CN108818091B - 一种轴类零件的加工夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴类零件的加工夹具，属于轴类零件加工领域，所述加工夹具包括端面驱动夹具，所述端面驱动夹具通过卡盘安装到机床转台，所述机床转台具有机床旋转轴；本发明实施例提供的轴类零件的加工夹具，可通过固定轴类加工件的两个端面来受机床旋转轴驱动，从而可以为轴类加工件的其余所有需加工区城留出足够的加工空间。此加工夹具可用于车床，铣床，磨床等各种加工场合，并且一次装夹即可完成所有加工，大大节省了时间，提高了零件的精度。
Description
技术领域
本发明涉及轴类零件加工领域，尤其涉及一种轴类零件的加工夹具及其使用方法。
背景技术
轴类零件，尤其为曲轴在各个机械领域例如航空航天，汽车、轮船，纺织设备如经编机中大量运用。由于此类零件的特殊性，除两头端面外其区域均需要加工，常用做法需要根据多个不同区域设计多个相应的夹具，而且需要多次装夹。耗费大量时间，并且多次装夹严重影响零件的精度。
发明内容
针对上述提出的问题，本发明实施例提出了一种轴类零件的加工夹具及其使用方法。
根据本发明的第一方面，本发明采用了如下技术方案：
一种轴类零件的加工夹具，所述加工夹具包括端面驱动夹具，所述端面驱动夹具通过卡盘安装到机床转台，所述机床转台具有机床旋转轴；
所述端面驱动夹具包括端面驱动夹具主体和紧锁螺钉，所述端面驱动夹具主体包括底座和从所述底座延伸出一定高度的凸台，所述端面驱动夹具主体开有从所述底座贯穿到所述凸台的固定通孔；其中，所述凸台与需加工的轴类加工件的一端端面开设的连接孔适配，所述紧锁螺钉贯穿所述固定通孔并伸入所述轴类加工件的连接孔内部。
在可选实施例中，所述连接孔设置为外宽内窄的孔。
在可选实施例中，凸台包括锥形凸台，连接孔包括锥孔。
优选地，所述底座开设有一个或多个贯穿的牙孔，所述端面驱动夹具还包括一个或多个尖头螺钉，所述一个或多个尖头螺钉穿过所述一个或多个牙孔与所述轴类加工件的所述端面接触并压入一定的深度；和/或，所述底座为圆台底座，尖头螺丝的连接可以有效地将端面驱动夹具与轴类加工件紧密地连接起来。
优选地，所述加工夹具还包括安装在尾座上的尾座顶尖，所述尾座顶尖顶紧所述轴类加工件的另一端的端面从而将所述需加工的轴类加工件固定在所述端面驱动夹具和所述尾座顶尖之间，尾座顶尖的设置便于轴类加工件纵向转动的同时车床再对轴类加工件进行加工。
优选地，所述加工夹具还包括可安装在机床尾座上的轴类零件定位套，所述轴类零件定位套的前端开设有与所述轴类加工件的端部匹配的开口，所述轴类零件定位套的底部开有反面锥孔，所述机床尾座的尾座顶尖与所述反面锥孔匹配，所述需加工的轴类加工件固定在所述端面驱动夹具和安装到所述尾座顶尖上的所述轴类零件定位套之间，轴类零件定位套的设置便于轴类加工件的另一端的定位，作为精确加工的前提基础。
优选地，所述加工设备包括机床和权利要求到任一项所述的加工具，所述机床包括具有旋转轴的机床转台、连接到所述机床转台的卡盘，以及机床尾座；
所述端面驱动夹具主体为受所述旋转轴驱动的转盘，所述转盘固定安装在卡盘上，旋转轴驱动的转盘能够带动端面驱动夹具纵向转动。
优选地，所述机床转台是四轴转台，所述卡盘是四爪卡盘，四轴转台的设置为轴类加工件的加工提供动力来源，四爪卡盘的设置便于端面驱动夹具的固定。
优选地，所述加工设备包括车床、铣床或磨床，车床、铣床或磨床的设置用来对轴类加工件进行加工。
根据本发明的另一方面，还提供了一种轴类零件加工夹具的使用方法，所述方法应用权利要求到任一项所述的加工夹具，所述方法包括：
将端面驱动夹具主体的锥形凸台与需加工的轴类加工件上的锥孔定位；
用紧锁螺钉穿入贯穿所述底座和所述锥形凸台的固定通孔并伸入所述轴类加工件的所述锥孔从而将所述轴类加工件锁紧固定。
优选地，所述方法还包括：
用一个或多个尖头螺钉穿过贯穿所述底座的一个或多个牙孔后，使所述尖头螺钉的尖头与所述轴类加工件的端面接触并压入一定的深度。
将夹持所述轴类加工件的一端的端面驱动夹具安装到与机床转台连接的四爪卡盘上，所述机床转台的旋转轴能够驱动端面驱动夹具转动；
用机床尾座的尾座顶尖将所述轴类加工件的与所述一端相对的另一端的端面顶紧，从而将所述轴类加工件固定在所述端面驱动夹具和所述尾座顶尖之间。
本发明实施例提供的轴类零件的加工夹具，可通过固定轴类加工件的两个端面来受机床旋转轴驱动，从而可以为轴类加工件的其余所有需加工区城留出足够的加工空间。此加工夹具可用于车床，铣床，磨床等各种加工场合，并且一次装夹即可完成所有加工，大大节省了时间，提高了零件的精度。
附图说明
图1为根据本发明实施例提出的一种轴类零件的加工夹具应用到车床的场景示意图；
图2为根据本发明实施例提出的一种轴类零件的加工夹具应用到铣床的场景示意图；
图3为根据本发明实施例提出的一种轴类零件的加工夹具应用到磨床的场景示意图；
图4为根据本发明实施例的一种轴类零件的加工夹具的连接爆炸图；
图5为根据本发明实施例的一种轴类零件的加工夹具的剖视图；
图6为根据本发明实施例的一种端面驱动加工夹具与轴类加工件连接后的部分外观示意图；
图7为本发明实施例提出的一种加工夹具具有与尾座顶尖匹配的轴类零件定位套的连接图；
图8为本发明实施例提出的轴类零件的端面驱动加工夹具与机床四轴转台连接示意图。
图中：1、机床转台；2、卡盘；3、端面驱动夹具；4、轴类加工件；5、尾座；6、轴类零件定位套；7锥形凸台；8、尾座顶尖；9、底座；10、紧锁螺钉；11、尖头螺钉；12、固定通孔；13、锥孔；14、牙孔；15、反面锥孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
具体实施案例：
如图1到图4所示，本发明实施例提出的一种轴类零件的加工夹具，加工夹具包括端面驱动夹具3，端面驱动夹具3通过卡盘2安装到机床转台1，床转台1具有机床旋转轴；
端面驱动夹具3包括端面驱动夹具主体和紧锁螺钉10，端面驱动夹具主体包括底座9和从底座9延伸出一定高度的锥形凸台7，端面驱动夹具3主体开有从底座9贯穿到锥形凸台7的固定通孔12；其中，锥形凸台7与需加工的轴类加工件4的一端端面开设的锥孔13适配，紧锁螺钉10贯穿固定通孔12并伸入轴类加工件4的锥孔13。
虽然本发明实施例示出的为锥形凸台7，本领域技术人员能够理解其他形状(如圆形或方形)的凸台也能够实现本发明目的。当凸台为其他形状时，轴类加工件4的锥孔13调整为与凸台形状匹配的连接孔。进一步地，连接孔设置为外宽内窄，方便紧锁螺钉10将轴类加工件4固定到端面驱动夹具3上。
端面驱动夹具3可以活动安装在卡盘2上，卡盘2与机床转台1上的机床旋转轴固定连接，当机床旋转轴高速旋转的时候带动卡盘2转动，从而带动端面驱动夹具3高速转动。
端面驱动夹具3与轴类加工件4之间的连接：首先将锥形凸台7与底座9上的固定通孔12连接，用以定位，然后利用紧锁螺钉10贯穿固定通孔12并伸入轴类加工件4的锥孔13，来固定轴类加工件4与底座9之间的连接。
如图5所示，底座9开设有一个或多个贯穿的牙孔14，端面驱动夹具3还包括一个或多个尖头螺钉11，一个或多个尖头螺钉11穿过一个或多个牙孔14与轴类加工件4的端面接触并压入一定的深度；和/或，底座9为圆台底座9。
一个或多个尖头螺钉11穿过一个或多个牙孔14与轴类加工件4的端面接触并压入一定的深度用来进一步加固轴类加工件4与底座9之间的连接，轴类加工件4一端通过与底座9之间的连接与卡盘2固定。
在可选实施例中，如图4-6所示，底座9的上部还设有辅助安装轴类加工件4的第一轴类定位槽。轴类加工件4上表面设置有用于安装到底座9的第二轴类定位槽。
加工夹具还包括安装在尾座5上的尾座顶尖8，尾座顶尖8顶紧轴类加工件4的另一端的端面从而将需加工的轴类加工件4固定在端面驱动夹具3和尾座顶尖8之间。
尾座顶尖8与另一端的卡盘2一起将轴类加工件4牢牢地固定在机床上。并且尾座顶尖8与卡盘2的中心轴位置高度相同，确保轴类加工件4固定后呈现水平位置。
根据本发明另一实施例，如图7所示，加工夹具还可以包括可安装在机床尾座5上的轴类零件定位套6，轴类零件定位套6的前端开设有与轴类加工件4的端部匹配的开口，轴类零件定位套6的底部开有反面锥孔15，机床尾座5的尾座顶尖8与反面锥孔15匹配，需加工的轴类加工件4固定在端面驱动夹具3和安装到底座9尾尖上的轴类零件定位套6之间。
轴类零件定位套6的前端开设有与轴类加工件4的端部匹配的开口便于与轴类加工件4之间的连接，轴类零件定位套6上表面右侧设置有固定孔，所述轴类加工件4的左端上表面设置有固定槽，所述固定孔与固定槽相匹配，通过再固定孔和固定槽内连接螺杆，将轴类零件定位套6与轴类加工件4之间牢牢地固定住，可根据实际状况来决定固定孔和固定槽的数量；连接好轴类零件定位套6和轴类加工件4之后，机床尾座5上的尾座顶尖8与反面锥孔15匹配连接，两者之间属于点连接，当轴类加工件4高速转动的时候，尾座顶尖8与反面锥孔15之间的摩擦非常小，提高了机床旋转轴的输出效率。
根据本发明实施例提出的轴类零件的加工设备包括机床和上面描述的加工夹具，机床包括具有旋转轴的机床转台1、连接到机床转台1的卡盘2，以及机床尾座5；端面驱动夹具3主体为受旋转轴驱动的转盘，转盘固定安装在卡盘2上。转盘能够带动卡盘2上的端面驱动夹具3高速旋转。
在可选实施例中，机床转台1是四轴转台，卡盘2是四爪卡盘2。四轴转台作为常规的动力输出设备，四爪卡盘2作为常见的机械夹具，部件的尺寸、规格或材质大都相同，便于维修时更换零部件。
应用上面描述的加工夹具的加工设备包括车床、铣床或磨床，如图1-图3所示。车床、铣床或磨床能够对端面驱动夹具3上的轴类加工件4进行进一步的加工处理。
根据本发明实施例，提出了上面描述的加工夹具的使用方法，该使用方法包括：
将端面驱动夹具3主体的锥形凸台7与需加工的轴类加工件4上的锥孔13定位；
在一实施例中，用紧锁螺钉10穿入贯穿底座9和锥形凸台7的固定通孔12并伸入轴类加工件4的锥孔13从而将轴类加工件4锁紧固定。
首先利用锥形凸台7与轴类加工件4进行定位处理，确保轴类加工件4与底座9之间的连接面处于一个水平平面上，便于轴类加工件4与底座9之间的贴合，然后将紧锁螺钉10穿入贯穿底座9和锥形凸台7的固定通孔12并伸入轴类加工件4的锥孔13从而将轴类加工件4锁紧固定。
该使用方法还包括：
用一个或多个尖头螺钉11穿过贯穿底座9的一个或多个牙孔14后，使尖头螺钉11的尖头与轴类加工件4的端面接触并压入一定的深度。
在一实施例中，一个或多个尖头螺钉11穿过贯穿底座9的一个或多个牙孔14后，与轴类加工件4中心的紧锁螺钉10形成多方位的横向连接，使轴类加工件4与底座9之间不易发展相对的纵向位移，使尖头螺钉11的尖头与轴类加工件4的端面接触并压入一定的深度，进一步确定尖头螺钉11的连接稳定性。
所述方法还包括：
将夹持轴类加工件4的一端的端面驱动夹具3安装到与机床转台1连接的四爪卡盘2上，机床转台1的旋转轴能够驱动端面驱动夹具3转动；
用机床尾座5的尾座顶尖8将轴类加工件4的与一端相对的另一端的端面顶紧，从而将轴类加工件4固定在端面驱动夹具3和尾座顶尖8之间。
在一实施例中，调整好四爪卡盘2的张开角度，再将夹持轴类加工件4的一端的端面驱动夹具3安装到与机床转台1连接的四爪卡盘2上，转动四爪卡盘2上的紧锁螺杆，使四爪卡盘2上的卡爪将端面驱动夹具3牢牢地卡住，从而将端面驱动夹具3固定住。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轴类零件的加工夹具，其特征在于，所述加工夹具包括端面驱动夹具(3)，所述端面驱动夹具(3)通过卡盘(2)安装到机床转台(1)，所述机床转台(1)具有与所述卡盘(2)固定连接的机床旋转轴；
所述端面驱动夹具(3)包括活动安装在所述卡盘(2)上的端面驱动夹具主体和紧锁螺钉(10)，所述端面驱动夹具(3)主体包括底座(9)和从所述底座(9)延伸出一定高度的凸台(7)，所述端面驱动夹具主体开有从所述底座(9)中心贯穿到所述凸台(7)中心的固定通孔(12)；
其中，所述凸台(7)与需加工的轴类加工件(4)的一端端面中心开设的连接孔(13)适配，所述连接孔(13)包括自端面向内延伸的用于与所述凸台(7)外圆周适配的孔部分和继续向内延伸的用于与所述紧锁螺钉(10)适配的孔部分，所述紧锁螺钉(10)贯穿所述固定通孔(12)并伸入所述轴类加工件(4)的所述连接孔(13)内部与其适配的孔部分。
2.根据权利要求1所述的轴类零件的加工夹具，其特征在于，所述底座(9)开设有绕所述固定通孔(12)布置的多个贯穿的牙孔(14)，所述端面驱动夹具(3)还包括多个尖头螺钉(11)，所述多个尖头螺钉(11)穿过所述多个牙孔(14)与所述轴类加工件(4)的所述端面接触并压入一定的深度；所述底座(9)为圆台底座(9)。
3.根据权利要求1所述的轴类零件的加工夹具，其特征在于，所述加工夹具还包括安装在机床尾座(5)上的尾座顶尖(8)，所述尾座顶尖(8)顶紧所述轴类加工件(4)的另一端的端面从而将所述需加工的轴类加工件(4)固定在所述端面驱动夹具(3)和所述尾座顶尖(8)之间；
所述凸台(7)包括截顶圆锥形凸台，所述连接孔(13)的用于与所述凸台(7)外圆周适配的孔部分包括外宽内窄的锥孔。
4.根据权利要求1所述的轴类零件的加工夹具，其特征在于，所述加工夹具还包括可安装在机床尾座(5)上的轴类零件定位套(6)，所述轴类零件定位套(6)的前端开设有与所述轴类加工件(4)的端部匹配的开口，所述轴类零件定位套(6)的底部开有反面锥孔(15)，所述机床尾座(5)的尾座顶尖(8)与所述反面锥孔(15)匹配，所述需加工的轴类加工件(4)固定在所述端面驱动夹具(3)和安装到所述尾座顶尖(8)上的所述轴类零件定位套(6)之间。
5.一种轴类零件的加工设备，其特征在于，所述加工设备包括机床和权利要求1到4任一项所述的加工夹具，所述机床包括具有旋转轴的机床转台(1)、连接到所述机床转台(1)的卡盘(2)，以及机床尾座(5)；
所述端面驱动夹具主体为受所述旋转轴驱动的转盘，所述转盘固定在所述卡盘(2)上。
6.根据权利要求5所述的轴类零件的加工设备，其特征在于，所述机床转台(1)是四轴转台，所述卡盘(2)是四爪卡盘(2)。
7.根据权利要求5所述的轴类零件的加工设备，其特征在于，所述加工设备包括车床、铣床或磨床。
8.一种轴类零件加工夹具的使用方法，其特征在于，所述方法应用权利要求1-4任一项所述的加工夹具，所述方法包括：
将端面驱动夹具(3)主体的截顶圆锥形凸台(7)与需加工的轴类加工件(4)上的连接孔(13)的锥孔部分定位；
用紧锁螺钉(10)穿入贯穿所述底座(9)和所述截顶圆锥形凸台(7)的固定通孔(12)并伸入所述轴类加工件(4)的所述连接孔(13)内的与所述紧锁螺钉(10)适配的孔部分从而将所述轴类加工件(4)锁紧固定。
9.根据权利要求8所述的轴类零件加工夹具的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：
用多个尖头螺钉(11)穿过贯穿所述底座(9)的多个牙孔(14)后，使所述尖头螺钉(11)的尖头与所述轴类加工件(4)的端面接触并压入一定的深度。
10.根据权利要求8或9所述的轴类零件加工夹具的使用方法，其特征在于，所述方法还包括：
将夹持所述轴类加工件(4)的一端的端面驱动夹具(3)安装到与机床转台(1)连接的四爪卡盘(2)上，所述机床转台(1)的旋转轴能够驱动端面驱动夹具(3)转动；
用机床尾座(5)的尾座顶尖(8)将所述轴类加工件(4)的与所述一端相对的另一端的端面顶紧，从而将所述轴类加工件(4)固定在所述端面驱动夹具(3)和所述尾座顶尖(8)之间。
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