CN109648365B - 一种薄壁管状零件的装夹装置 - Google Patents

一种薄壁管状零件的装夹装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种薄壁管状零件的装夹装置，属于机械加工领域。在需要加工薄壁管状零件时，将两个夹紧组件分别与薄壁管状零件的两端连接。薄壁管状零件的一端与其中一个夹紧组件的多个定位单元连接，薄壁管状零件位于每个定位单元的支撑板与弧形支撑板之间。在需要夹紧薄壁管状零件时，可控制压紧组件将弧形支撑块的弧形面与薄壁管状零件的内壁相抵，进而调节支撑螺栓使弧形支撑块的一端与薄壁管状零件的外壁相抵，薄壁管状零件的位置在弧形支撑块与支撑螺栓的相互作用下得到固定，进而可对薄壁管状零件的外壁进行加工。使用这种装夹装置，薄壁管状零件产生的变形较小，薄壁管状零件的加工精度得到提高。

Description

一种薄壁管状零件的装夹装置
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种薄壁管状零件的装夹装置。
背景技术
薄壁管状零件，如铜套等，在许多机械装置中均得到了广泛应用。这类薄壁管状零件的外壁在加工过程中通常需要使用辅助装置来进行定位和装夹，减小薄壁管状零件在加工中会产生的振动与变形，保证薄壁管状零件的外壁的加工精度。
当前的辅助装置通常包括设置在机床上的四爪卡盘与定位法兰，在对薄壁管状零件进行外圆加工时，两个定位法兰均同轴设置在薄壁管状零件内，两个定位法兰与薄壁管状零件为过渡配合，对薄壁管状零件进行支撑，两个四爪卡盘分别设置在薄壁管状零件的两端，两个定位法兰位于两个四爪卡盘之间，四爪卡盘的四个爪将薄壁管状零件撑开涨紧，进而对薄壁管状零件的外圆进行加工。
但在这种结构中，薄壁管状零件与定位法兰之间的连接会使得薄壁管状零件发生变形，并且在加工完薄壁管状零件的外圆之后，将定位法兰从薄壁管状零件内拿出可能会带来薄壁管状零件的进一步变形，影响薄壁管状零件的加工精度。
发明内容
本发明实施例提供了一种薄壁管状零件的装夹装置，用于提高薄壁管状零件的加工精度。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种薄壁管状零件的装夹装置，所述薄壁管状零件的装夹装置包括两个夹紧组件，所述两个夹紧组件间隔设置，
每个所述夹紧组件均包括装夹法兰与多个定位单元，所述多个定位单元沿所述装夹法兰的周向等间距设置在所述装夹法兰上，
每个所述定位单元均包括支撑板、弧形支撑块与压紧结构，所述支撑板垂直设置在所述装夹法兰上，所述支撑板上设置有支撑螺栓，所述支撑板与所述支撑螺栓螺纹配和，所述支撑螺栓的轴线与所述装夹法兰的一条直径平行，
所述弧形支撑块与所述支撑板间隔设置，所述弧形支撑块上设置有弧形面，所述弧形面在所述装夹法兰的表面所在的平面上的投影为弧形，所述弧形支撑块的弧形面朝向所述支撑板设置，所述压紧结构与所述弧形支撑块连接，所述压紧结构用于将所述弧形支撑块压紧在所述薄壁管状零件的内壁上。
可选地，所述压紧结构包括挡板与至少两个压紧螺栓，所述挡板与所述支撑板间隔设置在所述装夹法兰上，所述弧形支撑块位于所述支撑板与所述压紧结构之间，所述至少两个压紧螺栓均插设在所述挡板上，所述至少两个压紧螺栓的轴线均平行所述支撑螺栓的轴线，所述至少两个压紧螺栓的靠近所述支撑板的一端与所述弧形支撑块螺纹连接。
可选地，所述弧形面上设置有定位槽，所述定位槽的侧壁与所述弧形面平行，所述定位槽的底面平行所述装夹法兰的表面。
可选地，所述定位单元还包括导向销，所述导向销的一端与所述弧形支撑块连接，所述导向销的另一端与所述装夹法兰连接。
可选地，所述装夹法兰上设置有与所述导向销配合的导向孔，所述导向孔在所述装夹法兰的表面所在的平面上的投影为腰形，所述导向孔的长度方向平行所述压紧螺栓的轴线。
可选地，所述导向销包括圆柱主体与圆柱凸起，所述圆柱主体与所述圆柱凸起同轴连接，所述圆柱凸起的直径大于所述圆柱主体的直径，所述圆柱主体插设在所述导向孔内，所述弧形支撑块上设置有安装槽，所述圆柱凸起插设在所述安装槽内。
可选地，所述定位单元还包括滑块，所述装夹法兰上设置有沿所述装夹法兰的径向延伸的滑槽，所述滑块设置在所述滑槽内，所述滑块远离所述装夹法兰的一端与所述弧形支撑块连接。
可选地，所述滑槽为燕尾槽，所述滑块与所述燕尾槽相配合。
可选地，所述滑槽的底部开有凹槽，所述凹槽沿所述装夹法兰的径向延伸。
可选地，所述装夹法兰包括圆环、圆形板与多个连接筋板，所述圆形板与所述圆环同轴设置，每个所述连接筋板均连接在所述圆形板与所述圆环之间。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在需要加工薄壁管状零件时，将两个夹紧组件分别与薄壁管状零件的两端连接，两个夹紧组件与薄壁管状零件的连接方式相同。其中一个夹紧组件中的装夹法兰同轴设置在薄壁管状零件的一端，且薄壁管状零件的一端与其中一个夹紧组件的多个定位单元连接，薄壁管状零件位于每个定位单元的支撑板与弧形支撑板之间。在需要夹紧薄壁管状零件时，可控制压紧组件将弧形支撑块的弧形面与薄壁管状零件的内壁相抵，进而调节支撑螺栓使弧形支撑块的一端与薄壁管状零件的外壁相抵，弧形支撑块的弧形面与薄壁管状零件的内壁良好配合，薄壁管状零件的位置在弧形支撑块与支撑螺栓的相互作用下得到固定，进而可对薄壁管状零件的外壁进行加工。使用这种装夹装置，薄壁管状零件在加工外壁时产生的变形较小，薄壁管状零件的加工精度得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，
图1是本发明实施例提供的一种薄壁管状零件的装夹装置的使用状态示意图；
图2是本发明实施例提供的夹紧组件的俯视图；
图3是本发明实施例提供的弧形支撑块的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的装夹法兰与弧形支撑块的装配示意图；
图5是本发明实施例提供的导向销与装夹法兰的连接示意图；
图6是本发明实施例提供的装夹法兰的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种薄壁管状零件的装夹装置的使用状态示意图，如图1所示，薄壁管状零件的装夹装置包括夹紧组件1与夹紧组件2，夹紧组件1与夹紧组件2夹紧组件间隔设置，且夹紧组件1与夹紧组件2分别设置在薄壁管状零件3的两端。
夹紧组件1与夹紧组件2的结构相同，以下以夹紧组件1为例进行说明。
图2是本发明实施例提供的夹紧组件的俯视图，结合图1与图2，夹紧组件1包括装夹法兰11与多个定位单元12，多个定位单元12沿装夹法兰11的周向等间距设置在装夹法兰11上。
每个定位单元12均包括支撑板121、弧形支撑块122与压紧结构123，支撑板121垂直设置在装夹法兰11上，支撑板121上设置有支撑螺栓124，支撑板121与支撑螺栓124螺纹配和，支撑螺栓124的轴线124a与装夹法兰11的一条直径平行。
弧形支撑块122与支撑板121间隔设置，弧形支撑块122上设置有弧形面122a，弧形面122a在装夹法兰11的表面所在的平面上的投影为弧形，弧形支撑块122的弧形面122a朝向支撑板121设置，压紧结构123与弧形支撑块122连接，压紧结构123用于将弧形支撑块122压紧在薄壁管状零件3的内壁上。
在需要加工薄壁管状零件3时，将两个夹紧组件1分别与薄壁管状零件3的两端连接，两个夹紧组件1与薄壁管状零件3的连接方式相同。其中一个夹紧组件1中的装夹法兰11同轴设置在薄壁管状零件3的一端，且薄壁管状零件3的一端与其中一个夹紧组件1的多个定位单元12连接，薄壁管状零件3位于每个定位单元12的支撑板121与弧形支撑板121之间。在需要夹紧薄壁管状零件3时，可控制压紧组件将弧形支撑块122的弧形面122a与薄壁管状零件3的内壁相抵，进而调节支撑螺栓124使弧形支撑块122的一端与薄壁管状零件3的外壁相抵，弧形支撑块122的弧形面122a与薄壁管状零件的内壁良好配合，薄壁管状零件3的位置在弧形支撑块122与支撑螺栓124的相互作用下得到固定，进而可对薄壁管状零件3的外壁进行加工。使用这种装夹装置，薄壁管状零件3在加工外壁时产生的变形较小，薄壁管状零件的加工精度得到提高。
如图2所示，压紧结构123可包括挡板123a与至少两个压紧螺栓123b，挡板123a与支撑板121间隔设置在装夹法兰11上，弧形支撑块122位于支撑板121与压紧结构123之间，至少两个压紧螺栓123b均插设在挡板123a上，至少两个压紧螺栓123b的轴线均平行支撑螺栓124的轴线，至少两个压紧螺栓123b的靠近支撑板121的一端与弧形支撑块122螺纹连接。在需要将弧形支撑块122压紧在薄壁管状零件3的内壁上时，可转动两个压紧螺栓123b，使两个压紧螺栓123b在装夹法兰11的径向上产生位移，两个压紧螺栓123b靠近支撑板121的一端的弧形支撑块122则会随同两个压紧螺栓123b一起在装夹法兰11的径向上产生位移，进而使得弧形支撑块122可压紧在薄壁管状零件3的内壁上。这种结构较为简单简便，且结构较为稳定。
并且这种结构可配合支撑块上的支撑螺栓124，可改变弧形支撑块122的弧形面122a与支撑块之间的最短距离，使弧形支撑块122与支撑块可夹紧不同直径的薄壁管状零件3，提高该装夹装置的通用性。
如图2所示，弧形支撑块122可为对称结构，支撑螺栓124的轴线在弧形支撑块122的对称面122b上。这种设置可保证弧形支撑块122与薄壁管状零件3的内壁贴合更为紧密，更为有效地夹紧薄壁管状零件3以减小薄壁管状零件3在加工时可能会出现的振动。
图3是本发明实施例提供的弧形支撑块的结构示意图，结合图1～图3，弧形支撑块122的弧形面122a上可设置有定位槽1221，定位槽1221的侧壁1221a与弧形面122a平行，定位槽1221的底面1221b与装夹法兰11的表面11a平行。薄壁管状零件3的一端的端面可支撑在定位槽1221的底面1221b上，而定位槽1221的侧壁1221a则配合支撑块将薄壁管状零件3夹紧，这种设置可便于薄壁管状零件3在夹紧组件1上的拆卸，也可尽量减小薄壁管状零件3在安装至夹紧组件1上可能产生的变形。
图4是本发明实施例提供的装夹法兰与弧形支撑块的装配示意图，如图4所示，定位单元12还可包括滑块126，装夹法兰11上设置有沿装夹法兰11的径向延伸的滑槽111，滑块126设置在滑槽111内，滑块126远离装夹法兰11的一端与弧形支撑块122连接。滑块126可对弧形支撑块122起到导向作用，使弧形支撑块122仅在装夹法兰11的径向上发生移动，保证弧形支撑块122对薄壁管状零件3的有效支撑。
如图4所示，滑槽111可为燕尾槽，滑块126与燕尾槽相配合。燕尾槽与滑块126的配合可避免滑块126在垂直装夹法兰11的表面11a的方向上产生移动，进而避免与滑块126相连的弧形支撑块122在垂直装夹法兰11的表面11a的方向上产生移动，避免出现薄壁管状零件3在加工时出现振动，保证薄壁管状零件3的加工精度。
如图4所示，滑槽111的底部开有凹槽112，凹槽112沿装夹法兰11的径向延伸。凹槽112可减小滑块126与滑槽111之间的接触面积，延长滑块126的使用寿命。
结合图2与图4，定位单元12还可包括导向销125，导向销125的一端与弧形支撑块122连接，导向销125的另一端与装夹法兰11连接。在对某一直径的薄壁管状零件3进行装夹时，导向销125的设置可建立弧形支撑块122与装夹法兰11之间的连接，在垂直装夹法兰11的表面11a的方向上对弧形支撑块122进行限位，避免出现弧形支撑块122晃动进而影响薄壁管状零件3的加工精度的情况。
结合图2与图4，导向销125可设置为两个，且两个导向销125对称设置在装夹法兰11上，两个导向销125的对称面为弧形支撑块122的对称面122b所在平面。两个导向销125的设置可增大弧形支撑块122的稳定性，进一步提高薄壁管状零件3的加工精度。
图5是本发明实施例提供的导向销与装夹法兰的连接示意图，结合图4与图5，装夹法兰11上可设置有与导向销125配合的导向孔11b，导向孔11b在装夹法兰11的表面11a所在的平面上的投影为腰形，导向孔11b的长度方向平行压紧螺栓123b的轴线。导向销125可沿导向孔11b的长度方向在导向孔11b的内部进行一定的移动，这种设置可在弧形支撑块122夹紧不同直径的薄壁管状零件3时，实现弧形支撑块122与装夹法兰11之间的连接，提高不同直径的的薄壁管状零件3的加工精度。
结合图4与图5，导向销125可包括圆柱主体125a与圆柱凸起125b，圆柱主体125a与圆柱凸起125b同轴连接，圆柱凸起125b的直径大于圆柱主体125a的直径，圆柱凸起125b插设在导向孔11b内，弧形支撑块122上设置有安装槽122c，圆柱主体125a插设在安装槽122c内。这种设置可保证弧形支撑块122与装夹法兰11之间形成良好的连接。
可选地，在本发明实施例提供的情况中，导向孔11b可为盲孔，导向销125为圆柱形，同样可实现弧形支撑块122与装夹法兰11的连接，本发明对此不做限制。
图6是本发明实施例提供的装夹法兰的结构示意图，如图6所示，装夹法兰11可包括圆环113、圆形板114与多个连接筋板115，圆形板114与圆环113同轴设置，每个连接筋板115均连接在圆形板114与圆环113之间。这种结构可满足装夹法兰11的强度的同时，多个连接筋板115之间形成一定的间隙，便于工作人员的操作安装。
如图5所示，圆形板114上设置有与其同轴的定位孔116，定位孔116的设置便于装夹法兰11在机床上的定位。
滑槽111可设置在圆环113上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述薄壁管状零件的装夹装置包括两个夹紧组件，所述两个夹紧组件间隔设置，
每个所述夹紧组件均包括装夹法兰(11)与多个定位单元(12)，所述多个定位单元(12)沿所述装夹法兰(11)的周向等间距设置在所述装夹法兰(11)上，
每个所述定位单元(12)均包括支撑板(121)、弧形支撑块(122)与压紧结构(123)，所述支撑板(121)垂直设置在所述装夹法兰(11)上，所述支撑板(121)上设置有支撑螺栓(124)，所述支撑板(121)与所述支撑螺栓(124)螺纹配和，所述支撑螺栓(124)的轴线(124a)与所述装夹法兰(11)的一条直径平行，
所述弧形支撑块(122)与所述支撑板(121)间隔设置，所述弧形支撑块(122)上设置有弧形面(122a)，所述弧形面(122a)在所述装夹法兰(11)的表面(11a)所在的平面上的投影为弧形，所述弧形支撑块(122)的弧形面(122a)朝向所述支撑板(121)设置，所述压紧结构(123)与所述弧形支撑块(122)连接，所述压紧结构(123)用于将所述弧形支撑块(122)压紧在所述薄壁管状零件的内壁上，
所述弧形支撑块(122)为对称结构，所述支撑螺栓(124)的轴线在所述弧形支撑块(122)的对称面(122b)上，
所述弧形面(122a)上设置有定位槽(1221)，所述定位槽(1221)的侧壁(1221a)与所述弧形面(122a)平行，所述定位槽(1221)的底面(1221b)平行所述装夹法兰(11)的表面(11a)。
2.根据权利要求1所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述压紧结构(123)包括挡板(123a)与至少两个压紧螺栓(123b)，所述挡板(123a)与所述支撑板(121)间隔设置在所述装夹法兰(11)上，所述弧形支撑块(122)位于所述支撑板(121)与所述压紧结构(123)之间，所述至少两个压紧螺栓(123b)均插设在所述挡板(123a)上，所述至少两个压紧螺栓(123b)的轴线均平行所述支撑螺栓(124)的轴线(124a)，所述至少两个压紧螺栓(123b)的靠近所述支撑板(121)的一端与所述弧形支撑块(122)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述定位单元(12)还包括导向销(125)，所述导向销(125)的一端与所述弧形支撑块(122)连接，所述导向销(125)的另一端与所述装夹法兰(11)连接。
4.根据权利要求3所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述装夹法兰(11)上设置有与所述导向销(125)配合的导向孔(11b)，所述导向孔(11b)在所述装夹法兰(11)的表面(11a)所在的平面上的投影为腰形，所述导向孔(11b)的长度方向平行所述压紧螺栓(123b)的轴线。
5.根据权利要求4所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述导向销(125)包括圆柱主体(125a)与圆柱凸起(125b)，所述圆柱主体(125a)与所述圆柱凸起(125b)同轴连接，所述圆柱凸起(125b)的直径大于所述圆柱主体(125a)的直径，所述圆柱主体(125a)插设在所述导向孔(11b)内，所述弧形支撑块(122)上设置有安装槽(122c)，所述圆柱凸起(125b)插设在所述安装槽(122c)内。
6.根据权利要求1～5任一项所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述定位单元(12)还包括滑块(126)，所述装夹法兰(11)上设置有沿所述装夹法兰(11)的径向延伸的滑槽(111)，所述滑块(126)设置在所述滑槽(111)内，所述滑块(126)远离所述装夹法兰(11)的一端与所述弧形支撑块(122)连接。
7.根据权利要求6所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述滑槽(111)为燕尾槽，所述滑块(126)与所述燕尾槽相配合。
8.根据权利要求6所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述滑槽(111)的底部开有凹槽(112)，所述凹槽(112)沿所述装夹法兰(11)的径向延伸。
9.根据权利要求1～5任一项所述的薄壁管状零件的装夹装置，其特征在于，所述装夹法兰(11)包括圆环(113)、圆形板(114)与多个连接筋板(115)，所述圆形板(114)与所述圆环(113)同轴设置，每个所述连接筋板(115)均连接在所述圆形板(114)与所述圆环(113)之间。
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