CN111993108B - 一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，包括夹具体、支撑座和压紧组件，所述夹具体与外部结构固定，适于定位工件的后端面；所述支撑座与所述夹具体活动连接，支撑座适于定位工件的底面和内侧面；所述压紧组件与所述支撑座连接，适于压紧工件；支撑座能够相对夹具体沿垂直工件的底面方向作往复运动；支撑座能够分别在第一工作位置和第二工作位置与夹具体固定连接，且所述第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件的大孔中心与小孔中心的高度差。本发明能够在不拆除压紧组件的情况下使工件在第一工作位置和第二工作位置之间切换，仅需要一次装夹即可完成机油泵体第五道机械加工工序，保证加工精度。

Description

一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其涉及一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具。

背景技术

机油泵体(本发明简称为工件)是机油泵的重要组成零件(如图1所示)。机油泵是不断地把发动机油底壳里的机油送出去以达到润滑发动机各个需要润滑的零件的目的。机油泵体在整个机油泵中起着重要的作用，泵体的尺寸精度，表面粗糙度直接影响机油泵的工作稳定性和泵的使用寿命。

机油泵体用的是金属型毛坯铸件，材料为HT200，毛坯重量约为3Kg；铸件经回火、除应力处理，硬度为187-210HBW，生产类型为中批量生产。

按照制定好的工艺路线，机油泵体的工序前五道工序为：第一道：划线；第二道：A面加工：第三道：B面、C面、D面加工；第四道：E面加工；第五道：F面和孔加工，其中第五道机械加工(车削加工)工序的具体内容是：(参见图1-图3)

(1)以B面、C面和E面定位，在A面处夹紧，粗、精车F面。

(2)粗、精车大孔和小孔，并倒角0.5mm*45°。

由于大孔和小孔的中心高度不同，现有技术中在粗、精车大孔和小孔时需要经过两次装夹工件的操作，两次装夹后会导致工件位置出现偏差，造成大孔和小孔的表面车削精度降低。

发明内容

为了解决现有技术中机油泵体进行第五道机械加工时需要多次装夹，导致工件位置出现偏差，车孔精度降低的技术问题，本发明提供了一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，包括夹具体、支撑座和压紧组件，所述夹具体与外部结构固定，适于定位工件的后端面；所述支撑座与所述夹具体活动连接，支撑座适于定位工件的底面和内侧面；所述压紧组件与所述支撑座连接，适于压紧工件；支撑座能够相对夹具体沿垂直工件的底面方向作往复运动；支撑座能够分别在第一工作位置和第二工作位置与夹具体固定连接，且所述第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件的大孔中心与小孔中心的高度差。

本发明中夹具体为固定部件，压紧组件和支撑座同步运动，支撑座和夹具体共同对工件定位，并且夹具体仅用于定位工件的后端面，限制工件前后方向的移动，当工件装夹完成后，工件、支撑座和压紧组件则成为一个整体，工件的前端面为待加工面F，在第一工作位置和第二工作位置都可以对前端面进行加工，而加工大孔和小孔则需要分别在第一工作位置和第二工作位置加工，当切换第一工作位置和第二工作位置时，只需要使支撑座相对夹具体运动即可，工件和压紧组件能够随支撑座同步运动，无需完全拆卸夹具，只需要保证第一工作位置和第二工作位置的位置精确度即可，可以最大限度地降低定位误差，保证车孔精度。

进一步的，所述夹具体上具有第一定位孔和第二定位孔，所述支撑座上具有第一销孔和第二销孔；当支撑座位于第一工作位置时，所述第一定位孔与所述第一销孔连通，当支撑座位于第二工作位置时，所述第二定位孔与第二销孔连通。

进一步的，第一定位孔和第一销孔以及第二定位孔和第二销孔均通过手拉式定位销连接。

进一步的，所述支撑座上设置有腰型孔，固定螺栓穿过所述腰型孔与所述夹具体固定。

进一步的，所述支撑座的顶部具有适于定位所述工件的底面和内侧面的支承板。

进一步的，所述压紧组件包括压板、螺柱、螺母和弹簧，所述压板包括抵在支撑座的上表面的导柱和抵在所述工件的上表面的压块，所述导柱与所述支撑座之间形成适于容纳所述弹簧的容纳腔，螺柱穿过所述导柱与所述支撑座固定，所述螺母与所述螺柱螺纹连接、并通过所述导柱挤压所述弹簧。

进一步的，位于所述支撑座上方的夹具体上还固定有配重块。

优选的，所述夹具体的中心具有向轴向一端凸出的柱状凸台，所述柱状凸台与所述工件的后端面贴合布置。

进一步的，所述夹具体上朝向所述支撑座的一端具有竖直槽，所述支撑座上设有适于卡在所述竖直槽内的定位键。

优选的，所述夹具体的中心具有孔径大于或者等于工件的小孔孔径的通孔。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，利用夹具体和支撑座共同定位工件，压紧组件固定工件，并且能够在不拆除压紧组件的情况下使工件在第一工作位置和第二工作位置之间切换，仅需要一次装夹即可完成机油泵体第五道机械加工工序，并且能够最大限度地降低位置切换带来的定位误差，保证加工精度。

(2)本发明利用设置在夹具体和支撑座上的两组不同时对应的定位孔和销孔实现第一工作位置和第二工作位置的固定，固定方式简单，定位精度高。

(3)本发明中所述夹具体用于定位工件的后端面，当支撑座在第一工作位置和第二工作位置之间切换时，工件始终贴合在夹具体端面上，只需要保证第一工作位置和第二工作位置的高度精度，工件的装夹精度即可得到保障，从而大大提高工件加工的精度。

(4)本发明中，所述压紧组件与支撑座共同作用压紧工件，压紧组件与支撑座之间设置有弹簧，一方面可以提高压紧力，另一方面可以根据工件的高度不同灵活调整压板与支撑座的距离。

(5)本发明中，所述夹具体上还设置有配重块，使夹具体的上下和左右重量对称，避免夹具体因受力不均而断裂。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明适用的工件的立体图；

图2是图1所示工件的主视图；

图3是图2的G-G向剖视图；

图4是本发明所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具的具体实施方式的立体图；

图5是图4所示夹具的主视图；

图6是图4所示夹具的正向剖面图；

图7是支撑座处于第二工作位置时，图5的M-M向剖视图；

图8是图5的H-H向剖视图；

图9是支撑座处于第二工作位置时，图5的J-J向剖视图；

图10是支撑座处于第二工作位置时，图5的K-K向剖视图；

图11是支撑座处于第一工作位置时，图5的J-J向剖视图；

图12是支撑座处于第一工作位置时，图5的K-K向剖视图；

图13是本发明中所述夹具体的立体图；

图14是本发明中所述夹具体的主视图；

图15是本发明中所述支撑座的主视图。

图中，1、夹具体，101、竖直槽，102、第一定位孔，103、第二定位孔，104、固定孔，105、柱状凸台，106、通孔，2、支撑座，201、腰型孔，202、第一销孔，203、第二销孔，3、压紧组件，301、压板，3011、导柱，30111、肩部，3012、压块，302、螺柱，303、螺母，304、弹簧，305、容纳腔，4、工件，401、后端面，402、底部凹槽，4021、底面，4022、内侧面，404、大孔，405、小孔，5、固定螺栓，6、定位键，7、手拉式定位销，701、定位销，702、导套，703、把手，704、复位弹簧，705、限位销，8、配重块，9、支承板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明所适用的工件4结构如图1-图3所示，工件4具有后端面401(即面E)、底面4021(即面B)和内侧面4022(即面C)，底面4021和内侧面4022为工件4的底部凹槽402的内表面，待加工面有三个，分别为位于前端面的面F、以及大孔404和小孔405。

为便于理解，本发明将工件4按图1所示方位置于坐标系中，工件4的前后方向为Y轴方向，前方为Y轴正向；工件4的左右方向为X轴方向，右方为X轴正向；工件4的上下方向为Z轴方向，上方为Z轴正向。

一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，包括夹具体1、支撑座2和压紧组件3，夹具体1与外部结构固定，适于定位工件4的后端面401；支撑座2与夹具体1活动连接，支撑座2适于定位工件4的底面4021和内侧面4022；压紧组件3与支撑座2连接，适于压紧工件4；支撑座2能够相对夹具体1沿垂直工件4的底面4021方向作往复运动；支撑座2能够分别在第一工作位置和第二工作位置与夹具体1固定连接，且第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件4的大孔404中心O1与小孔405中心O2的高度差。

如图4-图6所示，支撑座2、压紧组件3和工件4均位于夹具体1的前方，夹具体1的前端面与工件4的后端面401贴合，用于限制工件4沿Y轴移动、绕X轴和绕Z轴旋转的自由度，支撑座2的第一工作位置和第二工作位置用于固定支撑座2的Z轴位置，支撑座2卡在工件4的底部凹槽402内，用于限制工件4沿X轴移动、沿Z轴移动和绕Y轴旋转的自由度，从而实现工件4的六个自由度定位，最后通过压紧组件3固定。当支撑座2在第一工作位置和第二工作位置之间切换时，夹具体1与工件4的贴合面位置不变，也就是工件4沿Y轴移动、绕X轴和绕Z轴旋转三个自由度始终被限制，同时工件4与支撑座2之间通过压紧组件3相对固定，工件4沿X轴移动、沿Z轴移动和绕Y轴旋转三个自由度始终被支撑座2限制，只需要沿竖直方向移动支撑座2，与多次装夹工件4相比，本发明的定位精度大大提高。

第一工作位置的高度高于第二工作位置的高度，从图1中可以看出大孔404位于前方，因此先加工大孔404，后加工小孔405，首先使支撑座2位于第一工作位置，刀具可以加工大孔404，接着调整支撑座2至第二工作位置，刀具位置不变的情况下加工小孔405。

当支撑座2分别位于第一工作位置和第二工作位置时，支撑座2和夹具体1可以通过固定螺栓5连接，固定螺栓5拆装方便，当需要切换两个工作位置时只需要拆除固定螺栓5即可。另外，支撑座2上设置有腰型孔201，固定螺栓5穿过腰型孔201与夹具体1固定，如图4、图13-图15所示，夹具体1上具有两个固定孔104，支撑座2上具有两个与固定孔104连接的腰型孔201，当支撑座2沿竖直方向在第一工作位置和第二工作位置之间切换时，固定螺栓5始终能够通过腰型孔201与固定孔104连接。

本发明需要保证支撑座2相对夹具体1沿直线运动，也就是沿Z向运动，使支撑座2运动过程中仅Z向位置发生变化，因此需要在支撑座2和夹具体1之间设置限位结构，在本发明的一个具体实施例中，如图8和图13所示，夹具体1上朝向支撑座2的一端具有竖直槽101，支撑座2上设有适于卡在竖直槽101内的定位键6。定位键6可以与支撑座2一体制作成型，也可以通过螺钉与支撑座2固定。

支撑座2在第一工作位置和第二工作位置的定位可以但不仅限于采用如下结构实现：夹具体1上具有第一定位孔102和第二定位孔103，支撑座2上具有第一销孔202和第二销孔203；当支撑座2位于第一工作位置时，第一定位孔102与第一销孔202连通，当支撑座2位于第二工作位置时，第二定位孔103与第二销孔203连通，使用销轴同时穿过第一定位孔102和第一销孔202或者同时穿过第二定位孔103和第二销孔203即可。

第一销孔202和第二销孔203的高度相等(如图15所示)，第一定位孔102的高度高于第二定位孔103的高度(如图14所示)，当支撑座2位于第一工作位置时，第一定位孔102与第一销孔202连通，此时第二定位孔103的高度低于第二销孔203的高度，销轴同时穿过第一销孔202和第一定位孔102即可使支撑座2和夹具体1位置固定(如图11和图12所示)，最后通过固定螺栓5锁紧；当需要切换至第二工作位置时，旋松固定螺栓5，第一销孔202和第二销孔203随支撑座2下移，直至第二销孔203与第二定位孔103贯通，此时第一定位孔102的高度高于第一销孔202的高度，销轴同时穿过第二销孔203和第二定位孔103即可使支撑座2和夹具体1位置固定(如图7、图9和图10所示)，最后通过固定螺栓5锁紧。

本发明中用于连接第一销孔202和第一定位孔102以及连接第二销孔203和第二定位孔103的销轴优选用手拉式定位销7，手拉式定位销7的具体结构与专利号为CN102862063A的发明专利中的定位销701结构相同，包括如图12所示，定位销701、导套702、复位弹簧704、限位销705和把手703，安装时将导套702与支撑座2固定，把手703位于支撑座2一侧，定位销701的大口径端伸入夹具体1内，以连接第一定位孔102和第一销孔202的手拉式定位销7为例，当第一定位孔102和第一销孔202贯通时，复位弹簧704伸长，定位销701伸入第一定位孔102内，当需要切换至第二工作位置时，向前拉出手拉式定位销7，复位弹簧704收缩，使定位销701脱离第一定位孔102，当到达第二工作位置后，第一销孔202处的手拉式定位销7抵在夹具体1的表面，使用手拉式定位销7操作方便，能够实现快速定位。

在本发明的一个具体实施例中，如图6所示，支撑座2的顶部具有适于定位工件4的底面4021和内侧面4022的支承板9。支承板9近似呈矩形板状结构。

压紧组件3可以但不仅限于采用如下结构：包括压板301、螺柱302、螺母303和弹簧304，压板301包括抵在支撑座2的上表面的导柱3011和抵在工件4的上表面的压块3012，导柱3011与支撑座2之间形成适于容纳弹簧304的容纳腔305，螺柱302穿过导柱3011与支撑座2固定，螺母303与螺柱302螺纹连接、并通过导柱3011挤压弹簧304。如图6所示，导柱3011的中部具有径向向内延伸的肩部30111，容纳腔305位于肩部30111和支撑座2之间，螺母303压在肩部30111的上方，压块3012压在工件4的面A上，工件4在压紧组件3和支撑座2的共同作用下压紧。

由于支撑座2和压紧组件3主要位于夹具体1的下方，当加工工件4时，夹具体1会受到很大的剪切应力，为此作为优选的，位于支撑座2上方的夹具体1上还固定有配重块8，如图1和图6所示，配重块8呈弧形结构，以夹具体1的竖直中心为对称轴对称布置在夹具体1的上方，使夹具体1上受力均匀。

在本发明的一个具体实施例中，夹具体1的中心具有向轴向一端凸出的柱状凸台105，柱状凸台105与工件4的后端面401贴合布置，柱状凸台105与夹具体1一体制作成型，柱状凸台105的设置可以减少夹具体1与工件4的接触面积，提高定位精度，同时柱状凸台105可以拉大工件4和压紧组件3与夹具体1之间的距离，避免夹具结构过于紧凑。。

如图8所示，小孔405的端面与夹具体1贴合，当加工小孔405时，刀具很容易接触到夹具体1表面，为此，在本发明的一个具体实施例中，夹具体1的中心具有孔径大于或者等于工件4的小孔405孔径的通孔106，这样可以避免夹具体1对小孔405的加工产生干涉。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于，包括：

夹具体（1），所述夹具体（1）与外部结构固定，适于定位工件（4）的后端面（401）；

支撑座（2），所述支撑座（2）与所述夹具体（1）活动连接，支撑座（2）适于定位工件（4）的底面（4021）和内侧面（4022）；

压紧组件（3），所述压紧组件（3）与所述支撑座（2）连接，适于压紧工件（4）；

支撑座（2）能够相对夹具体（1）沿垂直工件（4）的底面（4021）方向作往复运动；支撑座（2）能够分别在第一工作位置和第二工作位置与夹具体（1）固定连接，且所述第一工作位置和第二工作位置的高度差等于工件（4）的大孔（404）中心与小孔（405）中心的高度差；位于所述支撑座（2）上方的夹具体（1）上还固定有配重块（8），

所述夹具体（1）上具有第一定位孔（102）和第二定位孔（103），所述支撑座（2）上具有第一销孔（202）和第二销孔（203）；当支撑座（2）位于第一工作位置时，所述第一定位孔（102）与所述第一销孔（202）连通，当支撑座（2）位于第二工作位置时，所述第二定位孔（103）与第二销孔（203）连通；

所述压紧组件（3）包括压板（301）、螺柱（302）、螺母（303）和弹簧（304），所述压板（301）包括抵在支撑座（2）的上表面的导柱（3011）和抵在所述工件（4）的上表面的压块（3012），所述导柱（3011）与所述支撑座（2）之间形成适于容纳所述弹簧（304）的容纳腔（305），螺柱（302）穿过所述导柱（3011）与所述支撑座（2）固定，所述螺母（303）与所述螺柱（302）螺纹连接、并通过所述导柱（3011）挤压所述弹簧（304）。

2.根据权利要求1所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：第一定位孔（102）和第一销孔（202）以及第二定位孔（103）和第二销孔（203）均通过手拉式定位销（7）连接。

3.根据权利要求1所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：所述支撑座（2）上设置有腰型孔（201），固定螺栓（5）穿过所述腰型孔（201）与所述夹具体（1）固定。

4.根据权利要求1所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：所述支撑座（2）的顶部具有适于定位所述工件（4）的底面（4021）和内侧面（4022）的支承板（9）。

5.根据权利要求1所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：所述夹具体（1）的中心具有向轴向一端凸出的柱状凸台（105），所述柱状凸台（105）与所述工件（4）的后端面（401）贴合布置。

6.根据权利要求1所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：所述夹具体（1）上朝向所述支撑座（2）的一端具有竖直槽（101），所述支撑座（2）上设有适于卡在所述竖直槽（101）内的定位键（6）。

7.根据权利要求5所述的用于机油泵体端面和孔的车削加工的一次性装夹夹具，其特征在于：所述夹具体（1）的中心具有孔径大于或者等于工件（4）的小孔（405）孔径的通孔（106）。

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