CN103028981A - 定位装夹工具与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位装夹工具，包括：定位体(1)、万向调节体(2)和卡盘(3)，待加工零件(4)沿轴向连接于所述万向调节体(2)，定位体(1)具有固定端(11)和定位端(12)，所述卡盘(3)通过所述定位体(1)的固定端将所述定位体(1)固定于机床上；所述万向调节体(2)与所述定位体(1)的定位端相连接，并相对于所述定位端具有二自由度调节范围，保持所述待加工零件的同轴位置。同时还公开了一种装夹方法。本发明可使零件在找正过程中更加简单快捷，提高找正精度，装夹时只是轴向受力，杜绝了径向力的产生，从而杜绝了因为装夹零件承受径向力所产生的装夹变形，能更好的保证零件在精密加工中的尺寸及形位公差。

Description

定位装夹工具与方法

技术领域

本发明涉及一种定位装夹工具以及一种定位装夹方法。

背景技术

在数控车床上加工两端同轴度要求高的回转体零件时，由于机床精度以及传统装夹方法和找正方式存在着加工缺陷，如机床精度不太高、找正方法难度大、零件受径向力易变形，使得零件的加工难度大，废品率高、难以达到设计图纸要求的精度，不仅降低了工作效率，同时还增加了生产成本。尤其对于提高产品一致性，保证产品可靠性有较大影响。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提供了一种数控车床上使用的定位装夹工具，使零件在找正过程中更加简单快捷，提高找正精度，装夹时只是轴向受力，杜绝了径向力的产生，从而杜绝了因为装夹零件承受径向力所产生的装夹变形，能更好的保证零件在精密加工中的尺寸及形位公差。

本发明的技术解决方案是：

本发明一方面提供了一种定位装夹工具，包括：定位体、万向调节体和卡盘，待加工零件沿轴向连接于所述万向调节体，所述定位体具有固定端和定位端，所述卡盘通过所述定位体的固定端将所述定位体固定于机床上；所述万向调节体与所述定位体的定位端相连接，并相对于所述定位端具有二自由度调节范围，保持所述待加工零件的同轴位置。

在上述定位装夹工具中，所述卡盘通过径向力加持所述固定端，完成所述定位体向所述机床的固定。

在上述定位装夹工具中，所述定位体的定位端和所述万向调节体为面接触连接。

在上述定位装夹工具中，所述定位端和所述万向调节体相互对应的接触面上均匀分布有定位孔，并在所述待加工零件的同轴位置利用所述定位孔固定所述定位端与所述万向调节体的相对位置。

在上述定位装夹工具中，所述定位孔与配合所述定位孔的锁紧螺钉间具有间隙。

本发明一方面提供了一种采用上述定位装夹工具的定位装夹方法，通过以下步骤完成对待加工零件的同轴夹装：

利用卡盘将定位体固定于机床；将万向调节体与待加工零件沿轴向固定连接；

利用车刀加工所述定位体定位端的端面，使所述端面与机床回转轴线垂直；

将所述万向调节体与所述定位端相连接，并调节至所述待加工零件同轴位置；

将达到所述加工零件同轴位置的所述万向调节体与所述定位端固定。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明采用定位体和万向调节体组成的夹具，结构简单，容易制作，调整迅速并且装卸方便，通过万向调节体对待加工零件在定位端上进行快速准确调节，加工后零件两端的同轴度可控制在很小的范围内，能够满足设计的精度要求。通过本发明对待加工零件进行装夹时，固定后的待加工零件仅受轴向夹紧力，无任何径向受力，与现有技术中直接使用四爪卡盘夹紧受径向力作用相比，待加工零件基本不变形，不容易损坏待加工零件。

进一步的，万向调节体与定位体的定位端面接触定位，待加工零件加工后端面的平面度、两端面平行度误差将大大降低，进一步提高加工精度；本发明的装夹工具直接反映数控车床的主轴跳动及丝杠间隙的精度，一般数控车床端面跳动量在0.001～0.002左右，该夹具可保证的平行度在0.002～0.003左右。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明侧视图；

图3为定位体示意图；

图4为万向调节体示意图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。

如图1，本发明定位装夹工具属于数控车床加工用定位、夹紧工具，包括定位体1和万向调节体2。通过定位体1与万向调节体2可实现对待加工的回转体零件的快速调节和找正。

进一步参考图2，定位体1的固定端11与数控车床通过卡盘3相连，定位体1的另一端(即定位端12)与万向调节体相连，万向调节体2与对待加工零件4沿轴向固定相连。万向调节体2可以在定位端12上进行二自由度(两个方向上)调节，当调节至待加工零件4的同轴位置时，固定万向调节体2与定位体1当前的相对位置。通过此连接方式，待加工零件只受到轴向力，不受径向力，从而可保证待加工零件部产生径向的形变。

在本发明实施例中，万向调节体2与定位体1的定位端12相接触的一种方式为面接触，利用面接触万向调节体2可以在接触面通过滑动实现二自由度的调节。

进一步的，当调节至待加工零件4的同轴位置时，为实现万向调节体2与定位体1相对位置的固定，在万向调节体2与定位端12上相对应的设置有均匀分布的定位孔，定位孔的数量可以根据待加工零件上螺纹孔数量及定位体安装螺纹孔数量进行设置，本实施例中，选用均匀分布的定位孔，可以在达到待加工零件的同轴位置时，通过与定位孔相配合的锁紧螺钉5进行固定。

为了实现对待加工零件4同轴位置更加快速的定位，锁紧螺钉5与万向调节体上定位孔之间设计有间隙，这样就可以在锁紧螺钉插入定位孔后，进一步对万向调节体在两个自由度上进行微调，从而快速准确的实现对基准精加工表面的找正装夹。

如图3、4，本发明实施例中，定位体1形状为旋转体结构，万向调节体2为形状为盘状结构。该定位体1的定位端与万向调节体2面接触，在定位端12和万向调节体2的接触面上，按图3所示方式分布有定位孔，定位孔与锁紧螺钉5相配合，可完成定位体1与万向调节体2的相对固定。

如图4，本发明实施例通过下述步骤完成对待加工零件4的装夹和同轴位置的调整。

(1)将定位体1固定于机床上，待加工零件4与万向调节体2相固定。其中，机床可通过卡盘3夹持定位体1的固定端11实现其与定位体1的固定。待加工零件4通过设置在万向调节体2上的光孔使用固定螺钉6实现固定，该连接方式使得待加工零件4仅承受轴向夹紧力，无任何径向夹紧力，规避了径向力对待加工零件4造成的装夹变形，避免了待加工零件4变形对产品造成的损坏。

(2)将万向调节体2与定位体1的定位端相连接，并调节万向调节体2与定位体1的相对位置到待加工零件4的同轴位置。本发明实施例中，万向调节体2与定位体1的定位端采用上述的面接触的连接方式。通过该面接触连接方式，可使得万向调节体2在定位端12的端面上的二自由度滑动，从而可利用此种方式方便快捷的实现对待加工零件4同轴位置的调节。

为了更好的实现上述面接触，在万向调节体2与定位端12接触连接前，首先利用车刀对定位端12的端面进行加工，以保证该端面的平滑度。

(3)在调节达到待加工零件4的同轴位置后，固定当前万向调节体2与定位体1的相对位置。为实现对该相对位置的更好固定，在万向调节体2与定位体1的定位端11上设置有相对应的定位孔，该定位孔为通孔并与锁紧螺钉5相配合，从而可完成固定。为了保证对待加工零件4的同轴位置精度，上述定位孔为多个，并均匀分布，从而可满足对不同定位位置的要求。同时，锁紧螺钉5与万向调节体定位孔之间设计有的间隙，如0.5mm，这样就可以在锁紧螺钉5插入定位孔后，进一步对万向调节体2在两个自由度上进行微调，从而快速准确的实现对基准精加工表面的找正装夹。

完成上述装夹与同轴定位后，便可利用数控车床对待加工零件4进行加工。在本实施例中，零件所受的夹紧力以轴向力，克服了传统加工径向受力导致工件变形的不良影响。定位体为现场装夹车制基准平面，在定位夹紧时，首先保证了与零件端面贴合、且端面跳动量与机床主轴一致，因而能保证零件的平面度和平行度。万向调节体采取间隙调节的方式，在找正定位过程中，操作方便，调节速度快，读数直接，大大减少了找正时间，提高了生产效率。

上面结合附图对本发明的使用进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (10)

1.一种定位装夹工具，其特征在于，包括：定位体(1)、万向调节体(2)和卡盘(3)，待加工零件(4)沿轴向连接于所述万向调节体(2)，所述定位体(1)具有固定端(11)和定位端(12)，所述卡盘(3)通过所述定位体(1)的固定端将所述定位体(1)固定于机床上；所述万向调节体(2)与所述定位体(1)的定位端相连接，并相对于所述定位端具有二自由度调节范围，保持所述待加工零件的同轴位置。

2.如权利要求1所述的定位装夹工具，其特征在于，所述卡盘(3)通过径向力加持所述固定端(11)，完成所述定位体(1)向所述机床的固定。

3.如权利要求1所述的定位装夹工具，其特征在于，所述定位体(1)的定位端(12)和所述万向调节体(2)为面接触连接。

4.如权利要求3所述的定位装夹工具，其特征在于，所述定位端(12)和所述万向调节体(2)相互对应的接触面上均匀分布有定位孔，并在所述待加工零件的同轴位置利用所述定位孔固定所述定位端与所述万向调节体(2)的相对位置。

5.如权利要求4所述的定位装夹工具，其特征在于，所述定位孔与配合所述定位孔(5)的锁紧螺钉间具有间隙。

6.一种采用权利要求1所述工具的定位装夹方法，其特征在于通过以下步骤完成对待加工零件的同轴夹装：

利用卡盘(3)将定位体(1)固定于机床；将万向调节体(2)与待加工零件(4)沿轴向固定连接；

利用车刀加工所述定位体(1)定位端(12)的端面，使所述端面与机床回转轴线垂直；

将所述万向调节体(2)与所述定位端(12)相连接，并调节至所述待加工零件(4)同轴位置；

将达到所述加工零件(4)同轴位置的所述万向调节体(2)与所述定位端(12)固定。

7.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述万向调节体(2)与所述定位端(12)为面接触连接，并在所述定位端(12)上通过二自由度调节达到所述待加工零件(4)同轴位置。

8.如权利要求6所述方法，其特征在于，所述卡盘(3)通过径向力夹持所述定位体(1)的固定端(11)，将所述定位体(1)固定于所述机床上。

9.如权利要求6所述方法，其特征在于，在所述加工零件(4)同轴位置，利用分布于所述万向调节体(2)与所述定位端(12)上的定位孔固定所述万向调节体(2)与所述定位端(12)。

10.如权利要求9所述方法，其特征在于，所述定位孔利用与定位相配合的锁紧螺钉(5)固定所述万向调节体(2)与所述定位端，且所述定位孔与所述锁紧螺钉间具有间隙。

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