CN213034076U

CN213034076U - 一种内外圆偏心加工定位装置

Info

Publication number: CN213034076U
Application number: CN202021423922.0U
Authority: CN
Inventors: 刘坚
Original assignee: Guangzhou Kaihua Electromechanical Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Kaihua Electromechanical Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2020-07-20
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2030-07-20

Abstract

本实用新型公开了一种内外圆偏心加工定位装置，包括第一定位装置、第二定位装置，第一定位装置用于定位深孔加工后的工件的一端，第二定位装置用于定位深孔加工后的工件的相对端；所述第一、二定位装置均包括基座，基座的一面设置有芯轴；所述芯轴用于伸入工件的定位深孔，芯轴与定位深孔间隙配合；安装有芯轴的基座的一面开有一凹槽；未安装有芯轴的基座的相对面设置有偏心顶尖孔；工件两端的工艺轴肩设置有与凹槽形状相匹配的凸起；所述偏心顶尖孔的位置、芯轴横截面中心、方槽中心按偏心距加工而成。本实用新型无需进行原来的复杂计算和调校就能加工，且内外圆的形位公差由此装置保证合格。

Description

一种内外圆偏心加工定位装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及偏心工件加工领域，特别涉及一种内外圆偏心加工定位装置。

背景技术

石油天然气行业钻探装备的随钻智能设备中，其电子设备/器材的载体大部分为长轴类金属零部件，其中有相当部分为内/外圆偏心的细长轴类零件，因此此类偏心件的加工就成为行业一大特点。此类偏心工件在完成内孔加工后，其后序加工是保证工件精度的关键所在。

由于工件内部长孔加工(行业称之为深孔加工，下同)的特性，致使工件内孔轴线相对圆外圆轴线总会发生偏差(即：平行度偏差)，因此深孔加工完成后必须以内孔为基准加工外圆，使外圆的轴线与内孔的轴线平行并达到偏心距要求(行业称之为：纠偏)。

如图1、2、3(图中粗实线为加工面)，现有的纠偏作业步骤如下：

(1)用车床两端的四爪夹住工件的工艺轴肩，首先通过壁厚仪分别测量两端同一截面的壁厚差(理论值：Z1-Z2＝2E/Z4-Z3＝2E；Y2/4-Y1/3＝0)，从而调校外圆轴线与内圆轴线的平行度；

(2)再使用径向百分表分别测量Z/Y向的偏心量，根据测量结果分别对两端Z/Y向的四爪进行调校，其中Z方向的Ld-Lu＝2E/Rd-Ru＝2E；Y方向则Y1＝Y2/Y3＝Y4，然后进行试车，经不断测量/调校再试车，直至达到形位尺寸要求。

上述纠偏作业步骤，是本领域技术人员和工人师傅结合各自的实践经验总结出来的，对操作者的要求太高而且工效较低，严重制约了产能，具体为：

(1)需要操作者具备相应的立体几何知识及其相关的计算方法，还需有较为丰富的调校经验，对操作者的要求较高，一个单位里往往只是个别员工才能胜任；

(2)壁厚仪的使用要求检验员具有很强的手感和经验，因其测量结果直接影响调校的效果，因此对检验员的经验和感觉要求也高；

(3)由于需要人工反复测量和调校，工效相对较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种内外圆偏心加工定位装置，用于解决偏心工件加工的定位装夹问题，由于简便易行使普通操作者也能操作，使偏心加工工艺的普及化、简单化，凡是车工使用此夹具无需进行原来的复杂计算和调校就能加工，且内外圆的形位公差由此装置保证合格。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：

一种内外圆偏心加工定位装置，包括第一定位装置、第二定位装置，第一定位装置用于定位深孔加工后的工件的一端，第二定位装置用于定位深孔加工后的工件的相对端；

所述第一、二定位装置均包括基座，基座的一面设置有芯轴；所述芯轴用于伸入工件的定位深孔，芯轴与定位深孔间隙配合；安装有芯轴的基座的一面开有一凹槽；未安装有芯轴的基座的相对面设置有偏心顶尖孔；工件两端的工艺轴肩设置有与凹槽形状相匹配的凸起；所述偏心顶尖孔的位置、芯轴横截面中心、方槽中心按偏心距加工而成。

所述偏心顶尖孔为通孔。偏心顶尖孔不是必须为通孔，当偏心顶尖孔为通孔时，能够节省材料，也减轻加工定位装置的自重。

所述凹槽的形状包括圆角方槽、直角方槽、圆形凹槽、多边形凹槽。实际上凹槽的形状不限于圆角方槽、直角方槽，还可以为三角槽、五角槽等等；槽角是否为圆角也不限定；是否为等角也不限定，为其他无规则形状同样可行，只要满足工艺轴肩上设置的凸起插入凹槽后，基座与工件在轴向上不发生相对位移即可；基于工件内外圆偏心距和相对位置的要求，本实用新型装置的定位凹槽可以由任何形状组成，具体形状由工件精度、工艺装备、材料等相关条件进行选用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型的关键点在于与原有工艺比更为简便实用，原工艺需要操作者具备相应的立体几何知识及其相关的计算方法，还需有较高的调校经验，对操作者的要求较高，一个单位里往往只是个别员工才能胜任；本实用新型定位装夹装置使任何合格的车工都能胜任操作；由于无需做相关的在线测量、计算、调校等辅助工作，大大节约了辅助时间；

2、原有的加工工艺其内/外圆的形位公差是依据壁厚仪的测量结果，经计算间接获取的。因此，对形位公差的掌控和测量，需要操作者具有相当的技能和经验，在单位里仅有少数操作者才能胜任此工序的操作，非常不具有普遍性，同时对检验员的要求也颇高，严重制约了我们的产能；本实用新型解决了对操作者高要求的束缚；因工件的位置公差由本实用新型技术的装置保证，因此加工后无需对位置公差进行检验，只需对工件外圆直径进行测量即可，极大地简化了工艺内容，操作极其简便并能普及化。

3、原工艺由于需要人工反复测量、调校、试车，直接影响了加工效率；本实用新型定位装夹装置极大的提高了效率。

附图说明

图1是传统工艺的工件侧视图；

图2是传统工艺的工件主视剖面图，剖面沿着图1中Z方向调节工件(卡爪)；

图3是传统工艺的工件俯视剖面图，剖面沿着图1中Y方向调节工件(卡爪)；

图4是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置对应工件的侧视图；此时为工件的工艺轴肩与本实用新型的定位装置进行配合所需的形状；该图显示工件的工艺轴肩的形状；

图5是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置对应工件的E向剖视图；此时工件的工艺轴肩应形成的加工工况需求；

图6是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置与工件装配完成的结构示意图；

图7是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置的第一、二定位装置的立体图，此时定位凹槽为矩形凹槽(圆角方形凹槽)；

图8是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置的对应工件的结构示意图；

图9是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置与对应工件装配后的效果图；

图10是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置与对应工件的状态图，此时为机头顶尖、第一定位装置、工件、第二定位装置、尾座顶尖的分解爆炸图；

图11是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置与对应工件的状态图，此时第一、二定位装置夹在机床上；

图12是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置的第一、二定位装置的立体图，此时定位凹槽为圆形凹槽；

图13是本实用新型所述内外圆偏心加工定位装置的第一、二定位装置的立体图，此时定位凹槽为多边形凹槽。

其中，附图标记含义如下：

1-工件；

2-工艺轴肩；

3-Z方向调节工件(卡爪)；

4-Y方向调节工件(卡爪)；

5-内孔中心轴线；

6-加工回转轴线；7-定位深孔；8-第一定位装置；

9-第二定位装置；

10-机头顶尖；

11-尾座顶尖；

12-基座；

13-芯轴；

14-凹槽；

15-偏心顶尖孔；

16-圆形凹槽；

17-多边形凹槽。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图4～13，一种内外圆偏心加工定位装置，包括第一定位装置、第二定位装置，第一定位装置用于定位深孔加工后的工件的一端，第二定位装置用于定位深孔加工后的工件的相对端；

所述凹槽的形状为圆角方槽。

如图12、13，实际上凹槽的形状不限于圆角方槽、直角方槽，还可以为三角槽、五角槽等等；槽角是否为圆角也不限定；是否为等角也不限定，为其他无规则形状同样可行，只要满足工艺轴肩上设置的凸起插入凹槽后，基座与工件在轴向上不发生相对位移即可；在此情形下，凹槽的形状为圆形则不行，椭圆则是可行的。

所述内外圆偏心加工定位装置的使用过程如下：

1、在工件深孔加工完成后，在工件两端的的工艺轴肩上，以内孔和外圆最高点为基准铣一四方形凸起；

2、该定位装置包括芯轴、方槽和偏心顶尖孔，其设计要点是偏心顶尖孔的位置与芯轴及方槽中心按偏心距加工而成；

3、把装置按方向插入零件两端，两端顶尖对顶(即：两顶)后，我们所需的加工回转轴就形成了。

本实施例中的内外圆偏心加工定位装置，由一对结构、形状、尺寸完全一致的零件组成；该装置的零件均包括基座，基座的一面设置有芯轴，该芯轴用于嵌入工件的内孔，芯轴与工件内孔呈间隙配合；与芯轴同向的基座面开有一凹槽，此凹槽与工件偏心工艺轴肩上的四方台配合，形成内外圆的定位方向；而基座的另一面有一按设计值加工成的偏心顶尖孔，该顶尖孔决定了内外圆的偏心距。使用时只需把该装置按方向分别套入工件两端的工艺轴肩，然后用机床头为两端的顶尖顶入该装置的偏心顶尖孔即可，非常简便实用(原理如图2)，无需进行原来的复杂计算和调校就能直接加工，工件内外圆的形位公差由此装置保证合格。

该装置用于解决偏心工件加工的定位装夹问题，由于简便易行使普通操作者也能操作，使偏心加工工艺的普及化、简单化，凡是车工使用此夹具无需进行原来复杂的计算和调校就能加工，且内外圆的形位公差由此装置保证；对应的原理如图6，效果如图9、11。

具体地：

1、在工件两端的工艺轴肩上，以内孔为基准铣成四方，如图8、4，供工装定位装夹之用；

2、把如图7结构尺寸完全相同的定位装夹装置，与工件装配如图11，然后上到机床由两端的顶尖顶住该定位装夹装置的顶尖孔，如此就形成了与内孔轴线呈设计偏心距的回转轴了。当机床主轴转动，所加工的外圆与内孔的位置尺寸就形成了。

该装置的关键点如下：

1、关键点是该装置总体结构的构思，该装置由芯轴、方向定位方槽、偏心顶尖孔、基座组成；首先，偏心顶尖孔是解决偏心距的关键；该装置是由结构、形状、尺寸完全一致的零件组成；因此该结构为技术方案的关键点；

2、方向定位方槽决定了内外圆的位置关系，根据工件的精度需求，该方向定位槽可设计成圆形槽、矩形槽或多边形槽；因此方向定位槽也是技术方案的关键点。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种内外圆偏心加工定位装置，其特征在于：包括第一定位装置、第二定位装置，第一定位装置用于定位深孔加工后的工件的一端，第二定位装置用于定位深孔加工后的工件的相对端；

2.根据权利要求1所述内外圆偏心加工定位装置，其特征在于：所述偏心顶尖孔为通孔。

3.根据权利要求1所述内外圆偏心加工定位装置，其特征在于：所述凹槽的形状包括圆角方槽、直角方槽、圆形凹槽、多边形凹槽。