CN116214229A - 可调偏心距的夹具工装组 - Google Patents

Abstract

可调偏心距的夹具工装组，偏向套夹紧件为两端开口的圆柱体，侧壁上设有内螺纹通孔；沿偏向套夹紧件的一侧圆周设有若干用于连接工件的螺母。偏向套夹持件设有供偏向套夹紧件套入的第一偏心孔，侧壁设有若干用于调整偏心距的外螺纹通孔；紧定螺钉依次旋入外螺纹通孔、内螺纹通孔，以调节偏向套夹紧件在第一偏心孔内的偏心距离。本发明通过依靠偏向套、偏心套、偏心夹套、夹套和车床的夹具、中心架的相互配合，来改变工件在车床上的旋转中心，工件的调整偏心距、校准和找正工序快捷方便，保证了零件的偏心距和精度，从而实现工件外表面的准确加工。

Description

可调偏心距的夹具工装组

技术领域

本发明涉及零部件加工辅助机械装置，具体地说是一种用于制造井下勘探钻进工具的可调偏心距的夹具工装组。

背景技术

机械传动中，回转运动与往复运动的转换应用的十分广泛(例如汽车发动机)，而这种运动方式往往通过偏心零件来实现，例如偏心轮或曲轴。由于车床加工的限制使得该类零件无法直接在车床加工，主要的问题是如何在保证精度的情况下，制定合适的夹紧定位方案。

传统的加工方法为三爪车削法、四爪车削法和花盘车削法等。此类方法的装夹过程复杂、找正困难，在装夹过程中极易产生误差，并且调整中心距的方法十分复杂。同时，这些方法对操作者的加工技能要求较高，故难以适应批量生产。

发明内容

为克服传统技术的缺陷，本发明旨在提供一种用于制造井下勘探钻进工具的可调偏心距的夹具工装组。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案提供一种偏向套，用于普车-深孔钻工艺，包括偏向套夹持件与偏向套夹紧件；其中，偏向套夹紧件为两端开口的圆柱体，侧壁上设有内螺纹通孔；沿偏向套夹紧件的一侧圆周设有若干用于连接工件的螺母，螺母的开孔为径向。

偏向套夹持件设有供偏向套夹紧件套入的第一偏心孔，侧壁设有若干用于调整偏心距的外螺纹通孔；紧定螺钉依次旋入外螺纹通孔、内螺纹通孔，以调节偏向套夹紧件在第一偏心孔内的偏心距离。

其中，偏向套夹持件沿偏心方向标注刻度尺、标识中心距并标注偏心方向。

其中，外螺纹通孔沿偏心方向设于偏向套夹持件两侧相对的侧壁上。

其中，偏向套夹持件内测沿偏心距方向设有可按下的导轨，对应偏向套夹紧件设有容纳导轨的导向槽。

其中，偏向套夹持件为两端开口的圆柱体。

其中，所述第一偏心孔为长圆形孔。

其中，偏向套夹紧件由薄壁弯曲而形成两端开口的圆管。

本发明提供一种偏心套，用于精车工艺，偏心套的套体呈柱体，其一侧端面上设有供工件端部插入的柱型槽，柱型槽的侧壁设有若干用于固定工件的螺纹通孔。

其中，套体的另一端的端面设有第二导轨，第二导轨中嵌有可滑动的运动件；运动件为长方体，对应安装外侧设有顶针孔，与顶针孔距离较远一侧开有螺纹孔。

本发明还提供一种偏心夹套，用于精车工艺，包括偏心夹套夹持件与偏心夹套夹紧件，其中，偏心夹套夹紧件为两端贯通的圆柱体，其内腔用于固定经粗加工后的工件；

偏心夹套夹持件为设有第二偏心孔的圆柱体，偏心孔侧壁的最大壁厚处设第二外螺纹通孔，用于穿入紧定螺栓固定偏心夹套夹紧件的位置。

其中，偏心夹套夹持件沿偏心距方向设置刻度尺，对应的夹紧件侧面位置刻有划线。

其中，偏心夹套夹持件内侧沿偏心距方向设有可按下的导轨，对应偏心夹套夹紧件设有容纳导轨的导向槽。

其中，偏心夹套夹紧件的侧壁沿轴向设有贯穿的窄缝，窄缝的两侧位置分别焊接连接板，两块连接板上钻了可穿入螺栓的连接孔，螺栓穿过两连接孔并紧固，以实现工件的夹紧。

其中，偏心夹套夹紧件由薄壁弯曲而形成两端开口的圆柱体。

本发明还提供一种夹套，用于管子车工艺，夹套的套体为设有偏心孔的圆柱体，且在圆柱壁最薄方向上沿轴向设有贯通的窄缝。

和现有技术相比，本发明通过依靠偏向套、偏心套、偏心夹套、夹套和车床的夹具、中心架的相互配合，来改变工件在车床上的旋转中心，工件的调整偏心距、校准和找正工序快捷方便，保证了零件的偏心距和精度，从而实现工件外表面的准确加工。

各夹具工装有步骤、有层次地实现偏心工件外表面的粗加工和精加工，间安排合理、过程紧凑，较方便地实现零件的安装与找正，实现不同偏心距的工件的加工。

夹具工装的零件数量较少，降低了整个系统的复杂性；零件安装过程简洁方便，安装时对操作者的加工技能要求不高。

附图说明

图1为偏向套的结构示意图；

图2为偏向套夹持件的结构示意图；

图3为偏向套夹紧件的结构示意图；

图4为偏心套和其运动件的结构示意图；

图5为偏心夹套的结构示意图；

图6为偏心夹套夹持件的结构示意图；

图7为偏心夹套夹紧件的结构示意图；

图8为夹套的结构示意图；

图9为本发明实施例的普车-深孔钻工艺中工装第一步装夹的示意图；

图10为偏向套的使用说明图；

图11为本发明实施例的普车-深孔钻工艺中工装第二步装夹的示意图；

图12、13为本发明实施例的精车工艺中工装的装夹示意图(偏心夹套和偏心套)；

图14为本发明实施例的管子车工艺中工装的装夹示意图；

参见附图，1、11、16、刻度尺；2、17、导轨；3、焊接螺母；4、18、导向槽；5、内螺纹通孔；6、14、19、划线；7、紧定螺钉；8、偏向套夹持件；9、紧定螺栓；10、偏向套夹紧件；12、第二导轨；13、偏心套运动件；15、顶针孔；20、连接板。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步地说明。

参见图1至图14，图1至图14展示的是本发明的一个实施例。本发明采用了以下的技术方案：本实施例的工装夹具的加工需要由四个作为主零件的夹具工装承担工艺工序，包括偏向套、偏心套、偏心夹套和夹套。

参见图1-3，所述偏向套为普车-深孔钻工艺工装的主要零件，该工装依工艺顺序为本工艺所应用到的第一套工装，偏向套由偏向套夹持件与偏向套夹紧件组成。偏向套夹持件为开有偏心长圆形孔(第一偏心孔)的圆柱体，沿壁厚最厚位置和壁厚最薄位置作径向的螺纹通孔(外螺纹通孔)。

作为优选，向套夹持件沿偏心方向标注刻度尺来标识中心距，并标注偏心方向；其内壁沿偏心方向安装导轨。偏向套夹紧件为沿一侧对称焊有四个径向螺母的薄壁管体，管体内部供工件穿过、固定，侧壁上设有与外侧壁上设有与外螺纹通孔对应的内螺纹通孔。在工艺过程中，首先在工件两侧底面上划线确定中心距并钻出装夹用中心孔，然后在大外圆柱面上沿偏心方向安装偏向套夹紧件，用紧定螺钉穿入螺母以固定偏向套夹紧件，并由紧定螺钉依次旋入外螺纹通孔、内螺纹通孔，以调节、补偿偏向套夹紧件在第一偏心孔内的偏心距离；安装位置分别为与加工侧相对的另一侧和中心架安装位置，在偏向套夹紧件和工件端面上提前沿偏心方向刻好划线，安装时两根划线相互对齐即可完成校准。安装工件时，三爪卡盘卡住外侧的偏向套夹持件上，中心架搭在里侧的偏向套夹紧件上。

参见图4，所述偏心套和偏心夹套为精车工艺工装的主要零件，该工装依工艺顺序为本工艺所应用到的第二套工装。偏心套主体为一侧端面开有圆柱型槽的圆柱体，圆柱型槽的直径为前一次工艺组中加工的偏心小外圆柱面直径，圆柱型槽的侧壁沿圆周均匀开设四个贯通的螺纹通孔，在装配时用螺栓旋入螺纹通孔来固定工件。偏心套的另一侧端面加工一个第二导轨，第二导轨中嵌有可滑动的运动件；运动件为长方体，对应安装外侧设有可变偏心距顶针孔，与顶针孔距离较远一侧开有与第二导轨平行的螺纹孔，顶针孔用于容纳车床顶针，固定工件和工装组，实现偏心，螺纹孔用于从偏心套带螺纹孔一侧穿入螺钉，固定运动件。偏心距为加工工件要求加工的偏心距，为方便确定偏心方向和偏心距，对准工件，在偏心套的上、下两个方向上刻有划线，第二导轨旁安装刻度尺标识中心距。

参见图5-7，偏心夹套由偏心夹套夹持件与偏心夹套夹紧件组成，偏心夹套夹紧件为薄壁圆柱体(管状)，为了实现偏心夹套的在夹紧过程中不损伤已加工表面，偏心夹套夹紧件的侧壁沿轴向打断，开一个窄缝，窄缝的两侧分别焊接两块连接板，连接板上设有连接孔，用于穿入螺栓，并用螺栓的紧固实现工件的夹紧。

偏心夹套夹持件为开有偏心长圆孔(第二偏心孔)的圆柱体，在偏心距方向放置刻度尺，用以标识偏心距；在其侧壁的最厚处开螺纹通孔，用于穿入螺栓固定夹紧件位置。在工艺过程中，将偏心套和偏心夹套夹紧件安装到工件的两侧，即经过粗加工的偏心孔圆柱面位置，工件直接插入偏心套的圆柱型槽中，在与大外圆柱面校正完成后，用螺栓旋紧并用螺钉穿入导轨一侧螺纹孔固定工件，工件的另一侧放入偏心夹套，将工件连同工装安装在车床上，车床顶针顶住偏心套中心孔后，将偏心夹套与大外圆柱面校准之后，用三爪卡盘卡紧偏心夹套，从而在工件上固定偏心夹套。

参见图8，所述夹套为管子车工艺工装的主要零件，该工装依工艺顺序为本工艺所应用到的第三套工装，夹套为有偏心孔的圆柱体，为防止夹紧时破坏工件已加工表面，夹套内表面加工精度较高，为容留夹紧产生的形变，在圆柱壁最薄方向上沿轴向加工出贯通的窄缝。为提高精度，简化加工流程，该工件设计为非可变偏心距的形式，在工艺过程中，大外圆柱面上安装夹套、并用卡盘夹紧之后，以内孔为准，对两侧偏心圆柱面和过渡面和内孔进行精加工同时进行管子螺纹车加工。

基于上述夹具工装套装，工件的完整加工工艺可分成五个工艺组，分别为1)定位-粗车工艺、2)划线-普车-深孔钻工艺、3)测厚-半精铣-精车工艺、4)管子车工艺和5)立铣-钳工工艺。前四个工艺组的功能是对零件主要外形的加工，最后一个工艺组的功能为对传感器等仪器安放位置的加工，对所有加工工艺进行评估得，所有加工工艺中，划线-普车-深孔钻工艺、测厚-半精铣-精车工艺和管子车工艺涉及到偏心圆柱面的加工，在加工工艺中相对不易实现，故加工的重点在这三个工艺组。

加工工艺组1)为定位-粗车工艺。

取得一块完整的长圆柱棒料，先将该棒料切割至零件要求长度，再在车床上落料，粗车至相对接近大外圆柱面直径大小，然后对圆柱面直线度进行一次校准。加工工艺组2)为划线-普车-深孔钻工艺。

该工艺组的主要加工目标是偏心外圆柱面和过渡的粗加工。首先是钳工工序，在工件底面确定中心距划线标记位置，在确定位置处钻出顶针顶住工件和车内孔时所需的中心孔；随后粗车一侧偏心小外圆柱面和过渡面，安装方式如图9所示，取两个偏向套，一个偏向套安装在靠近底面一侧，另一个偏向套安装在靠近中部位置，调整偏向套的偏心距，偏向套改变工件旋转中心、补偿工件的偏心距；校准两个偏向套偏心方位，校准完成后用螺栓旋紧固定在工件上，靠近底面的偏向套用三爪卡盘固定，而中部的偏向套搭上中心架。工件为长零件，若工件的中部无支撑，受力导致形变将会在零件上累积，导致工件加工精度大大降低，故在工件中部搭中心架以减小误差。

在加工一侧，用顶针顶住中心孔，按照工艺图车出偏向小外圆柱面及过渡斜面，取下工件，撤掉未加工一侧偏向套，用三爪卡盘夹紧已加工偏向小外圆柱面，偏向小外圆柱面未经过精加工，故可以直接夹持，中部的偏向套搭上中心架，顶针顶住中心孔。如图11所示，粗车余下一侧偏向小外圆柱面及过渡斜面，此时中部偏向套不撤下；最后以偏向小外圆柱为准，搭中心架钻、扩、镗偏心通孔，通孔加工完成后，用相应的通棒进行检验。

加工工艺组3)为测厚-半精铣-精车工艺。

该工艺组的主要加工目标是大外圆柱面和过渡的精加工。首先对工件壁厚进行测量，并记录数据；然后将工件安装到龙门立式加工中心，按照工艺要求和同轴度要求对两端外圆进行半精铣，分别夹一端外圆、另一端外圆搭中心架，校正两端外圆，均分余量，掉头铣对总长，孔口去除翻边毛刺；然后利用钳工工序对零件进行测量，找到轴端和大外圆最高点；然后以此为准，在两轴端外圆画出中心十字线。此步用于下一步，使工装方便与工件对准。然后安装工装，将偏心套的刻线与轴端外圆的刻线对齐，将工件放入偏心套的圆柱型槽中，调整偏心套的偏心距，校准完成后用螺栓旋入夹紧，将偏心夹套的刻线与另一端轴端外圆的刻线对齐，对齐后将其安装到另一侧轴端外圆上，校准之后即可落料。如图12、图13所示，将偏心夹套安装到三爪卡盘上，三爪卡盘夹紧偏心夹套，偏心夹套帮助工件补偿因为偏心小外圆柱而在安装时产生的偏心距，另一端用顶针顶住偏心套的中心孔，中心孔补偿偏心距；最后对大外圆柱面进行精车，精车到要求直径，并控制壁厚，调整均匀。

加工工艺组4)为管子车工艺。

该工艺组的主要加工目标是偏心圆柱面及过渡的精加工。首先是在工件上安装工装，取两个夹套，将夹套安装到大外圆柱面上，如图14所示，工装连同工件一起插入管螺纹车床通孔，在进行校准之后，两个卡盘分别固定并夹紧夹套，夹套内部的圆柱面与工件接触，可以很大限度减少工件表面形变，防止对工件造成失效的损伤；然后以内孔为准，校正两端内孔跳动；然后对偏心圆柱面和过渡进行精加工，同时加工两侧外螺纹和阶梯孔，最后两侧上螺纹保护套。加工工艺组5为立铣-钳工工艺。

该工艺组的主要加工目标为传感器等零部件安装位置的加工。将工件固定在立式铣床上，依顺序铣两侧扁式特征，各槽、圆角、平面和U型槽，钻铣各螺纹底孔，然后用钳工攻各螺纹，最后对工件做表面处理。

上面结合附图及实施例描述了本发明的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本发明的限制，本领域内熟练的技术人员可依据需要做出调整，在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改均在保护范围内。

Claims (10)

1.一种偏向套，用于普车-深孔钻工艺，其特征在于：包括偏向套夹持件与偏向套夹紧件；其中，偏向套夹紧件为两端开口的圆柱体，侧壁上设有内螺纹通孔；沿偏向套夹紧件的一侧圆周设有若干用于连接工件的螺母，螺母的开孔为径向；偏向套夹持件设有供偏向套夹紧件套入的第一偏心孔，侧壁设有若干用于调整偏心距的外螺纹通孔；紧定螺钉依次旋入外螺纹通孔、内螺纹通孔，以调节偏向套夹紧件在第一偏心孔内的偏心距离。

2.根据权利要求1所述的偏向套，其特征在于：偏向套夹持件沿偏心方向标注刻度、标识中心距并标注偏心方向。

3.根据权利要求1所述的偏向套，其特征在于：外螺纹通孔沿偏心方向设于偏向套夹持件两侧相对的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的偏向套，其特征在于：偏向套夹持件为两端开口的圆柱体。

5.一种偏心套，用于精车工艺，其特征在于：偏心套的套体呈柱体，其一侧端面上设有供工件端部插入的柱型槽，柱型槽的侧壁设有若干用于固定工件的螺纹通孔。

6.根据权利要求5所述的偏心套，其特征在于：套体的另一端的端面设有第二导轨，第二导轨中嵌有可滑动的运动件；运动件为长方体，对应安装外侧设有顶针孔，与顶针孔距离较远一侧开有螺纹孔。

7.一种偏心夹套，用于精车工艺，其特征在于：包括偏心夹套夹持件与偏心夹套夹紧件，其中，偏心夹套夹紧件为两端贯通的圆柱体，其内腔用于固定经粗加工后的工件；

偏心夹套夹持件为设有第二偏心孔的圆柱体，偏心孔侧壁的最大壁厚处设第二外螺纹通孔，用于穿入紧定螺栓固定偏心夹套夹紧件的位置。

8.根据权利要求7所述的偏心夹套，其特征在于：偏心夹套夹紧件沿偏心距方向设置刻度尺，对应的夹紧件侧面位置刻有划线。

9.根据权利要求7所述的偏心夹套，其特征在于：偏心夹套夹紧件的侧壁沿轴向设有贯穿的窄缝，窄缝的两侧分别设有连接板，两块连接板上设有可穿入螺栓的连接孔，螺栓穿过两连接孔并紧固，以实现工件的夹紧。

10.一种夹套，用于管子车工艺，其特征在于：夹套的套体为设有偏心孔的圆柱体，且在圆柱壁最薄方向上沿轴向设有贯通的窄缝。

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