CN220128164U - 一种加工夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种加工夹具，适用于已具有轴向通孔的工件，加工夹具包括：固定组件，其用于从轴向两端固定工件；第一支撑组件，其贯穿轴向通孔以锁定固定组件；其中，第一支撑组件设置为具有或一体集成有至少一个弹性部件，以便第一支撑组件能够通过弹性部件在径向上作用于轴向通孔的内壁，使得借助该加工夹具的第一支撑组件能够以抑制或消除振动的方式配合钻具在工件的轴向上开设至少另一个孔。本申请的加工夹具主要针对大孔深孔径比以及长轴类工件的深孔加工过程，尤其是针对待加工工件本体存在轴向通孔的情况，可有效抑制钻孔扩孔加工过程的工件抖动以及钻具偏斜以保证加工质量。

Description

一种加工夹具

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体为一种加工夹具。

背景技术

深孔加工主要针对孔深与孔径之比大于6的孔，尤其是特定应用场景下深孔的孔深孔径比L/d可大于100，例如如油缸孔、轴的轴向油孔，空心主轴孔和液压阀孔等。由于深孔加工大多是在封闭状态或半封闭状态下的加工过程，且深孔加工的过程复杂，引起孔轴线偏移的因素多样，尤其是针对大孔深孔径比的深孔加工过程，刀杆刚性不足、刀具初始偏斜、刀杆的自重、加工方式、刀具几何参数等因素都会导致深孔加工过程的平行度、同轴度等难以达到加工精度的要求。因此，需要提供一种适用于大孔深孔径比的深孔加工过程的工装夹具。

现有针对钻孔或扩孔的工装夹具方案，例如，公告号为CN214212087U的专利公开有一种扩孔芯棒用工装夹具，包括工装、芯棒和锻件夹具，所述芯棒装夹在所述工装上，所述锻件夹具位于所述芯棒上方并与所述工装连接；所述工装包括前装夹座和后装夹座，所述前装夹座和所述后装夹座顶部分别设置有头部夹具和尾部夹具；还包括找正固定块，所述找正固定块位于所述尾部夹具顶部，通过所述找正固定块可对锻件夹具放置位置找正、限位并固定。公告号为CN215967564U的专利公开有一种深孔钻加工用的工装夹具，包括安装板，所述安装板的上表面对称均匀分布开设有第一螺纹孔，所述安装板的上表面固定设有挡板，所述安装板的上表面对称开设有第一滑槽，所述第一滑槽的内部均匀分布开设有第二螺纹孔，所述第一滑槽的表面对称滑动设有第一滑块。

上述方案中的工装夹具主要基于接触限定工件表面的方式实现对于工件的夹持，且工装夹具夹持工件的位置主要限定于工件两端，无法保证钻具行进至工件中部时的夹持效果，尤其是针对大孔深孔径比以及长轴类工件的扩孔加工过程，待加工工件本身存在的中空结构孔或已加工的初始孔会进一步削弱工件的整体刚性，导致扩孔加工过程出现工件抖动以及钻具偏斜的概率显著增加，则工装夹具应当对工件及钻具设置能够覆盖钻具行进过程的引导夹持结构，从而有效抑制大孔深孔径比以及长轴类工件的扩孔加工过程的工件抖动以及钻具偏斜。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

实用新型内容

针对现有技术的至少一部分不足之处，本申请提出了一种加工夹具，适用于已具有轴向通孔的工件，加工夹具包括：固定组件，其用于从轴向两端固定工件；第一支撑组件，其贯穿轴向通孔以锁定固定组件；其中，第一支撑组件设置为具有或一体集成有至少一个弹性部件，以便第一支撑组件能够通过弹性部件在径向上作用于轴向通孔的内壁，使得借助该加工夹具的第一支撑组件能够以抑制或消除振动的方式配合钻具在工件的轴向上开设至少另一个孔。

在大孔深孔径比工件以及长轴类工件的深孔加工过程中，尤其是针对在本身已具有轴向通孔的工件上进一步加工若干深孔的情况，现有技术较少涉及凭借加工夹具的结构设置来抑制或消除工件振动以钻具偏斜，尤其是工件已具有的轴向通孔会进一步削弱长轴类工件的整体刚性，使得传统的在工件两端及中部布置加工夹具的方式难以克服上述问题带来的工件振动以及钻具偏斜，因此，本申请针对上述工件设置有固定组件和第一支撑组件，固定组件用于从工件的轴向两端约束工件，使得第一支撑组件可配合固定组件贯通工件的轴向通孔作用于轴向通孔的内壁，使得第一支撑组件可对工件在轴向通孔的缺失部分形成临时补充以弥补工件由于轴向通孔的存在而出现的整体刚性损失，使得加工夹具可为其它结构孔的钻孔扩孔过程提供稳定辅助，能够有效抑制或消除工件振动以及钻具偏斜。

优选地，加工夹具还包括：第二支撑组件，其支撑于工件的不同于第一支撑组件所针对的轴向通孔的另一个沉孔、通孔或辅助孔内，其中，第二支撑组件设置为具有或一体集成有至少一个弹性部件，使得第二支撑组件能够通过弹性部件在径向上作用于对应孔的内壁。

为强化加工夹具对于工件的保持效果，尤其是针对需要在已具有轴向通孔的工件上进一步加工多个结构孔的情况，第二支撑组件可配合第一支撑组件对工件提供额外支撑，该额外支撑可通过预加工的沉孔、辅助孔来实施或是通过新加工的结构孔来实施，其实施过程与第一支撑组件与轴向通孔的配合方式一致，使得第一支撑组件和第二支撑组件对工件形成在空间上分布的若干支撑面或支撑点，可有效抑制振动。具体地，第二支撑组件置入上述沉孔、辅助孔及结构孔内，第二支撑组件通过弹性件作用于上述孔的内表面，例如，弹性件的直径与上述孔的内径相当，使得弹性件在被置入上述孔过程受到压缩而在置入上述孔的内部后向上述孔的内表面施加反作用力。

优选地，固定组件包括用于接触工件轴向两侧端面的第一端盖和第二端盖，第一支撑组件包括以穿过轴向通孔方式布置的螺杆，其中，第一端盖和第二端盖分别通过与螺杆装配连接的方式抵靠工件轴向两侧端面。

优选地，第一支撑组件还设置有与螺杆装配连接的支撑部，其中，支撑部凭借若干沿螺杆的轴线方向间隔布置的支撑环来抵靠轴向通孔的内表面以提供支撑作用。

优选地，支撑环与螺杆装配连接，其中，支撑环凭借其具有的或一体设置有的弹性部件来抵靠轴向通孔的内表面。具体地，弹性部件设置为在支撑环周向表面连续设置的环形弹性件或间隔布置的径向可调结构。径向可调结构的径向尺寸大小可调，使得径向可调结构的径向尺寸在支撑环置入轴向通孔的过程中由大于轴向通孔内径的状态被压缩至与轴向通孔内径一致的状态，使得径向可调结构凭借压缩反作用力来提供支撑作用。

优选地，第一端盖和/或第二端盖设置有若干定位孔，定位孔与位于工件轴向两侧端面的钻孔位置或扩孔位置对齐设置。第一端盖和/或第二端盖设置有若干安装孔。第一端盖和/或第二端盖设置有防呆标记。

附图说明

图1是本申请实施例的加工夹具的结构示意图；

图2是本申请实施例的加工夹具的另一结构示意图。

附图标记列表

1：螺母；2：垫圈；3：第一端盖；4：夹具体；5：支撑部；6：螺杆；7：第二端盖；8：工件；9：防呆标识；10：定位孔；11：安装孔。

具体实施方式

本申请中规定的任何方向仅为读者阅读方便而设置，并不对本申请做出相应的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供了一种加工夹具，尤其涉及一种钻孔扩孔加工夹具，尤其涉及一种同轴扩孔加工夹具，属于机械加工技术领域。本申请的加工夹具主要针对大孔深孔径比以及长轴类工件8的深孔加工过程，尤其是针对待加工工件8本体存在结构中空的结构腔或结构孔的情况，本申请的方案针对工件8支撑/夹持和钻具引导定位相关的夹具结构进行针对性设计以抑制钻孔扩孔加工过程的工件8抖动以及钻具偏斜，从而保证深孔加工过程能够基于工装夹具的结构设置保证加工精度。

具体地，如图1所示，本申请夹具所针对的工件8为具有轴向通孔的管类结构或筒体结构，轴向通孔沿工件8的轴线方向或沿平行于工件8轴线的方向延伸布置，使得工件8在两侧形成可用于加工的均匀环形端面或非均匀的环形端面，由于钻具往往由一个方向进钻加工，则定义工件8靠近钻具进钻一侧的端面为第一端面，工件8远离钻具进钻一侧的端面为第二端面，使得第一端面的均匀环形端面或非均匀的环形端面能够作为进行深孔加工的进钻位置。

为校正深孔加工中孔的轴线偏差并获得正确的几何形状尺寸以及符合要求的表面粗糙度，基于本申请的夹具可用于对工件8实行钻孔加工和扩孔加工：基于本申请加工夹具的钻孔加工为采用小于目标尺寸的钻具加工初始孔；基于本申请加工夹具的扩孔加工为采用目标尺寸的钻具对初始孔进行扩孔加工。

优选地，如图1和图2所示，加工夹具配置有用于接触配合工件8的第一端面的第一端盖3和用于接触配合工件8的第二端面的第二端盖7，第一端盖3和第二端盖7配置为具有中心通孔的圆盘形，第一端盖3和第二端盖7的中间通孔用于与穿过工件8的螺杆6配合连接，例如，螺杆6穿过通孔并在第一端盖3或第二端盖7的两侧布置用于装配紧固的螺母1和垫圈2，螺母1和垫圈2具体可以是六角螺母和平垫圈，使得第一端盖3或第二端盖7能够基于螺母1和垫圈2与螺杆6形成稳固装配。且第一端盖3和第二端盖7装配在螺杆6上的相对距离由工件8第一端面至第二端面的工件8长度进行确定，使得第一端盖3和第二端盖7能够基于与螺杆6的装配形成稳固夹持工件8的夹具结构。

进一步地，待加工工件8为具有轴向通孔的管类结构或筒体结构，其轴向通孔产生的中空结构会进一步削弱工件8的整体刚性，尤其是针对大孔深孔径比以及长轴类工件8的深孔加工过程，钻具加工过程出现工件8抖动以及钻具偏斜的概率显著增加，导致深孔加工精度及加工质量难以获得保证。因此，为解决上述问题，本申请的加工夹具在第一端盖3和第二端盖7之间设置有支撑部5，支撑部5基于中间通孔与螺杆6装配连接，使得支撑部5能够基于围绕螺杆6的环形结构接触工件8的轴向通孔的内表面，从而支撑部5能够对工件8轴向通孔的内表面形成有效支撑。

具体地，支撑部5配置有若干沿工件8的轴向通孔的轴向布置的支撑环，支撑环基于中间通孔与螺杆6装配连接，支撑环径向接触工件8轴向通孔的内表面并向工件8轴向通孔的内表面提供支撑力。例如，支撑环向工件8的轴向通孔的内表面提供的支撑力是基于布置在支撑环的周向表面的环形弹性件来实现的，即环形部装配于螺杆6并置入工件8的轴向通孔的过程会对环形弹性件进行压缩以获得可传递作用于工件8轴向通孔内表面的反作用力，且布置环形弹性件有利于深孔加工过程中的振动吸收，环形弹性件可以是由聚氨酯等高分子材料制作而成。支撑环的数量以及沿螺杆6轴向的布置间距可依据工件8长度进行确定，使得若干与螺杆6配合的支撑环能够近似作为工件8补充于轴向通孔的实体部分以实现支撑作用力的补偿。

上述环形弹性件即为弹性结构的一种，弹性结构通过自身材料特性实现支撑部对轴向通孔内表面的支撑作用，且该支撑作用可连续抵靠轴向通孔的内表面。径向可调结构可以是若干径向尺寸可调整的环形装置，例如，径向可调结构的环形装置由轴心和围绕轴心沿径向布置的若干组活动齿构成，每组活动齿均可沿径向移动以改变其径向尺寸，活动齿可通过弹性件连接轴心，弹性件在支撑部被置入轴向通孔的过程中被预压缩，使得置入轴向通孔的径向可调结构的活动齿可凭借弹性件预压缩的反作用力来实现对轴向通孔内表面的支撑作用，且该支撑作用可间隔抵靠轴向通孔的内表面。

优选地，为保证加工夹具的第一端盖3和第二端盖7分别与工件8的第一端面和第二端面形成稳固连接以及准确定位，第一端盖3和第二端盖7配置有接触工件8轴向通孔内表面的内端部和接触端面的外端部，使得第一端盖3和第二端盖7能够基于内端部封闭工件8的轴向通孔并基于外端部覆盖工件8的端面。对于布置在工件8的第二端面的第二端盖7，其主要作用是配合螺杆6对工件8进行夹持定位，则第二端盖7的内端部直径与工件8的轴向通孔直径一致或略小于工件8的轴向通孔直径，第二端盖7的外端部直径与工件8的直径一致，使得第二端盖7能够基于内端部与工件8轴向通孔的配合形成稳固装配和准确定位，第二端盖7还可在外端部与工件8端面接触的位置布置对应的安装孔11以实现进一步的稳固装配。对于布置在工件8的第一端面的第一端盖3，其主要作用在配合螺杆6对工件8进行夹持定位的基础上，还需要对钻具进行定位引导以实现在工件8第一端面上的深孔加工进钻。则相比于第二端盖7，第一端盖3还在外端部设置有用于进钻的定位孔10，若干定位孔10可在外端部接触第一端面的位置处环形间隔布置，定位孔10的具体布置位置可依据工件8的深孔加工位置要求进行确定。

优选地，当工件8配置为具有双重环形结构的情况下，即工件8的在轴向通孔外配置有两侧长度或及厚度不一致的环形端面，使得工件8的第一端面和第二端面均具有内端面和外端面，且钻具的深孔加工位置位于第一端面的内端面。为保证加工夹具的第一端盖3和第二端盖7分别与工件8的第一端面和第二端面形成稳固连接以及准确定位并对端盖进行轻量化设计，将加工夹具与工件8的第一端面和第二端面的配合结构区别设置。

具体地，如图1和图2所示，对于布置在工件8的第二端面的第二端盖7，其主要作用是配合螺杆6对工件8进行夹持定位，则第二端盖7的内端部直径与工件8第二端面的外端面的内径一致或略小于工件8第二端面的外端面的内径，第二端盖7的外端部直径与工的外端面的外径一致，使得第二端盖7能够基于内端部与工件8轴向通孔的配合形成稳固装配和准确定位。对于布置在工件8的第一端面的第一端盖3，第一端盖3主要用于配合螺杆6进行夹持定位，第一端盖3与围绕第一端盖3布置的夹具体4装配连接，使得第一端盖3用于覆盖第一端面的轴向通孔部分，而夹具体4用于覆盖第一端面的内端面和外端面。具体地，夹具体4将第一端盖3包围在内，使得夹具体4与第一端盖3同轴布置，则夹具体4通过第一端盖3与螺杆6装配连接。夹具体4配置有接触第一端面内端面的内端部和接触第一端面外端面的外端部，即夹具体4配置为包围第一端盖3并与第一端面的内端面和外端面接触配合的端盖结构，使得夹具体4能够配合第一端面覆盖第一端面的内端面和外端面。进一步地，夹具体4在接触第一端面内端面的位置设置有环形间隔布置的若干定位孔10或安装孔11，或者将安装孔11布置在夹具体4与第一端面外端面接触的位置，使得布置在安装孔11的装配件能配合设置在第一端面的装配孔增强夹具体4和工件8之间的连接稳固程度。

优选地，当布置在第一端盖3的若干安装孔11需要区别设置以针对不同加工参数的深孔加工时，加工夹具在第一端盖3或夹具体4上设置有用于定位的防呆标识9，尤其是在如图2所示的扩孔加工过程中，设置防呆标识9可用于明确扩孔加工位置以及加工位置所处角度，可有效降低误加工操作。具体地，防呆标识9可以是布置于第一端盖3或夹具体4的防呆安装孔11以及对应的防呆插销，即防呆安装孔11与防呆插销的配合可以形成确定第一端盖3或夹具体4相对工件8的布置角度，由此对需要加工的若干深孔进行准确定位。另外，防呆标识9也可以是第一端盖3或夹具体4配置的形状标识，例如形状缺口或其它外形差异，使得第一端盖3或夹具体4能够基于形状标识明确相对工件8的布置角度。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种加工夹具，适用于已具有轴向通孔的工件(8)，其特征在于，

所述加工夹具包括：

固定组件，其用于从轴向两端固定所述工件(8)；

第一支撑组件，其贯穿所述轴向通孔以锁定所述固定组件；

其中，

所述第一支撑组件设置为具有或一体集成有至少一个弹性部件，以便所述第一支撑组件能够通过所述弹性部件在径向上作用于所述轴向通孔的内壁，使得借助该加工夹具的第一支撑组件能够以抑制或消除振动的方式配合钻具在所述工件(8)的轴向上开设至少另一个孔。

2.根据权利要求1所述的加工夹具，其特征在于，所述加工夹具还包括：

第二支撑组件，其支撑于所述工件(8)的不同于所述第一支撑组件所针对的所述轴向通孔的另一个沉孔、通孔或辅助孔内，

其中，

所述第二支撑组件设置为具有或一体集成有至少一个弹性部件，使得所述第二支撑组件能够通过所述弹性部件在径向上作用于对应孔的内壁。

3.根据权利要求1或2所述的加工夹具，其特征在于，

所述固定组件包括用于接触所述工件(8)轴向两侧端面的第一端盖(3)和第二端盖(7)，所述第一支撑组件包括以穿过所述轴向通孔方式布置的螺杆(6)，

其中，所述第一端盖(3)和所述第二端盖(7)分别通过与所述螺杆(6)装配连接的方式抵靠所述工件(8)轴向两侧端面。

4.根据权利要求3所述的加工夹具，其特征在于，所述第一支撑组件还设置有与所述螺杆(6)装配连接的支撑部(5)，

其中，所述支撑部(5)凭借若干沿所述螺杆(6)的轴线方向间隔布置的支撑环来抵靠所述轴向通孔的内表面以提供支撑作用。

5.根据权利要求4所述的加工夹具，其特征在于，所述支撑环与所述螺杆(6)装配连接，

其中，所述支撑环凭借其具有的或一体设置有的弹性部件来抵靠所述轴向通孔的内表面。

6.根据权利要求5所述的加工夹具，其特征在于，所述弹性部件设置为在所述支撑环周向表面连续设置的环形弹性件或间隔布置的径向可调结构。

7.根据权利要求6所述的加工夹具，其特征在于，所述径向可调结构的径向尺寸大小可调，使得所述径向可调结构的径向尺寸在支撑环置入所述轴向通孔的过程中由大于所述轴向通孔内径的状态被压缩至与所述轴向通孔内径一致的状态，使得所述径向可调结构凭借压缩反作用力来提供支撑作用。

8.根据权利要求3所述的加工夹具，其特征在于，所述第一端盖(3)和/或所述第二端盖(7)设置有若干定位孔(10)，定位孔(10)与位于所述工件(8)轴向两侧端面的钻孔位置或扩孔位置对齐设置。

9.根据权利要求3所述的加工夹具，其特征在于，所述第一端盖(3)和/或所述第二端盖(7)设置有若干安装孔(11)。

10.根据权利要求3所述的加工夹具，其特征在于，所述第一端盖(3)和/或所述第二端盖(7)设置有防呆标记(9)。