CN104440150B - 枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法，用于将工件装夹在一个基座上，所述工件具有至少一个枢轴，所述基座顶面具有与工件上的枢轴数量相同的凹槽，所述凹槽的位置和枢轴的位置一一对应，所述装夹方法包括：先将工件放置在基座上使工件上的枢轴一一对应的位于基座的凹槽中，然后向工件施加一个将工件压向基座的作用力Ⅰ；同时提供了一种枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置。本发明稳定性高，工件无打滑可能性。

Description

枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法及装置
技术领域
本发明涉及一种枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法及装置。
背景技术
枢轴式等速万向节是应用最广泛的等速万向节之一，轴毂是枢轴式等速万向节的重要组成部件，其加工方法直接关系到产品加工质量水平和万向节的使用性能。目前轴毂加工装夹主要有两种方案：第一种是使用弹簧夹具，主要利用回转油缸轴向拉力使弹簧夹头产生径向收紧力和部分轴向压力，通过夹紧轴毂切边位置实现对轴毂工件的装夹；第二种是使用液压卡盘，依靠回转油缸轴向拉力使液压卡盘产生径向收紧力和部分轴向压力，配合三爪U型槽定位，夹紧轴毂切边位置完成装夹。上述现有常规方案能够满足枢轴式等速万向节轴毂加工装夹的一般使用需求，但存在以下工艺缺陷：①使用弹簧夹具装夹工艺稳定性差，轴向拉力和径向收紧力转换率低，工件容易打滑导致刀具等损坏；②不同型号规格通用性差，多品种小批量产品加工投入成本高；③换模时需将原夹具取下，重新换上新夹具，时间周期长，影响生产效率；④因多次换模夹具端面基准点会发生变化，需重新对刀，步骤繁琐；⑤液压卡盘结构复杂，且锁紧力的调整比较困难，能耗大、成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法及装置，稳定性高，工件无打滑可能性。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法，用于将工件装夹在一个基座上，工件具有至少一个枢轴，所述基座顶面具有与工件上的枢轴数量相同的凹槽，所述凹槽的位置和枢轴的位置一一对应，所述装夹方法包括：先将工件放置在基座上使工件上的枢轴一一对应的位于基座的凹槽中，然后向工件施加一个将工件压向基座的作用力Ⅰ。
作为优选，通过拉爪模向工件施加一个将工件压向基座的作用力Ⅰ，所述拉爪模具有工作部，通过对拉爪模施加作用力Ⅱ带动工作部运动使工作部压在工件上实现向工件施加一个将工件压向基座的作用力Ⅰ。
作为优选，所述作用力Ⅰ垂直于基座的顶面。
枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，包括底座和安装在底座上的中空的底模法兰，所述底模法兰的顶部设有环状定位板，所述定位板内侧沿着定位板的周向依次设有三个凸出部位，每个凸出部位的同一侧均设有支撑部，所述支撑部和定位板之间有间隙Ⅰ，每个支撑部顶部均具有V型槽，所述底模法兰内设有拉爪模，所述拉爪模具有三个拉爪，三个拉爪的位置与三个间隙Ⅰ的位置一一对应，且三个拉爪各从与之位置相对应的间隙Ⅰ中穿出至定位板顶部，三个拉爪穿出至定位板顶部的部分朝向定位板中心轴的一侧具有工作部，所述拉爪模和底座之间设置有弹簧，所述拉爪模上设有拉杆，所述拉杆从底模法兰内穿出至底座外。
作为优选，三个V型槽在定位板的周向上等距分布。
作为优选，所述弹簧套设在拉杆上。
作为优选，所述底座具有凹槽，所述弹簧一端伸入凹槽内，所述弹簧与凹槽底壁之间设置有垫圈。
作为优选，所述底座为机床主轴。
作为优选，所述定位板、凸出部位以及支撑部为一体成型的一体结构，所述拉爪模、拉爪以及工作部为一体成型的一体结构，所述拉爪模还包括环体，所述环体的中心轴与定位板的中心轴重合，所述环体和拉爪通过连接杆连接，所述拉杆从环体中穿过，每个支撑部和与之相邻的凸出部位之间有间隙Ⅱ，所述间隙Ⅰ与间隙Ⅱ相通，所述拉爪模轴向转动可使三个连接杆的位置与三个间隙Ⅱ的位置一一对应，三个连接杆的位置与三个间隙Ⅱ的位置一一对应时，所述拉爪模轴向运动可使三个连接杆各从与之位置相对应的间隙Ⅱ中通过、且所述环体从三个凸出部位和三个支撑部所围成的区间通过。
作为优选，所述底座和底模法兰之间通过螺栓连接。
作为优选，所述枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置的设计方法包括以下步骤：
步骤一、设工件上枢轴的最大半径为R、所述定位板最大厚度为T、工作部靠近环体的一侧与环体靠近工作部的一侧之间的距离为hmax，使hmax＞(2R+T)，设工作部远离向环体的一侧和环体远离工作部的一侧之间的距离为Hmin，所述环体的壁厚和拉爪的壁厚相等，所述拉爪壁厚为t，使t＝(Hmin-hmax)/2；
步骤二、所述间隙Ⅰ远离定位板中心的一侧到定位板中心的距离为R1，所述间隙Ⅰ靠近定位板中心的一侧到定位板中心的距离为R2，所述拉爪的宽度为L1，使R1-R2＝L1+1mm，使所述V型槽两侧面形成的夹角角度α为110°～150°，使所述V型槽的中心线与间隙Ⅱ的中心线的夹角β为45°；
步骤三、设工件放置到定位板上并使枢轴置于V型槽内后工件和V型槽的接触位置到底模法兰内腔底壁的距离为h＇max，使h＇max＞(Hmin+hmax+4R)/2。
该结构确保了拉爪模与定位板之间的快速装夹定位，V型槽角度设计提高了其与工件轴毂定位的牢靠性，安全快速；同时确保了底模法兰内腔的足够深度，使拉爪与定位板之间的最大间隙能够满足最大规格轴毂的装夹，实现全规格产品的覆盖，通用性高；而且，装夹过程中，拉爪模和定位板之间在径向上不会发生较大位移，保证了工件加工的精确性和稳定性。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供的枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法及装置，稳定性高，液压压力只需弹簧夹具的1/2即可固紧工件，无打滑可能性；换型快，只需调节一颗螺丝即可适应不同规格毛坯，适合多品种小批量生产；产生恒定基定，换型无需重新对刀具。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为本发明的主视图；
图3为拉爪模的结构示意图；
图4为拉爪模的俯视图；
图5为图4中A-A处的剖视图；
图6为定位板的结构示意图；
图7为定位板的左视图；
图8为定位板的俯视图；
图9为底模法兰的结构示意图；
图10为工件的结构示意图。
具体实施方式
实施例一：
如图1至10所示为本发明枢轴式等速万向节轴毂加工装夹方法的一种实施例，用于将工件5装夹在一个基座上，如图1至6中，基座为环状定位板3，环状定位板3通过底模法兰2安装在底座1上，该工件5具有三个枢轴51，三个枢轴51在同一平面上，三个枢轴51相交于同一中心点且两两之间夹角相等，基座顶面具有三个凹槽，凹槽的位置和枢轴51的位置一一对应，其中凹槽采用V型槽33，该装夹方法包括：先将工件5放置在基座上使工件5上的枢轴51一一对应的位于基座的凹槽中，然后通过拉爪模向工件5施加一个将工件5压向基座的作用力Ⅰ，拉爪模具有工作部，通过对拉爪模施加作用力Ⅱ带动工作部运动使工作部压在工件5上实现向工件5施加一个将工件5压向基座的作用力Ⅰ，作用力Ⅰ的方向垂直于基座的顶面。本实施例中，通过凹槽和作用力Ⅰ实现对工件5的装夹定位，稳定性高，工件无打滑可能性。
实施例二：
如图1至10所示为本发明枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置的一种实施例，其包括底座1和安装在底座1上的中空的底模法兰2，底模法兰2的顶部设有环状定位板3，定位板3内侧沿着定位板3的周向依次设有三个凸出部位31，每个凸出部位31的同一侧均设有支撑部32，支撑部32和定位板3之间有间隙Ⅰ34，每个支撑部32顶部均具有V型槽33，底模法兰2内设有拉爪模4，拉爪模4具有三个拉爪41，三个拉爪41的位置与三个支撑部32和定位板3之间间隙Ⅰ的位置一一对应，且三个拉爪41各从与之位置相对应的间隙Ⅰ中穿出至定位板3顶部，三个拉爪41穿出至定位板3顶部的部分朝向定位板3中心轴的一侧具有工作部42，拉爪模4和底座1之间设置有弹簧7，拉爪模4上设有拉杆6，拉杆6从底模法兰2内穿出至底座1外。三个V型槽33在定位板3的周向上等距分布。弹簧7套设在拉杆6上。底座1具有凹槽11，弹簧7一端伸入凹槽11内，弹簧7与凹槽11底壁之间设置有垫圈9。本实施例中，底座1为机床主轴本身，拉杆6从底模法兰2内穿出至底座1外后与回转气缸连接，拉杆6与拉爪模4之间在周向上相对固定，这样，回转气缸转动可带动拉爪模4转动以实现拉爪的周向运动。
本实施例中，定位板3、凸出部位31以及支撑部32采用一体成型的一体结构，拉爪模4、拉爪41以及工作部42采用一体成型的一体结构，拉爪模4还包括环体43，环体43的中心轴与定位板3的中心轴重合，环体43和拉爪41通过连接杆44连接，拉杆6从环体43中穿过，每个支撑部32和与之相邻的凸出部位31之间有间隙Ⅱ35，间隙Ⅰ与间隙Ⅱ相通，拉爪模4轴向转动可使三个连接杆44的位置与三个支撑部32和与之相邻的凸出部位31之间间隙Ⅱ的位置一一对应，三个连接杆44的位置与三个支撑部32和与之相邻的凸出部位31之间间隙Ⅱ的位置一一对应时，拉爪模4轴向运动可使三个连接杆44各自从与每个连接杆44位置相对应的间隙Ⅱ中通过、且环体43从三个凸出部位31和三个支撑部32所围成的区间通过使得拉爪模4从底模法兰和定位板3中穿出，采用这种结构后，整个枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置组装拆卸比较方便、各组件制造相对容易。底座1和底模法兰2之间通过螺栓8连接。
本实施例中，枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置的设计方法包括以下步骤：
步骤一、设工件上枢轴的最大半径为R、所述定位板最大厚度为T、工作部42靠近环体43的一侧与环体43靠近工作部42的一侧之间的距离为hmax，使hmax＞(2R+T)，设工作部42远离向环体43的一侧和环体43远离工作部42的一侧之间的距离为Hmin，所述环体43的壁厚和拉爪41的壁厚相等，所述拉爪壁厚为t，使t＝(Hmin-hmax)/2；
步骤二、所述间隙Ⅰ远离定位板3中心的一侧到定位板3中心的距离为R1，所述间隙Ⅰ靠近定位板3中心的一侧到定位板3中心的距离为R2，所述拉爪的宽度为L1，使R1-R2＝L1+1mm，使所述V型槽两侧面形成的夹角角度α为110°～150°，使所述V型槽的中心线与间隙Ⅱ35的中心线的夹角β为45°；
步骤三、设工件放置到定位板上并使枢轴置于V型槽内后工件和V型槽的接触位置到底模法兰内腔底壁的距离为h＇max，使h＇max＞(Hmin+hmax+4R)/2。
工作时，初始状态下，回转气缸处于伸长状态，拉爪处于间隙Ⅰ与间隙Ⅱ相交的位置，弹簧将拉爪模向上顶起；然后将工件5(即枢轴式等速万向节轴毂)放置到定位板上、使工件5的三个枢轴分别位于一个V型槽中，然后回转气缸工作带动拉杆、拉爪模4轴向转动和轴向移动使拉爪沿间隙Ⅰ运动到V型槽所在位置同时使工作部压到工件枢轴上，工件5被完全定位住，然后机床主轴工作加工工件，整个过程中，由于采用V型槽，可以适应不同规格的工件，同时，由于工件被定位的位置始终不变，更换工件后，无需重新对刀。

Claims (5)

1.枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，其特征在于：包括底座(1)和安装在底座(1)上的中空的底模法兰(2)，所述底模法兰(2)的顶部设有环状定位板(3)，所述定位板(3)内侧沿着定位板(3)的周向依次设有三个凸出部位(31)，每个凸出部位(31)的同一侧均设有支撑部(32)，所述支撑部(32)和定位板(3)之间有间隙Ⅰ(34)，每个支撑部(32)顶部均具有V型槽(33)，所述底模法兰(2)内设有拉爪模(4)，所述拉爪模(4)具有三个拉爪(41)，三个拉爪(41)的位置与三个间隙Ⅰ的位置一一对应，且三个拉爪(41)各从与之位置相对应的间隙Ⅰ中穿出至定位板(3)顶部，三个拉爪(41)穿出至定位板(3)顶部的部分朝向定位板(3)中心轴的一侧具有工作部(42)，所述拉爪模(4)和底座(1)之间设置有弹簧(7)，所述拉爪模(4)上设有拉杆(6)，所述拉杆(6)从底模法兰(2)内穿出至底座(1)外；
三个V型槽(33)在定位板(3)的周向上等距分布；
所述弹簧(7)套设在拉杆(6)上。
2.根据权利要求1所述的枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，其特征在于：所述底座(1)具有凹槽(11)，所述弹簧(7)一端伸入凹槽(11)内，所述弹簧(7)与凹槽(11)底壁之间设置有垫圈(9)。
3.根据权利要求1所述的枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，其特征在于：所述底座(1)为机床主轴。
4.根据权利要求1所述的枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，其特征在于：所述定位板(3)、凸出部位(31)以及支撑部(32)为一体成型的一体结构，所述拉爪模(4)、拉爪(41)以及工作部(42)为一体成型的一体结构，所述拉爪模(4)还包括环体(43)，所述环体(43)的中心轴与定位板(3)的中心轴重合，所述环体(43)和拉爪(41)通过连接杆(44)连接，所述拉杆(6)从环体(43)中穿过，每个支撑部(32)和与之相邻的凸出部位(31)之间有间隙Ⅱ(35)，所述间隙Ⅰ与间隙Ⅱ相通，所述拉爪模(4)轴向转动可使三个连接杆(44)的位置与三个间隙Ⅱ的位置一一对应，三个连接杆(44)的位置与三个间隙Ⅱ的位置一一对应时，所述拉爪模(4)轴向运动可使三个连接杆(44)各从与之位置相对应的间隙Ⅱ中通过、且所述环体(43)从三个凸出部位(31)和三个支撑部(32)所围成的区间通过。
5.根据权利要求4所述的枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置，其特征在于，所述枢轴式等速万向节轴毂加工装夹装置的设计方法包括以下步骤：
步骤一、设工件上枢轴的最大半径为R、所述定位板最大厚度为T、工作部(42)靠近环体(43)的一侧与环体(43)靠近工作部(42)的一侧之间的距离为hmax，使hmax＞2R+T，设工作部(42)远离向环体(43)的一侧和环体(43)远离工作部(42)的一侧之间的距离为Hmin，所述环体(43)的壁厚和拉爪(41)的壁厚相等，所述拉爪壁厚为t，使t＝(Hmin-hmax)/2；
步骤二、所述间隙Ⅰ远离定位板(3)中心的一侧到定位板(3)中心的距离为R1，所述间隙Ⅰ靠近定位板(3)中心的一侧到定位板(3)中心的距离为R2，所述拉爪的宽度为L1，使R1-R2＝L1+1mm，使所述V型槽两侧面形成的夹角角度α为110°～150°，使所述V型槽的中心线与间隙Ⅱ(35)的中心线的夹角β为45°；
步骤三、设工件放置到定位板上并使枢轴置于V型槽内后工件和V型槽的接触位置到底模法兰内腔底壁的距离为h＇max，使h＇max＞(Hmin+hmax+4R)/2。
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