CN216359436U - 一种气动头活塞孔加工夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车床加工技术领域的一种气动头活塞孔加工夹具，其在夹具体上设置定位套，定位套设有中心孔和定位孔，定位孔连通中心孔和定位套右端部；在定位孔和定位套右端部之间，设置螺栓手柄；在定位孔上表面，沿直径方向，设有连通定位套前后端面的通槽，通槽中设置定位圆柱销；将工件由下而上放置于定位孔中，定位圆柱销穿过工件的两个螺旋槽上孔，并放置于通槽中；旋转螺栓手柄，将工件夹紧于定位套的定位孔中，即可对工件准确定位和夹紧；定位孔开放式设计，对工件外圆周大面积产生夹紧力，既夹紧工件又避免工件变形和夹痕；高精度的定位孔和定位圆柱销，满足工件在同轴度、位置精度等高精尖加工要求，可加工高精零部件或塑料等弹性工件。

Description

一种气动头活塞孔加工夹具

技术领域

本发明涉及车床加工工装夹具技术和设备领域，具体是一种气动头活塞孔加工夹具。

背景技术

作为一种常用的机械零件加工机床，铣床主要应用于各种复杂的平面、曲面和壳体类零件的加工，常加工的零件有各类的凸轮、连杆、箱体、套筒开槽等零件的铣削加工。

套筒零件在各类机械中应用广泛，主要起到支撑或导向的作用，套筒在铣床上进行加工开槽时，需要使用夹具将之夹紧，然后才能进行铣削加工开槽；现有技术的夹具一次只能夹持一个套筒进行加工作业，生产效率低下，为了解决这一问题，申请人于2021年1月21日，申请了《一种铣床通用夹具》专利，专利号2021201672798，主要内容是，在夹具体上设置多个V形块，可同时夹持多个待加工工件，采用螺杆配合铰接偏心轮，迅速锁定或解锁V形块，达到可同时加工多个工件的目的，生产效率提高。

然而，上述V形块对于圆柱形工件的夹持，只有四个夹持点或四条夹持线，对工件的夹持力集中在四个点或四条线，易使工件产生不同程度的变形，尤其对于高精尖工件，或者是弹性工件如塑料工件影响更甚，这一问题期待着解决方案的出现。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种气动头活塞孔加工夹具。

本发明使用的技术方案如下：

一种气动头活塞孔加工夹具，其包括夹具体，在夹具体上设置定位套，定位套中部设有中心孔和定位孔，定位孔沿着直径方向，连通中心孔和定位套右端部；在定位孔和定位套右端部之间，设置螺栓手柄，旋转螺栓手柄，可夹紧或放松定位孔中的工件；在定位孔的上表面，沿着直径方向，设有连通定位套前后端面的通槽，在通槽之中，设置定位圆柱销。

进一步，定位套通过连接螺栓，连接于夹具体之上；定位套、夹具体、螺栓手柄、定位圆柱销和连接螺栓，均采用钢材制造。

本发明工作过程：

将工件由下而上放置于定位孔中，工件的螺旋槽上孔暴露于定位套上方；定位圆柱销穿过两个螺旋槽上孔，并放置于通槽之中；旋转螺栓手柄，将工件夹紧于定位套的定位孔中，即可对工件准确定位和夹紧，最后将夹具体和工件送到机床进行加工。

本发明的有益效果是：

1）定位孔设计成开放形式，利用螺栓手柄旋紧螺栓，使定位套两半合拢的方法，对工件外圆周大面积产生夹紧力，达到既夹紧工件又避免工件产生夹紧变形和夹痕的效果，还能让定位、夹紧合二为一，简化夹具结构、降低夹具成本保证了工件加工产品质量；

2）定位孔直径只比工件的外圆柱面外径略大0.1 mm，定位孔对工件的夹持由传统的四点或四线夹持，改进为全圆柱面夹持，夹持力均匀且分散，满足了工件加工的同轴度、位置精度等高精尖要求，可加工高精度零部件或塑料等弹性工件；

3）定位套的材料选用45#钢，并在其对开线后方位置增加中心孔，产生良好的弹性作用，保证螺栓松开定位套即张开，方便工件的装拆；

4）针对工件设计的定位圆柱销，其直径比工件的螺旋槽上孔略小0.07 mm，既迅速定位，又满足精度要求。

附图说明

图1一种气动头活塞孔加工夹具示意图。

图2为图1一种气动头活塞孔加工夹具俯视示意图。

图3一种气动头活塞孔加工工件剖视示意图。

图4为一种气动头活塞孔加工工件俯视示意图。

图中，1-螺栓手柄，2-工件，3-定位圆柱销，4-定位套，5-夹具体，6-定向键，7-小圆柱销，8-连接螺栓，9-中心孔，21-外圆柱面，22-螺旋槽上孔，23-待加工孔，24-螺旋槽，D-待加工孔中心直径，L-工件待加工孔中心线与螺旋槽上孔中心线角度。

具体实施方式

本发明来龙去脉及研发思路：

1.如图3、4是待加工工件的气动头活塞，材料为尼龙，其内、外轮廓及两端面在前道工序中已经车削好，最后一道加工工序，是在端面上加工两个小孔，即工件的待加工孔23，这两个小孔虽然本身的孔径没有尺寸精度要求，可以直接用钻头钻削即可，但其有位置精度要求：1）两个小孔所在的分度圆直径为D mm±0.1mm，且与外圆柱面21的同轴度为0.1mm；2）两个小孔与相应的两个螺旋槽上孔22的夹角为L度±30分。故必须研制出专用夹具，保证了加工质量和提高生产效率。

2.机床的选择，这两个小孔的位置精度要求较高，如果采用传统的加工方法：钳工划线→普通钻床钻削，受到人为因素的制约，不管是钳工划线还是钻头定位，都无法达到工件的位置精度，因此，确定选用立式数控铣床或钻床来保证加工精度。

3.定位精基准的确定，本工件的加工为最后一道工序，其定位基准肯定是精基准。根据精基准的选择原则，优先采用“基准重合原则—直接选择加工内容的设计基准为定位基准”来确定，避免产生基准不重合误差，提高定位精度，保证待加工工件的加工精度。本工序加工的两个小孔的设计基准有两个：1）尺寸标注设计基准—与之相应的两个螺旋槽上孔22，夹角要求：L度±30分；2）位置精度设计基准—外圆柱面21的同轴度为0.1mm。因此，确定以两个螺旋槽上孔22及外圆柱面21这两个设计基准为本工序的定位基准。

4.夹具方案设计

1）定位元件的确定：（1）对于工件的外圆柱面21，定位元件有V形架、定位套两种；其中，定位套具有定心作用，能够保证加工内容与之同轴度要求，决定选用定位套，定位套的定位孔比外圆柱面21外径略大，具体为定位孔内径比外圆柱面21外径大0.1 mm；（2）对于螺旋槽上孔22，定位元件主要有定位销、定位心轴、锥销；选择直径比螺旋槽上孔22小0.07mm的定位圆柱销3，把两个螺旋槽上孔22，串联起来进行角度定位。

2）夹紧装置的构思：由于工件上端边缘的凸缘壁厚较薄，如果采用压板轴向往下夹紧，凸缘会产生严重变形，因此，只能采用径向夹紧方式，又因为工件材料为尼龙，如果采用压板径向夹紧，集中的夹紧力会致使工件产生变形和夹痕，影响工件的使用性能；

经综合考虑，决定把定位套的定位孔设计成开放形式，利用螺栓手柄1旋紧螺栓，使定位套两半合拢的方法，对工件外圆周大面积产生夹紧力，达到既夹紧工件又避免工件产生夹紧变形和夹痕的效果，还能让定位、夹紧合二为一，简化夹具结构、降低夹具成本；

为了防止定位套在合拢夹紧时产生永久变形，定位套的材料选用45#钢，并在其对开线后方位置增加一个小孔即中心孔，产生良好的弹性作用，保证螺栓松开定位套即张开，方便工件的装拆。

3）编程原点的确定：为了便于编程时坐标值的确定和对刀，编程原点的位置设定在外圆柱面21的中心线，与两个螺旋槽上孔22中心连线，作为定位基准交点；

在定位孔的上表面，沿着直径方向，设有连通定位套前后端面的通槽，通槽的宽度比定位圆柱销直径大0.05 mm，通槽的深度以不大于定位套厚度的一半为宜,没有精度要求；在通槽之中，放置定位圆柱销，通过定位圆柱销，对两个螺旋槽上孔22轴线的连线，进行定位。

图1一种气动头活塞孔加工夹具示意图，图2为图1一种气动头活塞孔加工夹具俯视示意图，其包括夹具体5，在夹具体上设置定位套4，定位套中部设有中心孔9和定位孔（图中未示出），定位孔沿着直径方向，连通中心孔和定位套右端部；在定位孔和定位套右端部之间，设置螺栓手柄1，旋转螺栓手柄，可夹紧或放松定位孔中的工件2；在定位孔的上表面，沿着直径方向，设有连通定位套前后端面的通槽，在通槽之中，设置定位圆柱销3。

定位套通过连接螺栓8，连接于夹具体之上；定位套、夹具体、螺栓手柄、定位圆柱销和连接螺栓，均采用钢材制造。

将工件由下而上放置于定位孔中，工件的螺旋槽上孔暴露于定位套上方；定位圆柱销穿过两个螺旋槽上孔，并放置于通槽之中；旋转螺栓手柄，将工件夹紧于定位套的定位孔中，即可对工件准确定位和夹紧，最后将夹具体和工件送到机床进行加工。

本发明具体数据举例：D=47mm，待加工孔直径×孔深=4mm×15mm，螺旋槽上孔直径=12 mm，L=48.5度，外圆柱面直径=64mm，中心孔直径=30mm，通槽的深度=7mm，本发明一种气动头活塞孔加工夹具长×宽×高=290mm×110mm×170mm。

Claims (2)

1.一种气动头活塞孔加工夹具，其特征在于：

其包括夹具体，在所述夹具体上设置定位套，所述定位套中部设有中心孔和定位孔，所述定位孔沿着直径方向，连通所述中心孔和所述定位套右端部；在所述定位孔和所述定位套右端部之间，设置螺栓手柄，旋转所述螺栓手柄，可夹紧或放松所述定位孔中的工件；在所述定位孔的上表面，沿着直径方向，设有连通所述定位套前后端面的通槽，在所述通槽之中，设置定位圆柱销。

2.根据权利要求1所述的一种气动头活塞孔加工夹具，其特征在于：所述定位套通过连接螺栓，连接于所述夹具体之上；所述定位套、所述夹具体、所述螺栓手柄、所述定位圆柱销和所述连接螺栓，均采用钢材制造。

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