[发明专利]用于制造完井装置偏置管体的工装夹具

说明书

用于制造完井装置偏置管体的工装夹具，装夹系统包括以放置管体的V型支撑块；转位系统包括：X轴旋转定位机构，通过驱动四爪卡盘控制所述管体绕其中轴旋转；以及Z轴旋转定位机构，通过转轴控制管体绕垂直中轴旋转；限位系统包括若干锁紧机构，在Z轴旋转定位机构旋转后对其进行限位。本发明可以灵活地调整管体与固定刀具之间的角度，在加工多个斜孔或直孔的作业中，将原先两道以上的工序合并为一道，操作得到了简化，提高加工效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及管体制造用装置，具体地说是一种用于制造完井装置偏置管体的工装夹具。

背景技术

目前，针对带斜孔、深直孔的管体的加工方法有三种。第一种方法为，使用深孔钻床以及数控四轴加工中心进行加工，在两个不同的机床上需要使用两套不同的夹具；这种方法的加工精度不稳定，且对工人装夹工件的找基准面的技术要求高。第二种方法是使用大型龙门钻床进行加工，要使用两套不同的夹具，且更换夹具过程繁琐，能够保证加工精度但是效率低下。第三种方法是使用高档数控五轴加工中心进行加工，只需要一套模具，能保证精度但成本昂贵。

在石油行业中的完井装置偏置管体是勘探装置的关键零件，其外形复杂、加工精度要求较高。完井装置偏置管体上有两个关键孔：第一处孔是斜孔，孔的方向是从管状工件的表面指向工件中心轴，一般与中心轴成60°角；第二处孔是深直孔，孔的方向与工件中心轴平行；两处孔的相交，夹角成60°。

因此，为了保证加工精度的同时降低对工人操作以及加工设备的要求，进而提升效率、节省成本，有必要研制一种专用于完井装置偏置管体制造的工装夹具，能够在一台普通三轴数控车床上完成斜孔、深直孔的加工。

发明内容

本发明为解决现有的问题，旨在提供一种用于制造完井装置偏置管体的工装夹具。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括装夹系统、转位系统和限位系统，其中：

所述装夹系统包括用于放置管体的支撑块；

所述转位系统包括：X轴旋转定位机构，通过驱动四爪卡盘控制所述管体绕其中轴(即X轴)旋转；以及Z轴旋转定位机构，通过转轴控制管体绕垂直中轴(即Z轴)旋转；

所述限位系统包括若干锁紧机构，在Z轴旋转定位机构旋转后对其进行限位。

其中，所述支撑块为两具V型支撑块。在一些实施例中，所述支撑块与管体侧壁的接触处设有防划伤的铜块，有效保护了管体的外表面。

其中，所述转轴中设有旋转用的轴承，利于平稳地转动。

其中，Z轴旋转定位机构设有用于手动驱动其旋转的手柄。

其中，四爪卡盘夹紧管体的外壁，并由电机驱动其沿轴线作周向旋转，以调整作业时管体的朝向。

其中，装夹系统还包括用于确定基准面的标尺，标尺可旋转地收纳于尺座中；尺座上设有若干用于调整的卡槽；可在尺座中移动的销轴卡入卡槽后，其端部位置即为基准面。

其中，标尺可通过销轴的旋转而收纳入尺座内。

其中，所述标尺与管体接触的端部为铜制，起到避免划伤的效果。

装夹工件时，标尺绕销轴立起，卡入卡槽，顶住管体外壁上粗加工好的平面，便能快速确定加工基准面；工件装夹完成后，标尺脱出卡槽，销轴在尺座中轴向移动，使标尺远离加工基准面，再绕销轴放下。

其中，Z轴旋转定位机构还包括带弹簧的定位块，所述定位块的一端连接压缩状态的弹簧，另一端可在旋转后落入定位槽内。