一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具及其使用方法与流程
1.本发明属于机械制造领域，涉及到一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具及其使用方法，用于垫圈零件限位凸台装夹定位和铣削加工。
背景技术：
2.为了方便飞机内部机载设备检查、维护，飞机表面应用了大量维护口盖及口盖快卸承力锁。闭合垫圈是口盖快卸承力锁重要的组成部分。闭合垫圈零件中间是一个u型孔，孔周边是四个对称梯形凸台。目前，垫圈梯形凸台加工采用二次装夹加工，夹具为拼装夹具。在实际加工中发现：1、拼装夹具结构复杂、笨重，拼装周转周期长；2、零件加工需要二次装夹定位，费时费力，效率低；3、二次装夹定位，存在重复定位误差，容易造成梯形凸台位置不准确，对称度超差。上述现象直接造成闭合垫圈零件生产效率低、周期延误、产品质量下降等现象。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具及其使用方法，用于垫圈零件限位凸台装夹定位和铣削加工，提高垫圈零件梯形凸台加工的效率和质量。
4.本发明的技术方案如下：
5.一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具，包括底板1、壳体2、心轴3、螺母机构4、盘头螺钉5、限位销6、定位螺栓7、套筒8、螺塞9、调整杆10、球11、限位装置12、定位销13、圆柱销14、垫圈15和沉头螺钉16。
6.所述的底板1的两侧设有u型槽口，通过机床辅件与u型槽口配合将底板1压紧固定在铣床床面上；底板1的中心设有通孔，与壳体2底部的圆台阶间隙配合；u型槽口附近设有两个台阶定位销孔，通过定位销13限制底板1在铣床床面的方向位置；对称设置三个台阶孔，通过盘头螺钉5将壳体2固定在底板1上；还设有两处圆孔，用于安装限位装置12，以限制调整杆10的位置，调整杆10限位位置对应两个加工位置。
7.所述的壳体2是一个连接元件，外形是带内孔的t型螺塞结构；壳体2底部是圆台阶，圆台阶安装在底板1中心通孔中；壳体2轴肩部位设有二个定位销孔、三个螺纹孔，分别与底板1上的两个台阶定位销孔和三个台阶孔相对应，二个定位销孔与圆柱销14配合，三个螺纹孔与盘头螺钉5配合，从而将壳体2固定在底板1上；轴肩侧面设有扇形槽，使调整杆10在梯形凸台两个加工位置间摆动；壳体2中间部位通过外螺纹与螺母机构4连接，螺母机构4可沿着外螺纹上下移动；壳体2内部设有轴向圆孔，与心轴3间隙配合连接，孔口为60
°
内锥面，便于安装正；壳体2上部侧面设有圆孔，用于安装限位销6，对套筒8进行限位。
8.所述的心轴3是一个转动元件，头部为60
°
沉头结构，与壳体2的60
°
内锥面配合接触；头部端面设有两个螺纹孔，用于安装沉头螺钉16，且设有垫圈15，通过垫圈15和沉头螺钉16调整壳体2与心轴3顶部的高度差，防止压伤心轴3；心轴3尾端为圆杆，与壳体2内部圆孔间隙配合，并且可以自动转动；心轴3内部为台阶结构，一端圆孔、一端螺纹，用于与定位
螺栓7连接；定位螺栓7的顶端设有凸台，外形与垫圈零件内孔尺寸相同，用于定位垫圈零件；心轴3尾部侧面有一螺纹孔，用于与调整杆10连接，调整杆10带动心轴3自由旋转；心轴3上部侧面有一螺纹孔，用安装螺塞9，通过螺塞9固定定位螺栓7。
9.所述的螺母机构4是一个旋转机构，由螺母4-1和手柄4-2焊接组成；螺母4-1上部为带方形槽圆孔，下部为螺纹，中间为环槽；方形槽用于躲避套筒8底部凸耳，方便其插入螺母4-1中；螺纹与壳体2中间部位通过外螺纹配合实现转动；套筒8底部凸耳位于环槽中，环槽带动套筒8凸耳向下移动，同时通过壳体2上部侧面的限位销6，控制套筒8向下移动的最大距离；手柄4-2为长方体结构，头部设为球面圆弧，手柄4-2带动螺母4-1沿螺纹旋转。
10.所述的套筒8为压紧元件，内部型腔上部用于压紧零件，侧面设有凹槽，通过限位销6控制套筒8向下移动的最大距离。
11.所述的调整杆10为双头螺纹结构，一端螺纹用于与心轴3螺纹连接，另一端螺纹与球11连接，中间杆部设有豁口，方便调整杆10顺利通过球11的限制。
12.所述的限位装置12由塞子12-1、套12-2、钢球12-3和弹簧12-4组成；塞子12-1与套12-2螺纹连接，旋紧至套12-2底部；套12-2外圆为过渡公差，固定安装在底板1圆孔中；套12-2内部孔用于放置弹簧12-4，作为导孔，用于限制弹簧12-4位置；钢球12-3位于套12-2的顶端，作为限位器，用于确定调整杆10移动到的位置，即零件加工凸台的两处位置；弹簧12-4用于提供弹性，保证调整杆10顺利通过，并对其进行卡位。
13.本发明的有益效果：
14.1、本发明通过心轴旋转以及限位装置的控制，零件可以变换90
°
位置，从而实现一次装夹完成全部梯形凸台加工的功能，提高单件加工效率和加工质量；
15.2、本发明采用弹性限位方式，限位方式简单，定位准确可靠，操作方便；
16.3、本发明采用螺纹咬合的方式传动压紧，传动平稳、省力；
17.4、本发明体积小、结构简单、制造成本低；
18.5、本发明经济实用。
附图说明
19.图1(a)和图1(b)分别是垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具剖视图和俯视图；图1(c)是图1(a)的a-a剖视图；图1(d)是图1(b)的b-b剖视图；图1(e)是图1(a)的局部放大图；
20.图2(a)和图2(b)分别是底板俯视图和剖视图；
21.图3(a)和图3(b)分别是壳体剖视图和俯视图；
22.图4(a)和图4(b)分别是心轴剖视图和俯视图；
23.图5(a)和图5(b)分别是螺母机构俯视图和剖视图；
24.图6是盘头螺钉示意图；
25.图7是限位销示意图；
26.图8(a)和图8(b)分别是定位螺栓正视图和侧视图；
27.图9(a)和图9(b)分别是套筒俯视图和剖视图；
28.图10是螺塞示意图；
29.图11是调整杆示意图；
30.图12是球示意图；
31.图13是限位装置示意图；
32.图14是定位销示意图；
33.图15圆柱销示意图；
34.图16(a)和图16(b)分别是垫圈剖视图和俯视图；
35.图17是沉头螺钉示意图；
36.图18(a)和图18(b)分别是垫圈零件俯视图和剖视图。
37.图中：1、底板；2、壳体；3、心轴；4、螺母机构；5、盘头螺钉；6、限位销；7、定位螺栓；8、套筒；9、螺塞；10、调整杆；11、球；12、限位装置；13、定位销；14、圆柱销；15、垫圈；16、沉头螺钉；17、垫圈零件；m、被加工件压紧时手柄的位置；n、被加工件压紧时手柄的位置；p、梯形凸台；4-1、螺母；4-2手柄；12-1、塞子；12-2、套；12-3、钢球；12-4、弹簧。
具体实施方式
38.以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
39.如图1(a)～图1(e)所示，一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具，主要由16个元件组成，包括底板1、壳体2、心轴3、螺母机构4、盘头螺钉5、限位销6、定位螺栓7、套筒8、螺塞9、调整杆10、球11、限位装置12、定位销13、圆柱销14、垫圈15、沉头沉头螺钉16。其中，螺母机构4由螺母4-1、手柄4-2组成；限位装置12由塞子12-1、套12-2、钢球12-3、弹簧12-4组成。
40.各元件功能如下：
41.如图2(a)和图2(b)所示，底板1是整个夹具的底座，用于支承其他分件。底板1两侧设有u型槽口，可以使用机床辅件压紧固定在铣床床面上。u型槽口附近设有两处台阶定位销孔，用于安装定位销13、圆柱销14。设有三处台阶孔，用于安装盘头螺钉5。另设有两处圆孔，用于安装限位装置12，调整杆10达到限位装置12位置时，即达到零件加工位置；底板1中间部位设有一圆孔，用于与壳体2圆台阶间隙配合。
42.如图3(a)和图3(b)所示，壳体2是一个连接元件，外形是带内孔的t型螺塞结构。壳体2底部是一个精尺寸圆台阶，圆台阶安装在底板1中间部位圆孔中。壳体2轴肩部位设有二处定位销孔、三处螺纹孔，与底板1孔相对应，使用圆柱销14、盘头螺钉5固定连接底板1。轴肩侧面设有扇形槽，方便调整杆10在梯形凸台两个加工位置间摆动。壳体2中间部位外螺纹与螺母机构4连接，螺母机构4可以沿着外螺纹上下移动。壳体2内部设有圆孔，与心轴3间隙配合连接，孔口为60
°
内锥面，便于安装正。壳体2侧面设有圆孔，用于安装限位销6。
43.如图4(a)和图4(b)所示，心轴3是一个转动元件。头部为60
°
沉头结构，与壳体2的60
°
内锥面配合接触。头部端面设有两个螺纹孔，用于安装垫圈15、沉头螺钉16。尾端为精尺寸圆杆，与壳体2内部圆孔间隙配合，并且可以自动转动。心轴3内部为台阶结构，一端圆孔、一端螺纹，用于与定位螺栓7连接。心轴3尾部侧面有一螺纹孔，用于与调整杆10连接，可以带动心轴自由旋转。心轴3上部侧面有一螺纹孔，可以安装螺塞9，用于固定定位螺栓7。
44.如图5(a)和图5(b)所示，螺母机构4是一个旋转机构，由螺母4-1和手柄4-2焊接组成。螺母4-1上部为带方形槽圆孔，下部为螺纹，中间为环槽。方形槽用于躲避套筒8凸耳，方便其插入螺母中。螺纹用于传动。环槽用于带动套筒8凸耳向下移动。手柄4-2为长方体结构，头部设为球面圆弧，防止使用时磕碰手。手柄4-2与螺母4-1焊接在一起，用于带动螺母4-1沿螺纹旋转。
45.如图6所示，盘头螺钉5为开槽盘头螺钉，用于底板1和壳体2螺纹连接固定。
46.如图7所示，限位销6为圆柱销，用于控制套筒8向下移动的最大距离，防止套筒8压伤零件。
47.如图8(a)和图8(b)所示，定位螺栓7为定位元件，一侧为外螺纹，与心轴3内螺纹连接。中间为精尺寸光杆与心轴3小间隙配合。头部凸台为u形结构，外形与垫圈零件内孔尺寸相同，用于定位零件。
48.如图9(a)和图9(b)所示，套筒8为压紧元件，底部设有凸耳，螺母4-1环槽可以带动凸耳向下移动。内部型腔上部用于压紧零件。侧面设有凹槽，可以控制套筒8向下移动的距离。
49.如图10所示，螺塞9用于压紧定位螺栓7，防止定位螺栓7在心轴3中窜动。
50.如图11和12所示，调整杆10为双头螺纹结构，一侧螺纹用于与心轴3螺纹连接，可以带动心轴自由旋转。一侧螺纹用于与球11连接。中间杆部设有豁口，方便调整杆10顺利通过球11的限制；球11为带内螺纹的圆球，用于防止磕碰、便于抓握。
51.如图13所示，限位装置12安装在底板1两处圆孔中，用于固定调整杆10位置。限位装置12由塞子12-1、套12-2、球12-3、弹簧12-4组成。塞子12-1与套12-2螺纹连接，旋紧至套12-2底部，用于放置弹簧；套12-2外圆为过渡公差，可以将套12-2牢牢固定安装在底板1圆孔中。套12-2内部孔作为导孔，用于限制弹簧位置。球12-3作为限位器，用于确定调整杆10移动到的位置，即零件加工凸台的两处位置；弹簧12-4用于提供弹性，既可以让调整杆10顺利通过，也可以对调整杆10进行卡位。
52.如图14所示，定位销13为固定式定位销，设有双侧过盈光杆。一侧光杆与底板1固定连接在一起。一侧光杆伸出底板1，放置在铣床床面导轨凹槽中，用于确定整个夹具相对处铣床床面的方向位置。
53.如图15所示，圆柱销14用于固定底板1与壳体2位置，保证位置准确定。
54.如图16(a)和图16(b)所示，垫圈15套在心轴3头部，用于调整壳体2、心轴3的高度差，防止压伤心轴3。
55.如图17所示，沉头螺钉16用于将垫圈15固定在心轴3头部端面上。
56.待夹紧的垫圈零件如图18(a)和图18(b)所示。
57.上述垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具的使用方法如下：
58.1、将夹具放在立式铣床工作台上，把两个定位销13滑入铣床导轨凹槽中，并用机床辅件将底板1压紧在铣床床面上；
59.2、旋转手柄4-2至“6点钟”方向，此时螺母4-1方形槽正好与套筒8两凸耳位置对应，沿着方形槽取出套筒8；
60.3、将垫圈零件放在定位螺栓7上，使用定位螺栓7头部凸台定位；
61.4、将套筒8沿着螺母4-1方形槽插入螺母4-1中，并轻微压紧垫圈零件；
62.5、顺时针旋转手柄4-2，套筒8凸耳进入螺母4-1环槽中，并随着螺母4-1向下移动；手柄4-2旋转至“9点钟”方向时，套筒8压紧垫圈零件；
63.6、使用成型铣刀铣削垫圈零件，形成两个凸台；
64.7、逆时针旋转调整杆10至第二个加工位置：当调整杆10豁口第二次划过限位装置12，并被钢球12-3卡住时，即达到第二个加工位置，此时心轴3、定位螺栓7和垫圈零件正好
旋转90
°
；
65.8、使用成型铣刀铣削垫圈零件，形成另外两个凸台；
66.9、顺时针旋转调整杆10恢复至第一个加工位置；
67.10、重复步骤2，取出套筒8，取下垫圈零件，完成垫圈零件梯形凸台加工。
技术特征：
1.一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具，其特征在于，所述的垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具包括底板(1)、壳体(2)、心轴(3)、螺母机构(4)、盘头螺钉(5)、限位销(6)、定位螺栓(7)、套筒(8)、螺塞(9)、调整杆(10)、球(11)、限位装置(12)、定位销(13)、圆柱销(14)、垫圈(15)和沉头螺钉(16)；所述的底板(1)的两侧设有u型槽口，通过机床辅件与u型槽口配合将底板(1)压紧固定在铣床床面上；底板(1)的中心设有通孔，与壳体(2)底部的圆台阶间隙配合；u型槽口附近设有两个台阶定位销孔，通过定位销(13)限制底板(1)在铣床床面的方向位置；对称设置三个台阶孔，通过盘头螺钉(5)将壳体(2)固定在底板(1)上；还设有两处圆孔，用于安装限位装置(12)，以限制调整杆(10)的位置，调整杆(10)限位位置对应两个加工位置；所述的壳体(2)是一个连接元件，外形是带内孔的t型螺塞结构；壳体(2)底部是圆台阶，圆台阶安装在底板(1)中心通孔中；壳体(2)轴肩部位设有二个定位销孔、三个螺纹孔，分别与底板(1)上的两个台阶定位销孔和三个台阶孔相对应，二个定位销孔与圆柱销(14)配合，三个螺纹孔与盘头螺钉(5)配合，从而将壳体(2)固定在底板(1)上；轴肩侧面设有扇形槽，使调整杆(10)在梯形凸台两个加工位置间摆动；壳体(2)中间部位通过外螺纹与螺母机构(4)连接，螺母机构(4)可沿着外螺纹上下移动；壳体(2)内部设有轴向圆孔，与心轴(3)间隙配合连接，孔口为60
°
内锥面，便于安装正；壳体(2)上部侧面设有圆孔，用于安装限位销(6)，对套筒(8)进行限位；所述的心轴(3)是一个转动元件，头部为60
°
沉头结构，与壳体(2)的60
°
内锥面配合接触；头部端面设有两个螺纹孔，用于安装沉头螺钉(16)，且设有垫圈(15)，通过垫圈(15)和沉头螺钉(16)调整壳体(2)与心轴(3)顶部的高度差，防止压伤心轴(3)；心轴(3)尾端为圆杆，与壳体(2)内部圆孔间隙配合，并且可以自动转动；心轴(3)内部为台阶结构，一端圆孔、一端螺纹，用于与定位螺栓(7)连接；定位螺栓(7)的顶端设有凸台，外形与垫圈零件内孔尺寸相同，用于定位垫圈零件；心轴(3)尾部侧面有一螺纹孔，用于与调整杆(10)连接，调整杆(10)带动心轴(3)自由旋转；心轴(3)上部侧面有一螺纹孔，用安装螺塞(9)，通过螺塞(9)固定定位螺栓(7)；所述的螺母机构(4)是一个旋转机构，由螺母(4-1)和手柄(4-2)焊接组成；螺母(4-1)上部为带方形槽圆孔，下部为螺纹，中间为环槽；方形槽用于躲避套筒(8)底部凸耳，方便其插入螺母(4-1)中；螺纹与壳体(2)中间部位通过外螺纹配合实现转动；套筒(8)底部凸耳位于环槽中，环槽带动套筒(8)凸耳向下移动，同时通过壳体(2)上部侧面的限位销(6)，控制套筒(8)向下移动的最大距离；手柄(4-2)为长方体结构，头部设为球面圆弧，手柄(4-2)带动螺母(4-1)沿螺纹旋转；所述的套筒(8)为压紧元件；所述的调整杆(10)为双头螺纹结构，一端螺纹用于与心轴(3)螺纹连接，另一端螺纹与球(11)连接；所述的限位装置(12)由塞子(12-1)、套(12-2)、钢球(12-3)和弹簧(12-4)组成；塞子(12-1)与套(12-2)螺纹连接，旋紧至套(12-2)底部；套(12-2)外圆为过渡公差，固定安装在底板(1)圆孔中；套(12-2)内部孔用于放置弹簧(12-4)，作为导孔，用于限制弹簧(12-4)位置；钢球(12-3)位于套(12-2)的顶端，作为限位器，用于确定调整杆(10)移动到的位置，即零件加工凸台的两处位置；弹簧(12-4)用于提供弹性，保证调整杆(10)顺利通过，并对其进
行卡位。2.根据权利要求1所述的一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具，其特征在于，所述的套筒(8)的内部型腔上部用于压紧零件，侧面设有凹槽，通过限位销(6)控制套筒(8)向下的最大距离。3.根据权利要求1所述的一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具，其特征在于，所述的调整杆(10)的中间杆部设有豁口，方便调整杆(10)顺利通过球(11)的限制。4.权利要求1-3任一所述的垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具的使用方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、将夹具放在立式铣床工作台上，把两个定位销(13)滑入铣床导轨凹槽中，并用机床辅件将底板(1)压紧在铣床床面上；步骤2、旋转手柄(4-2)至“6点钟”方向，此时螺母(4-1)方形槽正好与套筒(8)两凸耳位置对应，沿着方形槽取出套筒(8)；步骤3、将垫圈零件放在定位螺栓(7)上，使用定位螺栓(7)头部凸台定位；步骤4、将套筒(8)沿着螺母(4-1)方形槽插入螺母(4-1)中，并轻微压紧垫圈零件；步骤5、顺时针旋转手柄(4-2)，套筒(8)凸耳进入螺母(4-1)环槽中，并随着螺母(4-1)向下移动；手柄(4-2)旋转至“9点钟”方向时，套筒(8)压紧垫圈零件；步骤6、使用成型铣刀铣削垫圈零件，形成两个凸台；步骤7、逆时针旋转调整杆(10)至第二个加工位置：当调整杆(10)豁口第二次划过限位装置(12)，并被钢球(12-3)卡住时，即达到第二个加工位置，此时心轴(3)、定位螺栓(7)和垫圈零件正好旋转90
°
；步骤8、使用成型铣刀铣削垫圈零件，形成另外两个凸台；步骤9、顺时针旋转调整杆(10)恢复至第一个加工位置；步骤10、重复步骤2，取出套筒(8)，取下垫圈零件，完成垫圈零件梯形凸台加工。
技术总结
本发明属于机械制造领域，涉及到一种垫圈零件梯形凸台可调式加工夹具及其使用方法，用于垫圈零件限位凸台装夹定位和铣削加工。本发明通过心轴旋转以及限位装置的控制，零件可以变换90
