剪切销钉槽铣削夹具的设计

刘永恒 章惠中 倪崇熙

长庆油田公司机械制造总厂 西安 710201

1 设计背景

剪切销钉为某井下工具产品上的零件,如图1所示。通过该销钉将滑套定位在井下工具的内孔中某一特定位置。在井下作业施工过程中,通过向管柱中投入钢球或飞镖,并加压给予钢球向下的作用力,推动滑套从φ7.6 mm处将剪切销钉剪断,这时滑套继续向下运动,进而实现井下作业过程的正常进行。

▲图1 剪切销钉

剪切销钉车削完成后,需要铣削宽度为2 mm,深度为2.8 mm的槽。就剪切销钉单件而言,铣削槽时剪切销钉常用弹性套来夹持,在卧式铣床上铣削槽。因剪切销钉数量较大,用这样的方法来加工槽,显然效率太低。为此,设计了剪切销钉槽铣削夹具。

2 夹具结构

剪切销钉槽铣削夹具如图2所示。它由夹板Ⅰ、螺栓、弹簧、夹板Ⅱ组成。自然状态下夹板Ⅰ和夹板Ⅱ之间通过两边的螺栓连接,中间有4 mm的间隙,夹板Ⅰ和夹板Ⅱ之间的夹口处分别有11个半台阶孔,相对应的两个半台阶孔的中心距为2 mm。在两边两个螺栓上装有两个弹簧,使剪切销钉槽铣削工装夹板Ⅰ和夹板Ⅱ在自然状态下,夹板Ⅰ和夹板Ⅱ的间隙保持在4 mm,方便剪切销钉放入半台阶孔中,也方便取出。

▲图2 剪切销钉槽铣削夹具

3 夹具制作及组装

夹板Ⅰ和夹板Ⅱ在加工成成品之前,先制作成一体,毛坯加工成220 mm×62 mm×38 mm的长方体,再加工11个台阶孔,其中大孔尺寸为φ12 mm,深度为11 mm,小孔尺寸为φ8 mm,每个台阶孔同心,之后加工两边的螺栓孔,以及用4 mm的铣刀从中间铣成两半,也可用线切割的方法加工。最后将夹板Ⅰ和夹板Ⅱ弹簧座孔分别加工至零件图纸要求的尺寸。

将夹板Ⅰ、螺栓、弹簧、夹板Ⅱ零件准备齐全,要求每个零件清理干净,不得有毛刺等。剪切销钉槽铣削夹具组装如图2所示,组装时可在夹板Ⅰ和夹板Ⅱ垫4 mm的垫板,组装完后去掉垫板,这样能够保证夹板Ⅰ和夹板Ⅱ之间的间隙为4 mm。

4 剪切销钉在夹具中定位

剪切销钉在夹具中采用φ12 mm孔及该孔的底面定位,剪切销钉在夹具夹紧后,限制了剪切销钉的五个自由度,满足剪切销钉槽铣削的工艺要求。

5 夹具使用

将剪切销钉槽铣削夹具放置于卧式铣床工作台虎钳钳口中,再将剪切销钉放在夹板Ⅰ和夹板Ⅱ之间对应的孔中,每次放11件,然后夹紧钳口,钳口通过夹紧两夹板夹紧剪切销钉,同时压缩了弹簧,这时两夹板之间间隙为2 mm。

夹紧剪切销钉后,用厚度为2 mm的锯片铣刀,采用顺铣方式铣削槽。铣完槽后,松开钳口。在弹簧力的作用下,夹板Ⅰ和夹板Ⅱ的间隙恢复到4 mm,方便剪切销钉取出,也方便未加工槽的剪切销钉放入。

6 结束语

使用剪切销钉槽铣削夹具,一次可以装夹11件剪切销钉进行槽铣削,效率高。夹具两边设置了压缩弹簧,在使用过程中,通过夹紧虎钳钳口来夹紧夹板Ⅰ和夹板Ⅱ来夹紧剪切销钉。松开钳口,在弹簧力的作用下,两夹板间隙自然增大,便于剪切销钉的放入和取出。通过剪切销钉槽铣削夹具的设计应用,大大方便了剪切销钉槽的铣削加工,提高了生产效率。