CN104249262A - 断路器壳体加工用组合式夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器壳体加工用组合式夹具。包括底座及设置在底座上的支座，支座可在底座上移动，支座具有以下结构特征：包括和底座连接的水平板和定位工件的竖直板，两对应竖直板位于纵向内侧设支撑工件法兰的斜面，竖直板上部水平面上设固定孔；竖直板上部位于横向外侧设滑块定位装置，滑块定位装置沿纵向方向从外至内斜向上设置，包括滑块固定座、滑块，滑块固定座沿纵向方向中心开设螺纹通孔，滑块设置在滑块固定座前端，螺纹通孔内设导向螺栓，滑块顶端设螺纹盲孔，滑块底端和对应的法兰接触；所述竖直板上设有转角气缸，转角气缸的执行端抵触在法兰端面上。本发明提供了一种加工质量和生产效率均得到有效提高的可调组合式夹具。

Description

断路器壳体加工用组合式夹具

                                     

所属技术领域

本发明涉及一种机床夹具，具体涉及一种用于智能电网各级高压开关设备关键配套件断路器壳体机械加工的可调组合式机床夹具。

背景技术

断路器壳体是高压开关设备的关键配套件，广泛应用于高压、超高压、特高压等各种电压等级开关设备，其性能对高压开关设备的整体性能和技术水平有着至关重要的作用。随着智能电网的建设和发展，高压开关设备采用了大量新技术，各种功用更加复杂，性能稳定性要求更高，对断路器壳体的整体加工质量水平也越来越高，而且为了抢占市场竞争先机，增强竞争势力，设备的开发和生产周期不断缩短，价格也有逐渐下滑趋势。因此，优质、高效、经济的加工技术成为一大课题。

而机床夹具是断路器壳体机械加工过程中不可或缺的专用性工艺装备，其是为使工件能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求，在机床上加工工件时将工件准确定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧的装置。按使用特点可分为：万能通用夹具、专用性夹具、可调夹具、组合夹具。通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等组成。夹具设计的质量，对工件的产品质量、生产效率、加工成本以及生产安全等有直接的影响。为此，设计夹具时必须考虑其实用性、经济性、可靠性等。

如图1所示，传统断路器壳体加工时采用的是专用性机床夹具，该夹具是针对某种产品的装夹需要而专门设计制造的，服务对象相对专一。该夹具包括底板12、安装在底板两端的支座13、安装在支座内侧的限位块14、安装在支座两端上部的皮带夹紧装置15。该夹具整体安装在加工中心工作台面上，工件12的法兰放置在支座13的半圆槽内，再将限位块14转向工件12的法兰背面，并用螺栓锁紧限位块，最后再用皮带夹紧装置15夹住工件12的法兰外缘将工件锁紧。

每种断路器壳体均需单独设计制作一套夹具，既延长了产品的开发周期，又增加了产品的生产成本。当更换产品加工时，夹具同时需要进行更换，夹具更换后，需要对夹具与工作台、刀具与工件的相对位置进行很长时间的调整，从而降低了产品的生产效率。而定位元件为手工操作，定位调整繁琐，生产效率低，而且定位精度差，产品加工位置精度低。工件夹紧采用皮带夹紧装置，工件在加工过程中弹动较大，加工精度低。

因此，为了克服上述问题，有必要提供一种利用简单经济的组合装配、可适用于不同断路器壳体加工需要的夹具。

发明内容

为了提高断路器壳体的加工质量和生产效率、降低加工成本、缩短产品开发周期，本发明提供一种可调组合式夹具，可以服务于多种断路器壳体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该夹具由夹具体（底板和4个支座）、定位元件（4个滑块定位装置和4个转角气缸定位装置）、夹紧装置（2个链条、2个链条固定板和2个链条锁紧板）及若干连接元件组成。

1.夹具体：

① 该夹具体由底板、4个支座及若干连接元件组成。

② 该支座与底板通过梯形螺母与沉头螺栓连接固定在一起。

③ 该底板上开设有若干梯形槽，用于安放梯形螺母。支座可沿梯形槽方向做纵向自由移动，同时可根据不同工件需要选择相应的梯形槽安装支座。

④ 该支座为竖直板、水平板与三角形肋板焊接而成的梯形结构。

⑤ 该支座上部内侧为45度的斜面，两个对称分布的支座间形成直角空间，便于工件的法兰部位置于该空间中。

⑥ 该支座内侧平板中心部位设有垂直三角形肋板，避免加工过程中竖直板向内侧弯曲变形。

⑦ 该支座竖直板两侧的水平板上面开设有沉头条形槽，用于安放沉头螺栓，同时可对支座垂直于底板梯形槽方向做横向微调。

⑧ 该支座外侧上部开设有导轨槽，导轨槽底部开设有螺纹盲孔，用于安装滑块定位装置。

⑨ 该支座内侧上部开设有均匀分布的螺纹盲孔，用于安装转角气缸定位装置。

⑩ 该支座外侧上部开设有螺纹盲孔，用于安装链条夹紧装置。

2.定位元件1——滑块定位装置：

① 该滑块定位装置由滑块、滑块导向座板、导向螺栓及若干连接元件组成。

② 该滑块定位装置通过沉头螺栓安装在支座的导轨槽内。

③ 滑块导向座板安装在导轨外侧，中心开设螺纹通孔，用于安放导向螺栓。

④ 滑块安装在导轨内侧，中心开设与螺纹通孔同轴的螺纹盲孔，用于安放导向螺栓终端。

⑤ 导向螺栓穿过滑块导向座板的螺纹通孔，终端旋于滑块的螺纹盲孔内。

⑥ 调整滑块时，将滑块固定沉头螺栓拆除，通过旋转导向螺栓，控制滑块里外移动，定位调整好后，将滑块固定。

⑦ 两个滑块定位装置安装在相对工件中心线对称的支座上，可以避免工件在加工过程中沿中心线转动。

3.定位元件2——转角气缸定位装置

① 转角气缸定位装置由转角气缸、压臂、压杆螺栓及若干连接元件组成，

② 分别安装在4个支座内侧上部，靠近支座45度斜面外缘。

工件放置后，启动转角气缸，顶住法兰背面，避免工件在加工过程中轴向蹿动。

4.夹紧装置

① 该夹紧装置由2个链条、2个链条固定板、2个链条锁紧板及若干连接元件组成。

② 该链条固定板安装在支座的外侧上部，其上开设有安装链条固定杆的矩形槽和销孔。

③ 该链条锁紧板安装在与链条固定板对称的支座外侧上部，其上开设有安装链条锁紧螺栓的通孔。

④ 该链条由链条、固定杆及锁紧螺栓组成。

⑤ 该固定杆上开设有安装销轴的销孔。

⑥ 该链条固定杆穿过链条固定板的矩形槽，并用销轴穿过链条固定杆和链条固定板上对应的销孔，将链条一段固定，并可以销轴为中心旋转。

⑦ 工件安装好后，将链条锁紧端的锁紧螺栓穿过链条锁紧板的通孔，并用螺母将其锁紧，从而将工件固定夹紧。

本发明的有益效果是：第一，该夹具的可调组合式夹具体结构，可以根据断路器壳体的结构尺寸进行调节。因此，便于夹具、工作台、工件、刀具相对位置的调节，提高了生产效率；适用于多种规格断路器壳体的机械加工，缩短了产品开发周期，降低了产品的机械加工成本；更换品种加工时无需更换夹具，只需调整支座的位置，大幅度提高了生产效率。第二，该夹具的定位元件滑块定位装置，可以根据工件的直径进行微调。因此，保证了工件中心线水平居中，提高了工件的整体位置尺寸精度。第三，该夹具的定位元件转角气缸定位装置为标准的气压元件。夹紧力的重复性保证了定位和夹紧的精确性，定位精度高，提高了工件的整体位置尺寸精度；极大的减少了夹紧和释放工件的时间，根据实际测算，相对于手动夹具降低了90%到95%，提高了生产效率。第四，该夹具采用的自制链条夹紧装置，夹紧效果好，工件加工过程中的弹动小，因此，工件加工精度高。第五，该夹具操作方便，适用于大规模连续生产。

附图说明

图1是传统手动专用性机床夹具组装及工件装夹结构示意图。

图2是本发明的夹具组装及工件装夹结构示意图。

图3是本发明夹具体的组装结构示意图。

图4、5是本发明定位元件的组装结构示意图。

图6是本发明滑块定位装置的结构示意图。

图7、8是本发明转角气缸定位装置的结构示意图。

图9是本发明链条锁紧装置组装结构示意图。

图10是本发明链条的结构示意图。

图11是本发明链条锁紧板的结构示意图。

图12是本发明链条固定板的结构示意图。

图中100为底板、200为支座、300为滑块定位装置、400为转角气缸定位装置、500为链条锁紧装置、600为连接元件、000为工件、001为外缘面、330为导向螺栓、002为法兰背面、413为活塞杆、420为压臂、601为梯形螺母、602为沉头螺栓、101为梯形槽、201为水平板、202为竖直板、203为三角形肋板、204为沉头条形槽、205为导轨、310为固定滑动块、206为螺纹盲孔、320为固定滑块导向座板、207为螺纹盲孔、400为安装转角气缸定位装置、208为螺纹盲孔、500为安装链条锁紧装置、209为螺纹盲孔、603为沉头螺栓、604为沉头螺栓、321为沉头孔、310为滑块、520为链条固定板、608为销轴、锁紧螺母607、513为锁紧螺杆、532为通孔、513为矩形槽、511为链条、512为固定杆、513为锁紧螺杆、440为压杆螺栓、450为锁紧螺母、311为沉头条形槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图2所示，本发明的夹具包括底板100和4个支座200组成的夹具体、4套滑块定位装置300和4套转角气缸定位装置400组成的定位元件、2套链条锁紧装置500组成的锁紧装置及若干连接元件600组成。工件000安装前，根据工件000的总长度和直径需要，调节4个支座200在底板100上的安装位置，并使之相对底板100的纵向和横向中心线对称，待位置调节好后，将4个支座200固定在底板100上。工件安放，工件000的两端法兰分别置于夹具体两端的2个对称支座200形成的空间内，其外缘面001与滑块定位装置300的顶端接触。工件000安放后，根据工件000的直径需要，通过旋转滑块定位装置300的导向螺栓330（如图5所示），对滑块定位装置300的滑块位置进行微调，使工件000的中心线水平居中，调节好后将滑块定位装置300锁紧。利用对称安装在支座200后侧的4个转角气缸定位装置400顶住工件000的法兰背面002，并调节转角气缸定位装置400的旋转角度和压紧行程，使工件000两端居于夹具体正中，工件安放前和拆卸时，活塞杆413（如图6所示）升起将工件释放，转角气缸定位装置400的压臂420（如图6所示）转会外侧，便于工件安放和拆卸，工件安放后，转角气缸定位装置400的压臂420（如图6所示）转会工件000的法兰背面，活塞杆413（如图6所示）落下将工件夹紧（如图6所示）。定位元件调节好后，利用链条锁紧装置500锁紧工件000的两端，从而将工件000固定。

如图3所示，本发明的夹具体包括底板100、4个支座200、连接元件600、梯形螺母601和沉头螺栓602。该底板100是由钢板制成的矩形板，上、下表面精铣加工，上表面开设有若干条均匀分布的放置梯形螺母601的梯形槽101。该支座200由水平板201、竖直板202和三角形肋板203焊接组成。该水平板201是由钢板制成的矩形板，下表面精铣加工，上表面在竖直板202两侧开设有放置沉头螺栓602的沉头条形槽204。该竖直板202上开设有安装滑块导向装置300的导轨205、固定滑块310（如图5所示）的螺纹盲孔206、固定滑块导向座板320（如图5所示）的螺纹盲孔206、安装转角气缸定位装置400的螺纹盲孔208、安装链条锁紧装置500的螺纹盲孔209。该筋板203是由钢板制成的三角形筋板，可以避免加工过程中竖直板202在机械力作用下向内侧倾斜变形。根据工件000的长度和法兰直径需要，4个支座200分别对称分布安装在底板100上。梯形螺母601放置在梯形槽101内，沉头螺栓602穿过沉头条形槽206，支座200两侧各使用2套梯形螺母601和沉头螺栓602，两者相互连接后，将支座200固定在底板100的准确位置。支座200可根据工件000的长度和法兰直径需要，沿底板100上的梯形槽101开设方向纵向前后移动调节，沿支座200上的沉头条形槽204开设方向横向左右移动调节。

如图4所示，本发明的定位元件包括4套滑块定位装置300、4套转角气缸定位装置400、4个滑块固定用沉头螺栓603、8个滑块导向座板固定用沉头螺栓604、16个转角气缸固定用螺钉605。该滑块定位装置300安装在支座200的竖直板202的导轨205内。利用2个沉头螺栓604将滑块导向座板320（如图5所示）固定在导轨207内，沉头螺栓604穿过沉头孔321（如图5所示），终端旋入竖直板202的导轨205的螺纹盲孔207内。利用沉头螺栓603将滑块310（如图5所示）固定在导轨207内，沉头螺栓603穿过沉头条形槽311（如图5所示），终端旋入竖直板202的导轨205的螺纹盲孔206内。当需要调节滑块位置时，先将沉头螺栓603松开，再通过旋转导向螺栓330（如图5所示）操纵滑块内外移动，当滑块位置调节好后，将沉头螺栓603锁紧。该转角气缸定位装置400安装在支座200的竖直板202内侧，即支座200的竖直板202内侧的4个螺纹盲孔204的对应位置。

如图5所示，该滑块定位装置300由滑块310、滑块导向座板320、导向螺栓330组成。该滑块310是由钢板制成的矩形板，上表面开设有安装沉头螺栓603的沉头条形槽311，滑块的外侧表面开设有导向螺栓330终端旋入的螺纹盲孔312。该滑块导向座板320是由钢板制成的矩形板，其上表面开设有安装沉头螺栓604的沉头孔321，其中心开设有安装导向螺栓330的螺纹通孔322。该导向螺栓330穿过滑块导向座板320的螺纹通孔322后，其终端旋入滑块310的螺纹盲孔312中。

如图6所示，该转角气缸导向装置400包括转角气缸410、压臂420、沉头螺栓430、压杆螺栓440、锁紧螺母450。该转角气缸410为市场采购，由底座411、气缸412、活塞杆413组成，该活塞杆413顶端开设有安装压臂420的螺纹盲孔414，该底座411和气缸412上开设有安装螺纹直通快速接头的螺纹盲孔415，用于压缩空气的接入，该底座411的四角开设有在支座200的竖直板202内侧安装转角气缸导向装置400的通孔416。该压臂420一般为转角气缸配备，也可根据工件需要自行制作，其开设有与活塞杆413连接即安放沉头螺栓430用的沉头孔421和安装压杆螺栓440用的螺纹通孔422。沉头螺栓430穿过压臂420的沉头孔421，与活塞杆413上的螺纹盲孔414连接，将压臂420固定在活塞杆413顶端。压杆螺栓440终端旋入压臂420的螺纹通孔422内，并用锁紧螺母450将压杆螺栓440锁紧。该转角气缸导向装置400通过气压力驱动活塞杆413带动压臂420上下移动、顺时针和逆时针旋转移动，实现工件的自动夹紧和释放。工件安放前和拆卸时，活塞杆413升起将工件释放，转角气缸定位装置400的压臂420转会外侧，便于工件安放和拆卸。待工件安放后，转角气缸定位装置400的压臂420转会工件000的法兰背面，活塞杆413落下将工件夹紧。

如图7所示，该链条锁紧装置500包括链条510、链条固定板520、链条锁紧板530、8个螺栓606、2个螺母607、2个销轴608。该链条固定板520和链条锁紧板530分别安装在两个对称的支座200竖直板220的外侧，螺栓606分别穿过链条固定板520的通孔521和链条锁紧板530的通孔531，与支座200竖直板220外侧的螺纹盲孔209连接。该将链条510的固定杆512安装在链条固定板520的矩形槽513内，销轴608穿过链条固定板520销孔522和链条510的固定杆512上的销孔514，从而将链条510一端固定。该链条510的锁紧螺杆513穿过链条锁紧板530上的通孔532，待工件定位确定后，用锁紧螺母607将链条510锁紧，从而将工件固定。

如图8所示，该链条510包括链条511、固定杆512、锁紧螺杆513。该固定杆512上开设有销孔514。

如图9所示，该链条固定板520由钢板加工而成，具有将其安装在支座200上的通孔521、安装销轴608的销孔522和放置链条510固定杆512的矩形槽513。

如图10所示，该链条锁紧板530由钢板加工而成，具有将其安装在支座200上的通孔531、和放置链条510锁紧螺杆513的通孔532。

Claims (5)

1.断路器壳体加工用组合式夹具，其特征在于，包括底座及设置在底座上的对称设置的四个支座，支座可在底座上移动，所述支座具有以下结构特征：

包括和底座连接的水平板和定位工件的竖直板，两对应竖直板位于纵向内侧设支撑工件法兰的斜面，两斜面交叉成90度垂直设置；

竖直板上部水平面上设固定孔，用于固定从上部将法兰固定的固定带；

竖直板上部位于横向外侧设滑块定位装置，滑块定位装置沿纵向方向从外至内斜向上设置，包括滑块固定座、滑块，滑块固定座沿纵向方向中心开设螺纹通孔，所述滑块设置在滑块固定座前端，螺纹通孔内设导向螺栓，滑块顶端设和所述导向螺栓对应的螺纹盲孔，滑块底端和对应的法兰接触；

所述竖直板上设有转角气缸，转角气缸的执行端抵触在法兰端面上。

2.根据权利要求1所述的断路器壳体加工用组合式夹具，其特征在于，所述底座面上开设有若干梯形槽，所述支座水平板上设有和梯形槽对应的连接孔使支座能沿梯形槽自由移动。

3.根据权利要求1所述的断路器壳体加工用组合式夹具，其特征在于，两对应竖直板位于纵向内侧设支撑工件法兰的斜面，斜面45度倾斜设置使其交叉成90度垂直设置。

4.根据权利要求1所述的断路器壳体加工用组合式夹具，其特征在于，所述支座位于横向内侧设有加强肋板。

5.根据权利要求1所述的断路器壳体加工用组合式夹具，其特征在于，所述转角气缸的执行端设置在横向内侧，抵靠法兰背面设置。