CN100556615C - 用于零件加工的成组夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于零件加工的成组夹具，该成组夹具主要由基本部分和可调整部分组成。基本部分包括夹具体(1)、传递夹紧件(2、3)；可调整部分由可换件(4、6)和弹性胀胎件(5)组成，在进行零件加工时，零件每一尺寸组设有相应的一组可换元件。在加工属于不同尺寸组的零件时，可换件(4、6)全需更换，但在同一尺寸组内，对于不同定位孔径的工件，只需更换相应尺寸的弹性胀胎件(5)即可，该夹具可缩短普通夹具设计和制造时间，节省材料，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于零件加工的成组夹具，属于机床加工领域。
背景技术
目前生产中最为常用的夹具有通用夹具(例如CN200320131267.1)和专用夹具(例如CN200410025697.4)，它们各有所长。尽管通用夹具的应用最为普遍，最适用于新产品研制、工具制造、机修和重型、成套专用设备制造等单件生产方式，各种新零件投产可不需增加夹具费用，但应用这种夹具加工中需要划线、试切，效率很低。虽然专用夹具是大批量生产的产物，可以提高效率和获益，但是需较快的准备周期和较高的夹具费用，而且它是按特定零件的特定工序而设计制造的。一旦产品更换或零件图修改，大批专用夹具就意味着报废。在多品种、中小批生产日益重要和产品多样化时代，产品更新频繁、市场竞争加剧，上述两种夹具的弊病和不适应性日益明显，企业迫切需要一种取两者之长，去两者之短，适于中小批生产的工艺装备。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种用于零件加工的成组夹具，成组夹具是按照成组技术基本原理设计的。因产品设计中同类零件的夹具结构存在着相似性，若对加工方法、安装方式和轮廓尺寸相同或相近的一组零件分别设计和制造各个专用夹具，则它们在结构上将会是大同小异，即存在着相似性。成组夹具的设计基础正是建立在充分利用这种夹具结构的相似性上，是针对同一工序加工的一组零件中某种零件而设计的。
绝大部分薄壁类零件，可归纳如图2所示的四种典型结构。为了提高产品质量、经济效益，可在许多工序上采用成组夹具，下面以图2中零件所使用的成组夹具为例作一介绍。
根据零件车(磨)外圆及端面的工艺分析，结合零件组的特点以及成组夹具设计的原则，设计了本发明的成组夹具，用来实现薄壁套类零件的加工工艺要求。本发明的用于零件加工的成组夹具主要由基本部分和可调整部分所组成。基本部分包括夹具体和传递夹紧件，而可调整部分则由可换元件和弹性胀胎件组成。
虽然本领域技术人员不难看出，上述夹具体、传递夹紧件、可换元件以及弹性胀胎件可以有多种形式，但最直观、最简便并且最安全可靠的方案是使这些部件均为与机床转轴同心的旋转体。
优选的是，所述可换元件包括一与机床夹具体固定连接的夹具体连接头和一将弹性胀胎从内部撑起的楔形柱件，弹性胀胎在夹具使用时装在夹具体连接头内，并从连接头内伸出一圆柱体，而被加工的薄壁工件套在该圆柱体上，楔形柱件插入弹性胀胎内，将弹性胀胎从内部撑起，使其紧紧地顶在工件内壁上，带动工件一起旋转。这种实施方式操作简便，夹具制造成本也低。
优选的是，所述连接头和弹性胀胎以及楔形柱件均为与夹具体同心的旋转对称体。
本领域技术人员不难看出，夹具体与连接头可以有多种公知的固定方式，例如销接和榫接等，优选采用螺纹连接的方式固定，这样既操作简便，又固定得牢固。
本领域技术人员不难理解，弹性胀胎可以以多种公知的固定方式固定在连接头内，例如采用电磁铁连接的方式，优选采用螺栓连接方式，这样可以保证连接牢固，保证动力传递可靠。
本领域的技术人员不难理解，楔形柱件可以以多种公知的方式固定于弹性胀胎内，例如通过电磁铁的方式或者螺接的方式，优选采用所述传递夹紧件将楔形柱件固定于弹性胀胎内。该传递夹紧件包括一拉杆和一套在连接头外围的套环。在此实施例中，楔形柱件和连接头上均带有一穿过其轴心并垂直于其轴线的孔。所述套环上也开有两个与此孔相应的孔。这些孔的孔径略大于所述拉杆的直径。夹具使用时，所述拉杆穿入孔中，将楔形柱件固定在连接头内。
优选的是，楔形柱件包括一楔形块和一圆柱体，二者均与夹具体同心。所述楔形柱件上的孔位于其圆柱体部分上。
所述成组夹具可(但不限于)用来加工定位孔径大小在φ30-φ90mm之间的薄壁类零件，所述薄壁类零件按照尺寸大小等可分为五组，对应于上述零件的每一尺寸组，所述成组夹具设有相应的一组可换元件，在加工属于不同尺寸组的零件时，可换件和弹性胀胎件全需更换，但在加工同一尺寸组的零件时，只需更换相应尺寸的弹性胀胎件5。
在实际生产过程中，使用该成组夹具后，减少了三套工装，据初步估计一般可缩短夹具设计工时50-70％，减少夹具制造工时60-80％，而且节省大量金属材科(节省70-90％)和夹具库房面积，可使生产准备费用降低50％以上。由于生产技术准备时间的60-80％是用于工艺装备设计和制造，其中夹具占较大的比例，因此，广泛应用成组夹具可缩短生产准备周期并节省费用，促进产品的更新换代，提高企业竞争能力。成组夹具的基本部分具有一劳永逸的性质，可以长久使用(寿命15-20年)，而且具有继承性。当更换新产品，零件制造工艺有相似性，产品结构性能没有大的变化时，原有成组夹具经过调整(包括增添新的可换件和/或可调件)就可以再次用于新产品零件的加工。实验证明，本发明的成组夹具用于五批新产品零件加工，其基本件的性能仍为优良，夹具的利用率高，深受使用者的赞赏和欢迎。此外，由于成组夹具具有适用广的特性，它扩大了工序批量，圆满地解决了多品种与中小批量生产中效率、质量和经济性之间的矛盾.
附图说明
图1是本发明用于零件加工的成组夹具的一实施例的结构示意图。
图2是本发明中涉及的几种薄壁类零件。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本发明的一目前优选的实施例作进一步的描述。附图1是应用本发明的一实施例的成组夹具加工薄壁类零件的实施例。本发明的用于零件加工的成组夹具主要由基本部分和可调整部分所组成。在图1所示的实施例中，基本部分包括夹具体1、由套环2和拉杆3构成的传递夹紧件；可调整部分由可换元件4、6和弹性胀胎件5组成。在图示实施例中，可换元件4为一夹具连接头，在本实施例中，其通过螺纹连接固定于夹具体1。另一可换元件6为插入弹性胀胎5内并将其撑起的楔形柱件6。拉杆3穿入楔形柱件6和连接头4以及套环2上的孔，将楔形柱件6固定于连接头4。
本发明可以用来(但不限于)加工零件定位孔径大小在φ30-φ90mm之间的薄壁类零件，上述零件按照尺寸大小等分为5组，对应于上述零件的每一尺寸组，夹具设有相应的一组可换元件，在加工属于不同尺寸组的零件时，可换件4、6和弹性胀胎件5全需更换，但在加工同一尺寸组的零件时，只需更换相应尺寸的弹性胀胎件5。
本领域技术人员可以理解，本发明包括但不限于上述各特征的组合，以及由这些特征构成的各方案和这些方案的任意组合。
Claims (14)
1.一种用于零件加工的成组夹具，包括一夹具体，该成组夹具由基本部分和可调整部分所组成，基本部分包括夹具体和传递夹紧件，可调整部分则由可换元件和弹性胀胎件组成，其特征在于：可换元件包括一与机床夹具体固定连接的夹具体连接头(4)和一将弹性胀胎从内部撑起的楔形柱件(6)，弹性胀胎(5)在夹具使用时装在夹具体连接头(4)内，并从连接头内(4)伸出一圆柱体，而被加工的薄壁工件套在该圆柱体上，楔形柱件(6)插入弹性胀胎(5)内，将弹性胀胎从内部撑起，使其紧紧地顶在工件内壁上，带动工件一起旋转。
2.如权利要求1所述的成组夹具，其特征在于：所述夹具体、传递夹紧件、可换元件和弹性胀胎均为与机床主轴同心的旋转对称体。
3.如权利要求1或2所述的成组夹具，其特征在于：所述楔形柱件(6)也是与机床主轴同心的旋转对称体。
4.如权利要求1的成组夹具，其特征在于：弹性胀胎(5)以采用螺栓连接的方式固定在连接头内。
5.如权利要求3的成组夹具，其特征在于：弹性胀胎(5)以采用螺栓连接的方式固定在连接头内。
6.如权利要求1、2、4或5中任一项所述的成组夹具，其特征在于：利用所述传递夹紧件(2、3)将楔形柱件(6)固定于弹性胀胎内(5)。
7.如权利要求3所述的成组夹具，其特征在于：利用所述传递夹紧件(2、3)将楔形柱件(6)固定于弹性胀胎内(5)。
8.如权利要求6所述的成组夹具，其特征在于：传递夹紧件包括一拉杆(3)和一套在连接头外围的套环(2)，楔形柱件(6)和连接头(4)上均带有一穿过各自的轴心并垂直于二者的共同轴线的孔，所述套环(2)上也开有两个与此孔相应的孔，这些孔的孔径略大于所述拉杆的直径，所述成组夹具使用时，所述拉杆(3)穿入孔中，将楔形柱件(6)固定在连接头(4)内。
9.如权利要求1、2、4、5、7、8中任一项所述的成组夹具，其特征在于：楔形柱件(6)包括一楔形块和一圆柱体，二者均与夹具体同心。
10.如权利要求3所述的成组夹具，其特征在于：楔形柱件(6)包括一楔形块和一圆柱体，二者均与夹具体同心。
11.如权利要求6所述的成组夹具，其特征在于：楔形柱件(6)包括一楔形块和一圆柱体，二者均与夹具体同心。
12.如权利要求9的成组夹具，其特征在于：所述楔形柱件上的孔位于其圆柱体部分上。
13.如权利要求10或11的成组夹具，其特征在于：所述楔形柱件上的孔位于其圆柱体部分上。
14.采用上述任一项权利要求所述的成组夹具来加工定位孔径大小在φ30-φ90mm之间的薄壁类零件的方法，其中将所述薄壁类零件按照尺寸大小等分为5组，对应于上述零件的每一尺寸组，所述成组夹具设有相应的一组可换元件，在加工属于不同尺寸组的零件时，可换件(4、6)全需更换，但在同一尺寸组内，对于不同定位孔径的工件，只需更换相应尺寸的弹性胀胎件(5)即可。
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