CN104889758B - 一种扇形工件组合加工通用夹具装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扇形工件组合加工通用夹具装置及方法，夹具装置按照扇形工件的份数在夹具体上开设滑槽，滑槽长度按工件的大小极限尺寸设计，通用性强；简化了夹具的设计，省工省时省费用；无需根据不同的工件去选择不同规格的工装，生产准备时间短，不需要浪费大量的时间进行加工前的准备工作，与现有技术相比，准备时间至少缩短一周到半个月，进而缩短了整个加工周期，提高了加工效率；不同规格的扇形工件均可采用同一套工装夹具进行加工，工装夹具利用率高，且使用寿命长，本发明的夹具装置的使用寿命达到7～8年以上，从而可以降低对工装夹具的总投入，成本低，装夹工艺简单、加工效率高。

Description

一种扇形工件组合加工通用夹具装置及方法

技术领域

本发明涉及一种工装及采用该工装的工件加工方法，适用于扇形工件拼圆组合的加工，具体地说，涉及一种扇形工件组合加工通用夹具装置及方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

对扇形工件外圆弧及内圆弧进行车加工时，或者进行电加工时，往往对其进行拼圆组合后加工，这样可以提高加工效率，并可以保证各个扇形工件加工精度的一致性。

目前，将扇形工件拼圆组合在一起有多种不同的方法，如焊接、夹具工装等。但是焊接的方法只能用于钢质材料，对于铝质材料或者其他非钢质材料则无法使用。由于扇形工件的尺寸不同，型号不同，不同的工件就需要设计尺寸相匹配的夹具工装，这样就使工装品种及规格很多，生产准备时间加长，导致加工周期长，且加工成本高。如果某种类型的工件停止生产时，其相应的夹具工装也就报废了，造成了浪费。

现有技术中，主要采用工艺板对待加工扇形工件进行固定装夹，根据扇形工件的尺寸确定装夹孔的位置后钻孔进行装夹，根据不同尺寸的扇形工件需要在不同的位置钻孔固定，装夹过程复杂，加工一组扇形工件需要两个工人组装6个小时，还需要外加其他辅助工序，效率低；且工艺板的寿命较短，使用不到一年便报废，浪费资源，增加成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种扇形工件组合加工通用夹具装置，解决了现有技术中扇形工件的夹具工装通用性差、夹具设计复杂、生产准备时间长、成本高的缺陷，采用本发明的夹具装置后，只需按分件的份数在夹具体上开槽，长度按工件的大小极限尺寸设计即可，且对与扇形工件相关的其它拓展零件也通用，通用性强；

简化了夹具的设计，省工省时省费用；

无需根据不同的工件去选择不同规格的工装，生产准备时间短，不需要浪费大量的时间进行加工前的准备工作，与现有技术相比，准备时间至少缩短一周到半个月，进而缩短了整个加工周期，提高了加工效率；

不同规格的扇形工件均可采用同一套工装夹具进行加工，工装夹具利用率高，且使用寿命长，本发明的夹具装置的使用寿命达到7～8年以上，从而可以降低对工装夹具的总投入，成本低。

本发明还提供一种采用上述夹具装置的扇形工件组合加工的装夹方法，具有装夹工艺简单、加工效率高的优点，加工一组扇形工件，仅需要一个工人组装2个小时即可完善，且无需其他辅助工序；

且采用本发明的装夹方法后加工的扇形工件厚度有保障、不易变形且尺寸稳定，得到的扇形工件总体质量好。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述通用夹具装置包括底座，底座上沿圆周方向均布有若干组多等分通用夹具体。

一种优化方案，所述多等分通用夹具体包括径向调整构件，径向调整构件设置在底座上，径向调整构件用于调整待加工扇形工件的固定位置。

另一种优化方案，所述径向调整构件包括拉紧螺钉，拉紧螺钉与底座螺纹连接，拉紧螺钉沿底座的径向设置。

再一种优化方案，所述径向调整构件固定连接有工件固定构件，工件固定构件用于将相邻的两块待加工扇形工件固定连接。

进一步的优化方案，所述工件固定构件包括配合使用的下端固定构件和上端固定构件，下端固定构件和上端固定构件分别与待加工扇形工件可拆卸连接。

再进一步的优化方案，所述上端固定构件包括两个上端连接螺钉，两个上端连接螺钉通过双头螺栓及螺母固定连接。

更进一步的优化方案，所述下端固定构件的下端设有滑槽，滑槽贯穿底座，滑槽的长度方向与底座的径向一致。

更进一步的优化方案，所述滑槽远离下端固定构件设有压板，压板和下端固定构件可拆卸连接。

本发明还提供一种扇形工件组合加工的装夹方法，其特征在于：所述扇形工件采用如上述技术方案其中之一所述的通用夹具装置进行装夹。

一种优化方案，所述装夹方法包括工件固定调整步骤；

工件固定调整步骤包括：按对称、逐渐顺序旋紧扇形工件下方的拉紧螺钉及扇形工件上方双头螺栓的螺母，使相邻的扇形工件分别向心收缩接合，组成整圆。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：按扇形工件的份数在夹具体上开设滑槽，滑槽长度按工件的大小极限尺寸设计，通用性强；简化了夹具的设计，省工省时省费用；无需根据不同的工件去选择不同规格的工装，生产准备时间短，不需要浪费大量的时间进行加工前的准备工作，与现有技术相比，准备时间至少缩短一周到半个月，进而缩短了整个加工周期，提高了加工效率；不同规格的扇形工件均可采用同一套工装夹具进行加工，工装夹具利用率高，且使用寿命长，本发明的夹具装置的使用寿命达到7～8年以上，从而可以降低对工装夹具的总投入，成本低。

本发明还提供一种采用上述夹具装置的扇形工件组合加工的装夹方法，具有装夹工艺简单、加工效率高的优点，加工一组扇形工件，仅需要一个工人组装2个小时即可完善，且无需其他辅助工序；且采用本发明的装夹方法后加工的扇形工件厚度有保障、不易变形且尺寸稳定，得到的扇形工件总体质量好。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

附图1是本发明实施例中通用夹具装置的结构示意图；

附图2是附图1中的A-A向剖切结构示意图；

附图3是附图2中K向的结构示意图；

附图4是附图3中的B-B向剖切结构示意图。

图中，

1-多等分通用夹具体，2-下端连接块，3-上端连接螺钉，4-双头螺栓，5-螺母，6-吊环，7-滑槽，8-底座，9-圆柱销，10-拉紧螺钉，11-V形垫圈，12-球形垫圈，13-弹簧垫圈，14-螺母，15-工件，151-第一分件，152-第二分件，16-压板，17-下端连接螺钉，18-弹簧垫圈，19-平垫圈，20-底座连接螺钉，21-凹槽，22-压板凹槽，23-拉紧螺钉固定块。

具体实施方式

实施例1，如图1、图2、图3和图4所示，一种扇形工件组合加工通用夹具装置，底座8，底座8呈圆盘状，为了方便实现通用夹具装置的吊装，底座8的外周固定连接有吊环6，本实施例中吊环6设有2个，两个吊环6的中心与底座8的中心位于同一条直线上。

底座8上设有若干组多等分通用夹具体1，多组多等分通用夹具体1以底座8的圆心为中心均布在底座8上。

多等分通用夹具体1包括滑槽7，滑槽7轴向贯穿底座8，滑槽7的一侧设有凹槽21，凹槽21位于靠近底座8下表面的一侧，凹槽21与滑槽7的连接处设有压板凹槽22，压板凹槽22内容纳有压板16，底座8的上方设有下端连接块2，下端连接块2设置在压板16的上方，下端连接块2与压板16之间通过底座连接螺钉20固定连接，底座连接螺钉20的头部位于靠近压板16的一侧，压板16与底座连接螺钉20的头部之间设有弹簧垫圈18和平垫圈19。

底座8的上表面上固定设有拉紧螺钉固定块23，拉紧螺钉固定块23设置在下端连接块2的内侧，下端连接块2连接有拉紧螺钉10，拉紧螺钉10用于连接拉紧螺钉固定块23和下端连接块2，用于调节下端连接块2的径向位置，拉紧螺钉10与下端连接块2通过圆柱销9固定连接，拉紧螺钉固定块23的两侧分别设有锁紧调节构件，锁紧调节构件包括依次排列的V形垫圈11、球形垫圈12、弹簧垫圈13和螺母14，V形垫圈11设置在靠近拉紧螺钉固定块23的一侧。

下端连接块2的上方设有工件15，工件15包含若干个扇形工件，下端连接块2与扇形工件通过下端连接螺钉17固定连接，扇形工件的上方通过上端连接螺钉3固定，相邻两个扇形工件（如附图4中第一分件151和第二分件152）上的两个上端连接螺钉3通过双头螺栓4及螺母5固定连接，以避免相邻两个分件之间产生缝隙。

实施例2，一种扇形工件组合加工的装夹方法，本实施例中以45度角的扇形工件为例进行说明。

步骤1：

工件组合：将8块扇形工件组合成一个整圆。

步骤2：

加工结合面：按每件扇形工件的向心夹角加工结合面。

步骤3：

钻孔：在扇形工件的上、下端面，根据待加工扇形工件的尺寸在其圆周方向确定其径向位置，加工与上端连接螺钉3、下端连接螺钉17相配的螺孔。

步骤4：

工件轴向高度调整：将每件扇形工件按顺序排列到底座8上，根据待加工扇形工件的尺寸确定其轴向高度，用等高垫块支承扇形工件到该轴向高度。

步骤5：

工件固定：扇形工件的下端用下端连接螺钉17将下端连接块2和各分件按1-8顺序依次连接成圆环状，在8块扇形工件上端用上端连接螺钉3和双头螺栓4、螺母5依次连接成圆环状。

步骤6：

工件固定调整：按对称、逐渐顺序旋紧拉紧螺钉10和双头螺栓4的螺母5，使各扇形工件向心的收缩接合，避免相邻的两个分件之间产生缝隙，当各相邻扇形工件结合面均匀接触时，即组合成一个整圆，拼圆的精度通过调整拉紧螺钉10和上端连接双头螺栓4实现，然后用压板16和底座连接螺钉20将组成的圆环状工件固定在底座8上。

工件固定调整步骤后，使得夹具与扇形工件连接及紧固，即可装夹到机床工作台或卡盘上，进行扇形工件的加工。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述通用夹具装置包括底座（8），底座（8）上沿圆周方向均布有若干组多等分通用夹具体（1）；

所述多等分通用夹具体（1）包括径向调整构件，径向调整构件设置在底座（8）上，径向调整构件用于调整待加工扇形工件的固定位置；

所述径向调整构件连接有工件固定构件，工件固定构件用于连接相邻的两块待加工扇形工件；

所述工件固定构件包括配合使用的下端固定构件和上端固定构件，下端固定构件和上端固定构件分别与待加工扇形工件可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述径向调整构件包括拉紧螺钉（10），拉紧螺钉（10）与底座（8）螺纹连接，拉紧螺钉（10）沿底座（8）的径向设置。

3.如权利要求2所述的一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述上端固定构件包括两个上端连接螺钉（3），两个上端连接螺钉（3）通过双头螺栓（4）及螺母（5）固定连接。

4.如权利要求1所述的一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述下端固定构件的下端设有滑槽（7），滑槽（7）贯穿底座（8），滑槽（7）的长度方向与底座（8）的径向一致。

5.如权利要求4所述的一种扇形工件组合加工通用夹具装置，其特征在于：所述滑槽（7）远离下端固定构件设有压板（16），压板（16）和下端固定构件可拆卸连接。

6.一种扇形工件组合加工的装夹方法，其特征在于：所述扇形工件采用如权利要求3所述的通用夹具装置进行装夹。

7.如权利要求6所述的一种扇形工件组合加工的装夹方法，其特征在于：所述装夹方法包括工件固定调整步骤；

工件固定调整步骤包括：按对称、逐渐顺序旋紧扇形工件下方的拉紧螺钉（10）及扇形工件上方双头螺栓（4）的螺母（5），使相邻的扇形工件分别向心收缩接合，组成整圆。