CN103143961B - 一种铣床夹具的角度调节及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，该铣床夹具上工件的装夹方法为：首先，将平夹具固定于箱体的顶板上，所述平夹具通过阶梯销定位于箱体顶板上，平夹具与箱体顶板间通过螺栓固定；然后，将工件置于平夹具上，工件通过平夹具上设置的工件定位销定位；最后，气缸的活塞杆向下运动，带动压板架、压板螺栓及压板一起向下移动使压板将工件压紧在平夹具上；该铣床夹具上箱体的角度的调节包括齿轮微调和分度机构精调两种。本发明在切削加工中小零件时，可快速定位压紧工件，并可调整夹具倾角。

Description

一种铣床夹具的角度调节及装夹方法

技术领域

本发明涉及铣床通用夹具。

背景技术

现有技术中铣床夹具通常采用下面四个方案：

A.针对不同角度需求用线切割制作固定角度的简易夹具；

B.与机床X、Y轴组成的平面相平行的固定式通用夹具；

C.与机床X、Z轴组成的平面相平行的固定式通用夹具；

D.用板料组合成简单的通用角度夹具。

然而，A类夹具不具有通用性——浪费材料；A、B、C、D类夹具相对机床X、Z轴的平行度需在每次装机时用百分表调校——浪费时间；A、B、C、D类夹具用螺钉配合压板压紧工件——浪费时间；A、B、C、D类夹具对刀时没有标准的参考基准——浪费时间；D类夹具在调整角度时不微调——浪费时间；D类夹具角度锁定性差——安全性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，铣床（加工中心）上切削加工中小零件时，可快速定位压紧并可调倾角。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，所述铣床夹具包括安装于工作台上的支架，所述支架包括两块侧支架板，两块侧支架板相互平行并垂直于工作台平面，所述工作台平面上固定有底板，所述侧支架板垂直固定于底板上；所述支架上转动连接一箱体，所述箱体包括两块侧板，两块侧板相互平行，两块侧板底部垂直固定于气缸基座板上，两块侧板顶部垂直固定有顶板；所述箱体的顶板上固定有平夹具，所述平夹具用于安装工件，所述箱体设有气动压紧机构压紧工件，所述箱体与支架之间设有箱体角度调节装置；所述气动压紧机构包括安装于箱体内侧气缸基座板上的气缸，所述气缸的活塞杆连接压板架，所述压板架上垂直固定有压板螺栓，压板螺栓上端固定有压板；所述箱体角度调节装置包括箱体角度精定位机构，所述箱体角度精定位机构包括设于箱体两侧侧板与侧支架板之间的齿轮分度侧板，所述齿轮分度侧板与侧板固定，所述齿轮分度侧板周向均布有一圈分度孔，所述侧支架板上设有分度定位销孔，在箱体转动到设定角度后，分度定位销穿过分度定位销孔及分度孔将齿轮分度侧板定位；所述箱体角度调节装置还包括箱体角度微调机构，所述箱体角度微调机构包括设于齿轮分度侧板下方的齿条，所述齿条螺纹连接在齿条微调螺栓上，所述齿条微调螺栓下方设有可使齿条上下浮动并将齿条固定在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置的齿条浮动结构，所述箱体角度微调机构设有将齿条位置锁定的齿条锁定结构，所述侧支架板和齿轮分度侧板之间还通过紧固定位螺栓紧固；

该铣床夹具上工件的装夹方法为：首先，将平夹具固定于箱体的顶板上，所述平夹具通过阶梯销定位于箱体顶板上，平夹具与箱体顶板间通过螺栓固定；然后，将工件置于平夹具上，工件通过平夹具上设置的工件定位销定位；最后，气缸的活塞杆向下运动，带动压板架、压板螺栓及压板一起向下移动使压板将工件压紧在平夹具上；

该铣床夹具上箱体的角度的调节包括齿轮微调和分度机构精调两种：

齿轮微调的方法是，松掉紧固定位螺栓，拔出分度定位销，初步转动箱体至接近所需的倾角，上抬齿条，转动齿条微调螺栓，使齿条与齿轮完全啮合后，齿条浮动结构将齿条固定在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置，转动齿条微调螺栓微调至所需的倾角，倾角调毕锁紧齿条锁定结构将齿条微调螺栓锁紧，再通过紧固定位螺栓将箱体与支架锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体；

分度机构精调的方法是，先用齿轮微调的方法使侧支架板的分度定位销孔完全对准齿轮分度侧板上所需倾角对应的分度孔后，将齿条脱离齿轮，再将分度定位销插入分度定位孔中，使箱体形成准确的对应分度孔设定分度的倾角，然后通过紧固定位螺栓将箱体与支架锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体。

作为优选，所述压板架在压板螺栓后侧还垂直固定有压板后顶螺栓，压板后顶螺栓上端与压板固定。

作为优选，所述箱体内侧底面中部垂直固定一压板架导向块，所述压板架滑动设置在压板架导向块上。

作为优选，所述齿条锁定结构包括设于齿条微调螺栓一端的齿条转轴，所述齿条转轴通过锁紧螺钉锁紧固定。

作为优选，所述齿条浮动结构包括设于齿条下方的齿条导向支撑块，所述齿条底部设有导向槽，所述齿条导向支撑块顶端设于导向槽内，所述齿条导向支撑块底部支撑在浮顶销上。

作为优选，所述底板上设有浮顶销孔，浮顶销孔内设有弹簧，所述浮顶销底端支撑于弹簧顶端，所述齿条导向支撑块底部设有锁销槽，齿条Z向锁销穿过侧支架板并插入锁销槽将齿条定位在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置。

作为优选，所述两块侧板上下两端设有外凸方榫，所述顶板及气缸基座板的左右两端设有内凹的定位槽口，所述侧板与顶板及气缸基座板之间通过外凸方榫与定位槽口相对接并用螺栓固定为一体。

作为优选，所述底板通过X向定位块定位于工作台平面上，其中X向定位块底部插入工作台平面的T形槽内，X向定位块顶部插入底板的定位孔内，所述底板上部压接有挡屑盖板，所述挡屑盖板通过螺钉和底板固定，所述X向定位块设有螺纹孔，一螺钉固定于螺纹孔内，螺钉上套接有弹簧，弹簧上端顶接挡屑盖板底面，弹簧下端顶接X向定位块顶面。

作为优选，所述侧支架板底部设有方榫，所述底板上设有方形定位孔，所述侧支架板的方榫插入底板上的方形定位孔内并用螺栓固定。

本发明在切削加工中小零件时，可快速定位压紧工件，并可调整夹具倾角。其具有以下优点：

1.通用性好，因为有定位面板（箱体顶板）的等距定位孔，可将不同类工件的夹具做成与此夹具有准确定位的简易平夹具，从而节省了制作材料、制作时间、实行了平夹具设计的标准化，且方便存储；

2.定位精准性好，夹具的重要零部件之间以及与机床台面之间都有准确的对口衔接(定位连接)，能够切实保证工件基准面（孔）与机床台面及驱动丝杆（轴）的平行度和垂直度，可大大节省平夹具的换装时间；分度孔的设置能使特殊角度稳定而准确；

3.自锁性好，从而保证了加工安全性，且成品率也得以大大的提高；

4.夹紧速度快，节省了工件的装夹时间，使生产效率得以提高；

5.定位面板的等距定位孔，还能大大节省对刀时间；

6.齿条与齿轮的分离或啮合可实行倾角的粗调与微调，可大大节省倾角调整时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图1为夹具主视图；

图2为夹具俯视图；

图3为夹具左视图；

图4为夹具右视图。

具体实施方式

图1至图4示出了快定位气动压紧倾角微调通用夹具的具体结构。其包括安装于工作台28上的支架，所述支架上转动连接一箱体，所述箱体包括两块侧板8，两块侧板8相互平行，两块侧板底部垂直固定于气缸基座板18上，两块侧板顶部垂直固定有顶板9，该顶板9即为平夹具11的定位面板。

平夹具11固定于顶板9上，所述平夹具11用于安装工件12。平夹具11上设有工件定位销31定位工件12。所述平夹具11通过阶梯销10定位于箱体的顶板9上，平夹具11与箱体顶板间通过螺栓固定。

所述两块侧板8上下两端设有外凸方榫，所述顶板9及气缸基座板18的左右两端设有内凹的定位槽口，两块侧板上下两端的外凸方榫与顶板及气缸基座板左右两端的定位槽口(榫眼)相对接，然后在Z向通过螺栓将顶板及气缸基座板与侧板固定，在X向通过螺栓将侧板的外凸方榫紧压在定位槽口内，使这四块板之间形成一个非常稳定而又牢固的箱体结构。

所述箱体设有气动压紧机构压紧工件，所述箱体与支架之间设有箱体角度调节装置。所述气动压紧机构包括安装于箱体内侧底面的气缸17，所述气缸的活塞杆连接压板架16，所述压板架16上垂直固定有压板螺栓14，压板螺栓上端固定有压板15。所述压板架16在压板螺栓后侧还垂直固定有压板后顶螺栓19，压板后顶螺栓上端与压板15固定。所述箱体内侧底面中部垂直固定一压板架导向块13，所述压板架16滑动设置在压板架导向块13上。所述压板15前端为直角梯形结构。所述气缸17及压板15设有两个，并对称分布在压板架导向块13两侧。所述压板架导向块的顶面支撑在顶板底面上，故固定在箱体中部的压板架导向块同时起到了增强箱体强度的功能，使气缸处于压紧状态时也不至于引起箱体顶板的弯曲变形。

所述支架包括两块侧支架板6，两块侧支架板6相互平行并垂直于工作台平面，所述工作台平面上固定有底板1，所述侧支架板6底部设有方榫，所述底板1上设有方形定位孔，所述侧支架板的方榫插入底板上的方形定位孔并用螺栓垂直固定于底板上。所述底板通过X向定位块26定位于工作台28的平面上，X向定位块26设于底板1的两端，其中X向定位块底部插入工作台平面的T形槽内，X向定位块26顶部插入底板1的定位孔内。所述底板1上部压接有挡屑盖板，所述挡屑盖板通过螺钉和底板固定，所述X向定位块设有螺纹孔，一螺钉固定于螺纹孔内，螺钉上套接有弹簧，弹簧上端顶接挡屑盖板底面，弹簧下端顶接X向定位块顶面。所述工作台28一侧设有挡水板30，所述挡水板为弯板，所述挡水板通过螺栓固定于底板1上。

所述箱体角度调节装置包括箱体角度精定位机构，所述箱体角度精定位机构包括设于箱体侧板8与侧支架板6之间的齿轮分度侧板7，所述齿轮分度侧板与箱体固定，所述齿轮分度侧板7周向均布有一圈分度孔，所述侧支架板上设有分度定位销孔，在箱体转动到设定角度后，分度定位销4穿过分度定位销孔及分度孔将齿轮分度侧板定位，而齿轮分度侧板7与侧支架板6之间通过分度定位销4定位后再通过紧固定位螺栓32紧固。所述箱体对应所述分度孔设有箱体定位孔，所述箱体定位孔与分度孔之间连接有箱体定位销5，所述齿轮分度侧板与箱体之间通过箱体定位销定位后再通过螺栓固定。所述齿轮分度侧板7中心固定一转轴3，所述侧支架板6上对应所述转轴设有转轴孔，所述转轴孔内设有轴套2，所述转轴3转接于轴套2内。

所述箱体角度调节装置还包括箱体角度微调机构，所述箱体角度微调机构包括设于齿轮分度侧板7下方的齿条20，所述齿条螺纹连接在齿条微调螺栓21上，所述齿条微调螺栓21下方设有可使齿条20上下浮动并将齿条固定在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置的齿条浮动结构，所述箱体角度微调机构设有将齿条位置锁定的齿条锁定结构。所述齿条锁定结构包括设于齿条微调螺栓一端的齿条转轴23，所述齿条转轴通过锁紧螺钉22在需要时将齿条微调螺栓21锁紧固定。所述齿条浮动结构包括设于齿条下方的齿条导向支撑块24，所述齿条底部设有导向槽，所述齿条导向支撑块顶端设于导向槽内，所述齿条导向支撑块设于浮顶销25上。所述底板上设有浮顶销孔，浮顶销孔内设有弹簧，所述浮顶销底端支撑于弹簧顶端，所述齿条导向支撑块底部设有锁销槽，齿条Z向锁销27穿过侧支架板6并插入锁销槽将齿条20定位在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置。所述侧支架板6上设有齿条Z向锁销导套29，所述齿条Z向锁销27穿过齿条Z向锁销导套。所述齿条微调螺栓21一端设有提拉手柄。所述齿条导向支撑块为直角梯形结构，其中锁销槽设于斜侧边上。

下面详述本发明的工作原理：

底板1、侧支架板6、齿轮分度侧板7、侧板8、顶板9、压板架导向块13、气缸基座板18的含定位方榫或角度刻线的外形和定位孔（槽口）等均为一次装夹线切割完成，保证了夹具装配完成后顶板9与X轴的平行度。

顶板9、侧板8、气缸基座板18、齿轮分度侧板7互相连接成固定的“箱体”，平夹具11通过阶梯销10准确地固定到“箱体”顶板9上。

侧支架板6、轴套2、底板1连接成固定的“支架”，“支架”通过X向定位块26准确定位在工作台28上，再通过压板紧压固定。“箱体”通过转轴3和“支架”形成可以相对转动（≤90°范围）的机构。

夹具倾角的调节包括齿轮微调和分度机构精调两种。

齿轮微调的方法是，松掉紧固定位螺栓32，拔出分度定位销4，初步转动“箱体”至接近所需的倾角，上抬齿条20，转动齿条微调螺栓21，使齿条与齿轮完全啮合后，齿条Z向锁销27插入齿条Z向锁销导套29并卡入锁销槽，转动齿条微调螺栓21微调至所需的倾角（±15′内）。倾角调毕锁紧两侧锁紧螺钉22将齿条微调螺栓21锁紧，再通过紧固定位螺栓32将“箱体”与“支架”锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体。

分度机构精调的方法是，先用齿轮微调的方法使侧支架板的分度定位销孔完全对准（目测）“箱体”齿轮分度侧板上的所需倾角对应的分度孔后，将齿条脱离齿轮，再将分度定位销4插入分度定位孔中，使该机构形成准确的特定倾角（如0°、30°、45°、60°、90°等常用角度或其它大批量产品加工中所需的高精度角度），然后通过紧固定位螺栓32将“箱体”与“支架”锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体。这种调整方法针对高精度要求的倾角来说，可以实现特殊倾角一步到位式的精调。（根据厂家对应产品常用的高要求角度，可将齿轮分度侧板上的分度孔对应的角度定制为本厂所需的特殊角度。在特殊角度过多的情况下亦可制作相应的齿轮分度侧板备换件。）

在倾角调整完毕，切削时工件12通过工件定位销31连接到平夹具11，气缸17带动压板15将工件12快速压紧或松开。

Claims (9)

1.一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述铣床夹具包括安装于工作台上的支架，所述支架包括两块侧支架板，两块侧支架板相互平行并垂直于工作台平面，所述工作台平面上固定有底板，所述侧支架板垂直固定于底板上；所述支架上转动连接一箱体，所述箱体包括两块侧板，两块侧板相互平行，两块侧板底部垂直固定于气缸基座板上，两块侧板顶部垂直固定有顶板；所述箱体的顶板上固定有平夹具，所述平夹具用于安装工件，所述箱体设有气动压紧机构压紧工件，所述箱体与支架之间设有箱体角度调节装置；所述气动压紧机构包括安装于箱体内侧气缸基座板上的气缸，所述气缸的活塞杆连接压板架，所述压板架上垂直固定有压板螺栓，压板螺栓上端固定有压板；所述箱体角度调节装置包括箱体角度精定位机构，所述箱体角度精定位机构包括设于箱体两侧侧板与侧支架板之间的齿轮分度侧板，所述齿轮分度侧板与侧板固定，所述齿轮分度侧板周向均布有一圈分度孔，所述侧支架板上设有分度定位销孔，在箱体转动到设定角度后，分度定位销穿过分度定位销孔及分度孔将齿轮分度侧板定位；所述箱体角度调节装置还包括箱体角度微调机构，所述箱体角度微调机构包括设于齿轮分度侧板下方的齿条，所述齿条螺纹连接在齿条微调螺栓上，所述齿条微调螺栓下方设有可使齿条上下浮动并将齿条固定在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置的齿条浮动结构，所述箱体角度微调机构设有将齿条位置锁定的齿条锁定结构，所述侧支架板和齿轮分度侧板之间还通过紧固定位螺栓紧固；

该铣床夹具上工件的装夹方法为：首先，将平夹具固定于箱体的顶板上，所述平夹具通过阶梯销定位于箱体顶板上，平夹具与箱体顶板间通过螺栓固定；然后，将工件置于平夹具上，工件通过平夹具上设置的工件定位销定位；最后，气缸的活塞杆向下运动，带动压板架、压板螺栓及压板一起向下移动使压板将工件压紧在平夹具上；

该铣床夹具上箱体的角度的调节包括齿轮微调和分度机构精调两种：

齿轮微调的方法是，松掉紧固定位螺栓，拔出分度定位销，初步转动箱体至接近所需的倾角，上抬齿条，转动齿条微调螺栓，使齿条与齿轮完全啮合后，齿条浮动结构将齿条固定在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置，转动齿条微调螺栓微调至所需的倾角，倾角调毕锁紧齿条锁定结构将齿条微调螺栓锁紧，再通过紧固定位螺栓将箱体与支架锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体；

分度机构精调的方法是，先用齿轮微调的方法使侧支架板的分度定位销孔完全对准齿轮分度侧板上所需倾角对应的分度孔后，将齿条脱离齿轮，再将分度定位销插入分度定位孔中，使箱体形成准确的对应分度孔设定分度的倾角，然后通过紧固定位螺栓将箱体与支架锁紧形成一个稳定而牢固的夹具整体。

2.根据权利要求1所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述压板架在压板螺栓后侧还垂直固定有压板后顶螺栓，压板后顶螺栓上端与压板固定。

3.根据权利要求2所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述箱体内侧底面中部垂直固定一压板架导向块，所述压板架滑动设置在压板架导向块上。

4.根据权利要求1所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述齿条锁定结构包括设于齿条微调螺栓一端的齿条转轴，所述齿条转轴通过锁紧螺钉锁紧固定。

5.根据权利要求4所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述齿条浮动结构包括设于齿条下方的齿条导向支撑块，所述齿条底部设有导向槽，所述齿条导向支撑块顶端设于导向槽内，所述齿条导向支撑块底部支撑在浮顶销上。

6.根据权利要求5所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述底板上设有浮顶销孔，浮顶销孔内设有弹簧，所述浮顶销底端支撑于弹簧顶端，所述齿条导向支撑块底部设有锁销槽，齿条Z向锁销穿过侧支架板并插入锁销槽将齿条定位在与齿轮分度侧板齿轮啮合位置。

7.根据权利要求1所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述两块侧板上下两端设有外凸方榫，所述顶板及气缸基座板的左右两端设有内凹的定位槽口，所述侧板与顶板及气缸基座板之间通过外凸方榫与定位槽口相对接并用螺栓固定为一体。

8.根据权利要求1所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述底板通过X向定位块定位于工作台平面上，其中X向定位块底部插入工作台平面的T形槽内，X向定位块顶部插入底板的定位孔内，所述底板上部压接有挡屑盖板，所述挡屑盖板通过螺钉和底板固定，所述X向定位块设有螺纹孔，一螺钉固定于螺纹孔内，螺钉上套接有弹簧，弹簧上端顶接挡屑盖板底面，弹簧下端顶接X向定位块顶面。

9.根据权利要求8所述的一种铣床夹具的角度调节及装夹方法，其特征在于：所述侧支架板底部设有方榫，所述底板上设有方形定位孔，所述侧支架板的方榫插入底板上的方形定位孔内并用螺栓固定。