CN102248421A - 细长轴类零件铣削专用夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细长轴类零件铣削专用夹具，三爪卡盘固连在夹具底座上表面，并与轴承的内圈固连，轴承外圈与支撑臂固连，支撑臂底部可绕轴承旋转，并在夹具底座上表面以三爪卡盘为圆心的圆形滑槽中滑动支撑，支撑臂上带有把手、手柄箱、手轮手柄和尾座，手柄箱连接手轮手柄与尾座，手轮手柄控制尾座沿支撑臂做纵向移动，尾座上连接有顶尖座，顶尖座与顶尖锁紧手柄连接，顶尖固定在顶尖座上，配合零件端面上的锥形孔实现装夹，顶尖锁紧手柄微调顶尖沿支撑臂的纵向位移并锁紧顶尖位置。本发明可有效减缓加工变形，防止支撑臂转动而导致与铣刀干涉情况的发生，可以显著提高细长轴类零件铣削的加工精度，降低成本，提高生产率。

Description

细长轴类零件铣削专用夹具
技术领域
本发明涉及一种铣床专用夹具，适用于细长轴类零件在普通铣床上的装夹。
背景技术
细长轴类零件在加工过程中，由于其刚性差，因而在切削力和切削热的作用下，很容易产生变形，特别是弯曲变形，这样就很容易破坏刀具和零件相对运动的准确性，影响零件的加工精度，同时还会引起工艺系统振动，进一步影响零件的加工精度与表面质量。
目前，在车床及某些专用铣床上，装夹及加工细长轴类零件的技术已经比较成熟，相应的夹具很多，但对于小批量细长轴类零件的加工，在使用普通铣床的前提条件下，特别是在使用带转台的四座标及五坐标联动普通铣床的前提条件下，虽然理论上可在细长轴上加工多种类型的复杂曲面，但由于零件刚度不足及夹具-刀具-机床系统的干涉问题严重等，使得加工过程容易受到影响而无法保证零件的加工精度，目前尚缺乏有效的夹具改善此种状况。
发明内容
为了克服现有技术无法保证零件加工精度的不足，本发明提供一种专用铣床夹具，可保证零件加工精度及防止夹具、刀具与机床干涉的细长轴类零件铣削加工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括夹具底座、三爪卡盘、轴承和支撑臂，三爪卡盘固连在夹具底座上表面，并与轴承的内圈固连，轴承外圈与支撑臂固连，支撑臂底部可绕轴承旋转，并在夹具底座上表面以三爪卡盘为圆心的圆形滑槽中滑动支撑，支撑臂上带有把手、手柄箱、手轮手柄和尾座，其中手柄箱连接手轮手柄与尾座，手轮手柄控制尾座沿支撑臂做纵向移动，尾座上连接有顶尖座，顶尖座与顶尖锁紧手柄连接，顶尖固定在顶尖座上，当装夹细长轴类零件时，零件一端装夹在三爪卡盘上，另一端可通过零件端面上的锥形孔与顶尖配合实现装夹，顶尖锁紧手柄微调顶尖沿支撑臂的纵向位移并锁紧顶尖位置。所述夹具底座上的定位槽可通过插入楔形块使支撑臂严格固定，通过此种方式固定支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件圆周上部分区域的加工，例如键槽、孔与小平面等的加工。此外，所述支撑臂上的把手可通过弹性绳索或弹簧连接在机床上固定的结构上，并保证弹性绳索或弹簧不与机床发生干涉，施加的拉力大小应使弹性绳索或弹簧绷直或拉紧，以产生指定方位的牵引力，保证加工过程中支撑臂不与工件发生同步转动，始终远离铣削加工区域，防止夹具与机床、刀具等干涉，通过此种方式控制支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件外圆周上全区域的加工，例如环形槽、回转螺旋面等的加工。
本发明的有益效果是：本发明的细长轴类零件铣削专用夹具通过三爪卡盘和顶尖使细长轴类零件稳定支撑，保证了细长轴类零件的同轴度及其刚度，可有效减缓加工变形，同时由于支撑臂固连在夹具体底部的轴承上，所以可以绕轴承的中心旋转，从而保证工件转动时，支撑臂不与工件同步转动，并始终保持其方位偏离铣削加工区域，这样可以防止支撑臂转动而导致与铣刀干涉情况的发生。本发明适用于部分三坐标至五坐标联动普通铣床，可以用于铣削细长轴类零件的键槽、孔、小平面、环形槽及螺旋面等，适用范围较广，且可以显著提高细长轴类零件铣削的加工精度，降低成本，提高生产率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明细长轴类零件铣削专用夹具的结构示意图。
图2为本发明细长轴类零件铣削专用夹具的底座整体结构。
图3为本发明细长轴类零件铣削专用夹具的支撑臂整体结构。
图中代号：1-手轮手柄、2-手柄箱、3-顶尖锁紧手柄、4-尾座、5-顶尖座、6-顶尖、7-卡爪、8-底座、9-定位槽、10-螺栓孔、11-滑槽、12-轴承、13-三爪卡盘、14-把手、15-支撑臂。
具体实施方式
如图1～图3所示的一种细长轴类零件铣床专用夹具，在夹具底座8上具有定位槽9，定位槽9绕轴程12的轴线在夹具底座8上等角度分布，圆形滑槽11的直径等于轴承直径的6/5至7/5，用于支撑支撑臂15，螺栓孔10用于插入螺栓以固定夹具，其中三爪卡盘13固连在夹具底座8的上表面，三爪卡盘13与轴承12的内圈固连，轴承12的外圈与支撑臂15固连，支撑臂15可绕轴承12旋转，并在夹具底座8的上表面以三爪卡盘为圆心的圆形滑槽11中滑动支撑，支撑臂15上带有把手14、手柄箱2、手轮手柄1和尾座4，其中手柄箱2连接手轮手柄1与尾座4，手轮手柄1控制尾座4沿支撑臂15上做纵向移动，尾座4上连接有顶尖座5，并且顶尖座5与顶尖锁紧手柄3连接，顶尖6固定在顶尖座5上，当装夹细长轴类零件时，零件一端装夹在三爪卡盘13上，另一端可通过零件端面上的锥形孔与顶尖6配合实现装夹，顶尖锁紧手柄3微调顶尖6在支撑臂15上的纵向位移并锁紧顶尖6的位置。所述夹具底座8上的定位槽9可通过插入楔形块使支撑臂15严格固定，通过此种方式固定支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件圆周上部分区域的加工，例如键槽、孔与小平面等的加工。此外，所述支撑臂15上的把手14可通过弹性绳索或弹簧连接在机床固定的结构上，并保证不与机床发生干涉，以产生指定方位的牵引力，保证加工过程中支撑臂15不与工件发生同步转动，始终远离铣削加工区域，防止夹具与机床、刀具等干涉，通过此种方式控制支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件外圆周上全区域的加工，例如环形槽、回转螺旋面等的加工。
本发明使用时，首先摇动手轮手柄1，控制尾座4沿着支撑臂做纵向移动，使顶尖6远离三爪卡盘至大于细长轴长度1/3的距离，然后松开三爪卡盘13的卡爪7，将轴类零件的一端装夹至三爪卡盘中，然后夹紧卡爪，接着转动手轮手柄1，使顶尖6接近轴类零件另一端中心的锥形孔2-5cm，最后转动顶尖锁紧手柄3，微调顶尖位置至其与轴类零件另一端卡紧。然后对于不同类型的铣床，分别按如下情况继续操作：
1、对于三坐标联动普通立式铣床，铣削细长轴类零件圆周上部分区域，例如键槽、孔与小平面等的加工，本夹具适用于装夹在分度装置或楔形块上，以形成一定斜度，保证铣刀可以加工到指定区域，首先将夹具底座8通过螺栓孔10安装锁紧在分度装置或楔形块上，然后摆动支撑臂15至不会与铣刀发生干涉的位置，最后将两块楔形块插入并紧固在定位槽9中，使支撑臂15锁紧。
2、对于四座标联动单转台铣床及五坐标联动双转台普通铣床，铣削细长轴类零件圆周上全区域，例如环形槽、回转螺旋面等的加工，本夹具可直接装夹在可装夹零件的转台上，首先将夹具底座8通过螺栓孔10安装锁紧在可装夹零件的转台上，然后转动支撑臂15两圈，检查是否回转灵活，最后摆动支撑臂15至不会与铣刀发生干涉的位置，将把手14通过弹性绳索或弹簧固定在机床床身固定的位置，施加的拉力大小应使弹性绳索或弹簧绷直或拉紧，以此保证以此可保持支撑壁15始终在偏向远离铣刀加工的位置。

Claims (3)

1.一种细长轴类零件铣削专用夹具，包括夹具底座、三爪卡盘、轴承和支撑臂，其特征在于：三爪卡盘固连在夹具底座上表面，并与轴承的内圈固连，轴承外圈与支撑臂固连，支撑臂底部可绕轴承旋转，并在夹具底座上表面以三爪卡盘为圆心的圆形滑槽中滑动支撑，支撑臂上带有把手、手柄箱、手轮手柄和尾座，其中手柄箱连接手轮手柄与尾座，手轮手柄控制尾座沿支撑臂做纵向移动，尾座上连接有顶尖座，顶尖座与顶尖锁紧手柄连接，顶尖固定在顶尖座上，当装夹细长轴类零件时，零件一端装夹在三爪卡盘上，另一端可通过零件端面上的锥形孔与顶尖配合实现装夹，顶尖锁紧手柄微调顶尖沿支撑臂的纵向位移并锁紧顶尖位置。
2.根据权利要求1所述的细长轴类零件铣削专用夹具，其特征在于：所述夹具底座上的定位槽通过插入楔形块使支撑臂严格固定，通过此种方式固定支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件圆周上部分区域的加工。
3.根据权利要求1所述的细长轴类零件铣削专用夹具，其特征在于：所述支撑臂上的把手通过弹性绳索或弹簧连接在机床上固定的结构上，并保证弹性绳索或弹簧不与机床发生干涉，施加的拉力大小应使弹性绳索或弹簧绷直或拉紧，以产生指定方位的牵引力，保证加工过程中支撑臂不与工件发生同步转动，始终远离铣削加工区域，防止夹具与机床、刀具干涉，通过此种方式控制支撑臂运动的方法适用于细长轴类零件外圆周上全区域的加工。
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