CN109093422B - 用于环形件加工的夹具及环形件加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于环形件加工的夹具及环形件加工方法。用于环形件加工的夹具，包括用于环形件的底面支靠并带动环形件旋转的底座、多个设置于底座中部并用于分别沿底座的径向移动以顶抵环形件的内型面使环形件与底座同轴以便加工环形件的顶面和外型面的顶抵机构以及设置于底座外围并用于压紧环形件的顶面以便加工环形件的内型面的压紧机构，通过在撤除顶抵机构对环形件的内型面的顶抵之前用压紧机构压紧环形件的顶面，以保证环形件的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致。压紧机构无缝接替顶抵机构对环形件进行限位，保证环形件不会发生位置变动，环形件的内型面加工时环形件仍然与主轴同轴。
Description
技术领域
本发明涉及环形件加工技术领域，特别地，涉及一种用于环形件加工的夹具及环形件加工方法。
背景技术
环形件广泛应用于冶金、石油化工、航空、航天等工业领域中。目前环形件的型面加工分两道工序进行，先用夹具装夹外型面以外型面为基准加工内型面，再用夹具装夹内型面以内型面为基准加工外型面，两次装夹造成的基准转换影响了环形件的定位精度。由于内型面和外型面是分开装夹加工，为保证环形件的形位公差要求，两道工序的加工精度需要提高，无形中大大增加了环形件的加工难度，而且夹具的制造精度和难度也大大提高。
发明内容
本发明提供了一种用于环形件加工的夹具及环形件加工方法，以解决环形件加工时两次装夹造成的基准转换影响环形件的定位精度的问题。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种用于环形件加工的夹具，包括用于环形件的底面支靠并带动环形件旋转的底座、多个设置于底座中部并用于分别沿底座的径向移动以顶抵环形件的内型面使环形件与底座同轴以便加工环形件的顶面和外型面的顶抵机构以及设置于底座外围并用于压紧环形件的顶面以便加工环形件的内型面的压紧机构，通过在撤除顶抵机构对环形件的内型面的顶抵之前用压紧机构压紧环形件的顶面，以保证环形件的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致。
进一步地，顶抵机构包括用于与底座滑动配合的滑块、设置于底座上并用于防止滑块跟随底座旋转时发生松脱的限位机构、可拆卸安装于滑块上并用于顶抵环形件的内型面的定位块以及用于驱动滑块移动进而带动定位块沿底座的径向移动以顶抵环形件的内型面的第一驱动机构。
进一步地，限位机构包括设置于滑块远离底座一侧的第一盖板和第二盖板，第一盖板和第二盖板间隔设置于定位块的两侧。
进一步地，第一驱动机构包括用于与滑块的斜面配合的斜体以及用于驱动斜体沿底座的轴向移动进而推动滑块移动并带动定位块移动以顶抵环形件的内型面的第二驱动机构。
进一步地，第二驱动机构包括设置于底座上并用于穿过斜体的心轴、套设于心轴上并处于斜体的限位槽内的限位件以及螺纹套设于心轴上并用于通过旋转以顶抵限位件进而使限位件顶抵斜体并推动斜体沿底座的轴向移动的第一螺母；夹具还包括用于旋转第一螺母的扳手。
进一步地，底座上设有用于使滑块复位以带动定位块移动进而撤除顶抵机构对环形件的内型面的顶抵的复位机构。
进一步地，复位机构包括安装于底座上并处于滑块的滑槽内的螺栓以及设置于滑块与螺栓之间的弹簧。
进一步地，压紧机构包括用于压紧环形件的顶面的压板、用于穿过压板上的螺杆孔并固定在底座上的螺杆以及通过与螺杆上的螺纹拧紧使压板压紧环形件的顶面的第二螺母。
进一步地，螺杆孔采用用于压板沿环形件的厚度方向移动调节以适应不同厚度的环形件的腰形孔。
本发明另一方面提供了一种环形件加工方法，采用上述的用于环形件加工的夹具，包括以下步骤：a、将环形件的底面支靠在夹具的底座上，用顶抵机构顶抵环形件的内型面使环形件与底座同轴；b、对环形件的顶面和外型面进行加工；c、用压紧机构压紧环形件的顶面，然后撤除顶抵机构对环形件的内型面的顶抵，使环形件的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致；d、对环形件的内型面进行加工。
本发明具有以下有益效果：
本发明的用于环形件加工的夹具，包括底座、顶抵机构以及压紧机构。底座安装于机床的主轴上并与主轴同轴，环形件的底面支靠在底座上。当机床启动时，主轴旋转带动底座以及环形件旋转。多个顶抵机构分别沿底座的径向移动，多个顶抵机构从不同方向顶抵环形件的内型面，使环形件与底座同轴，从而使环形件与主轴同轴。顶抵机构顶抵环形件的内型面，不会对环形件的顶面和外型面形成阻挡，便于对环形件的顶面和外型面进行加工。压紧机构从底座的外围压紧环形件的顶面，不会对环形件的内型面形成阻挡，便于对环形件的内型面进行加工。环形件的顶面以及外型面加工完成后，先用压紧机构压紧环形件的顶面，再撤除顶抵机构对环形件的内型面的顶抵，然后进行环形件的内型面加工。压紧机构无缝接替顶抵机构对环形件进行限位，保证环形件不会发生位置变动，环形件的内型面加工时环形件仍然与主轴同轴，使环形件的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致。本发明的用于环形件加工的夹具，不需要重复装夹找正，避免了两次装夹所造成的基准转换，提升了产品质量和精度，减少了劳动强度，缩短了加工时间，提高了加工效率。另外，由两套夹具减少为一套夹具，降低了成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的用于环形件加工的夹具的示意图之一；
图2是本发明优选实施例的用于环形件加工的夹具的示意图之二。
附图标记说明：
1、环形件；2、底座；3、滑块；4、定位块；5、第一盖板；6、第二盖板；7、斜体；8、心轴；9、限位槽；10、限位件；11、第一螺母；12、扳手；13、滑槽；14、螺栓；15、弹簧；16、压板；17、螺杆孔；18、螺杆；19、第二螺母。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是本发明优选实施例的用于环形件加工的夹具的示意图之一；图2是本发明优选实施例的用于环形件加工的夹具的示意图之二。
如图1和图2所示，本实施例的用于环形件加工的夹具，包括用于环形件1的底面支靠并带动环形件1旋转的底座2、多个设置于底座2中部并用于分别沿底座2的径向移动以顶抵环形件1的内型面使环形件1与底座2同轴以便加工环形件1的顶面和外型面的顶抵机构以及设置于底座2外围并用于压紧环形件1的顶面以便加工环形件1的内型面的压紧机构，通过在撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵之前用压紧机构压紧环形件1的顶面，以保证环形件1的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致。本发明的用于环形件加工的夹具，包括底座2、顶抵机构以及压紧机构。底座2安装于机床的主轴上并与主轴同轴，环形件1的底面支靠在底座2上。当机床启动时，主轴旋转带动底座2以及环形件1旋转。多个顶抵机构分别沿底座2的径向移动，多个顶抵机构从不同方向顶抵环形件1的内型面，使环形件1与底座2同轴，从而使环形件1与主轴同轴。顶抵机构顶抵环形件1的内型面，不会对环形件1的顶面和外型面形成阻挡，便于对环形件1的顶面和外型面进行加工。压紧机构从底座2的外围压紧环形件1的顶面，不会对环形件1的内型面形成阻挡，便于对环形件1的内型面进行加工。环形件1的顶面以及外型面加工完成后，先用压紧机构压紧环形件1的顶面，再撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵，然后进行环形件1的内型面加工。压紧机构无缝接替顶抵机构对环形件1进行限位，保证环形件1不会发生位置变动，环形件1的内型面加工时环形件1仍然与主轴同轴，使环形件1的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致。本发明的用于环形件加工的夹具，不需要重复装夹找正，避免了两次装夹所造成的基准转换，提升了产品质量和精度，减少了劳动强度，缩短了加工时间，提高了加工效率。另外，由两套夹具减少为一套夹具，降低了成本。
如图1和图2所示，本实施例中，顶抵机构包括用于与底座2滑动配合的滑块3、设置于底座2上并用于防止滑块3跟随底座2旋转时发生松脱的限位机构、可拆卸安装于滑块3上并用于顶抵环形件1的内型面的定位块4以及用于驱动滑块3移动进而带动定位块4沿底座2的径向移动以顶抵环形件1的内型面的第一驱动机构。滑块3在第一驱动机构的驱动和限位机构的限位作用下可以沿底座2的径向移动，安装于滑块3上的定位块4随着滑块3沿底座2的径向移动，使定位块4顶抵环形件1的内型面。定位块4可拆卸安装于滑块3上，当需要撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵时，移动滑块3使定位块4与环形件1的内型面分离，将定位块4从滑块3上拆下，即可对环形件1的内型面进行加工。
如图1和图2所示，本实施例中，限位机构包括设置于滑块3远离底座2一侧的第一盖板5和第二盖板6，第一盖板5和第二盖板6间隔设置于定位块4的两侧。第一盖板5和第二盖板6间隔设置，第一盖板5从滑块3远离底座2一侧对滑块3靠近底座2的轴心的一端进行限位，第二盖板6从滑块3远离底座2一侧对滑块3靠近底座2的轴心的另一端进行限位，保证滑块3在跟随底座2旋转时不会发生松脱。
如图1和图2所示，本实施例中，第一驱动机构包括用于与滑块3的斜面配合的斜体7以及用于驱动斜体7沿底座2的轴向移动进而推动滑块3移动并带动定位块4移动以顶抵环形件1的内型面的第二驱动机构。滑块3靠近底座2的轴心的一端设有斜面，斜体7与滑块3的斜面相互契合，在第二驱动机构的驱动下，斜体7沿底座2的轴向移动，斜体7推动滑块3移动，滑块3移动带动定位块4移动从而顶抵环形件1的内型面。
如图1和图2所示，本实施例中，第二驱动机构包括设置于底座2上并用于穿过斜体7的心轴8、套设于心轴8上并处于斜体7的限位槽9内的限位件10以及螺纹套设于心轴8上并用于通过旋转以顶抵限位件10进而使限位件10顶抵斜体7并推动斜体7沿底座2的轴向移动的第一螺母11。通过旋转第一螺母11，使第一螺母11顶抵限位件10，限位件10顶抵斜体7并推动斜体7沿底座2的轴向移动。通过反向旋转第一螺母11，使第一螺母11与限位件10分离，然后轴向移动斜体7，即可移动滑块3使定位块4与环形件1的内型面分离。可选地，第一螺母11与限位件10一体设置，反向旋转第一螺母11时，限位件10跟随第一螺母11旋转移动，限位件10顶抵限位槽9的槽壁进而带动斜体7轴向移动。可选地，夹具还包括用于旋转第一螺母11的扳手12。采用扳手12旋转第一螺母11，可以减少人力，提高操作便捷性。
如图1所示，本实施例中，底座2上设有用于使滑块3复位以带动定位块4移动进而撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵的复位机构。复位机构可以使滑块3复位进而带动定位块4移动，当需要撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵时，不需要人工手动移动滑块3，可以减少人力，提高操作便捷性。可选地，复位机构采用沿底座2的径向设置并用于顶推滑块3复位的顶推机构。
如图1所示，本实施例中，复位机构包括安装于底座2上并处于滑块3的滑槽13内的螺栓14以及设置于滑块3与螺栓14之间的弹簧15。第一驱动机构驱动滑块3移动使弹簧15压缩，当第一驱动机构不再驱动滑块3移动时，弹簧15自动复位并推动滑块3移动。
如图2所示，本实施例中，压紧机构包括用于压紧环形件1的顶面的压板16、用于穿过压板16上的螺杆孔17并固定在底座2上的螺杆18以及通过与螺杆18上的螺纹拧紧使压板16压紧环形件1的顶面的第二螺母19。压板16压住环形件1的顶面，通过拧紧第二螺母19，第二螺母19与螺杆18上的螺纹配合下压压板16，使压板16压紧环形件1的顶面。
如图2所示，本实施例中，螺杆孔17采用用于压板16沿环形件1的厚度方向移动调节以适应不同厚度的环形件1的腰形孔。腰形孔预留了一定的移动空间，使压板16可以沿腰形孔的长度方向移动，压板16覆盖的范围随之变化，可以适应各种不同厚度的环形件1。
本发明的优选实施例还提供了一种环形件加工方法，采用上述的用于环形件加工的夹具，包括以下步骤：a、将环形件1的底面支靠在夹具的底座2上，用顶抵机构顶抵环形件1的内型面使环形件1与底座2同轴；b、对环形件1的顶面和外型面进行加工；c、用压紧机构压紧环形件1的顶面，然后撤除顶抵机构对环形件1的内型面的顶抵，使环形件1的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致；d、对环形件1的内型面进行加工。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于环形件加工的夹具，其特征在于，
包括用于环形件（1）的底面支靠并带动所述环形件（1）旋转的底座（2）、多个设置于所述底座（2）中部并用于分别沿所述底座（2）的径向移动以顶抵所述环形件（1）的内型面使所述环形件（1）与所述底座（2）同轴以便加工所述环形件（1）的顶面和外型面的顶抵机构以及设置于所述底座（2）外围并用于压紧所述环形件（1）的顶面以便加工所述环形件（1）的内型面的压紧机构，
通过在撤除所述顶抵机构对所述环形件（1）的内型面的顶抵之前用所述压紧机构压紧所述环形件（1）的顶面，以保证所述环形件（1）的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致；
所述顶抵机构包括用于与所述底座（2）滑动配合的滑块（3）、设置于所述底座（2）上并用于防止所述滑块（3）跟随所述底座（2）旋转时发生松脱的限位机构、可拆卸安装于所述滑块（3）上并用于顶抵所述环形件（1）的内型面的定位块（4）以及用于驱动所述滑块（3）移动进而带动所述定位块（4）沿所述底座（2）的径向移动以顶抵所述环形件（1）的内型面的第一驱动机构；
所述限位机构包括设置于所述滑块（3）远离所述底座（2）一侧的第一盖板（5）和第二盖板（6），
所述第一盖板（5）和所述第二盖板（6）间隔设置于所述定位块（4）的两侧；
所述第一驱动机构包括用于与所述滑块（3）的斜面配合的斜体（7）以及用于驱动所述斜体（7）沿所述底座（2）的轴向移动进而推动所述滑块（3）移动并带动所述定位块（4）移动以顶抵所述环形件（1）的内型面的第二驱动机构；
所述压紧机构包括用于压紧所述环形件（1）的顶面的压板（16）、用于穿过所述压板（16）上的螺杆孔（17）并固定在所述底座（2）上的螺杆（18）以及通过与所述螺杆（18）上的螺纹拧紧使所述压板（16）压紧所述环形件（1）的顶面的第二螺母（19）。
2.根据权利要求1所述的用于环形件加工的夹具，其特征在于，
所述第二驱动机构包括设置于所述底座（2）上并用于穿过所述斜体（7）的心轴（8）、套设于所述心轴（8）上并处于所述斜体（7）的限位槽（9）内的限位件（10）以及螺纹套设于所述心轴（8）上并用于通过旋转以顶抵所述限位件（10）进而使所述限位件（10）顶抵所述斜体（7）并推动所述斜体（7）沿所述底座（2）的轴向移动的第一螺母（11）；
所述夹具还包括用于旋转所述第一螺母（11）的扳手（12）。
3.根据权利要求1所述的用于环形件加工的夹具，其特征在于，
所述底座（2）上设有用于使所述滑块（3）复位以带动所述定位块（4）移动进而撤除所述顶抵机构对所述环形件（1）的内型面的顶抵的复位机构。
4.根据权利要求3所述的用于环形件加工的夹具，其特征在于，
所述复位机构包括安装于所述底座（2）上并处于所述滑块（3）的滑槽（13）内的螺栓（14）以及设置于所述滑块（3）与所述螺栓（14）之间的弹簧（15）。
5.根据权利要求1所述的用于环形件加工的夹具，其特征在于，
所述螺杆孔（17）采用用于所述压板（16）沿所述环形件（1）的厚度方向移动调节以适应不同厚度的所述环形件（1）的腰形孔。
6.一种环形件加工方法，采用权利要求1~5任一项所述的用于环形件加工的夹具，其特征在于，包括以下步骤：
a、将环形件（1）的底面支靠在夹具的底座（2）上，用顶抵机构顶抵所述环形件（1）的内型面使所述环形件（1）与所述底座（2）同轴；
b、对所述环形件（1）的顶面和外型面进行加工；
c、用压紧机构压紧所述环形件（1）的顶面，然后撤除顶抵机构对所述环形件（1）的内型面的顶抵，使所述环形件（1）的内型面加工的定位基准与顶面加工的定位基准以及外型面加工的定位基准保持一致；
d、对所述环形件（1）的内型面进行加工。
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