CN112496753B - 环形零件角度向心孔的加工辅助夹具及其加工方法 - Google Patents

环形零件角度向心孔的加工辅助夹具及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环形零件角度向心孔的加工辅助夹具结构简单，固定夹具可根据环形零件所需的角度向心孔来调整工件夹具的角度，固定夹具的高度可调并与工件夹具的高度保持一致，压紧环形零件以便加工，工件夹具的工件固定部上设置有定位孔和定位杆，在加工环形零件的角度向心孔时可确保两两相邻的角度向心孔的孔心距相同；本发明的环形零件角度向心孔的加工方法，使用至少两个环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，两个工件夹具之间有加工位，环形零件放在两个工件定位部的定位槽内，环形零件的位于加工位的部分是数控卧式镗铣床的铣刀加工的位置，配合工件夹具的定位孔和定位杆，实现环形零件的角度向心孔的加工和确保两两相邻的角度向心孔的孔心距相同。

Description

环形零件角度向心孔的加工辅助夹具及其加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，更具体地说，它涉及环形零件角度向心孔的加工辅助夹具及其加工方法。
背景技术
环形零件在机械加工中是常见的一类零件，在环形零件上加工带角度的向心孔需要保证每个孔的空间角度一致、每个孔均朝向环形零件的圆心并且孔距公差要符合要求，因此环形零件属于难加工的产品。目前生产带有角度向心孔的环形零件需要使用五轴联动数控机床，但购买五轴联动数控机床的成本较高，而在数控卧式镗铣床上不能加工带角度向心孔的环形零件，因此有必要提出一种新的加工辅助夹具及加工方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供环形零件角度向心孔的加工辅助夹具及其加工方法，可通过调整夹具来调整环形零件的角度，在数控卧式镗铣床上实现环形零件的带角度向心孔的加工。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，包括支座及设置在支座上的工件夹具和固定夹具，所述工件夹具和固定夹具均与支座可拆卸地连接；
所述支座与数控卧式镗铣床的加工平台可拆卸地连接；
所述工件夹具包括底座、工件定位部和支撑部，所述底座与支座可拆卸地连接，所述工件定位部的底端与底座的一边铰接，所述支撑部的底端与底座的另一边铰接，所述支撑部的顶端与工件定位部可拆卸地连接，所述工件定位部内设有与环形零件相配合的定位槽，所述定位槽的侧面设有定位孔，与定位孔适配的定位杆嵌入定位孔内；
所述固定夹具设置在工件夹具的后方，所述固定夹具包括压板、压杆、压紧螺母和支撑块，所述压板设有供压杆贯穿的压板通孔，所述支座上设有定位螺孔，所述压杆外表面设有螺纹，所述压杆穿过压板通孔与支座的定位螺孔螺纹连接，压紧螺母旋入压杆的顶端，压板一端下方与支撑块连接，压板另一端与工件定位部的顶端连接以压紧环形零件，所述支撑块可调整高度且支撑块的高度与工件夹具的高度相同。
在其中一个实施例中，所述支撑部是气杆，所述气杆与外部的气缸连通，通过调整气杆的长度来调整工件定位部的角度，由于向气杆充入一定气体后，气杆可稳定在一个确定的长度，因此不影响数控卧式镗铣床对工件定位部上的环形零件的加工，当确定气杆的长度后，气杆与工件定位部固定连接。
在其中一个实施例中，所述底座上可拆卸地设有对应工件定位部的角度显示板，所述底座设置有插槽，所述角度显示板的角度范围是0-90°，所述角度显示板的下端设有插件，通过插件嵌入插槽内使角度显示板与底座连接，在加工环形零件前，将角度显示板安装在底座上，根据角度显示板准确调整工件定位部的角度，确保加工环形零件的角度向心孔的角度准确。
在其中一个实施例中，所述支撑部是长度固定的撑板，所述工件定位部的背面平行设有多个与撑板的顶端适配的对接槽，所述撑板的与工件定位部接触的顶端设有多个对接螺孔，所述对接槽设有贯穿工件定位部的对接通孔，撑板的顶端嵌入对接槽内，对接螺孔对准对接通孔，通过螺栓穿过对接通孔旋入对接螺孔将撑板与工件定位部固定连接。
在其中一个实施例中，所述撑板的顶端设有可转动的对接部，所述对接部设有多个对接螺孔，撑板的顶端可调整角度地嵌入对接槽内，对接螺孔对准对接通孔，通过螺栓穿过对接通孔旋入对接螺孔将撑板与工件定位部固定连接。
在其中一个实施例中，所述支撑块包括相适配的支撑螺母和螺杆，所述支撑螺母设置于支座上，所述螺杆的顶端与压板连接，通过调整螺杆旋入支撑螺母的距离来调整支撑块的整体高度，使得支撑块的高度可与工件夹具的高度一致。
在其中一个实施例中，所述支座上设有刻度尺，可根据刻度尺来读取两个加工夹具之间的距离。
环形零件角度向心孔的加工方法，使用上述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，步骤如下，
加工开始前，根据环形零件所需的角度向心孔的角度来调整工件夹具的工件定位部的角度，调整支撑部的角度以配合工件定位部，支撑部与工件定位部连接以固定工件定位部的角度位置；
将支座固定安装在数控卧式镗铣床的加工平台上，将至少两个调整好角度的工件夹具平行安装在支座上，工件夹具的角度指工件定位部与底座之间的锐角，两个工件夹具之间留有加工位，两个工件夹具的工件定位部的角度相同，拔出定位杆，将环形零件放置在两个工件定位部的定位槽内，环形零件与加工平台的夹角等于工件定位部与底座的夹角，环形零件的位于加工位的部分是数控卧式镗铣床的铣刀加工的位置；
选取与工件定位部的数量相同的固定夹具安装在支座上，固定夹具的压板的一端与环形零件接触，调整支撑块的高度与工件定位部的高度相同，旋转压紧螺母使压杆向下压紧压板，压板向下压紧环形零件和支撑块，此时环形零件固定在两个工件夹具内；
数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件的部分进行加工，形成角度向心孔；
松开固定夹具的压杆，调整环形零件的位置，使角度向心孔与其中一个工件夹具内的定位孔对准，定位杆穿过角度向心孔嵌入定位孔，固定工件夹具的位置，旋紧固定夹具的压紧螺母，将环形零件固定在两个工件夹具内，数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件的部分进行加工，形成新的角度向心孔，重复本步骤，直至加工完成所有的角度向心孔，在同一个环形零件上的两两相邻的角度向心孔的孔心距相同。
在其中一个实施例中，所述支座上设有刻度尺，从环形零件的一端开始加工，通过调整数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的位置来确定两两相邻的角度向心孔的孔心距的距离。
在其中一个实施例中，所述定位孔位于定位槽靠近加工位的一侧，数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的中间，所述加工位的宽度是两两相邻的角度向心孔的孔心距的两倍。
本发明具有以下有益效果：
本发明的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具结构简单，固定夹具可根据环形零件所需的角度向心孔来调整工件夹具的角度，固定夹具的高度可调并与工件夹具的高度保持一致，压紧环形零件以便加工，工件夹具的工件固定部上设置有定位孔和定位杆，在加工环形零件的角度向心孔时可确保两两相邻的角度向心孔的孔心距相同；本发明的环形零件角度向心孔的加工方法，使用至少两个环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，两个工件夹具之间有加工位，环形零件放置在两个工件定位部的定位槽内，环形零件的位于加工位的部分是数控卧式镗铣床的铣刀加工的位置，配合工件夹具的定位孔和定位杆，实现环形零件的角度向心孔的加工和确保两两相邻的角度向心孔的孔心距相同。
附图说明
图1是本发明的工件夹具与环形零件的关系示意图；
图2是本发明的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具；
图3是本发明的实施例1示意图；
图4是本发明的实施例2示意图；
图5是本发明的实施例1的撑板结构示意图。
图中：1-环形零件，2-工件夹具，21-底座，22-工件定位部，23-定位槽，24-支撑部，25-定位孔，26-撑板，27-对接通孔，28-气杆，3-支座，4-固定夹具，41-压杆，42-压紧螺母，43-压板，44-支撑螺母，45-螺杆，5-对接部，6-对接螺孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
值得注意的是，本文所涉及的“上”“下”等方位词均相对于附图视角而定，仅仅只是为了便于描述，不能够理解为对技术方案的限制。
如图1-5所示。
如图1和图2所示，环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，包括支座3及设置在支座3上的工件夹具2和固定夹具4，工件夹具2和固定夹具4均与支座3可拆卸地连接；
支座3与数控卧式镗铣床的加工平台可拆卸地连接；
工件夹具2包括底座21、工件定位部22和支撑部24，底座21与支座3可拆卸地连接，工件定位部22的底端与底座21的一边铰接，支撑部24的底端与底座21的另一边铰接，支撑部24的顶端与工件定位部22可拆卸地连接，工件定位部22内设有与环形零件1相配合的定位槽23，定位槽23的侧面设有定位孔25，与定位孔25适配的定位杆嵌入定位孔25内；
固定夹具4设置在工件夹具2的后方，固定夹具4包括压板43、压杆41、压紧螺母42和支撑块，压板43设有供压杆41贯穿的压板43通孔，支座3上设有定位螺孔，压杆41外表面设有螺纹，压杆41穿过压板43通孔与支座3的定位螺孔螺纹连接，压紧螺母42旋入压杆41的顶端，压板43一端下方与支撑块连接，压板43另一端与工件定位部22的顶端连接以压紧环形零件1，支撑块可调整高度且支撑块的高度与工件夹具2的高度相同；支撑块包括相适配的支撑螺母44和螺杆45，支撑螺母44设置于支座3上，螺杆45的顶端与压板43连接，通过调整螺杆45旋入支撑螺母44的距离来调整支撑块的整体高度，使得支撑块的高度可与工件夹具2的高度一致。
优选地，支座3上设有刻度尺，可根据刻度尺来读取两个加工夹具之间的距离。
实施例1
如图3和图5所示，工件夹具2的支撑部24是长度固定的撑板26，工件定位部22的背面平行设有多个与撑板26的顶端适配的对接槽，撑板26的与工件定位部22接触的顶端设有多个对接螺孔6，对接槽设有贯穿工件定位部22的对接通孔27，撑板26的顶端嵌入对接槽内，对接螺孔6对准对接通孔27，通过螺栓穿过对接通孔27旋入对接螺孔6将撑板26与工件定位部22固定连接。
优选地，撑板26的顶端设有可转动的对接部5，对接部5设有多个对接螺孔6，撑板26的顶端可调整角度地嵌入对接槽内，对接螺孔6对准对接通孔27，通过螺栓穿过对接通孔27旋入对接螺孔6将撑板26与工件定位部22固定连接。
工件夹具2的角度或工件定位部22的角度均是指工件定位部22与底座21之间的锐角，本实施例中，工件定位部22可以选择的角度根据撑板26与工件定位部22之间的角度来确定，由于工件定位部22的背面的对接槽位置确定，工件定位部22可以选择的角度为确定的角度，如30°、45°、60°等。
实施例2
如图4所示，工件夹具2的支撑部24是气杆28，气杆28与外部的气缸连通，通过调整气杆28的长度来调整工件定位部22的角度，由于向气杆28充入一定气体后，气杆28可稳定在一个确定的长度，因此不影响数控卧式镗铣床对工件定位部22上的环形零件1的加工，当确定气杆28的长度后，气杆28与工件定位部22固定连接。
工件固定部背面设有多个螺孔，支撑部24的与工件固定部连接的顶端为可转动的对接头，对接头与工件固定部通过螺栓固定连接。
优选地，底座21上可拆卸地设有对应工件定位部22的角度显示板，底座21设置有插槽，角度显示板的角度范围是0-90°，角度显示板的下端设有插件，通过插件嵌入插槽内使角度显示板与底座21连接，在加工环形零件1前，将角度显示板安装在底座21上，根据角度显示板准确调整工件定位部22的角度，确保加工环形零件1的角度向心孔的角度准确。
工件夹具2的角度或工件定位部22的角度均是指工件定位部22与底座21之间的锐角，本实施例中，工件定位部22可以选择的角度范围更大。
如图1所示，结合上述实施例来说明环形零件角度向心孔的加工辅助夹具的使用方法，
将支座3安装在数控卧式镗铣床的加工平台上，将工件夹具2的底座21安装在支座3上，调整工件定位部22和支撑部24与底座21之间的夹角，确定工件定位部22的角度后，支撑部24与工件定位部22固定连接，维持工件定位部22的角度，将环形零件1放置在定位槽23内，环形零件1与加工平台的夹角等于工件定位部22与底座21的夹角，调整固定夹具4的支撑块的高度，旋转压紧螺母42使压杆41向下压紧压板43，压板43向下压紧环形零件1和支撑块，此时环形零件1固定在工件夹具2内。
结合上述内容来说明环形零件角度向心孔的加工方法，使用上述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，步骤如下，
加工开始前，根据环形零件1所需的角度向心孔的角度来调整工件夹具2的工件定位部22的角度，调整支撑部24的角度以配合工件定位部22，支撑部24与工件定位部22连接以固定工件定位部22的角度位置；
将支座3固定安装在数控卧式镗铣床的加工平台上，将两个调整好角度的工件夹具2平行安装在支座3上，工件夹具2的角度指工件定位部22与底座21之间的锐角，两个工件夹具2之间留有加工位，两个工件夹具2的工件定位部22的角度相同，拔出定位杆，将环形零件1放置在两个工件定位部22的定位槽23内，环形零件1与加工平台的夹角等于工件定位部22与底座21的夹角，环形零件1的位于加工位的部分是数控卧式镗铣床的铣刀加工的位置；
选取两个固定夹具4安装在支座3上，固定夹具4的压板43的一端与环形零件1接触，调整支撑块的高度与工件定位部22的高度相同，旋转压紧螺母42使压杆41向下压紧压板43，压板43向下压紧环形零件1和支撑块，此时环形零件1固定在两个工件夹具2内；
数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件1的部分进行加工，形成角度向心孔；
松开固定夹具4的压杆41，调整环形零件1的位置，使角度向心孔与其中一个工件夹具2内的定位孔25对准，定位杆穿过角度向心孔嵌入定位孔25，固定工件夹具2的位置，旋紧固定夹具4的压紧螺母42，将环形零件1固定在两个工件夹具2内，数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件1的部分进行加工，形成新的角度向心孔，重复本步骤，直至加工完成所有的角度向心孔，在同一个环形零件1上的两两相邻的角度向心孔的孔心距相同。
优选地，支座3上设有刻度尺，两个工件夹具2设置在刻度尺旁，从刻度尺读出加工位的宽度，从环形零件1的一端开始加工，通过调整数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的位置来确定两两相邻的角度向心孔的孔心距的距离。
优选地，定位孔25位于定位槽23靠近加工位的一侧，数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的中间，加工位的宽度是两两相邻的角度向心孔的孔心距的两倍。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，包括支座(3)及设置在支座(3)上的工件夹具(2)和固定夹具(4)，所述工件夹具(2)和固定夹具(4)均与支座(3)可拆卸地连接；
所述支座(3)与数控卧式镗铣床的加工平台可拆卸地连接；
所述工件夹具(2)包括底座(21)、工件定位部(22)和支撑部(24)，所述底座(21)与支座(3)可拆卸地连接，所述工件定位部(22)的底端与底座(21)的一边铰接，所述支撑部(24)的底端与底座(21)的另一边铰接，所述支撑部(24)的顶端与工件定位部(22)可拆卸地连接，所述工件定位部(22)内设有与环形零件(1)相配合的定位槽(23)，所述定位槽(23)的侧面设有定位孔(25)，与定位孔(25)适配的定位杆嵌入定位孔(25)内；
所述固定夹具(4)设置在工件夹具(2)的后方，所述固定夹具(4)包括压板(43)、压杆(41)、压紧螺母(42)和支撑块，所述压板(43)设有供压杆(41)贯穿的压板(43)通孔，所述支座(3)上设有定位螺孔，所述压杆(41)外表面设有螺纹，所述压杆(41)穿过压板(43)通孔与支座(3)的定位螺孔螺纹连接，压紧螺母(42)旋入压杆(41)的顶端，压板(43)一端下方与支撑块连接，压板(43)另一端与工件定位部(22)的顶端连接以压紧环形零件(1)，所述支撑块可调整高度且支撑块的高度与工件夹具(2)的高度相同。
2.如权利要求1所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述支撑部(24)是气杆(28)，所述气杆(28)与外部的气缸连通。
3.如权利要求2所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述底座(21)上可拆卸地设有对应工件定位部(22)的角度显示板，所述底座(21)设置有插槽，所述角度显示板的角度范围是0-90°，所述角度显示板的下端设有插件，通过插件嵌入插槽内使角度显示板与底座(21)连接。
4.如权利要求1所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述支撑部(24)是长度固定的撑板(26)，所述工件定位部(22)的背面平行设有多个与撑板(26)的顶端适配的对接槽，所述撑板(26)的与工件定位部(22)接触的顶端设有多个对接螺孔(6)，所述对接槽设有贯穿工件定位部(22)的对接通孔(27)，撑板(26)的顶端嵌入对接槽内，对接螺孔(6)对准对接通孔(27)，通过螺栓穿过对接通孔(27)旋入对接螺孔(6)将撑板(26)与工件定位部(22)固定连接。
5.如权利要求4所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述撑板(26)的顶端设有可转动的对接部(5)，所述对接部(5)设有多个对接螺孔(6)，撑板(26)的顶端可调整角度地嵌入对接槽内，对接螺孔(6)对准对接通孔(27)，通过螺栓穿过对接通孔(27)旋入对接螺孔(6)将撑板(26)与工件定位部(22)固定连接。
6.如权利要求1所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述支撑块包括相适配的支撑螺母(44)和螺杆(45)，所述支撑螺母(44)设置于支座(3)上，所述螺杆(45)的顶端与压板(43)连接，通过调整螺杆(45)旋入支撑螺母(44)的距离来调整支撑块的整体高度。
7.如权利要求1所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，其特征在于，所述支座(3)上设有刻度尺。
8.环形零件角度向心孔的加工方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的环形零件角度向心孔的加工辅助夹具，步骤如下，
加工开始前，根据环形零件(1)所需的角度向心孔的角度来调整工件夹具(2)的工件定位部(22)的角度，调整支撑部(24)的角度以配合工件定位部(22)，支撑部(24)与工件定位部(22)连接以固定工件定位部(22)的角度位置；
将支座(3)固定安装在数控卧式镗铣床的加工平台上，将至少两个调整好角度的工件夹具(2)平行安装在支座(3)上，两个工件夹具(2)之间留有加工位，两个工件夹具(2)的工件定位部(22)的角度相同，拔出定位杆，将环形零件(1)放置在两个工件定位部(22)的定位槽(23)内，环形零件(1)与加工平台的夹角等于工件定位部(22)与底座(21)的夹角，环形零件(1)的位于加工位的部分是数控卧式镗铣床的铣刀加工的位置；
选取与工件定位部(22)的数量相同的固定夹具(4)安装在支座(3)上，固定夹具(4)的压板(43)的一端与环形零件(1)接触，调整支撑块的高度与工件定位部(22)的高度相同，旋转压紧螺母(42)使压杆(41)向下压紧压板(43)，压板(43)向下压紧环形零件(1)和支撑块，此时环形零件(1)固定在两个工件夹具(2)内；
数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件(1)的部分进行加工，形成角度向心孔；
松开固定夹具(4)的压杆(41)，调整环形零件(1)的位置，使角度向心孔与其中一个工件夹具(2)内的定位孔(25)对准，定位杆穿过角度向心孔嵌入定位孔(25)，固定工件夹具(2)的位置，旋紧固定夹具(4)的压紧螺母(42)，将环形零件(1)固定在两个工件夹具(2)内，数控卧式镗铣床的铣刀对位于加工位的环形零件(1)的部分进行加工，形成新的角度向心孔，重复本步骤，直至加工完成所有的角度向心孔，在同一个环形零件(1)上的两两相邻的角度向心孔的孔心距相同。
9.如权利要求8所述的环形零件角度向心孔的加工方法，其特征在于，所述支座(3)上设有刻度尺，从环形零件(1)的一端开始加工，通过调整数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的位置来确定两两相邻的角度向心孔的孔心距的距离。
10.如权利要求8所述的环形零件角度向心孔的加工方法，其特征在于，所述定位孔(25)位于定位槽(23)靠近加工位的一侧，数控卧式镗铣床的铣刀对准加工位的中间，所述加工位的宽度是两两相邻的角度向心孔的孔心距的两倍。
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