CN223684903U - 加工完井过电缆偏心体的工装夹具 - Google Patents

Abstract

加工完井过电缆偏心体的工装夹具，包括夹持机构、旋转机构和移动机构；工件水平地固定在夹持机构上，夹持机构的下端连接旋转机构的上端，旋转机构可在水平方向旋转夹持机构、工件；旋转机构的下端与移动机构滑动连接，并实现往复移动。本实用新型通过夹持机构、旋转机构以及移动机构，实现了对完井过电缆偏心体的斜孔加工操作，使得工件能在一个工装上进行加工操作，显著简化加工操作流程，提高加工精度与效率，降低生产成本。

Description

加工完井过电缆偏心体的工装夹具

技术领域

本实用新型涉及机械零部件加工辅助工具，具体地说是一种加工完井过电缆偏心体的工装夹具。

背景技术

完井过电缆偏心体工件是石油勘探装置中的重要零部件，其加工精度直接影响设备性能和使用寿命。该类工件的特点在于：中部为外偏心结构，外偏心圆的中心轴相对工件的中心轴有一定偏移，两端为正圆。并且，在与轴线成60°斜角的方向还需加工出一条与外偏心圆中心轴偏置的斜孔。由于工件结构的复杂性，斜孔加工对精度和效率要求较高。

目前，针对完井过电缆偏心体工件的加工，常用的加工工艺存在以下问题：

1.斜孔加工需在数控四轴加工中心上完成，需要单独设计夹具进行定位。此过程需频繁更换夹具，不仅耗时，还增加了操作复杂性。

2.高端五轴加工中心能够完成斜孔的加工，但设备购置成本昂贵，不适合大规模生产中使用普通加工设备的工厂。

3，现有方法中，由于夹具切换和定位不当，容易导致加工精度波动，尤其是外偏心面与斜孔之间的相对位置难以保证，降低了成品质量。

针对上述问题，亟需开发一种能够同时实现斜孔高精度加工的工装夹具，简化操作流程，降低夹具更换频率和设备依赖，提升加工精度与生产效率，同时降低制造成本，适应多种规格工件的生产要求。

实用新型内容

本实用新型为解决技术中存在的操作复杂、精度不稳定、成本较高等问题，旨在提供一种加工完井过电缆偏心体的工装夹具，可以实现斜孔加工操作，具有加工效率高、操作简便、安全可靠等特点。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案包括夹持机构、旋转机构和移动机构；工件水平地固定在夹持机构上，夹持机构的下端连接旋转机构的上端，旋转机构可在水平方向旋转夹持机构、工件；旋转机构的下端与移动机构滑动连接，并实现往复移动。

其中，夹持机构由若干夹持装置组成；夹持装置包括滑轨座和一对夹块，滑轨座上设有滑轨，一对夹块沿滑轨相向或向背移动，以分别加紧、松开工件。其中，夹持机构还包括螺杆，螺杆穿入滑轨座上的螺纹孔，螺杆的端部与夹块接触；通过螺杆的旋入、旋出，驱动夹块沿滑轨移动；夹块上设有刻度尺。

其中，还设有快拆机构，包括套筒、弹簧和阶梯轴，阶梯轴包括直径较小的第一阶梯轴和直径较大的第二阶梯轴，套筒套入阶梯轴后其内壁可与第二阶梯轴过盈配合，提供主要作用力，保证紧固。

其中，套筒的内壁通过弹簧与第一阶梯轴连接，在套筒插入时弹簧被压缩，提供部分向外作用力，方便工件的拆卸。

其中，旋转机构包括连接架、Z轴旋转机构，夹持机构固定在连接架上，连接架的下端由Z轴旋转机构驱动绕Z轴作水平方向的旋转或分段旋转。

其中，连接架包括水平设置的底架，底架的下端连接Z轴旋转机构的上端；用于固定夹持机构两端的左架、右架的下端分别套在底架的两端，并可沿底架的长度方向滑动。

其中，底架的两端设有用于对左架、右架的滑动行程限位的T形限位结构。其中，还包括左顶架、右顶架，左顶架、右顶架相向地穿入锁套连接，并可随左架、右架相对滑动。

其中，左顶架、右顶架的端部设有用于对滑动行程限位的L形限位结构。其中，连接架上设有用于读取旋转角度的角度尺。

其中，移动机构包括定位机构、滑轨、移动平台，移动平台通过其下端面的滑块设于滑轨上，定位机构的电机通过丝杠驱动移动平台沿滑轨移动。

其中，滑轨设于水平的底板上，底板在沿滑轨延伸的方向上设有标尺。

其中，滑轨为两根，且相互平行。

其中，滑轨的上端面设有若干定位孔，移动平台设有对应的插销；插销穿过移动平台与定位孔连接，完成对移动平台的固定。

和现有技术相比，本实用新型通过夹持机构、旋转机构以及移动机构，实现了对完井过电缆偏心体外偏心加工与斜孔加工的整合，使得工件能在一个工装上进行加工操作，显著简化加工操作流程，提高加工精度与效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2a是夹持机构的结构示意图；

图2b是图2中夹持装置的局部放大图；

图2c是图2中快拆机构的局部放大图；

图3是旋转机构的结构示意图；

图4是移动机构的结构示意图；

图5是旋转机构在60°转位、移动机构在纵向移动后的使用状态图；

参见附图，包括夹持机构1、夹持装置1-1、快拆机构1-2、夹持装置1-3、套筒1-4、弹簧1-5、阶梯轴1-6、梯形滑轨1-7、夹块1-8、螺杆1-9、滑轨座1-10；

旋转机构2、Z轴旋转机构2-1、连接架2-2、底架2-3、左架2-4、左顶架2-5、右顶架2-6、右架2-7、锁套2-8；

移动机构3、定位机构3-1、滑轨3-2、标尺3-3、插销3-4、定位孔3-5、移动平台3-6。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行清楚、完整地描述。

参见图1至图4，图1至图4展示的是本实用新型的一个实施例，一种加工完井过电缆偏心体的工装夹具，包括夹持机构、旋转机构和移动机构；工件水平地固定在夹持机构上，夹持机构的下端连接旋转机构的上端，旋转机构可在水平方向旋转夹持机构、工件；旋转机构的下端与移动机构滑动连接，并实现往复移动。

参见图2a和2b，夹持机构由两个夹持装置组成，两个夹持装置在工件的两端对称设置。参见图2b，每个夹持装置包括竖直设置的滑轨座和一对夹块，滑轨座上设有滑轨，滑轨为梯形滑轨，夹块上通过对应梯形造型的凹槽与滑轨形成滑动机构。一对夹块中的每个分别由一根螺杆连接、驱动。滑轨座的下方设有固定板，固定板上设有于螺杆对应的螺纹孔，螺杆杆体向上穿入螺纹孔中，螺杆的端部与夹块的下端接触。通过螺杆的向上旋入、向下旋出，驱动夹块沿滑轨的长度方向作上、下精确移动，实现对工件的快速夹紧和松开，具有快速调整偏心距的效果作为优选，参见图2b，夹块上设有刻度尺，可直接读取偏心距离，用于装夹工件时提供数据参考，确保夹紧精度，也简化了装夹调整操作。

作为优选，参见图2c，夹持机构还设有快拆机构，包括套筒、弹簧和阶梯轴，套筒(外径大于固定孔)套在阶梯轴外部后，套筒筒体的内壁和阶梯轴的第二阶梯轴(直径较大)的外壁过盈配合，并产生限位的作用力，初步实现连接架的左架和右架在横向上的固定，使其无法再移动，保证了连接架的紧固。同时套筒也提供对工件的保护，防止卡盘抓取变形。

作为优选，弹簧设在阶梯轴第一阶梯轴(直径较小)上，并与套筒内壁连接。在套筒插入时压缩，提供部分向外作用力，在拆卸工件时会释放弹力，使得操作更方便。快拆机构通过弹簧与阶梯轴的配合，可快速装夹和释放工件，具有效率高、操作便捷的效果。

在装夹工件时，旋松螺杆将工件放入夹具后拧紧螺母，完成装夹。加工完成后，弹簧可将阶梯轴顶出，使工件与套筒分离，从而实现工件的快捷拆装。

参见图3，旋转机构包括连接架、Z轴旋转机构，夹持机构、工件固定在连接架上，连接架的下端由Z轴旋转机构驱动，Z轴旋转机构通过电动控制装置驱动(现有技术)，可绕Z轴(竖直方向)作水平方向的旋转或分段旋转，且角度可调节，能满足不同角度的斜孔的加工需求。

进一步地，连接架包括水平设置的底架，底架为杆体，其下端的中心连接Z轴旋转机构的上端。左架、右架为竖直设置，分布于底架的左、右两端；左架、右架下端分别设有滑形孔，滑行孔分别套在底架的杆体上，并可沿其杆体方向移；连接架的开档尺寸可根据待加工零件的长度可以进行调节，实现固定不同长度尺寸的工件。左架、右架的架体中部设有用于固定夹持机构两端的固定孔，固定孔内设有滚珠轴承，夹持装置的两个滑轨座分别通过安装轴安装在左架与右架的固定孔中。待加工的工件在两个夹持装置中被装夹固定，并可以通过轴承的旋转来调节加工角度。

进一步地，底架的两端还设有用于对左架、右架的滑动行程限位的T形限位结构，T形限位结构的横部与底架杆体相垂直，可限制左架、右架的使用范围。作为优选，还包括左顶架、右顶架，左顶架、右顶架沿水平方向设置，左顶架、右顶架的杆体相向延伸，并自两个方向穿入锁套中形成滑动连接，并与左架、右架、底架构成框体结构。当左架、右架移动时，并左顶架、右顶架随左架、右架相对滑动。

作为优选，左顶架、右顶架的端部设有用于对滑动行程限位的L形限位结构，可保证两者与锁套形成的滑动机构的稳定。

作为优选，连接架上设有用于读取旋转角度的角度尺，用于人工校准旋转角度。参见图4，移动机构包括定位机构、滑轨、移动平台。移动平台为水平板体，并通过其下端面上的两个滑块架在滑轨上。本实施例中滑轨为两根，且相互平行。移动平台的下端面还有螺母；定位机构设有电机，电机驱动水平设置的滚珠丝杠；螺母与滚珠丝杠配合形成丝杠-螺母机构。滚珠丝杠由电机驱动，能够精准拉动移动平台沿滑轨方向移动，提升加工定位精度的效果。

进一步地，滑轨的上端面设有若干定位孔，移动平台上设有对应的插销。在移动平台到达所需位置时，插销向下穿过移动平台的板体与定位孔连接，完成对移动平台的固定，具有提升定位和加工稳定性的效果。

作为优选，底板的上端面上设有标尺，标尺沿滑轨延伸的方向设置，可用于人工校对移动距离。

参见图5所示，在加工斜孔时，使用时，工人先通过旋转两个螺杆松开两夹块，将待加工的偏心体工件放入夹持装置中，查看参考夹块上的刻度尺即可快速确定偏心距位置，随后再次旋紧螺杆以固定工件；使用Z轴旋转机构将工件绕Z轴旋转至60°，随后通过电机驱动定位机构的滚珠丝杠拉动移动平台沿滑轨纵向移动，可根据标尺调整至精确位置到达预定位置后，下入插销来限制纵向的移动位置；之后将套筒插入，使用机床卡盘夹住套筒，夹持机构另一端使用顶针顶住，此时工件位置完全固定。

此时，待加工斜孔的位置对准刀具进给方向，刀具可完成该斜孔的加工。加工完成后，Z轴旋转机构将工件复位至0°位置，再取下工件与夹具分离，随后进行下一轮加工。

上面结合附图及实施例描述了本实用新型的实施方式，实施例给出的结构并不构成对本实用新型的限制，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 (8)

1.一种加工完井过电缆偏心体的工装夹具，其特征在于：包括夹持机构、旋转机构和移动机构；工件水平地固定在夹持机构上，夹持机构的下端连接旋转机构的上端，旋转机构可在水平方向旋转夹持机构、工件；旋转机构的下端与移动机构滑动连接，并实现往复移动。

2.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于：夹持机构由若干夹持装置组成；夹持装置包括滑轨座和一对夹块，滑轨座上设有滑轨，一对夹块沿滑轨相向或向背移动，以分别加紧、松开工件。

3.根据权利要求2所述的工装夹具，其特征在于：夹持机构还包括螺杆，螺杆穿入滑轨座上的螺纹孔，螺杆的端部与夹块接触；通过螺杆的旋入、旋出，驱动夹块沿滑轨移动；夹块上设有刻度尺。

4.根据权利要求2或3所述的工装夹具，其特征在于：还设有快拆机构，包括套筒、弹簧和阶梯轴，阶梯轴包括直径较小的第一阶梯轴和直径较大的第二阶梯轴，套筒套入阶梯轴后其内壁可与第二阶梯轴过盈配合；

和/或，套筒的内壁通过弹簧与第一阶梯轴连接，在套筒插入时弹簧被压缩。

5.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于：旋转机构包括连接架、Z轴旋转机构，夹持机构固定在连接架上，连接架的下端由Z轴旋转机构驱动绕Z轴作水平方向的旋转或分段旋转。

6.根据权利要求5所述的工装夹具，其特征在于：连接架包括水平设置的底架，底架的下端连接Z轴旋转机构的上端；用于固定夹持机构两端的左架、右架的下端分别套在底架的两端，并可沿底架的长度方向滑动；

和/或，底架的两端设有用于对左架、右架的滑动行程限位的T形限位结构；

和/或，还包括左顶架、右顶架，左顶架、右顶架相向地穿入锁套连接，并可随左架、右架相对滑动；

和/或，左顶架、右顶架的端部设有用于对滑动行程限位的L形限位结构；

和/或，连接架上设有用于读取旋转角度的角度尺。

7.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征在于：移动机构包括定位机构、滑轨、移动平台，移动平台通过其下端面的滑块设于滑轨上，定位机构的电机通过丝杠驱动移动平台沿滑轨移动。

8.根据权利要求7所述的工装夹具，其特征在于：滑轨设于水平的底板上，底板在沿滑轨延伸的方向上设有标尺；

和/或，滑轨为两根，且相互平行；

和/或，滑轨的上端面设有若干定位孔，移动平台设有对应的插销；插销穿过移动平台与定位孔连接，完成对移动平台的固定。