CN111360299B - 一种加工空间斜角孔的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工空间斜角孔的夹具，包括底座和钻孔模板，底座开设有V形槽，钻孔模板设置在V形槽中，钻孔模板的底面和侧面分别与V形槽的两个面接触，待加工零件与钻孔模板连接，钻孔模板的侧面开设有引导孔，待加工零件上孔的轴线与引导孔的轴线重合；本发明设计的加工斜角孔夹具通过将三个定位元件两次嵌入式结构组合，使得零件上具有空间角度的锁丝孔中心线空间角度发生转化，转化成位于垂直平面内的垂直线，从而使锁丝孔能在普通钻床加工完成；同时，该夹具设计成一个翻转夹具，一孔加工完毕后，用手翻转钻孔模板90°后便可立即加工另一个锁丝孔，无需拆卸后二次装夹，使加工时间大大缩短，结构紧凑，操作方便，提高生产效率的同时还提高加工精度。

Description

一种加工空间斜角孔的夹具

技术领域

本发明属于孔加工技术领域，具体涉及一种加工空间斜角孔的夹具。

背景技术

具有四方或六方结构且四方或六方上带有锁丝孔的连接螺母的锁丝孔加工具有传统经典的夹具，连接螺母结构形状见图1。夹具主要包括两个部分，一个是底座，另一个是装夹在底座上的钻孔模板，依据锁丝孔孔径大小及锁丝孔中心距方边尖点距离大小，制造各种规格钻孔模板，针对不同规格的锁丝孔，选配安装适合的钻孔模板，即可完成对连接螺母上的锁丝孔加工。采用传统夹具加工的锁丝孔的空间位置特点是所有锁丝孔中心线仅与四方或六方面有一定夹角，夹角为45°或30°，但与四方或六方端面平行，夹角为0°，传统锁丝孔加工的夹具见图2。因此，传统夹具不能用于加工回转中心与端面还有夹角角度的三维空间斜角锁丝孔，目前，对于三维空间斜角锁丝孔加工夹具尚未涉足，没有资料可以借鉴。

某三维空间斜角锁丝孔见图3，受空间结构限制，该零件的锁丝孔与常规锁丝孔在零件上的空间位置有所不同，该锁丝孔位于零件四方面上，孔中心线与四方端面及四方面均有夹角，夹角角度均为45°，为两个空间斜角对称锁丝孔，因此，不能使用传统经典锁丝孔夹具进行加工，如何设计一种新型锁丝孔夹具是保证零件顺利加工交付的关键。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种加工空间斜角孔的夹具，能使用普通钻头进行钻削的机械加工方法加工一种三维空间斜角锁丝孔，设计多个夹具定位元件，将定位元件做多次嵌入组合，对所预装夹零件锁丝孔空间位置进行转换调整，实现将装夹零件上待加工的三维空间斜角孔转换成在垂直平面内自上而下垂直的直角通孔，从而达到能在普通钻床上钻削孔的目的，解决三维空间斜角孔上无加工夹具的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种加工空间斜角孔的夹具，包括底座和钻孔模板，底座开设有V形槽，钻孔模板设置在V形槽中，钻孔模板的底面和侧面分别与V 形槽的两个面接触，待加工零件与钻孔模板连接，钻孔模板的侧面开设有引导孔，待加工零件上孔的轴线与引导孔的轴线重合。

钻孔模板的侧面开设斜槽和装夹槽，装夹槽垂直于钻孔模板的顶面，斜槽平行于钻孔模板的顶面；待加工零件设置在装夹槽中，斜槽中设置定位环；钻孔模板的顶面设置压板，钻孔模板的顶面开设螺纹孔，压板和钻孔模板采用紧固螺钉连接，压板上开设螺纹孔，压紧螺钉穿过所述螺纹孔与压板螺纹连接，压紧螺钉的端部连接压块，压块的压紧面与待加工零件的受压面配合。

压块的压紧面与待加工零件的受压面形状相同，尺寸一致。

装夹槽贯穿钻孔模板的顶面和底面，斜槽贯穿钻孔模板的侧面。

装夹槽与待加工零件的定位面配合，装夹槽内壁与待加工零件定位面之间设有间隙，间隙最大为两者的公差绝对值之和。

定位环采用开口环，定位环上开设螺纹连接孔，紧固螺钉螺柱端部伸入所述螺纹连接孔紧固定位环和钻孔模板。

底座的V形槽的开口角度为60°～120°。

待加工零件中空间斜角孔轴线与其定位面的夹角为β，V形槽开口角度的一半等于β。

引导孔的位置误差和角向误差不大于待加工空间斜角孔的设计误差。

底座的V形槽的斜面上开设T型槽，钻孔模板与底座连接的面设置T型滑块，T型滑块与T型槽配合。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明设计的斜角孔夹具通过将三个定位元件两次嵌入式结构组合，使得零件上具有空间角度的锁丝孔中心线空间角度发生转化，转化成位于垂直平面内的垂直线，从而使锁丝孔能在普通钻床加工完成；同时，该夹具设计成一个翻转夹具，一个孔加工完毕后，用手翻转钻孔模板90°后便可立即加工另一个孔，无需进行拆卸和二次装夹，使加工时间大大缩短，结构紧凑，操作方便，提高生产效率的同时还提高加工精度。

进一步的，压块的压紧面与待加工零件的受压面形状相同，尺寸一致，提高支板压块组件的压紧性能，有助于提高加工过程的稳定性。

进一步的，底座的V形槽的斜面上开设T型槽，钻孔模板与底座连接的面设置T型滑块，钻孔模板与底座之间通过螺栓紧固，能限制钻孔模板相对底座的自由度，有助于提高钻孔的精度。

附图说明

图1a为常规的六方连接螺母示意图，图1b为常规的四方连接螺母示意图，图1c为图 1b的B-B向剖视示意图。

图2为传统锁丝孔加工用夹具示意图。

图3a为本发明所要加工的连接螺母示意图，图3b为图3a的A-A向剖视示意图，图3c为图3a的B向剖视示意图。

图4a为可选实施例的斜角对称孔夹具示意图，图4b为图4a的A向示意图，图4c为图4a的B-B向局部剖视示意图。

图5为可选实施例的底座示意图。

图6a为可选实施例的钻孔模板示意图，图6b为图6a的B-B向局部剖视示意图，图6c为图6a的俯视示意图。

图7a为可选实施例的定位环示意图，图7b为定位环的俯视示意图。

图8为可选实施例的螺钉示意图。

图9a为可选实施例的支板压块组件示意图，图9b为图9a的A向示意图。

附图中，1-底座，2-钻孔模板，3-定位环，4-螺钉，5-支板压块组件，51-支板，52-压块， 53-压紧螺钉。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明进行详细阐述。

参考图4c,一种加工空间斜角孔的夹具，包括底座1和钻孔模板2，底座1开设有V形槽，钻孔模板2设置在V形槽中，钻孔模板2的底面和侧面分别与V形槽的两个面接触，待加工零件与钻孔模板2连接，钻孔模板2的侧面开设有引导孔，待加工零件上孔的轴线与引导孔的轴线重合。

参考图4a，图4b，图4c，钻孔模板2的侧面开设斜槽和装夹槽，装夹槽垂直于钻孔模板 2的顶面，斜槽平行于钻孔模板2的顶面；待加工零件设置在装夹槽中，斜槽中设置定位环3；钻孔模板2的顶面设置压板51，钻孔模板2的顶面开设螺纹孔，压板51和钻孔模板2采用紧固螺钉4连接，压板51上开设螺纹孔，压紧螺钉53穿过所述螺纹孔与压板51螺纹连接，压紧螺钉53的端部连接压块52，压块52的压紧面与待加工零件的受压面配合。

参考图3和图9，压块52的压紧面与待加工零件的受压面形状相同，尺寸一致。

装夹槽贯穿钻孔模板2的顶面和底面，斜槽贯穿钻孔模板2的侧面。

装夹槽与待加工零件的定位面配合，装夹槽内壁与待加工零件定位面之间设有间隙，间隙最大为两者的公差绝对值之和；定位环3采用开口环，定位环3上开设螺纹连接孔，紧固螺钉 4螺柱端部伸入所述螺纹连接孔紧固定位环3和钻孔模板2。

底座1的V形槽的开口角度为60°～120°。

可选的，底座1的V形槽的斜面上开设T型槽，钻孔模板2与底座1连接的面设置T型滑块，T型滑块与T型槽配合；钻孔模板2与底座1之间通过螺栓紧固。

引导孔的位置误差和角向误差不大于空间斜角孔的设计误差。

实施例1，参考图3-图9，一种加工空间斜角锁丝孔的夹具，包括底座1、钻孔模板2、紧固螺钉4以及支板压块组件5，底座1开设有V形槽，钻孔模板2的底面和侧面分别与底座1的V形槽配合，钻孔模板2的侧面开设斜槽，斜槽平行于钻孔模板2的顶面，斜槽中设置定位环3；支板压块组件5包括支板51、压块52和压紧螺钉53，压板51与钻孔模板2的顶面连接，压板51上开设螺纹孔，压紧螺钉53穿过所述螺纹孔与压板51螺纹连接，压紧螺钉53 的端部连接压块52，压块52的压紧面与待加工零件的受压面配合；

如图5所示，针对三维空间斜角锁丝孔，V形槽的夹角为90°，V形槽的底部开设矩形槽。

钻孔模板2的顶面与底面的角度为α，待加工零件中空间斜角孔轴线与待加工零件端面的夹角为γ，α与γ之和为90°，待加工零件中空间斜角孔轴线与其定位面的夹角为β，V形槽开口角度的一半等于β。

参考图4a、图4b、图4c、图6a、图6b、图6c、图7a、图7b以及图8，一种加工空间斜角锁丝孔夹具，包括底座1、钻孔模板2、定位环3、紧固螺钉4以及支板压块组件5，底座1 是锁丝孔夹具的基础件，用于安装钻孔模板2、定位环3、紧固螺钉4以及支板压块组件5，底座1的整体结构为夹角90°的V形，底座1用于调整放置其上的零件待加工锁丝孔中心空间角度。钻孔模板2上安装有钻套、定位环3及待加工零件，钻孔模板2整体结构为三角体形式，其内部开设有与底面呈45°角的斜槽，所述斜槽上安装定位环3及待加工零件，加工时钻孔模板2整体放置在底座V形槽中，通过钻孔模板2与底座1叠加安装，使待加工零件锁丝孔中心线做两次空间角度调整，最终使锁丝孔中心线转换成为位于垂直平面内的自上而下的垂直线，从而达到能在普通钻床上钻削锁丝孔的目的，同时，将钻孔模板2的结构设计为翻转式，当一处锁丝孔加工完后，只需用手将钻孔模板翻转90°，便可加工另一处对称锁丝孔。为了保证定位准确性，需要对放置零件起定位作用的装夹槽宽度设定制造公差，装夹槽宽度尺寸及公差设计为

同时需要规定制造零件四方宽度公差设计为

定位环3是对称锁丝孔夹具上的定位件，通过螺钉安装紧固在钻孔模板2上，用于确定零件在夹具中的空间位置，定位环3为开口环，关于开口处穿过圆心的中心线对称开设有两个螺纹孔；紧固螺钉4的头部与所述螺纹孔通过螺纹连接，紧固螺钉4通过螺纹连接在钻孔模板2上，其尾部用以连接固定定位环，头部用以连接固定支板压块组件；如图9a，图9b所示，支板压块组件5包括支板51、压块52、螺母、销钉和压紧螺钉53，支板压块组件5为夹具上的夹紧装置，用于保持待加工零件在夹具上的既定位置，通过旋转螺母，使支板压块组件上的压块52压紧待加工零件。待加工零件的四方柱面或六方柱面为定位面，所述定位面与装夹槽内壁配合，装夹槽内壁与待加工零件定位面之间设有间隙，间隙最大为两者的公差绝对值之和。

待加工零件在装夹完成后，引导孔轴线与待加工零件的空间孔轴线重合。

在本发明中，优选的，如图6a所示，钻孔模板2的底面设为定位面，钻孔模板2的底面开设有工艺孔，工艺孔在加工过程中插入球头销，工艺孔与球头销紧密配合，依靠球头销上的球头定位，以确定模板上引导孔、斜槽以及装夹槽定位部的位置尺寸，工艺孔的公差不超过 0.015mm。

作为优选的实施例，当空间斜角关于零件中心线对称时，V形槽的开口角度与空间斜角孔之间的角度相同。

作为本发明的另一个可选实施例，当空间孔无对称关系时，底座1的V形槽开口的中心线偏离底座1的中心面；即当空间孔有对称关系时，底座1为对称结构；当空间孔无对称关系时，底座1为非对称结构。

当待加工孔无对称关系时，本发明还可以采用斜面形垫板设置在V形槽与钻孔模板2的侧面之间，改变待加工孔角度，使其与钻头轴线一致。

采用本发明所述装夹夹具加工空间斜角对称孔的过程如下：

将零件放入夹具定位环上，保证零件四方面与钻孔模板上装夹槽的侧面、定位环端面贴紧；

旋转支板压块组件上螺母，使组件上的压块52逐步贴紧零件圆弧槽，直至将零件压紧；

将放有压紧零件的钻孔模板放置在底座上；

上述过程完成后即可对零件一处锁丝孔开始加工；

一处锁丝孔加工完后，手动将钻孔模板翻转90°，便可加工另一处对称锁丝孔。

Claims (7)

1.一种加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，包括底座(1)和钻孔模板(2)，底座(1)开设有V形槽，钻孔模板(2)设置在V形槽中，钻孔模板(2)的底面和侧面分别与V形槽的两个面接触，待加工零件与钻孔模板(2)连接，钻孔模板(2)的侧面开设有引导孔，待加工零件上孔的轴线与引导孔的轴线重合；钻孔模板(2)的侧面开设斜槽和装夹槽，装夹槽垂直于钻孔模板(2)的顶面，斜槽平行于钻孔模板(2)的顶面；待加工零件设置在装夹槽中，斜槽中设置定位环(3)；钻孔模板(2)的顶面设置压板(51)，钻孔模板(2)的顶面开设螺纹孔，压板(51)和钻孔模板(2)采用紧固螺钉(4)连接，压板(51)上开设螺纹孔，压紧螺钉(53)穿过所述螺纹孔与压板(51)螺纹连接，压紧螺钉(53)的端部连接压块(52)，压块(52)的压紧面与待加工零件的受压面配合；装夹槽贯穿钻孔模板(2)的顶面和底面，斜槽贯穿钻孔模板(2)的侧面；装夹槽与待加工零件的定位面配合，装夹槽内壁与待加工零件定位面之间设有间隙，间隙最大为两者的公差绝对值之和。

2.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，压块(52)的压紧面与待加工零件的受压面形状相同，尺寸一致。

3.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，定位环(3)采用开口环，定位环(3)上开设螺纹连接孔，紧固螺钉(4)螺柱端部伸入所述螺纹连接孔紧固定位环(3)和钻孔模板(2)。

4.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，底座(1)的V形槽的开口角度为60°～120°。

5.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，待加工零件中空间斜角孔轴线与其定位面的夹角为β，V形槽开口角度的一半等于β。

6.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，引导孔的位置误差和角向误差不大于待加工空间斜角孔的设计误差。

7.根据权利要求1所述的加工空间斜角孔的夹具，其特征在于，底座(1)的V形槽的斜面上开设T型槽，钻孔模板(2)与底座(1)连接的面设置T型滑块，T型滑块与T型槽配合。

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