CN109571155B - 一种加工用治具以及使用该治具加工多瓣爪形工件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加工用治具，其方便工件的装夹和固定，保证多瓣爪形工件加工的顺利进行，其包括本体，本体呈倒置的T字形，倒置的T字形本体的底部设置有螺纹安装孔，倒置的T字形本体的杆部为圆柱体且直径与多瓣爪形工件的上内圆柱面的直径相适应，倒置的T字形本体的底部面积大于多瓣爪形工件最大圆锥面的底面积；为此，本发明还提供了使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其省时省力，加工精度高，简单方便，多瓣爪形工件的使用效果较好，其包括车削、铣削、热处理、外圆磨、数控车、线切割、磨床、抛光和镀层工序步骤，在线切割工序中，利用治具即可从圆柱体形毛坯件线割得到相同尺寸、同轴度和圆度等精度高的多个瓣爪。

Description

一种加工用治具以及使用该治具加工多瓣爪形工件的方法

技术领域

本发明涉及零件加工技术领域，具体为一种加工用治具以及使用该治具加工多瓣爪形工件的方法。

背景技术

多瓣爪形工件一般用于不同圆锥体类部件的连接固定，其是由可分离移动、结构相同的多个瓣爪组合在一起使用。组合而成的多瓣爪形工件1整体为圆台形，如图1和图2所示，其外表面为外圆锥面2、底部包括底圆锥面4和侧圆锥面3，内侧中空且上、下两端为直径不等的上内圆柱面5和下内圆柱面7，两个内圆柱面之间为内圆锥面6，多瓣爪形工件1通过这些锥面以及圆柱面对圆锥体类部件进行定位和固定。

由于各个瓣爪的形状尺寸相同，且具有较高的同轴度、圆度等精度和镜面要求，因此生产单个瓣爪既费时，又易出现偏差，影响使用效果，而若以组合形成的多瓣爪形工件整体进行加工，则由于锥面和圆柱面分散在工件的内侧、外侧和底部，使得整体工件的顶面和底面几乎没有平面，外侧又完全是圆锥面，因此难以装夹和固定工件，导致加工十分困难。

发明内容

针对多瓣爪形工件零散加工费时、易出现偏差，影响使用效果；整体加工难以装夹和固定，加工困难的缺点，本发明提供了一种加工用治具，其方便工件的装夹和固定，保证多瓣爪形工件加工的顺利进行，为此，本发明还提供了使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其省时省力，加工精度高，简单方便，多瓣爪形工件的使用效果较好。

本发明采用如下技术方案：一种加工用治具，其特征在于：其包括本体，所述本体呈倒置的T字形，所述倒置的T字形本体的底部设置有螺纹安装孔，所述倒置的T字形本体的杆部为圆柱体且直径与所述多瓣爪形工件的上内圆柱面的直径相适应，所述倒置的T字形本体的底部面积大于多瓣爪形工件最大圆锥面的底面积。

其进一步特征在于：

所述螺纹安装孔至少有八个，以所述倒置的T字形本体的杆部为中心环形分布于所述倒置的T字形本体的底部；

所述倒置的T字形本体的底部为圆盘形且底部表面为与多瓣爪形工件的底部相配合的内凹锥面；

靠近所述倒置的T字形本体的底部端部，所述倒置的T字形本体的底部设有扇形扁位。

使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其包括以下步骤：1）车削→ 2）铣削→ 3）热处理→ 4）外圆磨→ 5）数控车→ 6）线切割→ 7）磨床→ 8）抛光→ 9）镀层，具体如下，

步骤1）在圆柱体毛坯件的外侧、内侧车削出多瓣爪形工件各锥面和圆柱面的初形，包括外圆锥面的下部锥面、侧圆锥面、底圆锥面、上内圆柱面、内圆锥面和下内圆柱面，得到上部为中空圆柱体、下部为中空圆台体的车削件，

步骤2）在车削件的底部，沿底圆锥面的周向铣削出多个工艺螺纹孔，各所述工艺螺纹孔满足装夹定位，得到铣削件，

步骤3）对铣削件进行淬火和回火热处理，得到热处理件，

步骤4）对热处理件的上内圆柱面、下内圆柱面以及圆柱体的外表面进行外圆磨削，使上内圆柱面、下内圆柱面的尺寸符合多瓣爪形工件的规格要求，使圆柱体外表面光滑，得到外圆磨削件，

步骤5）对外圆磨削件进行数控车削，使外圆锥面、侧圆锥面、底圆锥面、上内圆柱面、内圆锥面和下内圆柱面的尺寸符合多瓣爪形工件的规格要求，并削除外圆磨削件上部的圆柱体，从而车削出外圆锥面的上部锥面，使外圆锥面整体显露并符合多瓣爪形工件的规格要求，得到数控车削件，

步骤6）对数控车削件进行线切割，将工艺螺纹孔切除并得到相同尺寸的多个瓣爪，

步骤7）使用磨床对每个瓣爪分别进行磨削，削除线切割留下的断线，

步骤8）对磨削后的每个瓣爪分别进行抛光，提高表面光洁度，

步骤9）对抛光后的每个瓣爪分别进行镀层，

其特征在于：步骤6）的线切割是将所述数控车削件套装于所述倒置的T字形治具本体的杆部进行。

其进一步特征在于：

步骤1）中，所述车削件呈锥形瓶状；

步骤2）中，各所述工艺螺纹孔分别位于多瓣爪形工件的相邻瓣爪之间；

步骤6）中，所述数控车削件通过所述工艺螺纹孔和所述螺纹安装孔与所述治具紧固相连；

步骤3）中，热处理包括一次淬火和至少四次回火。

本发明采用上述治具、加工方法后，将圆柱体毛坯件经过车削、铣削、热处理、外圆磨、数控车等一系列加工工序后的数控车削件中间体套装于治具装夹固定并进行切割即可得到相同尺寸的多个瓣爪，省时省力，加工精度高，简单方便，从而有效提高了多瓣爪形工件的加工和使用效果。

通过对圆柱体毛坯件车削出多瓣爪形工件的大致轮廓并在上部预留一段圆柱体，从而便于进行后续精加工工序时，使用常规夹具夹装圆柱体，固定住加工过程中的中间体（如车削件、铣削件、热处理件和外圆磨削件），进一步提高工件加工过程中的装夹和固定效果，从而确保了加工精度。

通过磨床、抛光和镀层工序，可提高各个瓣爪的装饰性、功能性以及使用寿命，进一步提高多瓣爪形工件的使用效果。

附图说明

图1为多瓣爪形工件的结构示意图。

图2为多瓣爪形工件的剖视图。

图3为本发明中间体车削件的结构示意图。

图4为本发明中间体车削件的剖视图。

图5为本发明治具的剖视图。

图6为本发明治具的俯视图。

图7为本发明工艺螺纹孔的分布示意图。

图8为本发明中间体数控车削件装配于治具上的剖视图。

具体实施方式

下面以一套有八个瓣爪的多瓣爪形工件为例，结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1~8所示，本发明提供一种加工用治具，其包括本体9，本体9呈倒置的T字形，倒置的T字形本体9的底部9b设置有螺纹安装孔10，与工艺螺纹孔12相配合，方便将加工过程中的中间体、即数控车削件与治具紧固连接，保证线切割工序的切割效果；倒置的T字形本体9的杆部9a为圆柱体且直径与多瓣爪形工件1的上内圆柱面5的直径相适应，优选的，倒置的T字形本体的杆部顶端两侧向中心倾斜，倾角β为2°~3°，方便中间体顺利套装入治具的杆部9a之中，降低安装难度；倒置的T字形本体9的底部9b面积大于多瓣爪形工件1最大圆锥面、即外圆锥面2的底面积，在多瓣爪形工件加工过程中，方便装夹和固定加工过程的中间体，保证多瓣爪形工件加工的顺利进行。

如图6所示，螺纹安装孔10至少有八个，以倒置的T字形本体9的杆部9a为中心环形分布于倒置的T字形本体9的底部9b；倒置的T字形本体9的底部9b为圆盘形且底部表面为与多瓣爪形工件的底部相配合的内凹锥面14，进一步方便在加工过程对中间体、即数控车削件的夹装固定，保证线切割工序的均匀切割及各个瓣爪尺寸的精准性；靠近倒置的T字形本体9的底部端部，倒置的T字形本体的底部9b设有扇形扁位11，扁位方便治具固定安装于机床上，进一步提高多瓣爪形工件的加工精度。

如图1~8所示，使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其包括以下步骤：1）车削→2）铣削→ 3）热处理→ 4）外圆磨→ 5）数控车→ 6）线切割→ 7）磨床→ 8）抛光→ 9）镀层，具体如下，

如图2~4所示，步骤1），在圆柱体毛坯件的外侧、内侧车削出多瓣爪形工件1各锥面和圆柱面的初形，包括外圆锥面2的下部锥面2a、侧圆锥面3、底圆锥面4、上内圆柱面5、内圆锥面6和下内圆柱面7，得到上部为中空圆柱体8、下部为中空圆台体的车削件，如图3所示，经过步骤1）后，车削件呈锥形瓶状，由于上内圆柱面直径较小，没有合适的夹具可将其内撑固定，因此上部的圆柱体可保证对加工过程中的中间体从外部进行夹装和固定，进一步方便后续加工的顺利进行并保证加工精度，优选的，车削出的外圆锥面2的下部锥面2a、侧圆锥面3、底圆锥面4、上内圆柱面5、内圆锥面6和下内圆柱面7以及圆柱体8的外圆柱面均留有0.2毫米至0.3毫米的余量，给后续进一步的精细加工留有加工的空间，从而保证多瓣爪形工件的尺寸规格符合要求。

步骤2），在车削件的底部，如图7所示，沿底圆锥面4的周向铣削出多个工艺螺纹孔12，得到铣削件，各工艺螺纹孔12满足装夹定位，同时各工艺螺纹孔12分别位于多瓣爪形工件的相邻瓣爪13之间，工艺螺纹孔12与治具的螺纹安装孔10相配合，通过固定螺栓连接，使数控车削件中间体和治具紧固连接，保证线切割加工工序的切割效果，提高加工精度；工艺螺纹孔位于相邻瓣爪之间，既可固定数控车削件中间体，保证加工的顺利进行，而且在将圆台形数控车削件中间体整体线切割成各个瓣爪时，不会妨碍切割并且最终工艺螺纹孔被切除，从而保证各瓣爪的完整性。

步骤3），对铣削件进行淬火和回火热处理，得到热处理件，优选的，热处理包括一次淬火和至少四次回火，且最低回火温度应高于步骤9）镀层工序的处理温度至少50℃，从而保证多瓣爪形工件的硬度并消除内应力，防止后续加工过程中工件发生变形。

步骤4），对热处理件的上内圆柱面5、下内圆柱面7以及圆柱体8的外表面进行外圆磨削，使上内圆柱面5、下内圆柱面7的尺寸符合多瓣爪形工件的规格要求，使圆柱体8外表面光滑，得到外圆磨削件，由于各锥面不能一次车削成型，且底圆锥面4的母线和底面的夹角α小于5°，因此后续加工过程中，需要不时拆装中间体进行测量以保证多瓣爪形工件的尺寸精度，外圆磨削圆柱体的外表面使之光滑可方便工件再次安装于机床上的对正，减小安装误差，进一步保证加工的精度。

步骤5），对外圆磨削件进行数控车削，使外圆锥面2的下部锥面2a、侧圆锥面3、底圆锥面4、上内圆柱面5、内圆锥面6和下内圆柱面7的尺寸符合多瓣爪形工件的规格要求，再通过数控车削机床上的三爪卡盘（未示出）内撑于下内圆柱面7内，从而夹装固定住外圆磨削件并削除外圆磨削件上部的圆柱体8，车削出外圆锥面2的上部锥面2b，使外圆锥面2整体显露并符合多瓣爪形工件的规格要求，得到数控车削件。

如图7和图8所示，步骤6），将经过步骤5）的数控车削件套装于倒置的T字形本体9的杆部9a，并通过工艺螺纹孔12与倒置的T字形本体9底部9b上的螺纹安装孔10使数控车削件与治具紧固相连，再将治具通过扇形扁位11安装于线切割机床上，即可对数控车削件进行线切割，利用治具的夹装和固定，将工艺螺纹孔12切除并得到相同尺寸的多个瓣爪13，从而有效保证了各瓣爪的相同形状尺寸、同轴度以及圆度等精度要求，进而提高了多瓣爪形工件的使用效果；优选的，进行线切割加工工序时，在每个瓣爪13的两侧各留一个搭子（未示出），在所有瓣爪的边没有切割至符合规格要求前不割断，以保证多瓣爪形工件的尺寸精度。

步骤7），使用磨床对每个瓣爪分别进行磨削，削除步骤6）线切割工序中割断搭子时留下的断线，步骤8），对磨削后的每个瓣爪分别进行抛光，提高表面光洁度，步骤9），对抛光后的每个瓣爪分别进行镀层，以符合多瓣爪形工件的镜面要求，磨床、抛光和镀层工序可提高各个瓣爪的装饰性、功能性以及使用寿命，进一步提高多瓣爪形工件的使用效果。

Claims (7)

1.一种加工用治具，其特征在于：其包括本体，所述本体呈倒置的T字形，所述倒置的T字形本体的底部设置有螺纹安装孔，所述倒置的T字形本体的杆部为圆柱体且直径与多瓣爪形工件的上内圆柱面的直径相适应，所述倒置的T字形本体的底部面积大于所述多瓣爪形工件最大圆锥面的底面积，所述倒置的T字形本体的底部为圆盘形且底部表面为与所述多瓣爪形工件的底部相配合的内凹锥面，靠近所述倒置的T字形本体的底部端部，所述倒置的T字形本体的底部设有扇形扁位。

2.根据权利要求1所述的一种加工用治具，其特征在于：所述螺纹安装孔至少有八个，以所述倒置的T字形本体的杆部为中心环形分布于所述倒置的T字形本体的底部。

3.使用权利要求1~2任一所述的该治具加工多瓣爪形工件的方法，其包括以下步骤：1）车削→ 2）铣削→ 3）热处理→ 4）外圆磨→ 5）数控车→ 6）线切割→ 7）磨床→ 8）抛光→9）镀层，具体如下，

步骤1）在圆柱体毛坯件的外侧、内侧车削出所述多瓣爪形工件各锥面和圆柱面的初形，包括外圆锥面的下部锥面、侧圆锥面、底圆锥面、上内圆柱面、内圆锥面和下内圆柱面，得到上部为中空圆柱体、下部为中空圆台体的车削件，

步骤2）在车削件的底部，沿底圆锥面的周向铣削出多个工艺螺纹孔，各所述工艺螺纹孔满足装夹定位，得到铣削件，

步骤3）对铣削件进行淬火和回火热处理，得到热处理件，

步骤4）对热处理件的上内圆柱面、下内圆柱面以及圆柱体的外表面进行外圆磨削，使上内圆柱面、下内圆柱面的尺寸符合所述多瓣爪形工件的规格要求，使圆柱体外表面光滑，得到外圆磨削件，

步骤5）对外圆磨削件进行数控车削，使外圆锥面、侧圆锥面、底圆锥面、上内圆柱面、内圆锥面和下内圆柱面的尺寸符合所述多瓣爪形工件的规格要求，并削除外圆磨削件上部的圆柱体，从而车削出外圆锥面的上部锥面，使外圆锥面整体显露并符合所述多瓣爪形工件的规格要求，得到数控车削件，

步骤6）对数控车削件进行线切割，将工艺螺纹孔切除并得到相同尺寸的多个瓣爪，

步骤7）使用磨床对每个瓣爪分别进行磨削，削除线切割留下的断线，

步骤8）对磨削后的每个瓣爪分别进行抛光，提高表面光洁度，

步骤9）对抛光后的每个瓣爪分别进行镀层，

其特征在于：步骤6）的线切割是将所述数控车削件套装于所述倒置的T字形本体的杆部进行。

4.根据权利要求3所述的使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其特征在于：步骤1）中，所述车削件呈锥形瓶状。

5.根据权利要求3所述的使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其特征在于：步骤2）中，各所述工艺螺纹孔分别位于所述多瓣爪形工件的相邻瓣爪之间。

6.根据权利要求5所述的使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其特征在于：步骤6）中，所述数控车削件通过所述工艺螺纹孔和所述螺纹安装孔与所述治具紧固相连。

7.根据权利要求3所述的使用该治具加工多瓣爪形工件的方法，其特征在于：步骤3）中，热处理包括一次淬火和至少四次回火。

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