用于电火花加工细小孔的异形薄壁长轴件定位装夹装置的制作方法

本技术涉及电火花加工夹具的，尤其是涉及用于电火花加工细小孔的异形薄壁长轴件定位装夹装置。

背景技术：

1、电火花小孔加工（edm drilling）因其非接触式加工、无宏观切削力、不受材料硬度限制等优势，广泛用于航空航天、精密模具及医疗器械等领域中难切削材料（如高温合金、钛合金）的细小孔（孔径≤φ1mm）加工。对于具有细长（长径比通常大于10）、薄壁、截面异形特征的长轴类零件，在其侧壁或特定相位上加工多角度细小孔时，工件的定位与支撑是决定加工成败的核心因素。

2、为了克服工件悬伸变形，现有技术中出现了在长条形定位底板上依次设置头部固定座、中间辅助支撑座和尾部后顶座的装夹装置。该类夹具的尾部支撑多为固定刚性顶针或v型块，对于长度公差较大或头部形状不对称的异形件，尾部支撑无法自适应调整轴向伸缩量，极易因过度顶紧导致薄壁部位受压变形，或因支撑不到位失去辅助承托效果。此外，现有的夹具不能配合数控转台进行任意角度的小孔加工。

3、因此，亟需一种新的长轴件装夹装置。

技术实现思路

1、为了解决现有的异型薄壁长轴件在头部和尾部同时固定时由于无法适应性的调整轴向伸缩量而导致长轴件的薄壁部位容易产生变形的问题，本技术提供用于电火花加工细小孔的异形薄壁长轴件定位装夹装置。

2、本技术提供的用于电火花加工细小孔的异形薄壁长轴件定位装夹装置，采用如下技术方案：

3、用于电火花加工细小孔的异形薄壁长轴件定位装夹装置，包括：

4、转换板，连接在外部的数控转台上；

5、头部夹持组件，包括第一定位板、连接板、第二定位板、压块和压紧螺杆，所述第一定位板以可拆卸的方式连接在所述转换板上，所述连接板一端连接在所述第一定位板上，另一端连接在所述第二定位板上，所述第二定位板上开设有压紧螺纹孔，所述压紧螺杆穿设在所述压紧螺纹孔，所述压紧螺杆的端部穿过所述压紧螺纹孔后连接在所述压块上，所述连接板上开设有第一容置槽，所述第二定位板上开设有第二容置槽，所述第一容置槽和所述第二容置槽均用于放置待加工的长轴件的头部，所述压块配合所述第二定位板夹持住所述长轴件的头部；

6、尾部夹持组件，包括支撑座、驱动件、夹持筒和锁紧手柄，所述支撑座固定连接在机床工作台面上，所述驱动件设置在所述支撑座的第一侧面上，所述支撑座的第二侧面上开设有定位导向孔，所述夹持筒的第一端部穿设在所述定位导向孔内，所述夹持筒的第二端部位于所述定位导向孔的外部并开设有夹持凹槽，所述夹持凹槽用于穿入所述长轴件的尾部，所述驱动件的驱动端连接在所述夹持筒的第一端部上并用于调整所述夹持筒在所述定位导向孔内的位置，所述定位导向孔的轴线和所述长轴件的轴线重合，所述支撑座的第三侧面上开设有锁紧螺纹孔，所述锁紧手柄具有杆状螺纹部，所述杆状螺纹部穿设在所述锁紧螺纹孔内，所述夹持筒的外侧面上开设有锁紧长槽，所述杆状螺纹部穿过所述锁紧螺纹孔后内能抵接在所述锁紧长槽内以实现对所述夹持筒的锁定；

7、其中，所述第一侧面和所述第二侧面为对称的侧面。

8、通过采用上述技术方案，转换板连接数控转台，使整个装置具备随转台同步旋转的能力，一次装夹即可实现多角度加工；头部夹持组件通过第一定位板、连接板和第二定位板的组合结构，配合压块与压紧螺杆，实现对异形薄壁长轴件头部的可靠定位与夹紧；尾部夹持组件中，夹持筒穿设在定位导向孔内并由驱动件驱动移动，能够根据长轴件的实际长度自适应调整轴向支撑位置，避免因工件长度公差或热变形导致的过度顶紧或支撑不足，同时锁紧手柄与锁紧长槽的配合能在调整到位后快速锁定夹持筒，确保尾部支撑的刚性；定位导向孔轴线与长轴件轴线重合，保证了头部与尾部夹持的同轴度，有效抑制薄壁长轴件因自重产生的弯曲变形，显著提高细小孔加工的位置精度和尺寸稳定性。

9、可选的，所述驱动件包括手轮和移动螺杆，所述支撑座的第一侧面上开设有移动螺纹孔，所述移动螺纹孔连通至所述定位导向孔内，所述移动螺杆穿设在所述移动螺纹孔内，所述移动螺杆的一端连接在所述手轮上，另一端连接在所述夹持筒的第一端部上。

10、通过采用上述技术方案，采用手轮与移动螺杆作为驱动件，操作者只需转动手轮即可实现夹持筒在定位导向孔内的轴向位置无级调节，调节过程平稳可控，操作简便且无需借助外部动力。

11、可选的，所述夹持筒的第一端部上开设有连接孔，所述移动螺杆的端部穿入到所述连接孔内，所述移动螺杆的端部开设有球面凹槽，所述夹持筒上还开设有容置孔，所述容置孔连通所述连接孔，所述容置孔的轴线和所述连接孔的轴线垂直，所述容置孔内穿设有球头柱塞，所述球头柱塞的头部钢珠穿入到所述球面凹槽内以实现所述移动螺杆和所述夹持筒的锁定连接。

12、通过采用上述技术方案，借助球头柱塞的头部钢珠与移动螺杆端部的球面凹槽相卡接，实现了移动螺杆与夹持筒之间的快速拆装连接，既保证了两者的传动可靠性，又便于夹持筒的更换维护。

13、可选的，所述连接孔、所述球头柱塞和所述球面凹槽均为两个且为一一对应的设置形式。

14、通过采用上述技术方案，设置两个一一对应的连接孔、球头柱塞和球面凹槽，形成对称双点锁定，使移动螺杆对夹持筒的驱动力分布更均匀，连接更加稳固可靠。

15、可选的，所述夹持筒还包括锁定定位孔，所述锁定定位孔内穿设有第一定位销，所述锁紧长槽为两个，一个所述锁紧长槽对应所述第一定位销的端部，另一个所述锁紧长槽对应所述杆状螺纹部的端部。

16、通过采用上述技术方案，设置第一定位销并使其端部与锁紧长槽的端面形成限位配合，有效防止夹持筒在调节过程中从定位导向孔内意外脱出，提高了装置使用的安全性。

17、可选的，所述头部夹持组件还包括第二定位销，所述第二定位销同时穿设在所述第二定位板和所述长轴件的头部。

18、通过采用上述技术方案，设置第二定位销同时穿设第二定位板和长轴件头部，在周向上约束工件的转动自由度，有效防止压紧及加工过程中工件头部发生移位，提高了定位的确定性。

19、可选的，所述夹持凹槽的轴线与所述夹持筒的轴线为同轴的设置形式或者偏心的设置形式。

20、通过采用上述技术方案，夹持凹槽既可采用同轴形式也可采用偏心形式，使同一尾部夹持组件能够适配不同轴系关系的异形工件，仅需更换夹持筒即可兼容多种规格，扩展了装置的适用范围。

21、可选的，所述压块、所述压紧螺杆和所述压紧螺纹孔均为两个且一一对应设置。

22、通过采用上述技术方案，两个压块从不同位置同步压紧工件头部，形成多点夹持，有效分散压紧力，避免了薄壁部位因局部受力过大而产生压痕或变形。

23、可选的，所述支撑座的顶部设置有两个用于校准的尾部基准轴，所述支撑座的底部设置有用于连接机床工作台面的翼板，所述翼板上开设有u型槽，所述第二定位板上设置有头部基准轴，所述尾部基准轴和所述头部基准轴配合实现所述长轴件的位置调整。

24、通过采用上述技术方案，尾部基准轴与头部基准轴构成三点校准体系，可快速完成尾部夹持组件与头部夹持组件的轴线对正，大幅缩短了装夹找正时间；翼板配合u型槽既便于支撑座固定于机床工作台面，又提供了安装位置的微调余量。

25、可选的，所述第一容置槽和所述第二容置槽均为u型槽。

26、通过采用上述技术方案，u型槽为异形工件的装入和取出提供了开放式通道，尤其适合头部带有凸缘或弯折结构的轴类工件，同时u型槽两侧壁还能对工件起到预对中和辅助支撑作用。

27、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

28、1、本技术通过转换板将头部夹持组件连接至数控转台，使头部夹持组件能够随转台同步旋转，一次装夹即可完成长轴件周向多角度位置的细小孔加工，避免了传统方案中反复拆装翻转工件所带来的重复定位误差；同时，尾部夹持组件中夹持筒由驱动件推动并在定位导向孔内滑移，能够根据长轴件的实际长度自适应调整轴向支撑位置，结合锁紧手柄对夹持筒的快速锁定，既保证了尾部支撑的刚性，又避免了对薄壁部位造成过度顶压，有效抑制了长轴件因自重悬伸产生的弯曲变形，显著提升了细小孔加工的位置精度和尺寸一致性。

29、2、本技术通过手轮与移动螺杆的配合实现夹持筒的轴向位置无级调节，操作者无需借助外部工具即可快速完成尾部支撑位置的设定与调整；同时，移动螺杆与夹持筒之间借助球头柱塞与球面凹槽形成可快速拆装的卡接结构，既保证了传动可靠性，又便于夹持筒的更换与维护；此外，第一定位销与锁紧长槽的端面限位配合有效防止了夹持筒意外脱出，确保了调节过程的操作安全性，大幅降低了人工装夹找正的辅助工时，提高了批量加工时的工序衔接效率。

30、3、本技术中夹持筒端部的夹持凹槽轴线相对于夹持筒轴线既可采用同轴形式也可采用偏心形式，使得同一尾部夹持组件能够兼容头部轴线与尾部轴线存在不同位置关系的多种异形薄壁长轴件，仅需更换相应规格的夹持筒即可实现不同工件的快速切换；结合头部夹持组件中u型容置槽对带有凸缘或弯折结构的异形头部所提供的开放式装入通道，以及尾部基准轴与头部基准轴所构成的三点校准体系，本技术能够便捷地适配多种截面形状和偏心类型的薄壁长轴件，有效扩展了装置的适用范围，降低了多品种小批量生产工况下的工装投入成本。