CN104668980A - 夹具及具有其的车床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了夹具及具有其的车床，用以降低套筒类零件的加工成本。所提供的夹具，包括：夹具下板，固定于车床溜板箱之上；夹具上板，叠置于夹具下板之上且可相对夹具下板转动；靠模，固定于车床导轨，具有与成型的套筒类零件的内型面形状相匹配的靠模型面；靠模抵接件，固定于夹具上板一侧的第一结构件并与靠模的靠模型面抵接；至少两个弹性顶紧件，每一个弹性顶紧件的两个伸缩端分别抵接于车床溜板箱的侧板和夹具上板另一侧的第二结构件；零件固定装置，将套筒类零件固定于夹具上板之上。

Description

夹具及具有其的车床

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及夹具及具有其的车床。

背景技术

目前，对于内型面形状较为规则的套筒类零件，可以通过镗刀加工而成，而对于内型面形状较为复杂的套筒类零件，则需要采用数控车床进行加工，并且针对不同的内型面还需要分别制作镗刀，昂贵的刀具成本和数控车床加工费无疑大大增加了该类零件的加工成本。

发明内容

本发明实施例提供了夹具及具有其的车床，用以降低套筒类零件的加工成本。

本发明实施例所提供的夹具，包括：

夹具下板，固定于车床溜板箱之上；

夹具上板，叠置于所述夹具下板之上且可相对所述夹具下板转动；

靠模，固定于车床导轨，具有与成型的套筒类零件的内型面形状相匹配的靠模型面；

靠模抵接件，固定于所述夹具上板一侧的第一结构件并与所述靠模的所述靠模型面抵接；

至少两个弹性顶紧件，每一个所述弹性顶紧件的两个伸缩端分别抵接于车床溜板箱的侧板和所述夹具上板另一侧的第二结构件；

零件固定装置，将所述套筒类零件固定于所述夹具上板之上。

本发明技术方案的夹具安装于车床，当靠模抵接件在靠模的靠模型面上滑动时，由于弹性顶紧件的作用将会使夹具上板相对夹具下板产生转动，从而使套筒类零件产生偏摆。车床在工作时，主运动为刀具的旋转运动，辅助运动为套筒类零件的轴向进给运动以及偏摆运动，因此，能够实现内型面形状较复杂的套筒类零件的加工。当需要加工不同内型面形状的套筒类零件时，只需更换相应的靠模并调整靠模抵接件即可，无需制作昂贵的专用刀具，也无需使用数控车床，因此大大降低了套筒类零件的加工成本。

可选的，所述夹具下板的上表面具有圆形定位凸台，所述夹具上板的下表面具有与所述圆形定位凸台形状相配合的圆形定位凹槽；或者所述夹具上板的下表面具有圆形定位凸台，所述夹具下板的上表面具有与所述圆形定位凸台形状相配合的圆形定位凹槽。夹具上板与夹具下板通过该结构实现相对转动，使得夹具的加工、组装较为便利，且成本较低。

优选的，所述圆形定位凸台呈圆盘状。该结构的夹具上板与夹具下板之间具有较大的定位接触面积，使得夹具上板相对夹具下板的转动更加平稳、可靠。

优选的，所述靠模抵接件为与所述第一结构件螺纹联接的靠模螺钉；和/或，所述弹性顶紧件为圆柱形压簧。靠模螺钉的安装和调节较为便利，当更换靠模时，只需调整靠模螺钉相对第一结构件的旋入量即可。采用较常见的圆柱形压簧作为弹性顶紧件，安装方便，成本较低。

较佳的，所述靠模螺钉的数量至少为两个，所述至少两个靠模螺钉纵向排列。纵向排列的至少两个靠模螺钉可以使得夹具上板的受力整体较为平衡，使得夹具上板相对夹具下板的转动更加平稳、准确。

优选的，所述零件固定装置包括：

固定于所述夹具上板上表面并沿套筒类零件的轴向设置的至少一个定位块，每一个所述定位块具有沿套筒类零件的轴向延伸的卡槽，所述套筒类零件限位于所述至少一个定位块的卡槽内；

将所述套筒类零件径向固定的压块。

该结构可将套筒类零件牢靠固定，避免在加工时产生窜动，从而保证了加工精度。

更优的，所述卡槽为V形卡槽。V形卡槽可对不同尺寸规格的套筒类零件进行限位，通用性较佳，有利于节约夹具成本。

可选的，所述夹具上板的上表面具有倒T形导向槽，所述倒T形导向槽的槽底沿槽底的延伸方向设置有多个插销下孔；

每一个所述定位块具有与所述倒T形导向槽滑动配合的倒T形底部，所述倒T形底部具有插销上孔，所述定位块通过插设于所述插销下孔和所述插销上孔内的插销固定于所述夹具上板的上表面。

或者，所述夹具上板的上表面具有T形导轨，所述T形导轨具有沿导轨的延伸方向设置的多个插销下孔；

每一个所述定位块具有与所述T形导轨滑动配合的T形凹槽，所述T形凹槽的槽底具有插销上孔，所述定位块通过插设于所述插销下孔和所述插销上孔内的插销固定于所述夹具上板的上表面。

以上两种方案均便于定位块的安装和调整，可根据套筒类零件的具体规格调整定位块的数量及位置，适用性较强，通用性较佳。

本发明实施例提供的车床，包括车床导轨、设置于所述车床导轨上的车床溜板箱、车床主轴、刀具和如前述任一技术方案所述的夹具，其中，所述刀具装夹于车床主轴的端部，所述夹具装夹于所述车床溜板箱上方。

该方案所提供的车床能够实现内型面形状较复杂的套筒类零件的加工，当需要加工不同内型面形状的套筒类零件时，只需更换相应的靠模并调整靠模抵接件即可，无需制作昂贵的专用刀具，也无需使用数控车床，因此大大降低了套筒类零件的加工成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的夹具应用于车床的俯视结构示意图；

图2为本发明一实施例的夹具应用于车床的截面结构示意图；

图3为本发明一实施例的定位块与夹具上板装配后的截面结构示意图；

图4为本发明另一实施例的定位块与夹具上板装配后的截面结构示意图。

附图标记：

14-夹具下板     15-夹具上板     16-侧板

17-第一结构件   18-第二结构件   19-靠模

20-靠模型面     21-靠模抵接件   22-弹性顶紧件

23-套筒类零件   24-圆形定位凸台 25-圆形定位凹槽

26-定位块       27-卡槽         28-压块

29a-倒T形导向槽 29b-T形凹槽     30-插销下孔

31a-倒T形底部   31b-T形导轨     32-插销上孔

33-插销         34-车床主轴     35-车床导轨

36-车床溜板箱   37-三爪夹盘

具体实施方式

为了降低套筒类零件的加工成本，本发明实施例提供了夹具及具有其的车床。在该技术方案中，夹具上板叠置于夹具下板之上且可相对夹具下板转动，当靠模抵接件在靠模的靠模型面上滑动时，由于弹性顶紧件的作用将会使夹具上板相对夹具下板产生转动，从而使夹具上板上固定的套筒类零件产生偏摆，因此，能够实现内型面形状较复杂的套筒类零件的加工。当需要加工不同形状的内型面的套筒类零件时，只需更换相应的靠模并调整靠模抵接件即可，无需制作昂贵的专用刀具，也无需使用数控车床，因此大大降低了套筒类零件的加工成本。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例所提供的夹具，包括：

夹具下板14，固定于车床溜板箱36之上；

夹具上板15，叠置于夹具下板14之上且可相对夹具下板14转动；

靠模19，固定于车床导轨35，具有与成型的套筒类零件的内型面形状相匹配的靠模型面20；

靠模抵接件21，固定于夹具上板15一侧的第一结构件17并与靠模19的靠模型面20抵接；

至少两个弹性顶紧件22，每一个弹性顶紧件22的两个伸缩端分别抵接于车床溜板箱36的侧板16和夹具上板15另一侧的第二结构件18；

零件固定装置，将套筒类零件23固定于夹具上板15之上。

在机加工领域，车床是一种主要用车刀对旋转的工件进行车削加工的机床。其在工作时，零件装夹于车床主轴端部的三爪夹盘，随车床主轴的旋转而旋转。车床溜板箱是车床进给运动的操纵箱，其内设置有将光杆的旋转运动转变为刀架直线运动的机构，通过光杆传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动。因此，零件的旋转运动为主运动，刀架上所装夹的车刀的横向进给运动和纵向进给运动为辅助运动。普通车床的具体结构及工作原理为本领域技术人员所公知，这里不再详细赘述。

上述中的成型的套筒类零件主要是指套筒类零件23经过加工后的成品，一般具有理想的内型面。应用本发明实施例所提供的夹具时，需要改变普通车床的主、辅运动，具体为：将刀具（车刀或者镗刀，图中未示出）装夹于车床主轴34端部的三爪夹盘37，使刀具随车床主轴34的旋转而旋转，刀具的旋转运动为主运动；拆卸掉普通车床溜板箱上方的刀架并安装本发明实施例所提供的夹具，随着车床溜板箱36沿车床导轨35的移动，套筒类零件23的轴向进给运动为辅助运动，套筒类零件23在靠模19作用下产生的偏摆运动为辅助运动。

请参照图1和图2所示，在操纵包含本发明实施例所提供夹具的车床时，操作人员站在车床导轨35固定有靠模19的一侧，在弹性顶紧件22的弹性力作用下，靠模抵接件21始终与靠模19的靠模型面20抵接。车床溜板箱36带动夹具下板14、夹具上板15和靠模抵接件21沿车床导轨35移动，当靠模抵接件21经过靠模型面20的突出部时，图1中的夹具上板15顺时针旋转并压缩位于图1中右侧的弹性顶紧件22，这时固定于夹具上板15之上的套筒类零件23将随夹具上板15顺时针转过一定角度，产生偏摆；同理，当靠模抵接件21经过靠模型面20的凹陷部时，图1中的夹具上板15逆时针旋转并压缩位于图1中左侧的弹性顶紧件22，这时固定于夹具上板15之上的套筒类零件23将随夹具上板15逆时针转过一定角度，产生偏摆。由于套筒类零件23在产生偏摆时，刀具仍绕原旋转中心旋转，这时便可切削出理想的零件内型面形状。

第一结构件17和第二结构件18的具体结构形式不限，在图2所示的优选实施例中，第一结构件17和第二结构件18分别为夹具上板15的两侧向下延伸至车床溜板箱36外侧的两个竖板，这样第一结构件17、第二结构件18和夹具上板15为一体结构，加工起来较为方便，并且省去了连接装配过程。此外，第一结构件17和第二结构件18也可以采用其它结构形式，例如，第一结构件17位于夹具上板15的上方，这时靠模19的具体尺寸和靠模抵接件21与第一结构件17的固定位置需要进行相应的调整。

弹性顶紧件22可以采用普通的圆柱形压簧，其具体数量不限，例如可以为两个，三个或者更多。如图1所示，该实施例中，弹性顶紧件22的数量为三个，其中一个弹性顶紧件22居中，另外两个对称分布于两侧，夹具上板15和靠模抵接件21在三个弹性顶紧件22和靠模19的作用下受力平衡，当靠模抵接件21经过靠模型面20的突出部或者凹陷部时，受力平衡被破坏，夹具上板15将产生相应的转动直至再次受力平衡。

车床在工作时，主运动为刀具的旋转运动，辅助运动为套筒类零件23的轴向进给运动以及偏摆运动，因此，能够实现内型面形状较复杂的套筒类零件23的加工，当需要加工不同内型面形状的套筒类零件23时，只需更换相应的靠模19并调整靠模抵接件21即可，无需制作昂贵的专用刀具，也无需使用数控车床，同时也不需要频繁检查镗刀和复磨刀刃，因此大大降低了套筒类零件23的加工成本。

夹具下板14与车床溜板箱36的固定连接方式不限，例如可以通过螺栓固定，也可以通过焊接等方式，这里不再一一列举。

实现夹具上板15相对夹具下板14转动的具体结构形式不限，例如，夹具上板15和夹具下板14可以通过销轴实现相对转动。作为一个较佳的实施例，夹具下板14的上表面具有圆形定位凸台24，夹具上板15的下表面具有与圆形定位凸台24形状相配合的圆形定位凹槽25；也可以是，夹具上板15的下表面具有圆形定位凸台24，夹具下板14的上表面具有与圆形定位凸台24形状相配合的圆形定位凹槽25。夹具上板14与夹具下板15通过该结构实现相对转动，使得夹具的加工、组装较为便利，且成本较低。

如图1和图2所示，该实施例中，圆形定位凸台24呈圆盘状（即圆形定位凸台24的直径远大于高度）。该结构的夹具上板15与夹具下板14之间具有较大的定位接触面积（圆盘的周边），使得夹具上板15相对夹具下板14的转动更加平稳、可靠。

靠模抵接件21的具体结构、类型不限，例如可以为与第一结构件17焊接的柱、竖板等等。优选的，靠模抵接件21为与第一结构件17螺纹联接的靠模螺钉。靠模螺钉的安装和调节较为便利，当更换靠模时，只需调整靠模螺钉相对第一结构件17的旋入量即可，适用性较强，可大大节约夹具的成本。

较佳的，靠模螺钉的数量至少为两个（图2所示实施例中，靠模螺钉的数量具体为两个），至少两个靠模螺钉纵向排列。纵向排列的至少两个靠模螺钉可以使得夹具上板15的受力整体较为平衡，避免因靠模19的反作用力而产生变形，使得夹具上板15相对夹具下板14的转动更加平稳、准确。

零件固定装置的具体类型不限，只要能够将套筒类零件23固定于夹具上板15之上即可。优选的，如图2所示，零件固定装置包括：固定于夹具上板15上表面并沿套筒类零件23的轴向设置的至少一个定位块26以及将套筒类零件23径向固定的压块28，其中，每一个定位块26具有沿套筒类零件23的轴向延伸的卡槽27，套筒类零件23限位于至少一个定位块26的卡槽27内。

套筒类零件23通过定位块26进行限位然后通过压块28实现固定，这使得套筒类零件23的安装较为便利，操作人员能够迅速、准确地将套筒类零件23定位，并且该结构可将套筒类零件23牢靠固定，避免在加工时产生窜动，从而保证了加工精度。

卡槽27的具体形状不限，如图2所示，卡槽27优选为V形卡槽。V形卡槽可对不同尺寸规格的套筒类零件23进行限位，通用性较佳，有利于节约夹具成本。

请参照图3所示，夹具上板15的上表面具有倒T形导向槽29a，倒T形导向槽29a的槽底沿槽底的延伸方向（即图1中的左右方向）设置有多个插销下孔30；每一个定位块26具有与倒T形导向槽29a滑动配合的倒T形底部31a，倒T形底部31a具有插销上孔32，定位块26通过插设于插销下孔30和插销上孔32内的插销33固定于夹具上板15的上表面。

该实施例方案便于定位块26的安装和调整，在安装时只需将定位块26从倒T形导向槽29a的一端滑入并推至有插销下孔30的设定位置，将插销33插入即可。可根据套筒类零件23的具体规格（例如长度、直径等）调整定位块26的数量及位置，对套筒类零件23进行可靠的限位，具有较强的适用性。

此外，如图4所示，定位块26与夹具上板15也可以具有如下结构：夹具上板15的上表面具有T形导轨31b，T形导轨31b具有沿导轨延伸方向（即图1中的左右方向）设置的多个插销下孔30；每一个定位块26具有与T形导轨31b滑动配合的T形凹槽29b，T形凹槽29b的槽底具有插销上孔32，定位块26通过插设于插销下孔30和插销上孔32内的插销33固定于夹具上板15的上表面。该结构同样可以根据套筒类零件23的具体规格调整定位块26的数量及位置，对套筒类零件23进行可靠的限位。

可参照图1和图2所示，本发明实施例提供的车床，包括：车床导轨35、设置于所述车床导轨35上的车床溜板箱36、车床主轴34、刀具和前述任一实施例的夹具，其中，刀具装夹于车床主轴34的端部，夹具装夹于车床溜板箱36的上方。刀具的旋转运动为主运动，随着车床溜板箱36沿车床导轨35的移动，套筒类零件23的轴向进给运动为辅助运动，在靠模19作用下产生的偏摆运动为辅助运动。

该方案所提供的车床能够实现内型面形状较复杂的套筒类零件的加工，当需要加工不同内型面形状的套筒类零件23时，只需更换相应的靠模19并调整靠模抵接件21即可，无需制作昂贵的专用刀具，也无需使用数控车床，因此大大降低了套筒类零件的加工成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种夹具，其特征在于，包括：

夹具下板（14），固定于车床溜板箱（36）之上；

夹具上板（15），叠置于所述夹具下板（14）之上且可相对所述夹具下板（14）转动；

靠模（19），固定于车床导轨（35），具有与成型的套筒类零件的内型面形状相匹配的靠模型面（20）；

靠模抵接件（21），固定于所述夹具上板（15）一侧的第一结构件（17）并与所述靠模（19）的所述靠模型面（20）抵接；

至少两个弹性顶紧件（22），每一个所述弹性顶紧件（22）的两个伸缩端分别抵接于所述车床溜板箱（36）的侧板（16）和所述夹具上板（15）另一侧的第二结构件（18）；

零件固定装置，将所述套筒类零件（23）固定于所述夹具上板（15）之上。

2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述夹具下板（14）的上表面具有圆形定位凸台（24），所述夹具上板（15）的下表面具有与所述圆形定位凸台（24）形状相配合的圆形定位凹槽（25）；或者

所述夹具上板（15）的下表面具有圆形定位凸台（24），所述夹具下板（14）的上表面具有与所述圆形定位凸台（24）形状相配合的圆形定位凹槽（25）。

3.如权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述圆形定位凸台（24）呈圆盘状。

4.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述靠模抵接件（21）为与所述第一结构件（17）螺纹联接的靠模螺钉；和/或，所述弹性顶紧件（22）为圆柱形压簧。

5.如权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述靠模螺钉的数量至少为两个，所述至少两个靠模螺钉纵向排列。

6.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述零件固定装置包括：

固定于所述夹具上板（15）上表面并沿套筒类零件（23）的轴向设置的至少一个定位块（26），每一个所述定位块（26）具有沿所述套筒类零件（23）的轴向延伸的卡槽（27），所述套筒类零件（23）限位于所述至少一个定位块（26）的所述卡槽（27）内；

将所述套筒类零件（23）径向固定的压块（28）。

7.如权利要求6所述的夹具，其特征在于，所述卡槽（27）为V形卡槽。

8.如权利要求6或7所述的夹具，其特征在于，

所述夹具上板（15）的上表面具有倒T形导向槽（29a），所述倒T形导向槽（29a）的槽底沿槽底的延伸方向设置有多个插销下孔（30）；

每一个所述定位块（26）具有与所述倒T形导向槽（29a）滑动配合的倒T形底部（31a），所述倒T形底部（31a）具有插销上孔（32），所述定位块（26）通过插设于所述插销下孔（30）和所述插销上孔（32）内的插销（33）固定于所述夹具上板（15）的上表面。

9.如权利要求6或7所述的夹具，其特征在于，所述夹具上板（15）的上表面具有T形导轨（31b），所述T形导轨（31b）具有沿导轨延伸方向设置的多个插销下孔（30）；

每一个所述定位块（26）具有与所述T形导轨（31b）滑动配合的T形凹槽（29b），所述T形凹槽（29b）的槽底具有插销上孔（32），所述定位块（26）通过插设于所述插销下孔（30）和所述插销上孔（32）内的插销（33）固定于所述夹具上板（15）的上表面。

10.一种车床，其特征在于，包括：车床导轨（35）、设置于所述车床导轨（35）上的车床溜板箱（36）、车床主轴（34）、刀具和如权利要求1～9任一项所述的夹具，其中，所述刀具装夹于车床主轴（34）的端部，所述夹具装夹于所述车床溜板箱（36）上方。