CN111618335B - 一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，包括下模板、上模板、侧板；所述下模板和上模板相互平行，两块侧板相互平行并垂直于下模板和上模板对称置于下模板、上模板之间，使下模板、上模板、侧板构成矩形框体；有支撑板横置于两块侧板之间并固定于侧板；下模板和支撑板中部有孔，定位芯轴穿过下模板和支撑板中部的孔置于下模板和上模板之间，定位芯轴为筒状。本发明通过一次定位装夹即可实现多个方向的孔位加工，装夹定位可靠，操作方便，生产效率高，产品质量稳定，而且结构简单易于制造，维护方便。

Description

一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置
技术领域
本发明涉及一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，属于。
背景技术
在电子产品结构设计中，常常会用到轴类凸台壳体零件，应用在相互定位面配合的零件及固定连接的场合。轴类凸台壳体零件往往在两端面或圆弧面上有凸台或法兰结构特征，同时在两端面及凸台结构特征等多个方向含有连接安装孔位。由于轴类凸台型壳体零件形状不规则，多个方向有孔位，因此给这些孔位的加工带来了很多不便。
如图5所示的轴类凸台壳体零件，两端面上有安装孔，在侧面圆弧面上对称设有两长方形凸台，两凸台上均有安装孔，在与两长方形凸台对称中心线呈45度的位置有另一长方形凸台，该凸台上有一已成形的定位孔，先需加工该零件两端面和两对称长方形凸台上的安装孔。
目前，在加工这一类轴类凸台壳体零件多向孔位时，通常采用两种方法。一是在数控铣床或加工中心上通过多次装夹进行加工；二是设计多套夹具满足加工需求，不同方向使用不同的工装进行加工。
上述加工方法加工成本高，生产效率不高，不适于批量生产，而且由于多次装夹，零件加工累积误差较大，往往造成零件加工形位公差达不到要求。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，该轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置可基于一次定位装夹而实现多个方向的孔位加工，装夹定位可靠，操作方便，生产效率高，产品质量稳定，而且结构简单易于制造，维护方便。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，包括下模板、上模板、侧板；所述下模板和上模板相互平行，两块侧板相互平行并垂直于下模板和上模板对称置于下模板、上模板之间，使下模板、上模板、侧板构成矩形框体；有支撑板横置于两块侧板之间并固定于侧板；下模板和支撑板中部有孔，定位芯轴穿过下模板和支撑板中部的孔置于下模板和上模板之间，定位芯轴为筒状。
所述侧板上有凸台，下模板上有卡槽Ⅰ，凸台卡装在卡槽Ⅰ中；支撑板上有卡槽Ⅱ，侧板中部有卡槽Ⅲ，卡槽Ⅱ卡装在卡槽Ⅲ中。
所述定位芯轴上有键，下模板的中部孔边沿有键槽，键卡装在键槽中；上模板内壁面靠侧沿有定位柱Ⅰ，定位芯轴靠端部位置有插孔，侧板上有U型槽，插孔、定位柱Ⅰ、U型槽位置对应。
在上模板底部位于定位柱Ⅰ内侧方位置有定位柱Ⅱ，定位柱Ⅱ对侧板限位；有限位插销穿过U型槽、定位柱Ⅰ装于插孔中，限位插销为两段的阶梯圆柱结构，前段为螺纹圆柱体装于插孔，后段为侧壁面有滚花。
所述侧板中心处安装有可拆卸的长方形的钻套Ⅱ，支撑板上对应钻套Ⅱ的位置有开孔。
所述U型槽中有圆柱销横穿，圆柱销上套装有活节螺栓，活节螺栓上端装有蝶形螺母。
所述上模板上中部有多个孔并装有钻套Ⅲ。
所述定位芯轴底面有台阶状凸出，凸出部分有凹陷沉孔，有钻套Ⅰ装在凹陷沉孔处。
有螺钉Ⅱ穿过卡槽Ⅱ和卡槽Ⅲ将支撑板和侧板固定；有螺钉Ⅰ穿过下模板并嵌入至侧板中将下模板和侧板固定有支脚穿过上模板嵌入至侧板中将上模板和侧板固定。
本发明的有益效果在于：通过一次定位装夹即可实现多个方向的孔位加工，装夹定位可靠，操作方便，生产效率高，产品质量稳定，而且结构简单易于制造，维护方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的爆炸结构示意图；
图3是图1的正视图；
图4是图1的侧视图；
图5是工件的结构示意图。
图中：1-下模板，2-支撑板，3-上模板，4-侧板，5-定位芯轴，6-卡槽Ⅰ，7-凸台，8-卡槽Ⅱ，9-卡槽Ⅲ，10-定位柱Ⅰ，11-定位柱Ⅱ，12-U型槽，13-键槽，14-插孔，15-键，16-限位插销，17-钻套Ⅰ，18-钻套Ⅱ，19-钻套Ⅲ，20-圆柱销，21-活节螺栓，22-蝶形螺母，23-支脚，24-螺钉Ⅰ，25-螺钉Ⅱ，26-工件。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1至图4所示的一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，包括下模板1、上模板3、侧板4；所述下模板1和上模板3相互平行，两块侧板4相互平行并垂直于下模板1和上模板3对称置于下模板1、上模板3之间，使下模板1、上模板3、侧板4构成矩形框体；有支撑板2横置于两块侧板4之间并固定于侧板4；下模板1和支撑板2中部有孔，定位芯轴5穿过下模板1和支撑板2中部的孔置于下模板1和上模板3之间，定位芯轴5为筒状。
所述侧板4上有凸台7，下模板1上有卡槽Ⅰ6，凸台7卡装在卡槽Ⅰ6中；支撑板2上有卡槽Ⅱ8，侧板4中部有卡槽Ⅲ9，卡槽Ⅱ8卡装在卡槽Ⅲ9中。
所述定位芯轴5上有键15，下模板1的中部孔边沿有键槽13，键15卡装在键槽13中；上模板3内壁面靠侧沿有定位柱Ⅰ10，定位芯轴5靠端部位置有插孔14，侧板4上有U型槽12，插孔14、定位柱Ⅰ10、U型槽12位置对应。
在上模板3底部位于定位柱Ⅰ10内侧方位置有定位柱Ⅱ11，定位柱Ⅱ11对侧板4限位；有限位插销16穿过U型槽12、定位柱Ⅰ10装于插孔14中，限位插销16为两段的阶梯圆柱结构，前段为螺纹圆柱体装于插孔14，后段为侧壁面有滚花。
所述侧板4中心处安装有可拆卸的长方形的钻套Ⅱ18，支撑板2上对应钻套Ⅱ18的位置有开孔。
所述U型槽12中有圆柱销20横穿，圆柱销20上套装有活节螺栓21，活节螺栓21上端装有蝶形螺母22。
所述上模板3上中部有多个孔并装有钻套Ⅲ19。
所述定位芯轴5底面有台阶状凸出，凸出部分有凹陷沉孔，有钻套Ⅰ17装在凹陷沉孔处。
有螺钉Ⅱ25穿过卡槽Ⅱ8和卡槽Ⅲ9将支撑板2和侧板4固定；有螺钉Ⅰ24穿过下模板1并嵌入至侧板4中将下模板1和侧板4固定有支脚23穿过上模板3嵌入至侧板4中将上模板3和侧板4固定。
实施例1
采用上述方案，主要包括骨架、定位芯轴5和限位插销16；骨架由下模板1、支撑板2、上模板3及侧板4组成；侧板4为两块，对称设置在下模板1、支撑板2的两侧，通过卡槽Ⅰ6与凸台7配合定位、卡槽Ⅱ8与卡槽Ⅲ9配合定位、螺钉Ⅰ24、螺钉Ⅱ25紧固的方式形成可拆卸的固定连接；上模板3设置在左右侧板4的顶端，上模板3上的定位柱Ⅰ10、定位柱Ⅱ11分别与U形槽12、左右侧板4的内侧面滑动配合定位形成可拆卸的滑动连接；下模板1、侧板4、上模板3上分别设置有钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19，钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19上设置有引导孔，引导孔与钻套外圆同轴，钻套上的引导孔与工件两端面、凸台上的安装孔相对应；定位芯轴5与下模板1过盈配合连接，定位芯轴5前端设置有插孔14，插孔14为内螺纹孔，插孔14的位置与工件凸台上已成形的定位孔对应，插孔14与限位插销16前端的外螺纹匹配。
下模板1呈腰鼓形，中间设置为通孔，用于与定位芯轴5形成过盈安装配合，通孔尺寸与定位芯轴5尺寸匹配，中间通孔设置有键槽13，底面设置有与通孔同轴的凹陷沉孔，沉孔尺寸与定位芯轴5尾端的限位端尺寸匹配；在凹陷沉孔端面上设置有与工件端面位置对应的钻套Ⅰ17；下模板1左右两侧对称设置有卡槽Ⅰ6，卡槽Ⅰ6的尺寸与侧板上的凸台7相对应。
支撑板2为腰鼓形、左右两侧带凸耳的结构形状；支撑板2中间设有贯穿孔，该孔尺寸大于定位芯轴5定位段的尺寸，也大于工件外形最大尺寸，定位芯轴5穿过该孔，工件内孔套入定位芯轴5并并穿过该孔使端面紧贴下模板1；支撑板2左右两侧对称设置有卡槽Ⅱ8，卡槽Ⅱ8的尺寸与侧板上下对称设置的卡槽Ⅲ9两底平面之间的距离相对应；两侧卡槽Ⅱ8中部设有贯穿孔，与中间设置的贯穿孔相交，两侧卡槽Ⅱ8中部的贯穿孔尺寸大于钻套Ⅱ18上引导孔的尺寸。
侧板4为两块，对称设置在下模板1、支撑板2的两侧；侧板4为长方体、下端带有长方形凸台7，凸台7与下模板1上的卡槽Ⅰ6配合，与卡槽Ⅰ6的尺寸相匹配；通过凸台7与卡槽Ⅰ6配合并用螺钉Ⅰ24拧入端面上的螺纹孔进行紧固；侧板4中部上下对称设置的卡槽Ⅲ9，上下对称设置的卡槽Ⅲ9两底平面之间的距离尺寸与支撑板2上的卡槽Ⅱ8尺寸相匹配；侧板4中部设有长方形通槽，用于过盈配合安装钻套Ⅱ18，长方形通槽尺寸与钻套Ⅱ18尺寸相匹配；侧板4上端设置有U型槽12，U型槽12与定位柱Ⅰ10上下两侧形成滑动配合，限制上模板3的上下移动，U型槽12尺寸与定位柱Ⅰ10上下两侧的距离尺寸相匹配；侧板4设有销钉孔，用于过盈配合安装圆柱销20；侧板4在端面和卡槽Ⅲ9底面还设置有有螺纹孔，用于安装紧固螺钉Ⅰ24、螺钉Ⅱ25。
上模板3呈腰鼓形，设置有与工件端面位置对应的钻套Ⅲ19；通过螺纹连接对称设置有支脚23；上模板3底面两端对称设有两个长方形定位柱Ⅰ10，定位柱Ⅰ10两端面与上模板3两端面齐平，定位柱Ⅰ10上下两侧面与U型槽12形成滑动配合，限制上模板3的上下移动；上模板3底面还对称设置有两个长方形定位柱Ⅱ11，定位柱Ⅱ11左右两侧面与左右侧板4的内侧面滑动配合，限制上模板3的左右移动；定位柱Ⅱ11中部开设贯穿槽，使定位柱Ⅱ11变成4个小支柱，贯穿槽尺寸大于U型槽12尺寸；上模板3两端设有贯穿通槽，该通槽贯穿定位柱Ⅰ10，使定位柱Ⅰ10变成4个小支柱；上模板3两端的贯穿通槽用于安装活节螺栓21，贯穿通槽尺寸大于活节螺栓21最大外形尺寸但小于蝶形螺母22端面尺寸。
活节螺栓21对称设置在左右两侧的侧板4上，活节螺栓21一端为扁式球头另一端为圆柱螺杆；圆柱螺杆与蝶形螺母22螺纹连接，用于压紧上模板3从而紧固工件；扁式球头端设有通孔，该孔尺寸大于圆柱销20直径；活节螺栓21绕着圆柱销20自由转动。
限位插销16阶梯圆柱结构，分为两段。前段为螺纹圆柱结构，尺寸与定位芯轴5上的插孔14相匹配；后段为圆柱结构，尺寸与工件凸台上已成形的定位孔相匹配，后段尾部设有滚花，便于拿捏；前段螺纹圆柱结构和后段圆柱结构同轴。
定位芯轴5为阶梯圆柱结构，中间有贯穿孔(便于减轻重量)，从上到下分为四段，均同轴。第一段圆柱和第三段圆柱尺寸相同，尺寸与工件内孔相匹配，工件通过内孔套装入芯轴；第一段圆柱面上设有插孔插孔14，插孔14为内螺纹孔，插孔14的位置与工件凸台上已成形的定位孔对应，插孔14与限位插销16前端的外螺纹匹配。第三段圆柱与下模板1形成过盈配合(基轴制)，第三段圆柱上设置有键15，键15尺寸与下模板1上键槽13相匹配；第二段圆柱尺寸小于第一段圆柱和第三段圆柱，便于避让左右侧板4上钻套18加工部位，便于排屑；第四段圆柱为限位法兰，尺寸大于第三段圆柱尺寸，其尺寸与下模板1上端面凹陷沉孔相匹配，第四段圆柱上还设有月牙形缺口，用于避让钻套Ⅰ17的安装位置。
钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19与下模板1、侧板4、上模板3过盈配合固定连接；钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19上设置有引导孔，引导孔与钻套外圆同轴，钻套上的引导孔与工件两端面、凸台上的安装孔相对应；钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19厚度尺寸均小于下模板1、侧板4、上模板3的厚度尺寸，钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19的上平面与钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19的上平面齐平，钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19的下平面低于钻套Ⅰ17、钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19的下平面，与工件加工面有间隙；钻套Ⅱ18、钻套Ⅲ19采用工具钢T10A，淬火HRC50-55，硬度强度较好。
除钻套外的其余构件均采用45#中碳钢，调制处理HRC28-32，具有良好的综合性能。
工作原理在于：将工件26通过内孔套入定位芯轴5，使其端面紧贴下模板1；将限位插销16插入工件凸台上已成形的定位孔并通过螺纹连接拧紧在定位芯轴5；通过定位柱Ⅰ10、定位柱Ⅱ11分别与U形槽12、左右侧板4的内侧面配合定位合上上模板3；转动活节螺栓21拧紧蝶形螺母22即可稳定可靠的将工件装夹定位；加工工件孔位时，在台钻上用钻头通过钻套上的引导孔完成对孔位的加工，先加工一个面，然后翻转三次即可将另外几个方向的孔加工完成；只要稍稍拧松蝶形螺母使其不脱落活节螺栓，取下上模板，拧下限位插销，将工件从定位芯轴上取出即可。
由此，本发明：采取下模板、支撑板和侧板通过卡装加螺钉的紧固方式形成开放式的骨架结构，稳定可靠，便于制作，结构轻便，而且便于切屑的清理，维护维修便捷；定位芯轴与下模板采取过盈配合与键槽定位的方式连接，中心设置贯通孔，端面限位端设有避让钻套的月牙形缺口，而且中部圆柱段尺寸小于配合段圆柱尺寸，定位配合可靠，结构轻便，便于排屑；上模板设有定位柱Ⅰ、定位柱Ⅱ，与U形槽、左右侧板的内侧面配合定位，结构巧妙新颖；钻套过盈配合安装后，钻套底平面均未露出下模板、上模板及侧板端面，均与工件加工面留有间隙，便于切屑的排除和避免划伤加工表面；限位插销采取与定位芯轴螺纹连接，打破了通常插销定位压紧工件后就取出插销的使用方法，在加工过程中，限位插销一直起着限位的作用，防止取出插销后在加工时工件受力发生转动位移从而使工件加工孔位偏移而报废；采用活节螺栓和蝶形螺母的紧固组合，方便装拆。

Claims (7)

1.一种轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，包括下模板(1)、上模板(3)、侧板(4)，其特征在于：所述下模板(1)和上模板(3)相互平行，两块侧板(4)相互平行并垂直于下模板(1)和上模板(3)对称置于下模板(1)、上模板(3)之间，使下模板(1)、上模板(3)、侧板(4)构成矩形框体；有支撑板(2)横置于两块侧板(4)之间并固定于侧板(4)；下模板(1)和支撑板(2)中部有孔，定位芯轴(5)穿过下模板(1)和支撑板(2)中部的孔置于下模板(1)和上模板(3)之间，定位芯轴(5)为筒状；
所述定位芯轴(5)上有键(15)，下模板(1)的中部孔边沿有键槽(13)，键(15)卡装在键槽(13)中；上模板(3)内壁面靠侧沿有定位柱Ⅰ(10)，定位芯轴(5)靠端部位置有插孔(14)，侧板(4)上有U型槽(12)，插孔(14)、定位柱Ⅰ(10)、U型槽(12)位置对应；在上模板(3)底部位于定位柱Ⅰ(10)内侧方位置有定位柱Ⅱ(11)，定位柱Ⅱ(11)对侧板(4)限位；有限位插销(16)穿过U型槽(12)、定位柱Ⅰ(10)装于插孔(14)中，限位插销(16)为两段的阶梯圆柱结构，前段为螺纹圆柱体装于插孔(14)，后段为侧壁面有滚花。
2.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：所述侧板(4)上有凸台(7)，下模板(1)上有卡槽Ⅰ(6)，凸台(7)卡装在卡槽Ⅰ(6)中；支撑板(2)上有卡槽Ⅱ(8)，侧板(4)中部有卡槽Ⅲ(9)，卡槽Ⅱ(8)卡装在卡槽Ⅲ(9)中。
3.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：所述侧板(4)中心处安装有可拆卸的长方形的钻套Ⅱ(18)，支撑板(2)上对应钻套Ⅱ(18)的位置有开孔。
4.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：所述U型槽(12)中有圆柱销(20)横穿，圆柱销(20)上套装有活节螺栓(21)，活节螺栓(21)上端装有蝶形螺母(22)。
5.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：所述上模板(3)上中部有多个孔并装有钻套Ⅲ(19)。
6.如权利要求1所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：所述定位芯轴(5)底面有台阶状凸出，凸出部分有凹陷沉孔，有钻套Ⅰ(17)装在凹陷沉孔处。
7.如权利要求2所述的轴类凸台壳体零件多向孔位加工装置，其特征在于：有螺钉Ⅱ(25)穿过卡槽Ⅱ(8)和卡槽Ⅲ(9)将支撑板(2)和侧板(4)固定；有螺钉Ⅰ(24)穿过下模板(1)并嵌入至侧板(4)中将下模板(1)和侧板(4)固定有支脚(23)穿过上模板(3)嵌入至侧板(4)中将上模板(3)和侧板(4)固定。
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