一种曲柄类零件的专用加工夹具

技术领域

本发明涉及一种专用加工夹具，具体是一种曲柄类零件的专用加工夹具，以及该夹具的加工工艺方案。

背景技术

随着数控机床技术不断的发展，高精度数控加工机床，刀具，测量设备的技术也在不断提升。但对于部分曲柄类零件，由于外协复杂，定位及装夹难度极大，通过数控机床加工，对于曲面上的定位孔及斜孔的制孔难度极大。故，对于批量的、制造难度较大的曲柄类零件，专用加工夹具的设计及制造通常还是一种极其有效的实现手段。

本发明针对一种特殊的曲柄类零件，同时对其上的定位孔、曲面上的斜孔有极其高的精度要求，通过一种专用夹具的设计制造，可有效解决加工难度大、加工报废率高、加工成本高等问题，通过专用夹具的使用，对半成品，只要依靠台钻及钳工，能完成高精度孔加工，从而降低加工报废率，降低加工成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种曲柄类零件的专用加工夹具，同时提供该夹具的加工工艺方法及控制要求，以解决指定曲柄类零件高精度制孔报废率高、加工成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种曲柄类零件的专用加工夹具，由底板、连接立板、支撑侧板、同轴台阶定位销、曲柄定位钻模组件、L型钻模组件、检验钻孔组件、压板组件构成，所述底板上下两面平行，所述底板上加工有定位销底孔，同时设置有U型避让区，所述同轴台阶定位销过盈配合安装在所述底板的定位销底孔上，所述支撑侧板通过螺销结构固定在所述底板的一个侧面上，要求支撑侧板的外立面与所述底板的底平面保证垂直，所述连接立板通过螺销结构固定在所述底板上，且位于所述支撑侧板对应的另一侧边，所述连接立板上开有钻孔避让孔，所述检验钻孔组件由第一钻模板、活动插销、紧固螺钉、第一锁紧螺钉、第一可换钻套、第一可换铰套、粗孔检验销构成，所述第一钻模板通过两根所述活动插销与紧固螺钉可拆卸安装在所述连接立板的上平面上，所述第一钻模板上加工有第一底孔，所述第一可换钻套、第一可换铰套通过间隙配合可更换安装在所述第一底孔上，在加工时利用所述第一锁紧螺钉进行紧固，所述粗孔检验销为台阶销，在曲柄类零件完成定位装夹后，可初步检验所述曲柄类零件的粗加工孔位精度及装夹定位的准确度；所述曲柄定位钻模组件由曲柄定位板、第二可换钻套、第二可换铰套、第二锁紧螺钉构成，所述曲柄定位板竖直安装在所述底板的U型避让区内，所述曲柄定位板朝着曲柄类零件侧设置有定位面，同时在所述曲柄定位板上还加工有第二底孔，所述第二可换钻套、第二可换铰套通过间隙配合可更换安装在所述第二底孔上，在加工时利用所述第二锁紧螺钉进行紧固；所述L型钻模组件由L型钻模板、第一固定钻套、第二固定钻套构成，所述L型钻模板通过螺销结构固定安装在所述底板的上平面，L型钻模板为L型零件，内部形状与所述曲柄类零件的外径大致吻合且存在一定的间歇，在所述L型钻模板上加工有第三底孔、第四底孔，所述第三底孔、第四底孔过盈配合安装有第一固定钻套、第二固定钻套；所述压板组件由压板、锁紧长螺栓、支撑螺栓构成。

作为本发明进一步的方案：所述曲柄类零件的专用加工夹具，所述底板的上、下平面的平面度及平行度需控制在0.02以内，所述支撑侧板与所述底板的下平面的垂直度要控制在0.02以内，所述专用加工夹具，其设计基准为，以所述底板的上平面为基准面A，所述底板上的定位销底孔垂直于底板，以定位销底孔的轴线与所述基准面A的交点为原点，以原点垂直与所述曲柄定位块上的定位面为X正向，垂直于基准面A为Z向，以右手笛卡尔原则建立坐标系，需保证原点到所述曲柄定位块上的定位面的距离在正负0.03以内，同时需保证所述第一底孔、第二底孔的位置度在0.08以内，第三底孔、第四底孔的位置度在0.15以内。

作为本发明再进一步的方案：所述同轴台阶定位销为同轴的台阶销，分上、下两半段，下半段过盈配合安装在所述底板的定位销底孔上，上半段的外径尺寸小于曲柄类零件内孔0.03，用于定位曲柄类零件。

作为本发明再进一步的方案：所述曲柄类零件的专用加工夹具，其加工工艺方法如下，底板加工出外形与U型避让区后，磨削上下两平面，同时磨削一对角尺边，镗削定位销底孔；将连接立板、支撑侧板安装到所述底板上后，以所述底板的下平面及一条角尺边为基准，磨削所述支撑侧板的外立面，保证所述支撑侧板与所述底板的垂直度；以底板上的定位销底孔及角尺边为基准，利用精密五轴机床，加工所述曲柄定位块上的定位面，所述第一底孔、第二底孔、第三底孔、第四底孔，保证相关的尺寸要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为特定曲柄类零件用夹具，通过有效的制造工艺方案保证了专用夹具自身高精度的实现，同时，曲柄类零件通过此专用夹具，可保障加工精度、降低报废率，且有效提升机床利用效率，降低加工成本。

附图说明

图1为本发明曲柄类零件的专用加工夹具(零件装夹状态)的结构示意图。

图2为本发明曲柄类零件的专用加工夹具的结构示意图。

图3为本发明曲柄类零件的专用加工夹具(另一视图)的结构示意图。

图4为本发明曲柄类零件的专用加工夹具(俯视)的结构示意图。

图5为本发明曲柄类零件的专用加工夹具(侧视)的结构示意图。

图中：1-曲柄类零件，2-底板，3-定位销底孔，4-支撑侧板，5-连接立板，6-曲柄定位板，7-第二锁紧螺钉，8-第二底孔，9-定位面，10-第一钻模板，11-紧固螺钉，12-活动插销，13-第一可换钻套，14-粗孔检验销，15-L型钻模板，16-第一固定钻套，17-第二固定钻套，18-钻孔避让孔，19-压板组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1～5，一种曲柄类零件1的专用加工夹具，由底板2、连接立板5、支撑侧板4、同轴台阶定位销、曲柄定位钻模组件、L型钻模组件、检验钻孔组件、压板组件19构成，所述底板上下两面平行，所述底板上加工有定位销底孔3，同时设置有U型避让区，所述同轴台阶定位销过盈配合安装在所述底板的定位销底孔上，所述同轴台阶定位销为同轴的台阶销，分上、下两半段，下半段过盈配合安装在所述底板的定位销底孔上，上半段的外径尺寸小于曲柄类零件内孔0.03，用于定位曲柄类零件；所述支撑侧板通过螺销结构固定在所述底板的一个侧面上，要求支撑侧板的外立面与所述底板的底平面保证垂直，所述连接立板通过螺销结构固定在所述底板上，且位于所述支撑侧板对应的另一侧边，所述连接立板上开有钻孔避让孔18，所述钻孔避让孔用于第二固定钻套17工作时，钻头能穿过钻孔避让孔18；所述检验钻孔组件由第一钻模板10、活动插销12、紧固螺钉11、第一锁紧螺钉、第一可换钻套13、第一可换铰套、粗孔检验销14构成，所述第一钻模板通过两根所述活动插销与紧固螺钉可拆卸安装在所述连接立板的上平面上，所述第一钻模板上加工有第一底孔，所述第一可换钻套、第一可换铰套通过间隙配合可更换安装在所述第一底孔上，在加工时利用所述第一锁紧螺钉进行紧固，所述粗孔检验销为台阶销，在曲柄类零件完成定位装夹后，可初步检验所述曲柄类零件的粗加工孔位精度及装夹定位的准确度；所述曲柄定位钻模组件由曲柄定位板6、第二可换钻套、第二可换铰套、第二锁紧螺钉7构成，所述曲柄定位板竖直安装在所述底板的U型避让区内，所述曲柄定位板朝着曲柄类零件侧设置有定位面9，同时在所述曲柄定位板上还加工有第二底孔8，所述第二可换钻套、第二可换铰套通过间隙配合可更换安装在所述第二底孔上，在加工时利用所述第二锁紧螺钉进行紧固；所述L型钻模组件由L型钻模板15、第一固定钻套16、第二固定钻套17构成，所述L型钻模板通过螺销结构固定安装在所述底板的上平面，L型钻模板为L型零件，内部形状与所述曲柄类零件的外径大致吻合且存在一定的间歇，在所述L型钻模板上加工有第三底孔、第四底孔，所述第三底孔、第四底孔过盈配合安装有第一固定钻套、第二固定钻套；所述压板组件由压板、锁紧长螺栓、支撑螺栓构成。

所述曲柄类零件的专用加工夹具，所述底板的上、下平面的平面度及平行度需控制在0.02以内，所述支撑侧板与所述底板的下平面的垂直度要控制在0.02以内，所述专用加工夹具，其设计基准为，以所述底板的上平面为基准面A，所述底板上的定位销底孔垂直于底板，以定位销底孔的轴线与所述基准面A的交点为原点，以原点垂直与所述曲柄定位块上的定位面为X正向，垂直于基准面A为Z向，以右手笛卡尔原则建立坐标系，需保证原点到所述曲柄定位块上的定位面的距离在正负0.03以内，同时需保证所述第一底孔、第二底孔的位置度在0.08以内，第三底孔、第四底孔的位置度在0.15以内。上述为曲柄类零件的专用加工夹具的整体设计要求及尺寸要求，上述尺寸要求是本发明的核心技术要求，如果无法达到上述设计要求，本发明无法满足其工作需求。

所述曲柄类零件的专用加工夹具，其加工工艺方法如下，底板加工出外形与U型避让区后，磨削上下两平面，同时磨削一对角尺边，镗削定位销底孔；将连接立板、支撑侧板安装到所述底板上后，以所述底板的下平面及一条角尺边为基准，磨削所述支撑侧板的外立面，保证所述支撑侧板与所述底板的垂直度；以底板上的定位销底孔及角尺边为基准，利用精密五轴机床，加工所述曲柄定位块上的定位面，所述第一底孔、第二底孔、第三底孔、第四底孔，保证相关的尺寸要求。上述为本发明曲柄类零件的专用加工夹具的一种有效制造工艺方案，通过上述工艺方案实施，可确保本发明能达到其设计要求。

本发明的具体工作方式及方法为，曲柄类零件的专用加工夹具，配合台钻及手枪钻使用。将曲柄类零件利用同轴台阶定位销进行定位，同时，将曲柄类零件的一个指定加工面与所述曲柄定位板的定位面9贴合，利用压板组件将所述曲柄类零件进行固定。首先利用粗孔检验销进行曲柄类零件粗孔验证，可证明曲柄类零件前道数控工序的加工精度以及是否装夹未到位，待粗孔验证通过后，利用手枪钻或者台钻完成几个孔的钻孔及铰孔工作。其中，第一底孔、第二底孔所在的产品孔位精度较高，但是加工的孔位与曲柄类零件基本垂直，导向性较好，可用手枪钻完成底孔钻制，最后用铰刀配合铰套完成孔径公差的保证。而第三底孔、第四底孔对应的第一固定钻套16、第二固定钻套17，所加工的孔为曲面上的孔，导向性较差，容易钻歪，故利用支撑侧板4的外立面与底板的角尺边，可将钻制的孔轴线调整为竖直孔，利用台钻及钻套的导向，通过锪窝后退出，保证垂直导向性，从而保证钻孔的位置度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。