正八面体工件中心孔的加工方法及其专用夹具

摘要

本发明涉及一种正八面体工件中心孔的加工方法及其专用夹具，该加工方法利用了正八面体的任意一对相对端面互为平行，且正八面体实体对其任一个正三角形端面的投影都相接于该正三角形端面外接圆的结构特性，通过一个具有内孔直径的尺寸与正八面体工件的外接圆直径的尺寸相等的套筒来装夹正八面体工件，使得当正八面体工件以平放的方式装入夹具体的圆孔中时，套筒的内壁能够环抱着正八面体工件上下两个正三角形端面外周的六个顶角，然后通过套筒两端设置的轴向限位装置将正八面体工件夹紧在套筒内，每次装夹多个正八面体工件，各工件高度之和略大于圆孔的高度，从而使得钻头能够在穿过轴向限位上开设的通孔后在正八面体工件上钻设中心孔。

权利要求

1.一种正八面体工件中心孔的加工方法，其特征在于：该加工方法包括以下步骤，（1）、将多个正八面体工件平放入用于装夹正八面体工件的套筒的内孔中，该套筒的内孔直径尺寸与正八面体工件的正三角形端面外接圆直径的尺寸相等，并使套筒内孔的轴线与正八面体工件顶、底端的正三角形端面所在的平面垂直，从而使得套筒内孔的孔壁在套筒的径向上与正八面体工件的顶、底端的正三角形端面六个顶点限位配合；

（2）、使用轴向限位装置在套筒的轴向方向上对正八面体工件的顶、底端的正三角形端面进行轴向限位；

（3）、钻头穿过所述轴向限位装置上的对应开设的通孔后在正八面体工件上加工贯通正八面体工件的顶、底两正三角形端面的中心孔。

2.根据权利要求1所述的正八面体工件中心孔的加工方法，其特征在于：所述套筒内沿其内孔的轴向叠放有至少两个正八面体工件，相邻两个正八面体工件的相对端面相互贴合。

3.专用于实施如权利要求1所述方法的夹具，其特征在于：包括用于装设正八面体工件的夹具体，所述夹具体是外形为圆柱体的套筒，夹具体的内孔是直径尺寸和正八面体工件的正三角形端面的外接圆直径尺寸相等的圆孔，所述夹具体上设置有用于沿所述圆孔的轴向将正八面体工件夹紧在夹具体内的轴向限位装置，所述轴向限位装置上开设有用于在加工正八面体工件上的中心孔时供钻头通过的通孔。

4.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于：所述圆孔具有使所述夹具体内装夹的至少两个正八面体工件中处于最外一端的正八面体工件的部分实体从夹具体的端部露出的轴向长度。

5.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于：所述圆孔具有使所述夹具体内装夹的正八面体工件的端面从夹具体的端部露出的轴向长度，所述轴向限位装置有两个，两个轴向限位装置分别为所述圆孔的一端的孔壁上凸设的台阶面和夹具体上装设的处于圆孔另一端的筒状盖体，所述筒状盖体的周壁上设置有用于与夹具体可拆卸固定连接的连接结构，所述筒状盖体的一端设置有用于封上其开口的封堵板，所述通孔开设在所述封堵板和台阶面上。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于：所述盖体和夹具体之间设置有垫片，所述垫片上开设有与所述通孔连通的垫片孔。

7.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于：所述夹具体上一体性连接有处于所述圆孔内设置有台阶面一端的圆柱状或方柱状的夹持柄。

8.根据权利要求7所述的夹具，其特征在于：所述夹持柄上开设有与所述台阶面上开设的通孔连通以供钻头在正八面体工件的钻孔过程中产生的碎屑排出的排屑孔。

9. 根据权利要求8所述的夹具，其特征在于：所述排屑孔为孔径沿远离夹具体的方向逐渐增大的喇叭孔。

说明书

正八面体工件中心孔的加工方法及其专用夹具

技术领域

[0001] 本发明涉及机械加工技术领域中采用的一种正八面体工件的中心孔的加工方法，同时还涉及专用于该正八面体工件的加工方法的夹具。

背景技术

[0002] 因为六含八大腔体压力装置能够获得的压力值域较大，所以在极端条件下对材料的结构、相变、物化性质等的研究上六含八大腔体压力装置扮演着重要的作用，实验时封装样品所用的传压介质是叶腊石或MgO烧结的正八面体工件，这就必须要在八面体上打一个小圆孔，将样品装在该小圆孔内，进行实验。

[0003] 然而由于正八面体工件具有特殊的几何外形，无论是用车床还是台式钻床都不易在正八面体工件上加工出需要的小圆孔，也就是中心孔，尤其是在用台钻进行打孔时,经常会出现操作人员用手部充当固定夹具的现象，使得钻孔加工的过程相当不安全，而且打磨的中心孔往往也会发生偏斜或钻制出喇叭孔，造成中心孔的加工误差增大。而用这些具有较大加工误差的正八面体工件进行高温高压材料实验，实验的重复性和安全性将会大幅下降，实验结果的准确性也会大幅降低，且正八面体工件放炮的可能性将会大幅提升，造成大量财力和物力的浪费，甚至是人员伤亡。

发明内容

[0004] 本发明提出了一种利用正八面体工件独特的结构特性来加工正八面体工件的中心孔的加工方法，同时还涉及专用于该正八面体工件中心孔的加工方法的夹具，旨在解决采用现有技术在正八面体工件上钻制用于填充压力实验的实验样品的中心孔时，中心孔的加工误差大的问题。

[0005] 该正八面体工件中心孔的加工方法的技术方案如下：

[0006] 一种正八面体工件中心孔的加工方法，该加工方法包括以下步骤，[0007] (1)、将多个正八面体工件平放入用于装夹正八面体工件的套筒的内孔中，该套筒的内孔直径尺寸与正八面体工件的正三角形端面外接圆直径的尺寸相等，并使套筒内孔的轴线与正八面体工件顶、底端的正三角形端面所在的平面垂直，从而使得套筒内孔的孔壁在套筒的径向上与正八面体工件的顶、底端的正三角形端面六个顶点限位配合；

[0008] (2)、使用轴向限位装置在套筒的轴向方向上对正八面体工件的顶、底端的正三角形端面进行轴向限位；

[0009] (3)、钻头穿过所述轴向限位装置上的对应开设的通孔后在正八面体工件上加工贯通正八面体工件的顶、底两正三角形端面的中心孔。

[0010] 所述套筒内沿套筒的内孔的轴向叠放有至少两个正八面体工件，相邻两个正八面体工件的相对端面相互贴合。

[0011] 专用于该正八面体工件的中心孔的加工方法的夹具的技术方案如下：

[0012] 专用夹具包括用于装设正八面体工件的夹具体，所述夹具体上开设有直径尺寸和正八面体工件的正三角形端面的外接圆直径尺寸相等的圆孔，所述夹具体上设置有用于沿所述圆孔的轴向将正八面体工件夹紧在夹具体内的轴向限位装置，所述轴向限位装置上开设有用于在加工正八面体工件上的中心孔时供钻头通过的通孔。

[0013] 所述圆孔具有使所述夹具体内装夹的至少两个正八面体工件中处于最外一端的正八面体工件的部分实体从夹具体的端部露出的轴向长度。

[0014] 所述圆孔具有使所述夹具体内装夹的正八面体工件的端面从夹具体的端部露出的轴向长度，所述两个轴向限位装置分别为所述圆孔的一端的孔壁上凸设的台阶面和夹具体上装设的处于圆孔另一端的筒状盖体，所述筒状盖体的周壁上设置有用于与夹具体可拆卸固定连接的连接结构，所述筒状盖体的一端设置有用于封上其开口的封堵板，所述通孔开设在所述封堵板和台阶面上。

[0015] 所述盖体和夹具体之间设置有垫片，所述垫片上开设有与所述通孔连通的垫片孔。

[0016] 所述夹具体上一体性连接有处于所述圆孔内设置有台阶面一端的圆柱状或方柱状的夹持柄。

[0017] 所述夹持柄上开设有与所述台阶面上开设的通孔连通以供钻头在正八面体工件的钻孔过程中产生的碎屑排出的排屑孔。

[0018] 所述排屑孔为孔径沿远离夹具体的方向逐渐增大的喇叭孔。

[0019] 本发明采用了正八面体的相对两端的端面相互平行、正八面体实体在其一端端面的投影处于该侧三角形端面的外接圆内的结构特性，通过一个具有内孔直径的尺寸与正八面体工件的外接圆直径的尺寸相等的套筒来装夹正八面体工件，使得在正八面体工件以平方的方式装入夹具体的内孔中时，套筒的内壁能够环抱在正八面体工件的外周上，对正八面体工件施加沿套筒的内孔径向的作用在正八面体工件的顶、底端三角形端面上的径向限位，然后通过套筒的两端设置的轴向限位装置将正八面体工件被夹紧在套筒内，大于正八面体工件施加沿套筒的内径轴向的作用在正八面体工件的顶、底端的三角形端面上的轴向限位，从而使得钻头能够在穿过轴向限位上开设的通孔后在正八面体工件上钻设中心孔。

附图说明

[0020] 图1是正八面体工件的结构示意图；

[0021] 图2是本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例1中盖体的立体结构示意图；

[0022] 图3是本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例1中夹具体的立体结构示意图；

[0023] 图4是本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例1中盖体的主视图；

[0024] 图5是本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例1中夹具体的主视图；

[0025] 图6是图2中正八面体工件在家具体内叠放时正八面体工件叠放的立体结构示意图；

[0026] 图7是图6的主视图；

[0027] 图8是本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例2中夹具体的立体结构示意图。

具体实施方式

[0028] 本发明的正八面体工件的中心孔的加工方法的实施例：该正八面体工件中心孔的加工方法，该加工方法包括以下步骤，

[0029] (1)、将多个正八面体工件平放入用于装夹正八面体工件的套筒的内孔中，该套筒的内孔直径尺寸与正八面体工件的正三角形端面外接圆直径的尺寸相等，并使套筒内孔的轴线与正八面体工件顶、底端的正三角形端面所在的平面垂直，从而使得套筒内孔的孔壁在套筒的径向上与正八面体工件的顶、底端的正三角形端面六个顶点限位配合；

[0030] (2)、使用轴向限位装置在套筒的轴向方向上对正八面体工件的顶、底端的正三角形端面进行轴向限位；

[0031] (3)、钻头穿过所述轴向限位装置上的对应开设的通孔后在正八面体工件上加工贯通正八面体工件的顶、底两正三角形端面的中心孔。

[0032] 所述套筒内沿套筒的内孔的轴向叠放有至少两个正八面体工件，相邻两个正八面体工件的相对端面相互贴合。

[0033] 该加工方法可以通过下述专用夹具来实现：

[0034] 本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例1：如图1至图7所示，该夹具包括夹具体1，夹具体1上开设有直径尺寸与正八面体工件5的正三角形端面的外接圆直径尺寸相等的圆孔3，圆孔3的一端的内壁上凸设有台阶面，夹具体1上装设有处于圆孔3的另一端的盖体2，盖体2的上端设有用于封上其开口的封堵板7，封堵板7和台阶面上分别开设有用于在钻孔时供钻头穿过的通孔8。

[0035] 所述夹具体1的设置有台阶面的设置端一体连接有圆柱状的夹持柄9，在夹持柄9内开设有与通孔连通的排屑孔10，排屑孔10为孔径沿远离夹具体的方向逐渐增大的喇叭孔。

[0036] 所述夹具体1的外周上凸设有环形凸沿4，盖体2同轴套设在夹具体1的环形凸沿4上方的外周上，并在圆筒状盖体2的周壁和环形凸沿4上对应开设有均匀分布在盖体2和夹具体1的周向上的沿轴向延伸的螺钉用孔。

[0037] 所述圆孔3的轴向长度小于夹具体内装设的四个正八面体工件5的平放高度之和，也就是，阶梯孔3的大孔段的轴向长度小于四个正八面体工件5中每个正八面体工件5的相对两端面的距离的总和，但大于三个正八面体工件5的平放高度之和，使得圆孔3的轴向长度能够保证四个装设在夹具体1内的正八面体工件5处于最上端的正八面体工件5的部分实体从夹具体1的上端露出的状态。

[0038] 在使用时，由于正八面体工件5在平放时（如图1），正八面体工件5在其任一正三角形端面所在平面上的投影处于该侧正三角形端面的外接圆内，操作人员可以分别将四个正八面体工件5依次以平放叠加的方式放入夹具体1内，然后将盖体2套设在夹具体1的上端外周上，并在所述螺钉用孔内旋装螺钉6，使得盖体2上的封堵板的下端面与最上端的正八面体工件5的顶端面501贴合配合，最下端的正八面体工件5的底端面502与圆孔3另一端凸设的台阶面贴合配合，然后继续拧紧螺钉9，使得正八面体工件5被夹紧在夹具体1的圆孔3内，接着可以将夹具体1上一体连接的夹持柄9插入车床的三爪内，通过控制三爪的夹紧，使得夹具和正八面体工件5被夹紧在车床上，最后，车床上的车孔刀具就可以穿过盖体2的封堵板7上的导向通孔8来加工正八面体工件5的中心孔。

[0039] 本发明的正八面体工件中心孔的加工方法的专用夹具的实施例2：如图8所示，该实施例与实施例1的区别在于，夹具体21上一体连接的夹持柄29为方柱状，因而使得夹具体21能够更好的通过该夹持柄29装夹在虎钳上，从而使得夹具可以被固定在钻机上，进而使得正八面体工件5上的中心孔通过钻机加工出来。

[0040] 本发明不但可以将正八面体工件紧紧的固定于夹具体的腔体内，使得正八面体上加工出的中心孔具有精准的尺寸，还可以一次装填4-8个正八面体，大幅提高加工效率，而且根据杆尾的形状不同，还可以选择在车床或台式钻床上使用，操作简捷方便，安全可靠。

[0041] 在上述实施例中，夹具体1上的圆孔能够一次装设四个正八面体工件，在其他实施例中，夹具体上的圆孔也可以一次装设一至三个或多余四个正八面体工件，对应的夹具体上的圆孔的轴向长度根据其需要装设的正八面体工件的具体数量和尺寸来设定，从而使得该夹具能够适用于不同的加工需要。

[0042] 在上述实施例中，盖体为能够套设在夹具体上端的圆筒状结构，在其他实施例中，盖体的外形也可以为方筒状结构，但内孔仍为圆柱状。

[0043] 在上述实施例中，夹具体上的圆孔的轴向长度小于其内装设的所有正八面体工件的平放高度的总和，在其他实施例中，夹具体1上的圆孔的轴向长度也可以大于其内装设的所有正八面体工件的平放高度的总和，对应的，盖体为同轴螺纹连接在圆孔的上端的堵头，在使用时，堵头的下端面能够与正八面体工件的上侧面贴合配合。

[0044] 在上述实施例中，夹持柄内开设的排屑孔为喇叭孔，在其他实施例中，该排屑孔也可以为直孔。

[0045] 在上述实施例中，夹具体内设置的用于将正八面体工件夹紧在夹具体内的轴向限位装置为夹具体上用于装设正八面体工件的圆孔的一端设置的台阶面和另一端设置的盖体，在其他实施例中，夹具体的内孔也可以为圆形直孔，对应的夹具体两端的轴向限位装置可以都为堵头或筒状盖体。