CN108311926B - 连接臂固定销径向半圆的加工夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连接臂固定销径向半圆的加工夹具，包括夹体、夹头和工件轴向定位板，所述夹头和工件轴向定位板均与夹体连接；所述夹体具有相连通的轴向中心孔和凸块安装槽，所述夹体一端的端面设有定位槽；所述夹头具有连接导向部分、凸块部分和工件径向定位与夹持部分，所述凸块部分设有工件加工腔室，所述工件径向定位与夹持部分具有进刀孔，且工件径向定位与夹持部分设有夹头定位槽；所述夹头的连接导向部分安装在夹体的轴向中心孔内，所述夹头的凸块部分安装在夹体的凸块安装槽内，且工件径向定位与夹持部分的夹头定位槽与夹体的定位槽对合连接。本发明不仅结构简单，而且夹具力大，确保夹持精度高以及夹具动作可靠性高。

Description

连接臂固定销径向半圆的加工夹具

技术领域

本发明涉及一种加工夹具，具体涉及一种连接臂固定销径向半圆的加工夹具。

背景技术

现有的用于汽车发动机上的连接臂固定销为圆柱形，且固定销上设有径向半圆，该半圆为直径12mm的半圆槽。这半圆槽的加工十分困难，主要体现在以下方面：

第一，装夹困难，工件为圆柱形，且体积小，夹具要让出刀具空间，因此装夹困难，很难实现可靠夹紧。

第二，加工效率低，由于是半圆槽，用圆柱立铣刀，有让刀现象，再加上夹紧力的限制，切削速度慢、进给量少，因此加工效率低；在加工中心上用立铣刀加工，生产节拍大约200秒/件左右；若用端面为圆弧的立铣刀在加工中心上加工，由于端圆弧铣刀切削力小，同样由于夹紧力的限制，切削速度慢、吃刀量少，加工效率也低，在加工中心上用端圆弧铣刀加工，生产节拍是90秒/件左右；用片铣刀在卧式数控铣床上加工效率同样不理想。

第三，加工质量差，因为工件的夹紧力不够，使其容易发生转动位移，造成刀具与工件会发生干涉现象，同时损伤工件和刀具，造成工件废品率高，刀具成本高；在数控车床上，将连接臂固定销固定在刀架上，将成型车刀固定在主轴上的加工方法，生产节拍得到提高，为45秒/件，但刀具磨损后，槽的圆弧直径发生了变化，因此废品率高。

第四，不容易实现自动化，若零件单个加工，则工效低，而采用若干个零件拼合加工虽然可提高效率，但是装夹和卸料过程很难实现自动化。

综上所述，采用加工中心、铣床等方式加工，都存在夹紧不可靠，加工效率低，工序质量差，以及不容易实现自动操作的问题。

又因为这种产品质量轻，单机配套量多（一台发动机四只），主机单位给出的采购价低廉，因此寻找保质保量，高效低耗的工艺方法，是抢站市场的唯一出路，要实现保质保量，高效低耗的工艺方法，最关键的是解决工件的装夹，也就是夹具的可靠性问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种不仅结构简单，而且夹具力大，确保夹持精度高以及夹具动作可靠性高的连接臂固定销径向半圆的加工夹具。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其创新点在于：包括夹体、夹头和工件轴向定位板，所述夹体和夹头装配连接，且夹体与工件轴向定位板装配连接；

所述夹体具有轴向中心孔，夹体的一端具有凸块安装槽，且轴向中心孔与凸块安装槽相连通，所述夹体一端的端面设有定位槽，夹体的外圆周处设有与定位槽中心线相垂直的轴向定位板安装面，工件轴向定位板固定在定位板安装面上；

所述夹头具有连接导向部分、凸块部分和工件径向定位与夹持部分，所述连接导向部分与凸块部分固定连接或互为一体，凸块部分与工件径向定位与夹持部分固定连接或互为一体，所述凸块部分设有工件加工腔室，所述工件径向定位与夹持部分具有进刀孔，且工件径向定位与夹持部分设有夹头定位槽；

所述夹头的连接导向部分安装在夹体的轴向中心孔内，并伸出夹体外，所述凸块部分安装在夹体的凸块安装槽内，且工件径向定位与夹持部分的夹头定位槽与夹体的定位槽对合连接；

所述夹体的定位槽有两个，且工件径向定位与夹持部分具有两个与夹体的定位槽对应的夹头定位槽。

在上述技术方案中，所述夹体的另一端设有与车床主轴连接的法兰。

在上述技术方案中，所述夹体的轴向中心孔内设有直线轴承，所述夹头的连接导向部分通过直线轴承支撑在夹体的轴向中心孔内。

在上述技术方案中，所述夹体的轴向中心孔为台阶孔。

在上述技术方案中，所述夹体的定位槽为V型槽，工件径向定位与夹持部分的夹头定位槽为与所述夹体的定位槽相对应的V型槽。

在上述技术方案中，所述夹体的轴向中心孔的轴线与工件径向定位与夹持部分的进刀孔的中心重合。

在上述技术方案中，所述工件轴向定位板通过两个定位螺钉与夹体的定位板安装面固定连接。

在上述技术方案中，所述工件轴向定位板具有两个吹料孔，且两个吹料孔的位置与工件径向定位与夹持部分的夹头定位槽和夹体的定位槽对合后形成的工件安装槽相对应。

本发明所具有的积极效果是：采用本发明的连接臂固定销径向半圆的加工夹具后，由于本发明包括夹体、夹头和工件轴向定位板，所述夹体和夹头装配连接，且夹体与工件轴向定位板装配连接；

所述夹体具有轴向中心孔，夹体的一端具有凸块安装槽，且轴向中心孔与凸块安装槽相连通，所述夹体一端的端面设有定位槽；

所述夹头具有连接导向部分、凸块部分和工件径向定位与夹持部分，所述连接导向部分与凸块部分固定连接或互为一体，凸块部分与工件径向定位与夹持部分固定连接或互为一体，所述凸块部分设有工件加工腔室，所述工件径向定位与夹持部分具有进刀孔，且工件径向定位与夹持部分设有夹头定位槽；

所述夹头的连接导向部分安装在夹体的轴向中心孔内，并伸出夹体外，所述凸块部分安装在夹体的凸块安装槽内，且工件径向定位与夹持部分的夹头定位槽与夹体的定位槽对合连接；

所述夹体的定位槽有两个，且工件径向定位与夹持部分具有两个与夹体的定位槽对应的夹头定位槽；

本发明的主体零件包括夹体和夹头，能够保证夹持精度，进而保证工序质量，夹紧装配过程：将夹体与机床主轴连接，从而将主轴的扭矩和转速传递给夹具及工件，夹头与机床夹紧油缸的活塞杆连接，从而将油缸的作用力通过活塞缸和夹头的传递，变为对工件的夹紧力，工件轴向定位板用定位螺钉固定在夹体上；加工时，将工件通过上料机装入夹体的定位槽内并压紧工件的端部，油缸活塞杆运动并带动夹头向夹体靠拢，夹紧工件，机床主轴旋转，车刀进入夹头的进刀孔切削工件，车出两个工件的径向半圆槽，加工完成后，活塞杆再次带动夹头松开工件，压缩气体通过工件轴向定位板上的吹料孔将工件吹出，完成全部加工过程。本发明不仅确保夹具动作的可靠性高，而且夹紧力大，当刀具磨损后，可以进行径向补偿进刀，因此工件圆弧槽的直径不受车刀磨损的影响。

附图说明

图1是本发明的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1的B-B剖视示意图；

图3是图1的C-C剖视示意图；

图4是图1的D-D剖视示意图；

图5是本发明夹体的结构示意图；

图6是图5的F-F的剖视示意图；

图7是图5的G-G的剖视示意图；

图8是本发明夹头的结构示意图；

图9是图8的I-I的剖视示意图；

图10是图8的J-J的剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

如图1~10所示，一种连接臂固定销径向半圆的加工夹具，包括夹体1、夹头2和工件轴向定位板3，所述夹体1和夹头2装配连接，且夹体1与工件轴向定位板3装配连接；

所述夹体1具有轴向中心孔11，夹体1的一端具有凸块安装槽12，且轴向中心孔11与凸块安装槽12相连通，所述夹体1一端的端面设有定位槽13，夹体1的外圆周处设有与定位槽13中心线相垂直的轴向定位板安装面15，工件轴向定位板3固定在定位板安装面15上；

所述夹头2具有连接导向部分21、凸块部分22和工件径向定位与夹持部分23，所述连接导向部分21与凸块部分22固定连接或互为一体，凸块部分22与工件径向定位与夹持部分23固定连接或互为一体，所述凸块部分22设有工件加工腔室221，所述工件径向定位与夹持部分23具有进刀孔231，且工件径向定位与夹持部分23设有夹头定位槽232；

所述夹头2的连接导向部分21安装在夹体1的轴向中心孔11内，并伸出夹体1外，所述凸块部分22安装在夹体1的凸块安装槽12内，且工件径向定位与夹持部分23的夹头定位槽232与夹体1的定位槽13对合连接；

所述夹体1的定位槽13有两个，且工件径向定位与夹持部分23具有两个与夹体1的定位槽13对应的夹头定位槽232。

如图5、6、7所示，为了方便与车床主轴法兰上的内孔配合，并通过螺栓与车床主轴连接固定，由此将主轴的扭矩和转速，通过螺栓传递给夹具及工件，所述夹体1的另一端设有与车床主轴连接的法兰14。

如图1、2所示，直线轴承用作夹体和夹头的径向连接和定位，使夹体和夹头同轴。由于车床的主轴和夹紧油缸活塞同轴，夹体与车床主轴同轴，由此可知，夹头与机床主轴也同轴，直线轴承还为夹头连接导向部分的往复直线运动作滚动导向，夹头的连接导向部分在直线轴承的孔内，通过机床的夹紧油缸作往复直线运动，以实现对工件的夹紧和松开，所述夹体1的轴向中心孔11内设有直线轴承4，所述夹头2的连接导向部分21通过直线轴承4支撑在夹体1的轴向中心孔11内。

如图6、7所示，为了方便与直线轴承配合，所述夹体1的轴向中心孔11为台阶孔。

如图2、7、9为了提高夹紧力，增加工件与定位槽的接触面积，防止工件发生转动，所述夹体1的定位槽13为V型槽，工件径向定位与夹持部分23的夹头定位槽232为与所述夹体1的定位槽13相对应的V型槽。

如图2所示，为了确保工件的加工精度，所述夹体1的轴向中心孔11的轴线与工件径向定位与夹持部分23的进刀孔231的中心重合。

如图1所示，为了方便组装，所述工件轴向定位板3通过两个定位螺钉5与夹体1的定位板安装面15固定连接。

如图3所示，本发明所述工件轴向定位板3不仅起到了定位作用，而且方便卸料，所述工件轴向定位板3具有两个吹料孔31，且两个吹料孔31的位置与工件径向定位与夹持部分23的夹头定位槽232和夹体1的定位槽13对合后形成的工件安装槽相对应。

本发明的夹紧装配过程：将所述夹体1的法兰14与机床主轴连接，并用紧固螺栓固定，从而将机床主轴的扭矩和转速传递给夹具及工件；

将所述夹头2的连接导向部分21与机床夹紧油缸的活塞杆连接，从而将油缸的作用力通过活塞杆和夹头的传递，变为对工件的夹紧力；

所述工件轴向定位板3用定位螺钉5固定在夹体1的定位板安装面15上。

本发明的工作过程：将工件通过上料机装入夹体1的两个V型定位槽13内并压紧工件的端部，油缸活塞杆运动并带动夹头2向夹体1靠拢，夹紧工件，机床主轴旋转，车刀进入夹头2的进刀孔231切削工件，并且车出两个径向半圆槽，待加工完成后，夹紧油缸活塞杆再次带动夹头2运动并松开工件，压缩气体通过工件轴向定位板3上的吹料孔31将工件吹出。

本发明的优点是：

第一，夹具零件少夹持精度高；

夹具主体零件只有夹体和夹头两个，虽然这两个零件结构比较复杂，但其制作工艺可行，能够保证夹持精度，进而保证工序质量。

第二，夹具动作可靠性高；

夹具中的夹体与机床主轴同轴，夹具中的夹体和夹头依靠直线轴承作径向定位，夹头随机床夹紧油缸的活塞作往复运动，这样夹体和夹头同轴，机床夹紧油缸与主轴同轴，因此夹头的往复运动可靠。

第三，夹具力大；

夹体和夹头与工件为四线接触，应力扩展后为四个矩形面，油压的压强可以调高到夹头杆状部位安全的抗拉强度范围内，因此夹紧力大。

第四， 圆弧直径不受车刀磨损影响；

当刀具磨损后，可以进行径向补偿进刀，因此工件圆弧槽的直径不受车刀磨损的影响。

第五，可以实现自动化；

夹具已经为自动下料预留了空间和连接位置，因此只要将数控车床主轴的普通驱动电机，改为伺服驱动电机，使机床循环过程中，将车圆弧夹具的引导口始终对着一个方向，与上料机构对接，即实现自动操作。

第六，生产效率高；

工艺试验时，人工上下料，车一件的节拍为45秒/件。采用车圆弧夹具，将两个工件并列装夹在主轴上，将车刀夹在刀盒上，同时加工两个零件，按人工上下料计算，车一件的节拍约为25秒/件；按自动上下料计算则生产节拍更快。

综上所述，本发明所诉夹体与夹头用直线轴承连成一体，既保证了工件的径向定位精度，又保证了夹头往复移动的精度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：包括夹体（1）、夹头（2）和工件轴向定位板（3），所述夹体（1）和夹头（2）装配连接，且夹体（1）与工件轴向定位板（3）装配连接；

所述夹体（1）具有轴向中心孔（11），夹体（1）的一端具有凸块安装槽（12），且轴向中心孔（11）与凸块安装槽（12）相连通，所述夹体（1）一端的端面设有定位槽（13），夹体（1）的外圆周处设有与定位槽（13）中心线相垂直的轴向定位板安装面（15），工件轴向定位板（3）固定在定位板安装面（15）上，所述夹体（1）的另一端设有与车床主轴连接的法兰（14）；

所述夹头（2）具有连接导向部分（21）、凸块部分（22）和工件径向定位与夹持部分（23），所述连接导向部分（21）与凸块部分（22）固定连接或互为一体，凸块部分（22）与工件径向定位与夹持部分（23）固定连接或互为一体，所述凸块部分（22）设有工件加工腔室（221），所述工件径向定位与夹持部分（23）具有进刀孔（231），且工件径向定位与夹持部分（23）设有夹头定位槽（232）；

所述夹头（2）的连接导向部分（21）安装在夹体（1）的轴向中心孔（11）内，并伸出夹体（1）外，所述凸块部分（22）安装在夹体（1）的凸块安装槽（12）内，且工件径向定位与夹持部分（23）的夹头定位槽（232）与夹体（1）的定位槽（13）对合连接；

所述夹体（1）的定位槽（13）有两个，且工件径向定位与夹持部分（23）具有两个与夹体（1）的定位槽（13）对应的夹头定位槽（232）；

所述工件轴向定位板（3）具有两个吹料孔（31），且两个吹料孔（31）的位置与工件径向定位与夹持部分（23）的夹头定位槽（232）和夹体（1）的定位槽（13）对合后形成的工件安装槽相对应。

2.根据权利要求1所述的连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：所述夹体（1）的轴向中心孔（11）内设有直线轴承（4），所述夹头（2）的连接导向部分（21）通过直线轴承（4）支撑在夹体（1）的轴向中心孔（11）内。

3.根据权利要求2所述的连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：所述夹体（1）的轴向中心孔（11）为台阶孔。

4.根据权利要求1所述的连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：所述夹体（1）的定位槽（13）为V型槽，工件径向定位与夹持部分（23）的夹头定位槽（232）为与所述夹体（1）的定位槽（13）相对应的V型槽。

5.根据权利要求1所述的连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：所述夹体（1）的轴向中心孔（11）的轴线与工件径向定位与夹持部分（23）的进刀孔（231）的中心重合。

6.根据权利要求1所述的连接臂固定销径向半圆的加工夹具，其特征在于：所述工件轴向定位板（3）通过两个定位螺钉（5）与夹体（1）的定位板安装面（15）固定连接。