实体交点，便于加工过程中孔位的测量，减少废品率。

定位销组件1800有两组，一组定位销组件1800用于将XY平面活动板3在底板1上定位，另一组定位销组件1800用于将YZ平面活动板7在YZ平面固定板4上定位。

参见图5，在本实施例中，定位销组件1800包括定位销轴1801、压缩弹簧1802、套筒1803、限位销钉1804、拉手1805、第二紧固销钉1806以及多个第一螺钉1807；套筒1803为圆桶形结构，在圆桶形结构的桶底外表面上，设置有贯通的第一凹槽和第二凹槽，且桶底上垂直设置有第二通孔；在上述圆桶形结构的外圆柱面上设置有与自身同轴的圆环形凸缘；上述第一凹槽的深度与第二凹槽的深度差大于等于定位销轴1801插入第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔的最大深度，并小于压缩弹簧1802可压缩的长度；上述圆环形凸缘靠近圆桶形结构的桶顶一侧的端面与桶顶端面之间的距离小于等于XY平面活动板3和YZ平面活动板7厚度的较小值；定位销轴1801的大端位于上述圆桶形结构的桶顶一侧，定位销轴1801的小端穿过上述第二通孔后伸出，在定位销轴1801小端的伸出段上与上述第一凹槽和第二凹槽相适配的位置处沿径向设置有第三通孔，限位销钉1804穿过上述第三通孔且两端伸出，限位销钉1804与定位销轴1801固连；在定位销轴1801的小端端部通过第二紧固销钉1806固连有拉手1805；压缩弹簧1802设置在定位销轴1801的大端与上述圆桶形结构的桶底内表面之间；在上述圆环形凸缘上设置有多个与第一螺钉1807相适配的安装孔，在XY平面活动板3上设置有第一定位销孔，在YZ平面活动板7上设置有第二定位销孔，两组定位销组件1800中的上述圆桶形结构的桶顶一端分别插入第一定位销孔和第二定位销孔，两组定位销组件1800与XY平面活动板3和YZ平面活动板7分别通过多个第一螺钉1807固连。

在底板1的上表面设置有与定位销轴1801相适配的第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔，第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔的中心点位于以Z向转轴2轴线与底板1上表面交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第二待加工孔1902轴线与设计基准线之间的夹角，在本实施例中，该夹角为52°33′±5′；定义底板1的第一侧面20的法线方向与设计基准线平行，则当第一定位销孔与第一初始位置定位孔轴线重合时，X向转轴6的轴线与第一侧面20平行。

在YZ平面固定板4靠近YZ平面活动板7一侧的板面上设置有与定位销轴1801相适配的第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔，第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔的中心点位于以X向转轴6轴线与YZ平面固定板4靠近YZ平面活动板7一侧板面的交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第一待加工孔1901与设计基准线之间的夹角，在本实施例中，该夹角为

在本实施例中，为了减少磨损，在上述第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔内均设置有第二衬套1808。

为了使XY平面活动板3与底板1之间，YZ平面活动板7与YZ平面固定板4之间的定位更加可靠，更有利于加工精度的保证，本实施例的镗孔夹具优选地还包括多个第一紧定螺钉21、压板22以及第二紧定螺钉；在XY平面活动板3上设置有多个与第一紧定螺钉21相适配的第三螺纹孔，XY平面活动板3与底板1通过多个第一紧定螺钉21定位连接；多个压板22均与底板1螺栓连接，压板22用于将XY平面活动板3压紧在底板1上；在YZ平面活动板7上设置有多个与第二紧定螺钉相适配的第四螺纹孔，YZ平面活动板7与YZ平面固定板4通过多个第二紧定螺钉定位连接。

采用本实施例的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具加工异形件上两空间相交孔的加工方法，具体包括以下步骤：

步骤1：将镗孔夹具安装在卧式镗床工作台面上，安装时两个定位销轴1801分别插入第一初始位置定位孔和第二初始位置定位孔，并用第二紧定螺钉将YZ平面活动板7固定在YZ平面固定板4上；用机床T型槽螺栓预压紧底板1，用千分表校正底板1的第一侧面20与卧式镗床主轴垂直，紧定上述机床T型槽螺栓将底板1与镗床工作台面固定；

步骤2：将第一定位轴12插入第一定位孔1906中，旋转第一定位轴12使上述过孔与第一待加工孔1901同轴，用大螺母13将第一定位轴12与异形件1900固连；将第二定位轴14穿过两个同轴的第二定位孔1905；

步骤3：吊装异形件1900到镗孔夹具上，使第一定位轴12放在第一支撑组件1600上的第一V型槽内，使第二定位轴14的两端分别放在两个第二支撑组件1700上的第二V型槽；调整第二定位轴14使上述第二辅助测量孔与第一辅助测量孔同轴，将辅助测量销15穿过第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；用第二螺母1608锁紧第一压板1604，将第一定位轴12与第一支撑组件1600固连；用第四螺母1708锁紧第二压板1704，将第二定位轴14分别与两个第二支撑组件1700固连；

步骤4：将定位销轴1801从上述第一初始位置定位孔拔出，使XY平面活动板3绕Z向转轴2旋转至定位销轴1801与第一加工位置定位孔同轴，将定位销轴1801插入第一加工位置定位孔，用第一紧定螺钉21及压板22将XY平面活动板3固定在底板1上；

步骤5：开动镗床，加工第二待加工孔1902；

步骤6：松开固定XY平面活动板3的第一紧定螺钉21及压板22，将定位销轴1801从上述第一加工位置定位孔拔出，使XY平面活动板3绕Z向转轴2旋转，返回至定位销轴1801与第一初始位置定位孔同轴，将定位销轴1801插入第一初始位置定位孔，用第一紧定螺钉21及压板22将XY平面活动板3固定在底板1上；

步骤7：将锁紧第一压板1604的第二螺母1608松开；

步骤8：松开固定YZ平面活动板7的第二紧定螺钉，将定位销轴1801从上述第二初始位置定位孔拔出，使YZ平面活动板7绕X向转轴6旋转至定位销轴1801与第二加工位置定位孔同轴，将定位销轴1801插入第二加工位置定位孔，用第二紧定螺钉将YZ平面活动板7固定在YZ平面固定板4上；用第二螺母1608锁紧第一压板1604；

步骤9：开动镗床，加工第一待加工孔1901；

步骤10：将锁紧第一压板1604的第二螺母1608松开；松开固定YZ平面活动板7的第二紧定螺钉，将定位销轴1801从上述第二加工位置定位孔拔出，使YZ平面活动板7绕X向转轴6旋转，返回至定位销轴1801与第二初始位置定位孔同轴，将定位销轴1801插入第二初始位置定位孔；

步骤11：拆卸零件。

这样，通过一次装夹完成了异形件1900上两空间相交孔的加工，使用镗孔夹具数量少、定位误差小，同时，由于设置了辅助测量销15，两孔之间的尺寸在加工过程中就可以测量，使两孔之间的尺寸和位置精度得到保证，减少了废品率。

Claims (10)

1.一种加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，待加工的异形件(1900)的一端具有第一定位孔(1906)和两个同轴的第一待加工孔(1901)，且第一定位孔(1906)与第一待加工孔(1901)轴线相交且垂直；待加工的异形件(1900)的另一端具有第二待加工孔(1902)和两个同轴的第二定位孔(1905)，且第二定位孔(1905)与第一定位孔(1906)轴线相交，第二待加工孔(1902)的轴线平行于第二定位孔(1905)与第一定位孔(1906)轴线所确定的平面，第二待加工孔(1902)与第一待加工孔(1901)为空间相交孔系中的两孔；其特征在于：

所述镗孔夹具包括底板(1)、Z向转轴(2)、XY平面活动板(3)、YZ平面固定板(4)、X向转轴(6)、YZ平面活动板(7)、连接件(10)、第一定位轴(12)、第二定位轴(14)、辅助测量销(15)、第一支撑组件(1600)、第二支撑组件(1700)以及定位销组件(1800)；

XY平面活动板(3)放置在底板(1)上，XY平面活动板(3)与底板(1)平行，且二者之间通过竖直设置的Z向转轴(2)铰接；

YZ平面固定板(4)垂直固定设置在XY平面活动板(3)上；YZ平面固定板(4)上沿水平方向设置有第一通孔，X向转轴(6)穿过所述第一通孔且两端外伸，X向转轴(6)与所述第一通孔间隙配合；

YZ平面活动板(7)和连接件(10)分别设置在YZ平面固定板(4)的两侧，且YZ平面活动板(7)与YZ平面固定板(4)平行；YZ平面活动板(7)和连接件(10)均与X向转轴(6)固连；

第一定位轴(12)和连接件(10)位于YZ平面固定板(4)的同侧，且连接件(10)介于第一定位轴(12)与YZ平面固定板(4)之间；连接件(10)与第一定位轴(12)之间用于放置待装夹的异形件(1900)；

第一定位轴(12)与X向转轴(6)同轴，第一定位轴(12)靠近连接件(10)的一端用于插入第一定位孔(1906)并与异形件(1900)固连，第一定位轴(12)远离连接件(10)的一端与第一支撑组件(1600)可拆卸固连，第一支撑组件(1600)与XY平面活动板(3)固连；在第一定位轴(12)上沿径向设置有镗刀通过的过孔；

水平设置的第二定位轴(14)与第一定位轴(12)轴线相交且其夹角等于第二定位孔(1905)与第一定位孔(1906)轴线的夹角，第二定位轴(14)的两端分别与两组平行设置的且与连接件(10)固连的第二支撑组件(1700)可拆卸固连，两组平行设置的第二支撑组件(1700)的两内侧端面之间的距离与两个同轴的第二定位孔(1905)的两外侧端面的距离相适配；第二定位轴(14)用于穿过两个同轴的第二定位孔(1905)并将异形件(1900)与连接件(10)连接；

在连接件(10)上沿竖直方向设置有第一辅助测量孔，所述第一辅助测量孔、第一定位轴(12)以及第二定位轴(14)的轴线相交于同一点，第二定位轴(14)上沿径向设置有贯通的第二辅助测量孔，辅助测量销(15)穿过所述第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；

所述定位销组件(1800)有两组；所述定位销组件(1800)包括定位销轴(1801)；

在XY平面活动板(3)上设置有与一组定位销组件(1800)相适配的第一定位销孔；在底板(1)的上表面设置有与定位销轴(1801)相适配的第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔，所述第一初始位置定位孔和第一加工位置定位孔的中心点位于以Z向转轴(2)轴线与底板(1)上表面交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第二待加工孔(1902)轴线与设计基准线之间的夹角；定义底板(1)的第一侧面(20)的法线方向与设计基准线平行，则当第一定位销孔与第一初始位置定位孔轴线重合时，X向转轴(6)的轴线与第一侧面(20)平行；

在YZ平面活动板(7)上设置有与另一组定位销组件(1800)相适配的第二定位销孔；在YZ平面固定板(4)靠近YZ平面活动板(7)一侧的板面上设置有与定位销轴(1801)相适配的第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔，第二初始位置定位孔和第二加工位置定位孔的中心点位于以X向转轴(6)轴线与YZ平面固定板(4)靠近YZ平面活动板(7)一侧板面的交点为圆心的同一圆周上，且两孔中心点之间圆弧所对应的圆心角等于第一待加工孔(1901)与设计基准线之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

还包括多个第一紧定螺钉(21)、压板(22)以及第二紧定螺钉；

在XY平面活动板(3)上设置有多个与第一紧定螺钉(21)相适配的第三螺纹孔，XY平面活动板(3)与底板(1)通过多个第一紧定螺钉(21)定位连接；多个压板(22)均与底板(1)螺栓连接，压板(22)用于将XY平面活动板(3)压紧在底板(1)上；

在YZ平面活动板(7)上设置有多个与第二紧定螺钉相适配的第四螺纹孔，YZ平面活动板(7)与YZ平面固定板(4)通过多个第二紧定螺钉定位连接。

3.根据权利要求1或2所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：在所述第一定位轴(12)的外圆柱面上沿轴向设置有两个平行平面，且两个平行平面之间的距离小于两个同轴的第一待加工孔(1901)两内侧端面之间的距离，所述过孔设置在平面上。

4.根据权利要求3所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

所述定位销组件(1800)还包括压缩弹簧(1802)、套筒(1803)以及限位销钉(1804)；

套筒(1803)为圆桶形结构，在所述圆桶形结构的桶底外表面上，设置有贯通的第一凹槽和第二凹槽，且桶底上垂直设置有第二通孔；在所述圆桶形结构的外圆柱面上设置有与自身同轴的圆环形凸缘；所述第一凹槽的深度与第二凹槽的深度差大于等于定位销轴(1801)插入第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔的最大深度，并小于压缩弹簧(1802)可压缩的长度；所述圆环形凸缘靠近圆桶形结构的桶顶一侧的端面与桶顶端面之间的距离小于等于XY平面活动板(3)和YZ平面活动板(7)厚度的较小值；

定位销轴(1801)的大端位于所述圆桶形结构的桶顶一侧，定位销轴(1801)的小端穿过所述第二通孔后伸出，在定位销轴(1801)小端的伸出段上与所述第一凹槽和第二凹槽相适配的位置处沿径向设置有第三通孔，限位销钉(1804)穿过所述第三通孔且两端伸出，限位销钉(1804)与定位销轴(1801)固连；压缩弹簧(1802)设置在定位销轴(1801)的大端与所述圆桶形结构的桶底内表面之间；

两组定位销组件(1800)中的所述圆桶形结构的桶顶一端分别插入第一定位销孔和第二定位销孔，两组定位销组件(1800)分别与XY平面活动板(3)和YZ平面活动板(7)固连。

5.根据权利要求4所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

所述定位销组件(1800)还包括拉手(1805)以及第二紧固销钉(1806)；

所述拉手(1805)通过第二紧固销钉(1806)固连在定位销轴(1801)的小端端部。

6.根据权利要求5所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

所述第一支撑组件(1600)包括第一支撑块(1601)以及第一压板(1604)；

第一支撑块(1601)与XY平面活动板(3)固连；第一支撑块(1601)的上表面设置有第一V型槽，第一压板(1604)设置在所述第一V型槽的上方，第一压板(1604)位于第一V型槽宽度方向的两端分别通过螺栓螺母与第一支撑块(1601)固连。

7.根据权利要求6所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

所述第二支撑组件(1700)包括第二支撑块(1701)以及第二压板(1704)；

第二支撑块(1701)与连接件(10)固连；第二支撑块(1701)的上表面设置有第二V型槽，第二压板(1704)设置在所述第二V型槽的上方，第二压板(1704)位于第二V型槽宽度方向的两端分别通过螺栓螺母与第二支撑块(1701)固接。

8.根据权利要求7所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：

还包括垫片(8)、两个锁紧螺母(9)以及第一紧固销钉(11)；

在YZ平面活动板(7)上设置有第四通孔，在连接件(10)上设置有第五通孔，X向转轴(6)穿过所述第一通孔后的两外伸端，一端穿过所述第四通孔后依次套接垫片(8)以及两个锁紧螺母(9)，另一端穿过所述第五通孔；X向转轴(6)与所述第四通孔和第五通孔均为过盈配合，X向转轴(6)与两个锁紧螺母(9)螺纹连接；

在连接件(10)上沿第五通孔的径向方向设置有与第一紧固销钉(11)相适配的第一紧固销钉孔，连接件(10)与X向转轴(6)通过第一紧固销钉(11)固连。

9.根据权利要求8所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具，其特征在于：在所述X向转轴(6)和第一通孔之间还设置有第一衬套(5)；在所述第一初始位置定位孔、第一加工位置定位孔、第二初始位置定位孔以及第二加工位置定位孔内均设置有第二衬套(1808)。

10.采用权利要求1所述的加工异形件上两空间相交孔的镗孔夹具加工异形件上两空间相交孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将镗孔夹具安装在卧式镗床工作台面上，安装时一个定位销轴(1801)穿过所述第一定位销孔插入第一初始位置定位孔，另一个定位销轴(1801)穿过所述第二定位销孔插入第二初始位置定位孔，用机床T型槽螺栓预压紧底板(1)，用千分表校正底板(1)的第一侧面(20)与卧式镗床主轴垂直，紧定所述机床T型槽螺栓将底板(1)与镗床工作台面固定；

步骤2：将第一定位轴(12)插入第一定位孔(1906)中，旋转第一定位轴(12)使所述过孔与第一待加工孔(1901)同轴，将第一定位轴(12)与异形件(1900)固连；将第二定位轴(14)穿过两个同轴的第二定位孔(1905)；

步骤3：吊装异形件(1900)到镗孔夹具上，使第一定位轴(12)放在第一支撑组件(1600)上，使第二定位轴(14)的两端分别放在两个第二支撑组件(1700)上；调整第二定位轴(14)使所述第二辅助测量孔与第一辅助测量孔同轴，将辅助测量销(15)穿过所述第二辅助测量孔后插入第一辅助测量孔；将第一定位轴(12)与第一支撑组件(1600)固连；将第二定位轴(14)分别与两个第二支撑组件(1700)固连；

步骤4：将定位销轴(1801)从所述第一初始位置定位孔拔出，使XY平面活动板(3)绕Z向转轴(2)旋转至所述第一定位销孔与第一加工位置定位孔同轴，将定位销轴(1801)穿过所述第一定位销孔插入第一加工位置定位孔；

步骤5：开动镗床，加工第二待加工孔(1902)；

步骤6：将定位销轴(1801)从所述第一加工位置定位孔拔出，使XY平面活动板(3)绕Z向转轴(2)旋转，返回至所述第一定位销孔与第一初始位置定位孔同轴，将定位销轴(1801)穿过所述第一定位销孔插入第一初始位置定位孔；

步骤7：将固连第一定位轴(12)与第一支撑组件(1600)的零件松开；

步骤8：将定位销轴(1801)从所述第二初始位置定位孔拔出，使YZ平面活动板(7)绕X向转轴(6)旋转至所述第二定位销孔与第二加工位置定位孔同轴，将定位销轴(1801)穿过所述第二定位销孔插入第二加工位置定位孔；将第一定位轴(12)与第一支撑组件(1600)固连；

步骤9：开动镗床，加工第一待加工孔(1901)；

步骤10：将固连第一定位轴(12)与第一支撑组件(1600)的零件松开；将定位销轴(1801)从所述第二加工位置定位孔拔出，使YZ平面活动板(7)绕X向转轴(6)旋转，返回至所述第二定位销孔与第二初始位置定位孔同轴，将定位销轴(1801)穿过所述第二定位销孔插入第二初始位置定位孔；

步骤11：拆卸零件。