CN105945624B - 一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的加工薄壁盘类零件用夹紧装置，通过夹具体对零件进行初步夹紧定位，再由液压油缸推动支座沿线轨后移，通过浮动压盖压紧零件，实现对零件的一次装夹；零件夹紧后，气动角向定位机构回缩，机床主轴旋转，零件与旋转压盖一同旋转，机床即可加工零件A面、B孔、G槽、F外径和H面，机床车刀经轴向通孔伸入旋转压盖内，即可加工零件的C面、D槽和E孔；与传统加工工艺相比，本发明夹紧装置能够减少零件的装夹次数，通过本发明的夹紧装置能够实现一次装夹完成薄壁盘类零件的所有加工面的车削加工，有效避免因工序周转而产生的零件磕碰，可显著提高薄壁盘类零件的加工效率，确保零件加工精度，提升产品的加工质量，降低成本，提高效益。

Description

一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种机床加工用夹紧装置，具体是一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置。

背景技术

薄壁盘类零件在汽车传动部件中应用广泛，属密封零部件，对于汽车变速箱的传动类零部件起密封及防尘、防漏的作用。图1是常见的薄壁盘类零件的压铸铝毛坯的外观图，图2是图1中A-A剖视图，该零件的传统加工工序包括两个工序：第一工序，以压铸铝毛坯五个耳朵面中的三个作为装夹定位基准，车削零件的A面、B孔、C面、D槽及E孔；第二工序，第一工序加工完成后，以扇形卡爪内撑B孔，以A面作为端面定位基准，车削加工G槽、F外径和H面。该传统加工工序的不足之处：一、零件的加工需要两个工序，在加工过程中，工序分散，对操作人员的技能要求较高；二、零件为压铸铝合金材质，且本身比较薄，夹持刚性较差、易变形，另外在工序周转过程中易产生磕碰，影响零件外观；三、两次装夹必然产生装夹误差，导致加工得到的产品精度低，尤其是形位公差要求无法得到有效提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，通过该夹紧装置能够实现一次装夹完成薄壁盘类零件的所有车削加工，可显著提高薄壁盘类零件的加工效率，确保零件加工精度，提升产品的加工质量，降低成本，提高效益。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，包括初步夹紧机构和自动夹紧机构，所述的初步夹紧机构包括柱状的夹具体，所述的夹具体安装固定在机床主轴前端，所述的夹具体的前端固定有三个预夹紧片、三个端面定位柱和一个角向定位柱，所述的三个预夹紧片和所述的三个端面定位柱分别沿所述的夹具体的前端端面的周向等间隔分布，所述的角向定位柱位于所述的三个端面定位柱的外侧，所述的夹具体的前部设有轴向凹孔，所述的轴向凹孔的孔径与薄壁盘类毛坯零件的中部凸台的外径相适配，所述的自动夹紧机构包括支座、套筒、旋转压盖和浮动压盖，所述的支座的底部安装有滑块，机床床身上安装有与所述的滑块相适配的线轨，所述的支座由液压油缸驱动，所述的套筒横卧固定在所述的支座的顶端，所述的旋转压盖安装在所述的套筒内，所述的旋转压盖与所述的套筒之间安装有角接触球轴承，所述的旋转压盖内设有轴向通孔，所述的轴向通孔的孔径大于所述的轴向凹孔的孔径，所述的旋转压盖的后端的外沿开设有环状缺口，所述的浮动压盖安装在所述的环状缺口内，所述的浮动压盖与所述的旋转压盖之间通过若干连接销连接，所述的浮动压盖的后端端面与所述的旋转压盖的后端端面平齐，所述的浮动压盖的外径与零件的内孔孔径相适配，所述的机床主轴、夹具体、轴向凹孔、浮动压盖、旋转压盖和轴向通孔同轴设置，所述的支座上安装有可上下移动的气动角向定位机构，所述的气动角向定位机构用于实现装夹过程中对旋转压盖的角向定位，装夹时，以薄壁盘类毛坯零件的中部凸台作为中心定位，将中部凸台插入轴向凹孔内，由三个预夹紧片夹持零件的同时，以三个端面定位柱与零件接触作为轴向定位，同时一个角向定位柱作为角向限位，对零件进行初步夹紧，然后在气动角向定位机构的定位下由液压油缸推动支座沿线轨后移，由浮动压盖压紧零件，即完成零件的一次装夹，再使气动角向定位机构回缩，即可对零件进行所有车削加工。

本发明夹紧装置装夹薄壁盘类毛坯零件时，通过夹具体对零件进行初步夹紧定位，再由液压油缸推动支座沿线轨后移，通过浮动压盖压紧零件，实现对零件的一次装夹；零件夹紧后，气动角向定位机构回缩，机床主轴旋转，零件与旋转压盖一同旋转，机床即可加工零件A面、B孔、G槽、F外径和H面，机床车刀经轴向通孔伸入旋转压盖内，即可加工零件的C面、D槽和E孔。与传统加工工艺相比，本发明夹紧装置能够减少零件的装夹次数，通过本发明的夹紧装置能够实现一次装夹完成薄壁盘类零件的所有加工面的车削加工，有效避免因工序周转而产生的零件磕碰，可显著提高薄壁盘类零件的加工效率，确保零件加工精度，提升产品的加工质量，降低成本，提高效益。

所述的气动角向定位机构包括气缸、活塞和导向套，所述的气缸的缸体和所述的导向套安装在所述的支座上，所述的导向套位于所述的气缸的上方，所述的活塞的上端固定连接有插销，所述的插销设置在所述的导向套内，所述的旋转压盖的侧壁上开设有与所述的插销的尖端相适配的销孔，当插销的尖端插入销孔时，即对旋转压盖进行角向定位。气缸、活塞和导向套构成的气动角向定位机构结构简单，定位效果好，可实现对旋转压盖可靠、准确的角向定位。导向套起导向作用，并防止插销变形。

所述的浮动压盖的前端端面的外围为前凸的第一圆弧面，所述的旋转压盖的后端端面的内侧为前凸的第二圆弧面，所述的第一圆弧面与所述的第二圆弧面接触，所述的第一圆弧面与所述的第二圆弧面的直径相同。将浮动压盖的前端端面的外围设计为前凸的第一圆弧面、旋转压盖的后端端面的内侧设计为前凸的第二圆弧面，同时设计第一圆弧面与第二圆弧面的直径相同后，当薄壁盘类毛坯零件表面不平时，浮动压盖和旋转压盖能够自动调整其相互角向位置，确保浮动压盖能够稳固夹紧零件表面。

所述的夹具体上设置有弹性中心定位机构，所述的弹性中心定位机构包括定位螺栓、定位弹簧和定位钢珠，所述的夹具体的侧壁上开设有定位孔，所述的定位孔位于所述的夹具体的前端，所述的定位钢珠和所述的定位弹簧安装在所述的定位孔内，所述的定位钢珠位于所述的定位弹簧的顶端，所述的定位弹簧的末端由所述的定位螺栓顶压，所述的定位钢珠的部分珠体伸入所述的轴向凹孔内。通过弹性中心定位机构可对零件进行进一步的中心定位，提升对零件初步夹紧的可靠性，保证零件初步装夹后不掉落。

所述的角接触球轴承的前端安装有环状的前端盖，所述的前端盖的内表面与所述的旋转压盖的内表面平齐，所述的前端盖用于压紧所述的角接触球轴承的内圈，所述的角接触球轴承的后端安装有挡环，所述的挡环用于压紧所述的角接触球轴承的外圈，所述的挡环由一弹性挡圈压紧，所述的弹性挡圈固定在所述的套筒上。

所述的旋转压盖的前端一体设置有前凸的凸环，所述的凸环位于所述的套筒的后端的外侧，所述的套筒的前端开设有用于引入压缩空气的进气口，所述的套筒与所述的凸环之间设置有迷宫，所述的迷宫与所述的进气口相连通。装置装配后，在加工过程中，车屑、杂物有可能进入角接触球轴承内部，经套筒前端的进气口向迷宫内引入压缩气体后，可保证角接触球轴承的内压高于外压，从而防止车屑和杂物进入轴承内部，起到保护轴承，延长轴承使用寿命的作用。

所述的压缩空气的气压为0.4～0.6 MPa。气压为0.4～0.6 MPa的压缩空气即可满足一般的防护需要。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的加工薄壁盘类零件用夹紧装置，与传统加工工艺相比，本发明夹紧装置能够减少零件的装夹次数，通过本发明的夹紧装置能够实现一次装夹完成薄壁盘类零件的所有加工面的车削加工，有效避免因工序周转而产生的零件磕碰，可显著提高薄壁盘类零件的加工效率，确保零件加工精度，提升产品的加工质量，降低成本，提高效益。

附图说明

图1为常见的薄壁盘类零件的压铸铝毛坯的外观图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为实施例中初步夹紧机构初步夹紧零件后效果示意图；

图4为实施例中自动夹紧机构的结构示意图；

图5为实施例中夹紧装置夹紧零件后效果示意图；

图6为图5中B处放大图；

图7为图6中C处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1的加工薄壁盘类零件用夹紧装置，如图3～图7所示，包括初步夹紧机构和自动夹紧机构，初步夹紧机构包括柱状的夹具体1，夹具体1通过螺钉81安装固定在机床主轴8前端，机床主轴8与夹具体1之间装有A2-6盘根82，夹具体1的前端固定有三个预夹紧片11、三个端面定位柱12和一个角向定位柱13，三个预夹紧片11和三个端面定位柱12分别沿夹具体1的前端端面的周向等间隔分布，角向定位柱13位于三个端面定位柱12的外侧，夹具体1的前部设有轴向凹孔14，轴向凹孔14的孔径与图1和图2所示的薄壁盘类毛坯零件9的中部凸台91的外径相适配，自动夹紧机构包括支座2、套筒3、旋转压盖4和浮动压盖5，支座2的底部安装有滑块21，机床床身（图中未示出）上安装有与滑块21相适配的线轨22，支座2由液压油缸（图中未示出）驱动，套筒3横卧固定在支座2的顶端，旋转压盖4安装在套筒3内，旋转压盖4与套筒3之间安装有角接触球轴承6，旋转压盖4内设有轴向通孔41，轴向通孔41的孔径大于轴向凹孔14的孔径，旋转压盖4的后端的外沿开设有环状缺口42，浮动压盖5安装在环状缺口42内，浮动压盖5与旋转压盖4之间通过若干连接销43连接，浮动压盖5的后端端面与旋转压盖4的后端端面平齐，浮动压盖5的外径与零件9的内孔92的孔径相适配，机床主轴8、夹具体1、轴向凹孔14、浮动压盖5、旋转压盖4和轴向通孔41同轴设置，支座2上安装有可上下移动的气动角向定位机构，气动角向定位机构用于实现装夹过程中对旋转压盖4的角向定位，气动角向定位机构包括气缸61、活塞62和导向套63，气缸61的缸体和导向套63安装在支座2上，导向套63位于气缸61的上方，活塞62的上端固定连接有插销64，插销64设置在导向套63内，旋转压盖4的侧壁上开设有与插销64的尖端相适配的销孔44，当插销64的尖端插入销孔44时，即对旋转压盖4进行角向定位。

实施例1中，夹具体1上设置有弹性中心定位机构，弹性中心定位机构包括定位螺栓15、定位弹簧16和定位钢珠17，夹具体1的侧壁上开设有定位孔18，定位孔18位于夹具体1的前端，定位钢珠17和定位弹簧16安装在定位孔18内，定位钢珠17位于定位弹簧16的顶端，定位弹簧16的末端由定位螺栓15顶压，定位钢珠17的部分珠体伸入轴向凹孔14内。

实施例1中，角接触球轴承6的前端安装有环状的前端盖71，前端盖71的内表面与旋转压盖4的内表面平齐，前端盖71用于压紧角接触球轴承6的内圈，角接触球轴承6的后端安装有挡环72，挡环72用于压紧角接触球轴承6的外圈，挡环72由一弹性挡圈73压紧，弹性挡圈73固定在套筒3上；旋转压盖4的前端一体设置有前凸的凸环45，凸环45位于套筒3的后端的外侧，套筒3的前端开设有用于引入压缩空气的进气口31，压缩空气的气压为0.4～0.6MPa，套筒3与凸环45之间设置有迷宫74，迷宫74与进气口31相连通。

实施例2的加工薄壁盘类零件用夹紧装置，与实施例1的夹紧装置的结构大体相同，不同之处在于，实施例2中，浮动压盖5的前端端面的外围为前凸的第一圆弧面51，旋转压盖4的后端端面的内侧为前凸的第二圆弧面46，第一圆弧面51与第二圆弧面46接触，第一圆弧面51与第二圆弧面46的直径均为375 mm。

以上夹紧装置装夹时，以薄壁盘类毛坯零件9的中部凸台91作为中心定位，将中部凸台91插入轴向凹孔14内，由三个预夹紧片11夹持零件9的同时，以三个端面定位柱12与零件9的J面接触作为轴向定位，同时一个角向定位柱13作为角向限位，对零件9进行初步夹紧，然后活塞62推动插销64插入销孔44内，对旋转压盖4进行角向定位的同时由液压油缸推动支座2沿线轨22后移，由浮动压盖5压紧零件9的K面，即完成零件9的一次装夹。零件9夹紧后，活塞62带动插销64回缩，机床主轴8旋转，零件9与旋转压盖4一同旋转，机床即可加工零件9的A面、B孔、G槽、F外径和H面，机床车刀（图中未示出）经轴向通孔41伸入旋转压盖4内，即可加工零件9的C面、D槽和E孔。

Claims (5)

1.一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，其特征在于包括初步夹紧机构和自动夹紧机构，所述的初步夹紧机构包括柱状的夹具体，所述的夹具体安装固定在机床主轴前端，所述的夹具体的前端固定有三个预夹紧片、三个端面定位柱和一个角向定位柱，所述的三个预夹紧片和所述的三个端面定位柱分别沿所述的夹具体的前端端面的周向等间隔分布，所述的角向定位柱位于所述的三个端面定位柱的外侧，所述的夹具体的前部设有轴向凹孔，所述的轴向凹孔的孔径与薄壁盘类毛坯零件的中部凸台的外径相适配，所述的自动夹紧机构包括支座、套筒、旋转压盖和浮动压盖，所述的支座的底部安装有滑块，机床床身上安装有与所述的滑块相适配的线轨，所述的支座由液压油缸驱动，所述的套筒横卧固定在所述的支座的顶端，所述的旋转压盖安装在所述的套筒内，所述的旋转压盖与所述的套筒之间安装有角接触球轴承，所述的旋转压盖内设有轴向通孔，所述的轴向通孔的孔径大于所述的轴向凹孔的孔径，所述的旋转压盖的后端的外沿开设有环状缺口，所述的浮动压盖安装在所述的环状缺口内，所述的浮动压盖与所述的旋转压盖之间通过若干连接销连接，所述的浮动压盖的后端端面与所述的旋转压盖的后端端面平齐，所述的浮动压盖的外径与零件的内孔孔径相适配，所述的机床主轴、夹具体、轴向凹孔、浮动压盖、旋转压盖和轴向通孔同轴设置，所述的支座上安装有可上下移动的气动角向定位机构，所述的气动角向定位机构用于实现装夹过程中对旋转压盖的角向定位，装夹时，以薄壁盘类毛坯零件的中部凸台作为中心定位，将中部凸台插入轴向凹孔内，由三个预夹紧片夹持零件的同时，以三个端面定位柱与零件接触作为轴向定位，同时一个角向定位柱作为角向限位，对零件进行初步夹紧，然后在气动角向定位机构的定位下由液压油缸推动支座沿线轨后移，由浮动压盖压紧零件，即完成零件的一次装夹，再使气动角向定位机构回缩，即可对零件进行所有车削加工；所述的气动角向定位机构包括气缸、活塞和导向套，所述的气缸的缸体和所述的导向套安装在所述的支座上，所述的导向套位于所述的气缸的上方，所述的活塞的上端固定连接有插销，所述的插销设置在所述的导向套内，所述的旋转压盖的侧壁上开设有与所述的插销的尖端相适配的销孔，当插销的尖端插入销孔时，即对旋转压盖进行角向定位；所述的夹具体上设置有弹性中心定位机构，所述的弹性中心定位机构包括定位螺栓、定位弹簧和定位钢珠，所述的夹具体的侧壁上开设有定位孔，所述的定位孔位于所述的夹具体的前端，所述的定位钢珠和所述的定位弹簧安装在所述的定位孔内，所述的定位钢珠位于所述的定位弹簧的顶端，所述的定位弹簧的末端由所述的定位螺栓顶压，所述的定位钢珠的部分珠体伸入所述的轴向凹孔内。

2.根据权利要求1所述的一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，其特征在于所述的浮动压盖的前端端面的外围为前凸的第一圆弧面，所述的旋转压盖的后端端面的内侧为前凸的第二圆弧面，所述的第一圆弧面与所述的第二圆弧面接触，所述的第一圆弧面与所述的第二圆弧面的直径相同。

3.根据权利要求1所述的一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，其特征在于所述的角接触球轴承的前端安装有环状的前端盖，所述的前端盖的内表面与所述的旋转压盖的内表面平齐，所述的前端盖用于压紧所述的角接触球轴承的内圈，所述的角接触球轴承的后端安装有挡环，所述的挡环用于压紧所述的角接触球轴承的外圈，所述的挡环由一弹性挡圈压紧，所述的弹性挡圈固定在所述的套筒上。

4.根据权利要求3所述的一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，其特征在于所述的旋转压盖的前端一体设置有前凸的凸环，所述的凸环位于所述的套筒的后端的外侧，所述的套筒的前端开设有用于引入压缩空气的进气口，所述的套筒与所述的凸环之间设置有迷宫，所述的迷宫与所述的进气口相连通。

5.根据权利要求4所述的一种加工薄壁盘类零件用夹紧装置，其特征在于所述的压缩空气的气压为0.4～0.6 MPa。