阅读说明：本技术 一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置及方法 (Clamping device and method for improving machining quality of radial hole of fine shaft part ) 是由 孙婙 李云鹏 漆嵘 杨风军 王恺 赵晓群 施军良 刘涛 于 2020-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置及方法,将待加工径向孔的目标轴插入第二导引孔内,使待加工径向孔所在轴端位于第一导引孔的正下方,转动手动压板使其板面抵接于待加工径向孔所在轴端面并压紧,钻头穿过第一导引孔钻入目标轴的待加工径向孔位置,实施钻孔。利用加工零件自身结构细小、加工所产生的切削力小、继而所需的夹紧力小的特点,放弃传统的装夹方法,节省锁紧装置的设计,采用人手施加压紧力的压紧方法,在普通钻床上进行加工,既解决了零件加工时夹紧力过大将零件夹伤报废,又解决了零件刚性差加工后超差问题,不但提升了零件的加工质量,提高了加工效率,又减少了对高精度设备的占用,降低了加工成本。(The invention provides a clamping device and a method for improving the processing quality of radial holes of fine shaft parts. The characteristics that the machined part is small in structure, cutting force generated by machining is small, and clamping force required is small are utilized, a traditional clamping method is abandoned, the design of a locking device is saved, a pressing method that pressing force is applied by hands is adopted, machining is carried out on a common drilling machine, the problems that the part is damaged and scrapped due to clamping force is too large when the part is machined and the part is poor in rigidity and cannot be machined are solved, machining quality of the part is improved, machining efficiency is improved, occupation of high-precision equipment is reduced, and machining cost is reduced.)

一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置及方法

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置及方法。

背景技术

在各类仪器仪表及航空航天领域中，径向带孔的细小轴类零件的应用非常广泛，此类零件材料种类也非常广泛，涉及黑色金属和有色金属。其结构特点是零件的两端轴径较小（Φ2h7），中间轴径较大（Φ5h9），在一端的小轴会有一个较小的径向孔（Φ1H7），径向孔Φ1H7（+0.01 0）与两端轴Φ2h7（0 -0.01）的垂直度要求不大于Φ0.01mm。

在机械零件加工中，加工细小轴类零件上径向孔的方法如下：

第一种是零件在坐标镗床上夹紧无孔的一端小轴进行钻孔，由于零件细小，一般通用辅具（如V型铁）无法进行有效装夹，因此采用虎钳进行装夹，然而由于零件细小且装夹面小，若夹紧力不够，则在钻孔过程中，零件会产生位移，造成孔加工超差，若夹紧力过大，易将零件夹伤，造成零件报废；

第二种是车削中心进行车外圆并钻孔，但由于零件细小，刚性差，在钻孔时由于零件呈悬臂状，加工后零件的孔中心对零件轴线的垂直度往往超差，造成零件报废，而且由于加工中心的加工成本高，也提高了零件的加工成本。

因此如何保质保量的加工出合格零件，并降低加工成本、提高加工效率，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置及方法，以克服上述技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，其特征在于，至少包括水平放置的顶板，顶板的其中一侧壁垂直向下延伸形成侧板，侧板的板壁水平延伸形成至少一条支臂，支臂和顶板位于侧板的同一侧；

其中，顶板的板壁开设有供钻头伸入的第一导引孔，侧板的板壁开设有供目标轴贯穿插入的第二导引孔，两个导引孔的中心轴线相互垂直，且钻头通过第一导引孔后正对目标轴的待加工径向孔位置，支臂安装有手动压板，手动压板的一端铰接于支臂，另一端悬空，悬空端的板壁可抵接于目标轴的待加工径向孔所在轴端。

进一步地，第一导引孔内嵌装有钻套，钻套为空心柱状体，且钻套的上柱面低于顶板的上表面，钻套的下柱面位于顶板的下表面下方。

进一步地，侧板的板壁沿着顶板所在的方向水平延伸形成两条相互平行且相对的支臂，在两个支臂之间立有平行于侧板的手动压板，手动压板的底端分别与两个支臂铰接，且手动压板的板顶高于顶板的下表面。

优选地，手动压板的正对第二导引孔的板壁设有半球形凸起，半球形凸起可抵接于目标轴的轴端。

进一步地，手动压板的背离半球形凸起的板壁设有圆弧形凹槽，圆弧形凹槽与半球形凸起关于手动压板相对而设，且手动压板的底端沿垂直于板面方向的截面呈半圆形。

优选地，第一导引孔、第二导引孔、半球形凸起的数量相等，每个第一导引孔设有与其相对应的第二导引孔，每个半球形凸起正对第二导引孔内的目标轴的轴端。

本发明还提供了一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹方法，其特征在于，至少包括提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，装夹方法如下：

将待加工径向孔的目标轴插入第二导引孔内，使待加工径向孔所在轴端位于第一导引孔的正下方，转动手动压板使其板面抵接于待加工径向孔所在轴端面并压紧，钻头穿过第一导引孔钻入目标轴的待加工径向孔位置，实施钻孔。

进一步地，提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹方法，包括以下步骤：

步骤001.将待加工径向孔的两根目标轴分别插入两个第二导引孔内，使每根目标轴的待加工径向孔所在轴端位于对应的第一导引孔的正下方；

步骤002.转动手动压板使半球形凸起抵接待加工径向孔所在轴端面，同时操作者手指按压圆弧形凹槽，对目标轴实施压紧；

步骤003.钻头穿过钻套钻入待加工径向孔位置，实施钻孔；

步骤004.转动手动压板，使手动压板脱离目标轴，取下目标轴，加工完成。

本发明的有益效果如下：

利用加工零件自身结构细小、加工所产生的切削力小、继而所需的夹紧力小的特点，放弃传统的装夹方法，节省锁紧装置的设计，采用人手施加压紧力的压紧方法，在普通钻床上进行加工，既解决了零件加工时夹紧力过大将零件夹伤报废，又解决了零件刚性差加工后超差问题，不但提升了零件的加工质量，提高了加工效率，又减少了对高精度设备的占用，降低了加工成本。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置的俯视图。

图2是图1中的A-A向视图。

图3是目标轴的结构示意图。

图4是提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置的应用示意图。

图5是图4的B-B向视图。

附图标记说明：

1.支臂；2.钻套；3.手动压板；4.销轴；5.第一导引孔；6.侧板；7.顶板；8.目标轴；9.第二导引孔；10.半球形凸起；11.圆弧形凹槽；12.待加工径向孔。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

第一实施方式：

本发明的第一实施方式涉及一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，如图1和图2所示，至少包括水平放置的顶板7，顶板7的其中一侧壁垂直向下延伸形成侧板6，侧板6的板壁水平延伸形成至少一条支臂1，支臂1和顶板7位于侧板6的同一侧；

其中，顶板7的板壁开设有供钻头伸入的第一导引孔5，侧板6的板壁开设有供目标轴8贯穿插入的第二导引孔9，两个导引孔的中心轴线相互垂直，且钻头通过第一导引孔5后正对目标轴8的待加工径向孔12位置，支臂1安装有手动压板3，手动压板3的一端铰接于支臂1，另一端悬空，悬空端的板壁可抵接于目标轴8的待加工径向孔12所在轴端。

提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置的工作过程如下：

将待加工径向孔12的目标轴8插入第二导引孔9内，使待加工径向孔12所在轴端位于第一导引孔5的正下方，转动手动压板3使其板面抵接于待加工径向孔12所在轴端面并压紧，钻头穿过第一导引孔5钻入目标轴8的待加工径向孔12位置，实施钻孔。

目标轴8的结构参见图3，其右端轴端为待加工径向孔12，可以看出，该目标轴8的结构细小，若采取传统装夹方法极易造成对轴的损伤，而本实施方式采用人手施加压紧力的压紧方法，对加工零件（目标轴8）进行快速压紧，操作简单、方便、快捷，以图5为例，目标轴8在放入第二导引孔9内后，它的中间轴的左端面紧贴侧板6的右板壁，即右板壁作为定位面与零件大端面接触，对零件进行定位，手动压板3作逆时针90°回转，直至手动压板3的左侧面抵接目标轴8的右端面，并持续按压手动压板3，使手动压板3与目标轴8压紧，然后实施钻孔。

第一导引孔5的作用是引导钻头沿该孔进入，确保钻头正对目标轴8的待加工径向孔12位置，此外还有一个作用是限制钻头在此孔内，避免钻孔振动引起的偏移。

第二导引孔9的作用是为目标轴8提供支撑，利用杠杆原理压紧目标轴8。

手动压板3可以绕铰接点转动，如在放入零件或加工完成需取出零件时，转动手动压板3作顺时针90°回转，又如在将目标轴8插入第二导引孔9内后，手动压板3作逆时针90°回转，一方面省时省力，另一方面也降低了加工成本。

第二实施方式：

本实施方式涉及一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，如图1和图2所示，至少包括水平放置的顶板7，顶板7的其中一侧壁垂直向下延伸形成侧板6，侧板6的板壁水平延伸形成至少一条支臂1，支臂1和顶板7位于侧板6的同一侧；

其中，顶板7的板壁开设有供钻头伸入的第一导引孔5，侧板6的板壁开设有供目标轴8贯穿插入的第二导引孔9，两个导引孔的中心轴线相互垂直，且钻头通过第一导引孔5后正对目标轴8的待加工径向孔12位置，支臂1安装有手动压板3，手动压板3的一端铰接于支臂1，另一端悬空，悬空端的板壁可抵接于目标轴8的待加工径向孔12所在轴端。

如图2和图5所示，第一导引孔5内嵌装有钻套2，钻套2为空心柱状体，且钻套2的上柱面低于顶板7的上表面，钻套2的下柱面位于顶板7的下表面下方，钻套2的上下位置可以调整，可引导钻套2贴近零件表面，克服零件加工时孔位移的现象，无需先定中心，可直接用钻头进行钻孔，一次加工就可保证零件的尺寸精度及形位公差要求，提高了加工效率。

若在装夹装置中增加一个垂直钻套，还可用于细小轴类零件的径向垂直钻孔。

侧板6的板壁沿着顶板7所在的方向水平延伸形成两条相互平行且相对的支臂1，在两个支臂1之间立有平行于侧板6的手动压板3，手动压板3的底端分别与两个支臂1铰接，且手动压板3的板顶高于顶板7的下表面，参见图2，为优选方案，图2中的手动压板3的底端与支臂1通过销轴4连接，也就是说，手动压板3可以绕着销轴4转动。

参见图5，手动压板3的正对第二导引孔9的板壁设有半球形凸起10，半球形凸起10可抵接于目标轴8的轴端；手动压板3的背离半球形凸起10的板壁设有圆弧形凹槽11，圆弧形凹槽11与半球形凸起10关于手动压板3相对而设，且手动压板3的底端沿垂直于板面方向的截面呈半圆形。

使用装夹装置时，将其置放于机床工作台，转动手动压板3使其立起，如图5所示，半球形凸起10抵接目标轴8的轴端，半球形凸起10可以确保手动压板3与零件的紧密接触，保证了压紧力的均匀施加，而圆弧形凹槽11符合人的生理结构特点，既加大了手指的接触面，又提高了操作者操作时的舒适度。

第三实施方式：

本实施方式提供了一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，至少包括水平放置的顶板7，顶板7的其中一侧壁垂直向下延伸形成侧板6，侧板6的板壁水平延伸形成至少一条支臂1，支臂1和顶板7位于侧板6的同一侧；

其中，顶板7的板壁开设有供钻头伸入的第一导引孔5，侧板6的板壁开设有供目标轴8贯穿插入的第二导引孔9，两个导引孔的中心轴线相互垂直，且钻头通过第一导引孔5后正对目标轴8的待加工径向孔12位置，支臂1安装有手动压板3，手动压板3的一端铰接于支臂1，另一端悬空，悬空端的板壁可抵接于目标轴8的待加工径向孔12所在轴端。

第一导引孔5内嵌装有钻套2，钻套2为空心柱状体，且钻套2的上柱面低于顶板7的上表面，钻套2的下柱面位于顶板7的下表面下方，其目的是使钻套2更贴近零件表面，克服零件加工时孔位移的现象。

侧板6的板壁沿着顶板7所在的方向水平延伸形成两条相互平行且相对的支臂1，在两个支臂1之间立有平行于侧板6的手动压板3，手动压板3的底端分别与两个支臂1铰接，且手动压板3的板顶高于顶板7的下表面。

手动压板3的正对第二导引孔9的板壁设有半球形凸起10，半球形凸起10可抵接于目标轴8的轴端。

手动压板3的背离半球形凸起10的板壁设有圆弧形凹槽11，圆弧形凹槽11与半球形凸起10关于手动压板3相对而设，且手动压板3的底端沿垂直于板面方向的截面呈半圆形。

参见图4和图5，第一导引孔5、第二导引孔9、半球形凸起10的数量相等，每个第一导引孔5设有与其相对应的第二导引孔9，每个半球形凸起10正对第二导引孔9内的目标轴8的轴端。

即本实施方式可以同时对两个目标轴8进行钻孔加工，将需要加工的2个目标轴8分别插入2个第二导引孔9内，使待加工径向孔12所在轴端位于第一导引孔5的正下方，转动手动压板3使其板面抵接于待加工径向孔12所在轴端面并压紧，钻头穿过第一导引孔5钻入目标轴8的待加工径向孔12位置，实施钻孔。

装夹装置运用杠杆原理，使两个加工零件互为支点，一次加工两个零件，提高了零件的加工效率，且由于采取的是对零件端面进行压紧的方式，成功地解决了零件悬臂刚性差的问题，提高了零件的结构刚性，减少了零件的加工变形，提高了零件的加工质量。

第四实施方式：

本实施方式提供了一种提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹方法，至少包括提高细小轴类零件径向孔加工质量的装夹装置，装夹方法如下：

将待加工径向孔12的目标轴8插入第二导引孔9内，使待加工径向孔12所在轴端位于第一导引孔5的正下方，转动手动压板3使其板面抵接于待加工径向孔12所在轴端面并压紧，钻头穿过第一导引孔5钻入目标轴8的待加工径向孔12位置，实施钻孔。

具体包括以下步骤：

步骤001.将待加工径向孔12的两根目标轴8分别插入两个第二导引孔9内，使每根目标轴8的待加工径向孔12所在轴端位于对应的第一导引孔5的正下方；

步骤002.转动手动压板3使半球形凸起10抵接待加工径向孔12所在轴端面，同时操作者手指按压圆弧形凹槽11，对目标轴8实施压紧；

步骤003.钻头穿过钻套2钻入待加工径向孔12位置，实施钻孔；

步骤004.转动手动压板3，使手动压板3脱离目标轴8，取下目标轴8，加工完成。

其中，装夹装置至少包括水平放置的顶板7，顶板7的其中一侧壁垂直向下延伸形成侧板6，侧板6的板壁水平延伸形成至少一条支臂1，支臂1和顶板7位于侧板6的同一侧；

其中，顶板7的板壁开设有供钻头伸入的第一导引孔5，侧板6的板壁开设有供目标轴8贯穿插入的第二导引孔9，两个导引孔的中心轴线相互垂直，且钻头通过第一导引孔5后正对目标轴8的待加工径向孔12位置，支臂1安装有手动压板3，手动压板3的一端铰接于支臂1，另一端悬空，悬空端的板壁可抵接于目标轴8的待加工径向孔12所在轴端。

第一导引孔5内嵌装有钻套2，钻套2为空心柱状体，且钻套2的上柱面低于顶板7的上表面，钻套2的下柱面位于顶板7的下表面下方。

侧板6的板壁沿着顶板7所在的方向水平延伸形成两条相互平行且相对的支臂1，在两个支臂1之间立有平行于侧板6的手动压板3，手动压板3的底端分别与两个支臂1铰接，且手动压板3的板顶高于顶板7的下表面。

手动压板3的正对第二导引孔9的板壁设有半球形凸起10，半球形凸起10可抵接于目标轴8的轴端。

手动压板3的背离半球形凸起10的板壁设有圆弧形凹槽11，圆弧形凹槽11与半球形凸起10关于手动压板3相对而设，且手动压板3的底端沿垂直于板面方向的截面呈半圆形。

第一导引孔5、第二导引孔9、半球形凸起10的数量相等，每个第一导引孔5设有与其相对应的第二导引孔9，每个半球形凸起10正对第二导引孔9内的目标轴8的轴端。

本发明充分利用加工零件自身结构细小、加工所产生的切削力小、继而所需的夹紧力小的特点，放弃传统的加工方法，采用手动夹紧、在普通钻床上进行加工，既解决了零件加工时夹紧力过大将零件夹伤报废，又解决了零件刚性差加工后超差问题，不但提升了零件的加工质量，又提高了加工效率，降低了加工成本，该装置制作简单、经济。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。