一种牙爪体铣斜面夹具

技术领域

本发明涉及牙轮钻头制造的技术领域，尤其是一种牙爪体铣斜面夹具。

背景技术

钻探是地质勘探工作中的一项重要技术手段。石油钻井和地质钻探中应用最多的还是牙轮钻头。牙轮钻头在旋转时具有冲击、压碎和剪切破碎地层岩石的作用，牙轮钻头按牙齿类型可分为铣齿(钢齿)牙轮钻头、镶齿(牙轮上镶装硬质合金齿)牙轮钻头；按牙轮数目可分为单牙轮钻头、三牙轮钻头和组装多牙轮钻头。国内外使用最多、最普遍的是三牙轮钻头。三爪牙轮钻头在钻压和钻柱旋转的作用下，牙齿压碎并吃入岩石，同时产生一定的滑动而剪切岩石。当牙轮在井底滚动时，牙轮上的牙齿依次冲击、压入地层，这个作用可以将井底岩石压碎一部分，同时靠牙轮滑动带来的剪切作用削掉牙齿间残留的另一部分岩石，使井底岩石全面破碎，井眼得以延伸。

三爪牙轮钻头主要包括三个牙轮单元，通过组装成整体可转动三爪牙轮钻头，为了使得在钻进的过程中，每个牙轮单元所受到的切削载荷相同，因此每个牙轮单元结构相同，牙轮单元包括牙爪体，设于牙爪体上的牙掌，设置在牙掌上的牙轮。三爪牙轮钻头在组床的过程中，需要将三个牙爪体焊接组装成回转体，再将回转体外壁上车出连接螺纹。

因此，每个牙爪体上两个接触面之间的夹角为120°，而为了使得单个牙爪体在工作时受力载荷平衡，两个接触面相对于牙爪体自身的中心线相对称，即，两个接触面与中心线之间的夹角为60°。牙轮单元毛坯通常是锻造件，存在两个接触面夹角上余量不均的情况，如果不能均匀分配两个接触面上的加工余量，在接触面加工的过程中就会出现一个接触面余量过多、一个接触面加工余量过少而导致牙轮单元铣斜面加工报废。

发明内容

解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种牙爪体铣斜面夹具，能保证牙爪体加工过程中，两斜面相对于牙轮单元中心线相对称，且两斜面上的加工余量分配均匀，避免其中一斜面加工余量过少所造成的牙轮单元报废。

本发明的技术方案如下：

一种牙爪体铣斜面夹具，包括基座；

设于基座上的夹紧装置，所述夹紧装置用于夹紧牙轮单元，使得所述牙轮单元上的斜面朝上；

校正装置，用于校正所述牙轮单元，所述校正装置包括位于所述牙轮单元宽度方向一侧的第一支座；

位于所述牙轮单元的宽度方向另一侧的第二支座；

分别与所述第二支座和所述第一支座可拆卸连接的V型块，所述V型块上的夹角与牙爪体上的两个斜面之间的夹角相同。

优选地，所述夹紧装置包括尾部夹紧组件，用于夹紧所述牙轮单元的尾部；

头部夹紧组件，用于夹紧靠近所述牙轮单元的头部位置。

优选地，所述夹紧装置包括从下往上托起所述牙轮单元上的牙掌的承托组件。

优选地，所述承托组件包括与所述基座可拆卸连接的第三支座，所述第三支座上设有用于承托所述牙爪体背部的支撑面；

所述第三支座内设有转动销，所述转动销倾斜设置，所述转动销的中心线与所述支撑面的切线相平行；

与所述转动销通过连接结构连接的头部压板，以使得所述头部压板可绕所述转动销转动，所述头部压板具有压紧所述牙掌的第一状态，以及远离所述牙掌的第二状态。

优选地，所述连接结构包括一端绕所述转动销转动的第一转动件；

与所述第一转动件的另一端连接的第一紧固件，所述头部压板绕所述第一紧固件转动。

优选地，所述头部压板上设有容纳槽；

以及与所述容纳槽相连通的避让槽；

所述第一紧固件穿过所述容纳槽，所述第一转动件的另一端穿过所述容纳槽和所述避让槽，且可沿所述避让槽长度方向移动。

优选地，所述第一紧固件与所述第三支座螺装连接；

在所述头部压板的背部设有锁定件，所述锁定件与所述转动销的另一端螺装连接。

优选地，所述头部夹紧组件设于所述承托组件靠近所述牙轮单元的尾部方向的一侧，所述头部夹紧组件位于所述校正装置与所述承托组件之间；

所述头部夹紧组件包括设于所述基座上的第四支座；

以及与所述第四支座铰接的第一夹爪和第二夹爪，所述第二夹爪与所述第一夹爪用于夹持所述牙轮单元的宽度方向；

控制结构，用于控制所述第一夹爪和所述第二夹爪开合。

优选地，所述控制结构包括设于所述第四支座内的第一螺母和第二螺母；

与所述第一螺母和所述第二螺母螺装连接的螺杆；

与所述螺杆端部连接的作用件，以使得所述螺杆转动。

优选地，所述尾部夹紧组件包括设于所述基座上的第五支座，

通过升降结构与所述第五支座连接的压块，以使得所述压块能上下移动。

本发明提供一种牙爪体铣斜面夹具，包括基座，设于基座上的夹紧装置，夹紧装置用于夹紧牙轮单元，使得牙轮单元上的斜面朝上，校正装置，用于校正牙轮单元，校正装置包括位于牙轮单元宽度方向一侧的第一支座，位于牙轮单元的宽度方向另一侧的第二支座，分别与第二支座和第一支座可拆卸连接的V型块，V型块上的夹角与牙爪体上的两个斜面之间的夹角相同。三个牙爪单元可组装焊接成一个三爪牙轮钻头，而每个牙轮单元包括牙爪体，设于牙爪体上的牙掌，在焊接组装的过程中，在牙掌上安装牙轮。本发明提供的牙爪体铣斜面夹具，适用于牙爪体上夹角为120°的两斜面加工。但不限于该夹角角度的斜面加工。且牙轮单元一般为锻造件，与现有技术相比，当需要加工牙轮单元上的斜面时，首先采用校正装置进行校正，使得牙轮单元上两个斜面之间的相交线与水平线相平行。具体地，采用夹角与两斜面之间夹角相同的V型块，与两斜面贴合，来调整牙轮单元的姿态，当牙轮单元上两个斜面之间的相交线与水平线相平行后，采用夹紧装置将牙轮单元，使得牙轮单元上的斜面朝上，再将V型块移开，铣床再对两斜面进行加工。这样就能保证两斜面上的加工余量相同，避免因牙轮单元初始装夹姿态不正确导致两斜面上加工余量不同，进而出现的加工余量分配不均匀。因此，本申请提供的牙爪体铣斜面夹具，能保证牙爪体加工过程中，两斜面相对于牙轮单元中心线相对称，且两斜面上的加工余量分配均匀，避免其中一斜面加工余量过少所造成的牙轮单元报废。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的牙爪体铣斜面夹具校正时的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的牙爪体铣斜面夹具校正时的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的牙爪体铣斜面夹具的V型块取掉后准备加工斜面时的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的头部夹紧组件的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的头部夹紧组件的剖视图；

图6为本发明实施例提供的V型块和扶正器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的承托组件的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的承托组件的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的承托组件的剖视图；

图10为本发明实施例提供的承托组件的爆炸图；

图11为本发明实施例提供的承托组件的爆炸图。

附图中的标号说明：1、基座；2、牙轮单元；3、第一支座；4、第二支座；5、V型块；6、第三支座；7、支撑面；8、转动销；9、头部压板；10、牙掌；11、第一转动件；12、第一紧固件；13、容纳槽；14、避让槽；15、锁定件；16、第四支座；17、第一夹爪；18、第二夹爪；19、第一螺母；20、第二螺母；21、螺杆；22、作用件；23、第五支座；24、压块；25、扶正器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示方位或者位置关系，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组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请如图1至图11所示，本发明提供一种牙爪体铣斜面夹具，包括基座1，设于基座1上的夹紧装置，夹紧装置用于夹紧牙轮单元2，使得牙轮单元2上的斜面朝上，校正装置，用于校正牙轮单元2，校正装置包括位于牙轮单元2宽度方向一侧的第一支座3，位于牙轮单元2的宽度方向另一侧的第二支座4，分别与第二支座4和第一支座3可拆卸连接的V型块5，V型块5上的夹角与牙爪体上的两个斜面之间的夹角相同。三个牙爪单元可组装焊接成一个三爪牙轮钻头，而每个牙轮单元2包括牙爪体，设于牙爪体上的牙掌10，在焊接组装的过程中，在牙掌10上安装牙轮。本发明提供的牙爪体铣斜面夹具，适用于牙爪体上夹角为120°的两斜面加工。但不限于该夹角角度的斜面加工。且牙轮单元2一般为锻造件，与现有技术相比，当需要加工牙轮单元2上的斜面时，首先采用校正装置进行校正，使得牙轮单元2上两个斜面之间的相交线与水平线相平行。具体地，采用夹角与两斜面之间夹角相同的V型块5，与两斜面贴合，来调整牙轮单元2的姿态，当牙轮单元2上两个斜面之间的相交线与水平线相平行后，采用夹紧装置将牙轮单元2，使得牙轮单元2上的斜面朝上，再将V型块5移开，铣床再对两斜面进行加工。这样就能保证两斜面上的加工余量相同，避免因牙轮单元2初始装夹姿态不正确导致两斜面上加工余量不同，进而出现的加工余量分配不均匀。因此，本申请提供的牙爪体铣斜面夹具，能保证牙爪体加工过程中，两斜面相对于牙轮单元2中心线相对称，且两斜面上的加工余量分配均匀，避免其中一斜面加工余量过少所造成的牙轮单元2报废。

其中，夹紧装置包括尾部夹紧组件，用于夹紧牙轮单元2的尾部，头部夹紧组件，用于夹紧靠近牙轮单元2的头部位置。夹紧组件包括尾部夹紧组件和头部夹紧组件，尾部夹紧组件用于夹紧牙轮单元2的尾部，头部夹紧组件用于夹紧靠近牙轮单元2的头部位置，在加工牙轮单元2时，首先用校正装置将牙轮单元2予以校正，使得牙轮单元2上两斜面之间的相交线与水平线相平行后，将牙轮单元2的尾部和头部予以同时夹紧，当牙轮单元2夹紧后，再将校正装置的V型块5移开，铣床对两斜面进行加工。

进一步地，还可以在V型块5的顶部设置扶正器25，扶正器25的整体结构以牙轮单元2宽度方向对称，方便V型块5的拿取的同时，还能使得V型块5对牙轮单元2快速校正位置。

较佳地，夹紧装置包括从下往上托起牙轮单元2上的牙掌10的承托组件。由于牙掌10设置在头部，重量集中在头部，牙轮单元2的结构特性头重尾轻，为了避免在使用了校正装置后，牙轮单元2在装夹加工的时候去破坏牙轮单元2校正后的姿态，设置从下往上托起牙轮单元2上牙掌10的承托组件。

本发明提供的实施例中，承托组件包括与基座1可拆卸连接的第三支座6，第三支座6上设有用于承托牙爪体背部的支撑面7；第三支座6内设有转动销8，转动销8倾斜设置，转动销8的中心线与支撑面7的切线相平行，与转动销8通过连接结构连接的头部压板9，以使得头部压板9可绕转动销8转动，头部压板9具有压紧牙掌10的第一状态，以及远离牙掌10的第二状态。支撑面7与牙爪体背部上的侧面接触，给牙爪体提供辅助支撑力，另一方面，通过转动销8的倾斜设置，使得转动销8的中心线与支撑面7的切线相平行，再由头部压板9压紧牙掌10。这种将转动销8的中心线与支撑面7的切线相平行的设置，使得头部压板9的压紧点与支撑面7的支撑点，位置相一致，使得整个牙轮单元2的头部位置受力均衡，而不会出现夹紧力受力不均衡而引起的震刀现象。

其中，连接结构包括一端绕转动销8转动的第一转动件11，与第一转动件11的另一端连接的第一紧固件12，头部压板9绕第一紧固件12转动。由于转动销8设置在第三支座6，头部压板9在转动的过程中，需要不断改变姿态，如果采用头部压板9直接与传动销铰接，则会出现头部压板9在第三支座6内不断挤压，一是会出现转动销8挤压变形，二是第三支座6所受应力较大。因此，本实施例中，因此，本实施例中，通过第一转动件11一端绕转动销8转动，另一端与第一紧固件12连接，再由头部压板9绕第一紧固件12连接，这样就能避免头部压板9在第三支座6内发生挤压。另一方面，还增加了头部压板9的可转动角度，在牙轮单元2在校正过程中，避免了头部压板9与牙轮单元2之间的干涉，而在牙轮单元2上斜面加工完成时，牙轮单元2需要从夹具上拆卸下来时，头部压板9可提供较大的避让位，使头部压板9与牙掌10不会发生干涉。

较佳地，头部压板9上设有容纳槽13，以及与容纳槽13相连通的避让槽14，第一紧固件12穿过容纳槽13，第一转动件11的另一端穿过容纳槽13和避让槽14，且可沿避让槽14长度方向移动。容纳槽13的作用是用于容纳第一转动件11，而避让槽14的设置是为了避免头部压板9在转动的过程中，第一转动件11与头部压板9之间产生挤压干涉。

本发明提供的实施例中，第一紧固件12与第三支座6螺装连接，在头部压板9的背部设有锁定件15，锁定件15与转动销8的另一端螺装连接。为了避免第一紧固件12移动幅度过大，而使得头部压板9的转动角度过大，对头部压板9向牙掌10提供的压紧力不好调节，采用将第一紧固件12与第三支座6螺装连接，将第一紧固件12的转动转化为第一紧固件12的直线移动，进而带动头部压板9的转动幅度的控制。较佳地，在第一紧固件12的端部上设有转动扳手，方便对第一紧固件12转动调节。头部压板9的背部设有锁定件15，锁定件15与转动销8的另一端螺装连接，当头部压板9转动到与牙掌10外壁接触时，此时可将锁定件15进行锁定，头部压板9对牙掌10施加压紧力。

其中，头部夹紧组件设于承托组件靠近牙轮单元2的尾部方向的一侧，头部夹紧组件位于校正装置与承托组件之间，头部夹紧组件包括设于基座1上的第四支座16，以及与第四支座16铰接的第一夹爪17和第二夹爪18，第二夹爪18与第一夹爪17用于夹持牙轮单元2的宽度方向，控制结构，用于控制第一夹爪17和第二夹爪18开合。头部夹紧组件的位置设置，更靠近牙轮单元2容易蹿动的位置，使得牙轮单元2在宽度方向上的夹紧更为可靠。另一方面，第一夹爪17、第二夹爪18设置在第四支座16的内部，避免异物落入第一夹爪17、第二夹爪18的铰接位置处。

较佳地，控制结构包括设于第四支座16内的第一螺母19和第二螺母20，与第一螺母19和第二螺母20螺装连接的螺杆21，与螺杆21端部连接的作用件22，以使得螺杆21转动。螺杆21转动，进而通过第一螺母19、第二螺母20来带动第一夹爪17、第二夹爪18的转动，来实现第一夹爪17、第二夹爪18的开合程度。螺纹连接方式使得传动更为精确，第一夹爪17、第二夹爪18开合幅度控制更为精细，避免第一夹爪17、第二夹爪18夹紧调节方便，还能避免第一夹爪17、第二夹爪18在装夹过程中，对牙轮单元2造成冲击载荷。

本发明提供的实施例中，尾部夹紧组件包括设于基座1上的第五支座23，通过升降结构与第五支座23连接的压块24，以使得压块24能上下移动，这样实现对尾部的夹紧与拆卸。

本说明书中各实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。