CN112276269A - 一种ndt试样加工专用夹具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种NDT试样加工专用夹具，包括具有一夹持卡口的夹具，所述的夹持卡口的其中一侧面设置有平面定位点，平面定位点包括三个平面定位柱体，夹持卡口的另一侧面设置有对应的锁柱；所述夹具一侧面紧贴于控线切割机床工作平台，使得三个平面定位柱体所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。本发明所述的一种NDT试样加工专用夹具及加工方法，采用平面部分进行定位，装夹容易，节省时间；不需要反复测量、修改加工程序，在一次装夹校正定位后，就能精准加工出满足设计要求的NDT试样，在确保质量的前提下，提高了工作效率，降低了加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及NDT试样加工夹具、针对现有NDT试样的加工工艺领域，尤其是一种NDT试样加工专用夹具及加工方法。
背景技术
为了确保船板材结构的强度，需要使用高质量、物理性能好的钢板作为船体板材使用，其中，NDT试样是用于检测船板材的物理性能，NDT试样加工的精度直接影响到该船板材的研发结果和生产钢量。其试验要求为：在试验船板材上取样130mm×50mm×20mm的样块，其四周不能进行任何加工，再按照编号用特定的焊条在指定的表面焊一条50mm×14mm×4.5mm的堆焊，最后加工中间部位，直至达到设计要求，如图5所示。
由于NDT试样四周都未进行过任何加工，难以利用该试样的任何一面作为基准进行定位。为了确保按设计加工精度，目前的加工方法为利用数控线切割机床来加工。第一，把NDT试样侧放在数控线切割机床的工作平台上，用直角块等辅助工具进行校正，基本保证试样表面(图5中不平整的表面)与数控线切割机床工作平台垂直，预夹紧固定试样，再校正，再夹紧固定，反复校正、夹紧固定，直到图5不平整表面总体上与数控线切割机床工作平台垂直；第二，编程加工试样缺口；第三，启动设备精加工NDT试样；第四，用游标卡尺准确测量，计算测量值与设计尺寸的差值，再修改加工程序；第五，再次启动设备进行加工；第六、再次精准测量，判定是否满足设计要求。每件NDT试样加工都必须重复上述所有步骤来完成。
通过上述加工方法，会导致以下结果：(1)NDT试样四周无加工基准面，装夹固定难，会浪费大量的装夹辅助时间；(2)需要反复测量(固定在机床进行测量，有一定的测量误差)、修改加工程序和加工，既费时又难确保NDT试样加工精度；(3)一旦NDT试样加工不合格，就无法重新加工，只能重新下料制作加工，流程长、成本高。
发明内容
本发明为了克服上述中存在的问题，主要解决NDT试样加工难、时间长、成本高等问题，提供了一种NDT试样加工专用夹具及加工方法，采用平面部分进行定位，装夹容易，节省时间；不需要反复测量、修改加工程序，在一次装夹校正定位后，就能精准加工出满足设计要求的NDT试样，在确保质量的前提下，提高了工作效率，降低了加工成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种NDT试样加工专用夹具，包括具有一夹持卡口的夹具，所述的夹持卡口的其中一侧面设置有平面定位点，平面定位点包括至少三个平面定位柱体，夹持卡口的另一侧面设置有对应的锁柱；所述夹具一侧面紧贴于控线切割机床工作平台，使得三个平面定位柱体所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。校正好所确定的平面垂直度后，每件NDT试样只需一次加工完成，其装夹简易，快速，提升了加工效率和降低了加工成本；质量合格率高，避免重新取样。
作为优选，所述的锁柱为螺栓，螺栓旋接于夹持卡口一侧面，通过旋紧螺栓固定NDT试样。校正好所确定的平面垂直度后，仅需要稍微旋紧螺栓即完成试样安装，其装夹简易，快速，提高工作效率。
作为优选，所述的夹具为长方体结构，一侧设置有缺口，该缺口形成上述夹持口。该缺口纵向垂直于数控线切割机床工作平台，更易校正其垂直精度。
作为优选，所述夹具的底侧部还设置有高度调节装置，高度调节装置包括一对条状的底脚，夹具的底侧部设置有安装底脚的凹槽，凹槽的深度大于底脚的高度,底脚上下活动设置于凹槽内，所述的夹具的顶部设置有平面调节螺栓，平面调节螺栓穿入夹具的顶部，底部与底脚接触，通过旋动面调节螺栓调节底脚与底面的距离。安装于数控线切割机床工作平台后，由于凹槽的深度大于底脚的高度,底脚置于凹槽内部，不影响夹具的本身底面的平整度，需要调节角度时，再通过旋动平面调节螺栓，使底脚凸出于凹槽的底面，达到调节设高度或角度的效果。
作为优选，所述底脚与凹槽的顶面之间设置有至少一个限位栓，限位栓由底脚的底部插入，固定于凹槽的顶面，底脚设置有对应的沉头通孔，底脚通过沉头通孔上下活动于凹槽内。限位栓的头部卡在沉头通孔上，能上下活动，不会掉出
作为优选，所述限位栓为两个。
本发明还提供了一种NDT试样加工方法，包括以下步骤：1)将NDT试样加工专用夹具固定在数控线切割工作平台上；2)检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；3)校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；4)将NDT试样安装于夹具的夹持口内，锁紧螺栓进行固定；5)调用加工程序进行加工；6)检测各个加工尺寸；7)调整修改加工程序，最后加工一次成型。其装夹方便，工作效率大幅提升；利用NDT专用夹具，每件NDT试样只需一次加工完成，提升了加工效率和降低了加工成本；避免重新取样，适用于无基准装夹面的NDT试样加工。
据三点确定一平面的几何定理，利用三个小圆柱焊接固定开口长方体的一平面上，再在另一平行的平面上安装三个螺栓，形成三个平面定位柱体，确保三个小圆柱与三个螺栓基本上在同一轴线上。最后加工该夹具的各面及三个小圆柱所确定的面，确保三个小圆柱所确定的面垂直于开口长方体底面。
作为优选，所述步骤2)中的检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；为采用游标卡尺进行测量。采用游标卡尺等精度测量工具测量，然后通过计算确定。
作为优选，所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为通过旋动平面调节螺栓进行调节。调节底脚的凸出高度，从而调节夹具的高度或角度。
作为优选，所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为使用数控线切割机床的电极丝移动放电来校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。使用电极丝移动放电校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度。
本发明的有益效果是：本发明中的NDT试样加工专用夹具，设计原理简单，通俗易懂；本发明的专用夹具能解决在机械加工中遇到的无基准面的机械备件需要高精度加工的情况，具有很好的推广应用价值，与原来的NDT试样无任何辅助夹具相比较，可靠实用，经过生产实践证明，节约了装夹辅助时间和加工时间，降低了加工成本，更为重要的是质量合格率达百分之百，有效地避免了重新取样制作，节约了船板材研发、生产、性能检测、合格判定的时间，大幅度提高生产效率。
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是本发明所述的一种NDT试样加工专用夹具的整体结构示意图；
图2是本发明所述的一种NDT试样加工专用夹具的使用结构示意图；
图3是本发明所述的一种NDT试样加工专用夹具实施例2结构示意图；
图4是本发明所述的一种NDT试样加工专用夹具实施例2的剖面结构示意图；
图5是背景技术中描述的NDT试样加工结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1、2所示的一种NDT试样加工专用夹具，包括具有一夹持卡口11的夹具1，所述的夹持卡口11的其中一侧面设置有平面定位点，平面定位点包括三个平面定位柱体2，夹持卡口11的另一侧面设置有对应的锁柱3；所述夹具1一侧面紧贴于控线切割机床工作平台，使得三个平面定位柱体2所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。
根据三点确定一平面的几何定理，利用三个小圆柱焊接固定夹持卡口11的一平面上，再在另一平面上安装三个螺栓，形成三个平面定位柱体，确保三个小圆柱与三个螺栓基本上在同一轴线上。最后加工该夹具的各面及三个小圆柱所确定的面，确保三个小圆柱所确定的面垂直于夹持卡口11的底面。
所述的锁柱3为螺栓，螺栓旋接于夹持卡口11一侧面，通过旋紧螺栓固定NDT试样4。
所述的夹具为长方体结构，一侧设置有缺口，该缺口形成上述夹持卡口11。
使用本发明的NDT专用夹具，只需要一次校正三个平面定位柱体2所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台后，每件NDT试样只需一次加工完成，提升了加工效率和降低了加工成本；质量合格率达百分之百，避免重新取样。
本发明设计的NDT试样加工专用夹具，装夹试样时，放入试样后，只需要通过稍微旋紧三个锁柱3，即可完成装夹，反之，旋松三个锁柱3，即可完成拆卸，节约了装夹辅助时间，与原来的NDT试样无任何辅助夹具相比较，可靠实用，经过生产实践证明，减少加工时间，降低了加工成本，更为重要的是质量合格率达百分之百，有效地避免了重新取样制作，节约了船板材研发、生产、性能检测、合格判定的时间，大幅度提高生产效率。
本发明设计的NDT试样加工专用夹具，设计原理简单，通俗易懂。能解决在机械加工中遇到的无基准面的机械备件需要高精度加工的情况，具有很好的推广应用价值。
实施例2
如图3、4所示的一种NDT试样加工专用夹具，包括具有一夹持卡口11的夹具1，所述的夹持卡口11的其中一侧面设置有平面定位点，平面定位点包括至少三个平面定位柱体2，夹持卡口11的另一侧面设置有对应的锁柱3；所述夹具1一侧面紧贴于控线切割机床工作平台，使得三个平面定位柱体2所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。
在本实施例中，平面定位点由三个平面定位柱体2组成，如有特殊情况试样，可采用四个甚至更多的平面定位柱体2。
所述的锁柱3为螺栓，螺栓旋接于夹持卡口11一侧面，通过旋紧螺栓固定NDT试样4。
所述的夹具为长方体结构，一侧设置有缺口，该缺口形成上述夹持口。
如图3、4所示，所述夹具1的底侧部还设置有高度调节装置，高度调节装置包括一对条状的底脚5，夹具1的底侧部设置有安装底脚5的凹槽12，凹槽12的深度大于底脚5的高度,底脚5上下活动设置于凹槽12内，所述的夹具1的顶部设置有平面调节螺栓51，平面调节螺栓51穿入夹具1的顶部，底部与底脚5接触，通过旋动面调节螺栓51调节底脚5与底面的距离。安装于数控线切割机床工作平台后，由于凹槽12的深度大于底脚5的高度,底脚5置于凹槽12内部，不影响夹具1的本身底面的平整度及夹具1本身的高度，需要调节角度时，再通过旋动平面调节螺栓51，使底脚5凸出于凹槽12的底面，达到调节设高度或角度的效果。
所述底脚5与凹槽12的顶面之间设置有至少一个限位栓52，限位栓52由底脚5的底部插入，固定于凹槽12的顶面，底脚5设置有对应的沉头通孔53，底脚5通过沉头通孔53与限位栓52的连接，能够上下活动置于凹槽12内。限位栓52的头部卡在沉头通孔53上，能上下活动，不会掉出。
在本实施例中，所述限位栓52为两个。
使用本实施例中的NDT专用夹具，通过夹具1的高度调节装置，能够更加方便校正三个平面定位柱体2所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台，提升了加工前期准备工作效率。校正好三个平面定位柱体2所确定的平面后，每件NDT试样只需一次加工完成，提升了加工效率和降低了加工成本，质量合格率达百分之百，避免重新取样。
本发明设计的NDT试样加工专用夹具与原来的NDT试样无任何辅助夹具相比较，可靠实用，经过一年的生产实践证明，节约了装夹辅助时间和加工时间，降低了加工成本，更为重要的是质量合格率达百分之百，有效地避免了重新取样制作，节约了船板材研发、生产、性能检测、合格判定的时间，大幅度提高生产效率。
实施例3
本发明提供NDT试样加工方法，包括以下步骤：1)将NDT试样加工专用夹具固定在数控线切割工作平台上；2)检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；3)校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；4)将NDT试样安装于夹具的夹持口内，锁紧螺栓进行固定；5)调用加工程序进行加工；6)检测各个加工尺寸；7)调整修改加工程序，最后加工一次成型。其装夹方便，工作效率大幅提升；利用NDT专用夹具，每件NDT试样只需一次加工完成，提升了加工效率和降低了加工成本；避免重新取样，适用于无基准装夹面的NDT试样加工。
所述步骤2)中的检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；为采用游标卡尺进行测量。采用游标卡尺等精度测量工具测量，然后通过计算确定。
所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为通过旋动平面调节螺栓进行调节。调节底脚的凸出高度，从而调节夹具的高度或角度。
所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为使用数控线切割机床的电极丝移动放电来校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。使用电极丝移动放电校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，电极丝移动放电对不略有凸出的平面定位柱体进行切割，从而达到。平面定位柱体所确定的平面在垂直于数控线切割机床的工作平台。
根据NDT试样设计图(如图5所示)，NDT试样的堆焊表面为母材表面，不平整，先制作加工一个开口的长方体，形成上述夹具，根据三点确定一平面的几何定理，利用三个小圆柱焊接固定开口长方体的一平面上，再在另一平行的平面上安装三个螺栓，形成三个平面定位柱体，确保三个小圆柱与三个螺栓基本上在同一轴线上。最后加工该夹具的各面及三个小圆柱所确定的面，确保三个小圆柱所确定的面垂直于开口长方体底面。这样一来，一种NDT试样加工专用夹具就制作完成(如图1所示)。完整装夹固定NDT试样总图(如图2所示)。
利用NDT试样加工专用夹具进行加工的步骤：第一，把NDT试样加工专用夹具固定在数控线切割工作平台上；第二，利用数控线切割机床的电极丝移动放电来校正三个固定的小圆柱所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台；第三，安装NDT试样，稍微锁紧螺栓(数控线切割是通过放电来腐蚀金属工件达到加工目的，加工过程中不受任何附加力)；第四，调用加工程序进行加工，检测各种加工尺寸，再修改加工程序，最后加工一次成型。此后，每件NDT试样只需一次装夹，一次加工且无需检验就能百分百确保NDT试样加工精度。
对比两种加工方法，不难得出以下结果：
(1)利用NDT专用夹具，装夹方便，工作效率大幅提升；
(2)利用NDT专用夹具，每件NDT试样只需一次加工完成，提升了加工效率和降低了加工成本；
(3)利用NDT专用夹具，质量合格率达百分之百，避免重新取样。
本发明适用于无基准装夹面的NDT试样加工。
本发明设计的NDT试样加工专用夹具与原来的NDT试样无任何辅助夹具相比较，可靠实用，经过一年的生产实践证明，节约了装夹辅助时间和加工时间，降低了加工成本，更为重要的是质量合格率达百分之百，有效地避免了重新取样制作，节约了船板材研发、生产、性能检测、合格判定的时间，大幅度提高生产效率。
本发明设计的NDT试样加工专用夹具，设计原理简单，通俗易懂。在机械加工企业中，经常会遇到无基准面的机械备件需要高精度加工的情况，具有很好的推广应用价值。
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 (10)
1.一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：包括具有一夹持卡口(11)的夹具(1)，所述的夹持卡口(11)的其中一侧面设置有平面定位点，平面定位点包括至少三个平面定位柱体(2)，夹持卡口(11)的另一侧面设置有对应的锁柱(3)；所述夹具(1)一侧面紧贴于控线切割机床工作平台，使得三个平面定位柱体(2)所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。
2.根据权利要求1所述的一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：所述的锁柱(3)为螺栓，螺栓旋接于夹持卡口(11)一侧面，通过旋紧螺栓固定NDT试样(4)。
3.根据权利要求2所述的一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：所述的夹具(1)为长方体结构，一侧设置有缺口，该缺口形成上述夹持口。
4.根据权利要求3所述的一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：所述夹具的底侧部还设置有高度调节装置，高度调节装置包括一对条状的底脚(5)，夹具(1)的底侧部设置有安装底脚(5)的凹槽(12)，凹槽(12)的深度大于底脚(5)的高度,底脚(5)上下活动设置于凹槽(12)内，所述的夹具(1)的顶部设置有平面调节螺栓(51)，平面调节螺栓(51)穿入夹具(1)的顶部，底部与底脚接触，通过旋动面调节螺栓(51)调节底脚(5)与底面的距离。
5.根据权利要求4所述的一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：所述底脚(5)与凹槽(12)的顶面之间设置有至少一个限位栓(52)，限位栓(52)由底脚(5)的底部插入，固定于凹槽(12)的顶面，底脚(5)设置有对应的沉头通孔(53)，底脚(5)通过沉头通孔(53)上下活动于凹槽(12)内。
6.根据权利要求5所述的一种NDT试样加工专用夹具，其特征在于：所述限位栓(52)为两个。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种NDT试样加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将NDT试样加工专用夹具固定在数控线切割工作平台上；2)检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；3)校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；4)将NDT试样安装于夹具的夹持口内，锁紧螺栓进行固定；5)调用加工程序进行加工；6)检测各个加工尺寸；7)调整修改加工程序，最后加工一次成型。
8.根据权利要求7任意一项所述的一种NDT试样加工方法，其特征在于：所述步骤2)中的检测三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度；为采用游标卡尺进行测量。
9.根据权利要求7任意一项所述的一种NDT试样加工方法，其特征在于：所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为通过旋动平面调节螺栓进行调节。
10.根据权利要求7任意一项所述的一种NDT试样加工方法，其特征在于：所述步骤3)中的校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面与数控线切割机床工作平台的垂直度，为使用数控线切割机床的电极丝移动放电来校正三个固定的平面定位柱体所确定的平面垂直于数控线切割机床工作平台。
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