CN109866054A - 一种多轴数控加工用组合夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴数控加工用组合夹具，包括装夹机构和定位机构，所述装夹机构包括底座和平行相间安装于所述底座上方的两侧座；两所述侧座上均安装有若干所述定位机构；所述定位机构包括壳体、套筒、凸轮、齿轮、第一驱动电机、第二驱动电机、顶针、夹紧块和压力监测组件。本发明专用于涡轮壳的装夹，装夹稳定性高，装夹效率高，能保证一次性装夹后实现涡轮壳加工面的多工序加工，提高加工效率和加工精度。

Description

一种多轴数控加工用组合夹具

技术领域

本发明涉及零件加工用装夹设备技术领域，尤其是涉及一种多轴数控加工用组合夹具。

背景技术

多轴数控加工能同时控制4个以上坐标轴的联动，将数控铣、数控镗、数控钻等功能组合在一起，零件在一次装夹后，可以对加工面进行铣、镗、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。随着数控技术的发展，多轴数控加工中心正在得到越来越为广泛的应用，其最大优点就是使原本复杂零件的加工变的容易了许多，并且缩短了加工周期，提高了表面的加工质量。多轴数控加工中心对零件加工前，需对零件进行装夹，非异类零件采用通用装夹工具（如压板、螺栓、螺母等）即可将其稳固地装夹在多轴数控加工中心的工作平台上，而异类零件需设计专用夹具完成装夹，在专用夹具的作用下，以保证异类零件有效稳固地装夹在多轴数控加工中心的工作平台上，提高装夹效率，且实现一次装夹后异类零件加工面的多工序加工，提高加工效率和加工精度。

现有涡轮增压器，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸；空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。然而现有涡轮增压器包括的涡轮壳，其涡轮壳属于异类零件，结构复杂，加工困难且所要求的加工工序多和加工精度高，而传统方法加工出来的涡轮壳，加工效率低，加工精度低，影响涡轮增压器的使用寿命和运行效率，因此有待设计一种专用夹具，以将涡轮壳稳固地装夹于多轴数控加工中心的工作平台上，实现涡轮壳一次装夹后，对加工面进行铣、镗、钻等多工序加工，有效地避免由于多次安装造成的定位误差，提高加工效率和加工精度。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种多轴数控加工用组合夹具，本发明专用于涡轮壳的装夹，装夹稳定性高，装夹效率高，能保证一次性装夹后实现涡轮壳加工面的多工序加工，提高加工效率和加工精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多轴数控加工用组合夹具，包括装夹机构和定位机构，所述装夹机构包括底座和平行相间安装于所述底座上方的两侧座；两所述侧座上均安装有若干所述定位机构；

所述定位机构包括壳体、套筒、凸轮、齿轮、第一驱动电机、第二驱动电机、顶针和夹紧块；所述壳体安装于所述侧座的外宽面；所述顶针的外表面设有齿条；所述套筒上设有滑槽；所述侧座上设有若干所述安装孔；

所述壳体与所述套筒相连接；所述第一驱动电机和第二驱动电机均安装于所述壳体内；所述套筒外套所述顶针；所述顶针穿过所述侧座的安装孔；

所述第一驱动电机与所述齿轮转动连接；所述齿轮与所述齿条相啮合；所述第二驱动电机与所述凸轮转动连接；所述夹紧块安装于所述滑槽内；且所述夹紧块与所述凸轮外表面相接触。

进一步地，所述定位机构还包括压力监测组件，所述顶针在位于两所述侧座之间的端部设有压力监测组件。

进一步地，所述压力监测组件包括罩合所述顶针端部的顶针帽和安装于所述顶针帽内部的压力传感器；所述顶针上设有与所述压力传感器相连接的传输线穿过的过线孔。

进一步地，所述装夹机构还包括夹紧组件，所述夹紧组件包括气缸和与所述气缸相连接的卡爪；所述侧座包括侧板和连接于所述侧板窄面的卡扣；所述底座上方设有与所述侧板相配合的定位凹槽；所述底座在所述定位凹槽处设有与所述卡扣相配合的卡槽；所述气缸安装于所述底座的下方；所述卡爪与所述卡扣相卡合；所述安装孔设于所述侧板上。

进一步地，所述底座上设有多个相间设置的定位凹槽，每定位凹槽处设有多个相间设置的所述卡槽。

进一步地，所述装夹机构还包括过渡磁铁；所述侧板窄面涂有磁性材料层；所述过渡磁铁两端均设有与所述侧板相卡合的凹槽。

进一步地，所述底座呈凹字型结构。

本发明的有益效果：本发明使用时，底座安装于多轴数控加工中心的工作平台上，涡轮壳位于两侧座之间，通过若干定位机构实现涡轮壳的夹紧定位，装夹稳定性高，装夹效率高，能保证一次性装夹后实现涡轮壳加工面的多工序加工，提高加工效率和加工精度。本发明侧座相对于底座能实现位置调整，以方便不同大小涡轮壳的装夹，适用范围广，使用灵活，同时在夹紧组件的作用下，保证侧座与底座的装夹稳定性，从而保证涡轮壳装夹的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图。

图2为本发明装夹机构的立体图。

图3为图2旋转一定角度后的立体图。

图4为本发明底座与夹紧组件相装配的立体图。

图5为本发明定位机构的立体图。

图6为图5旋转一定角度后的立体图。

图7为本发明定位机构的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，本实施方式提供的一种多轴数控加工用组合夹具，包括装夹机构1和定位机构2，所述装夹机构1包括底座10和平行相间安装于所述底座10上方的两侧座11；两所述侧座11上均安装有若干所述定位机构2。

所述定位机构2包括壳体20、套筒21、凸轮25、齿轮23、第一驱动电机（图中未标出）、第二驱动电机（图中未标出）、顶针22和夹紧块26；所述壳体20安装于所述侧座11的外宽面；所述顶针22的外表面设有齿条220；所述套筒21上设有滑槽；所述侧座11上设有若干所述安装孔1101。

所述壳体20与所述套筒21相连接；所述第一驱动电机和第二驱动电机均安装于所述壳体20内；所述套筒21外套所述顶针22；所述顶针22穿过所述侧座11的安装孔1101。

所述第一驱动电机与所述齿轮23转动连接；所述齿轮23与所述齿条220相啮合；所述第二驱动电机与所述凸轮25转动连接；所述夹紧块26安装于所述滑槽内；且所述夹紧块26与所述凸轮25外表面相接触。本实施方式中，齿轮23通过键与第一驱动电机的输出轴转动连接，凸轮25通过键与第二驱动电机的输出轴转动连接。

本实施方式使用时，底座10通过通用装夹工具安装于多轴数控加工中心的工作平台上，涡轮壳3位于两侧座11之间，通过若干定位机构2实现涡轮壳3的夹紧定位，装夹稳定性高，装夹效率高，能保证一次性装夹后实现涡轮壳3加工面的多工序加工，提高加工效率和加工精度。

本实施方式定位机构2工作原理如下：当涡轮壳3放置于两侧座11之间后，开启第一驱动电机正转，以带动齿轮23转动，齿轮23转动以带动顶针22向着涡轮壳3移动，即齿轮23带动顶针22由侧座11向涡轮壳3伸出，当顶针22接触到涡轮壳3表面时，第一驱动电机停止运动，同时开启第二驱动电机正转，以带动凸轮25转动，从而带动夹紧块26夹紧顶针22，后第二驱动电机停止运动，如此实现定位机构2相对于涡轮壳3的夹紧定位；对于若干定位机构2中部分顶针22伸出时会触及不到涡轮壳3，此时当顶针22伸出一定距离后，第一驱动电机反转，带动顶针22相对于侧座11缩回。当涡轮壳3加工完后，首先开启第二驱动电机反转，以带动凸轮25转动，从而夹紧块25相对于顶针22松开，后第二驱动电机停止运动，再开启第一驱动电机反转，以带动齿轮23转动，从而带动顶针22相对于侧座11缩回。

本实施方式中，第一驱动电机通过第一开关与电源相连接，第二驱动电机通过第二开关与电源相连接。

本实施方式中，壳体20通过螺栓等紧固件可拆卸地固定于侧座11的外宽面上，以方便根据实际加工需求，选择投入定位机构2的数量和调整定位机构2的位置。

本实施方式中壳体20与套筒21成一体结构制造，第一驱动电机和第二驱动电机通过其上固有的螺栓孔与壳体20通过螺栓等紧固件可拆卸连接。

本实施方式进一步优选地，所述定位机构2还包括压力监测组件24，所述顶针22在位于两所述侧座11之间的端部设有压力监测组件24。本实施方式中所述压力监测组件24包括罩合所述顶针22端部的顶针帽240和安装于所述顶针帽240内部的压力传感器241；所述顶针22上设有与所述压力传感器241相连接的传输线242穿过的过线孔。本实施方式中，顶针帽240与顶针22端部螺纹可拆卸连接，以方便压力传感器241的装拆和更换。

本实施方式中，定位机构2工作时，当顶针22伸出接触涡轮壳3时，压力监测组件24监测到有压力时，第一驱动电机停止运动；当顶针22伸出一定距离而压力监测组件24未监测到有压力时，第一驱动电机反转带动顶针22相对于侧座11缩回，如此在压力监测组件24的作用下，以实现定位机构2的自动夹紧和自动缩回，提高装夹效率。本实施方式，可以是压力传感器241与压力显示器相连接，以通过压力显示器得知压力传感器241是否监测到有压力，从而将第一驱动电机与电源相连接的第一开关关闭，第一驱动电机停止运动，后开启第二驱动电机；也可以是压力传感器241与处理器相连接，第一驱动电机和第二驱动电机均与处理器相连接，压力传感器241监测到压力信号发送给处理器，通过处理器控制第一驱动电机和第二驱动电机的开启和关闭。

本实施方式进一步优选地，所述装夹机构1还包括夹紧组件12，所述夹紧组件12包括气缸120和与所述气缸120相连接的卡爪121；所述侧座11包括侧板110和连接于所述侧板110窄面的卡扣111；所述底座10上方设有与所述侧板110相配合的定位凹槽102，以方便侧板110与底座10安装时的定位；所述底座10在所述定位凹槽102处设有与所述卡扣111相配合的卡槽101；所述气缸120安装于所述底座10的下方；所述卡爪121与所述卡扣111相卡合；所述安装孔1101设于所述侧板110上。本实施方式中，侧板110的四个窄面均设有卡扣111，卡扣111与侧板110成一体化结构，卡爪121通过螺栓等紧固件与气缸120的活塞杆端部可拆卸连接，气缸120与底座10的下方通过销轴相铰接。本实施方式中实现了侧座11与底座10的可拆卸连接，以方便后续侧座11和底座10的单独更换，降低后期维护成本，并通过夹紧组件12保证侧座11与底座10的安装稳定性和和可靠性。

本实施方式进一步优选地，所述底座10上设有多个相间设置的定位凹槽102，每定位凹槽102处设有多个相间设置的所述卡槽191，如此以方便根据不同大小的涡轮壳3，调整两侧座11之间的间距，同时侧板110不同窄面上的卡扣111与底座10卡槽101相配合，以实现侧板110的圆周旋转调整，方便涡轮壳3不同加工面的加工，适用范围广，使用灵活。

本实施方式进一步优选地，所述装夹机构1还包括过渡磁铁13；所述侧板110窄面涂有磁性材料层112；所述过渡磁铁13两端均设有与所述侧板110相卡合的凹槽。以通过过渡磁铁13将两侧座11吸合，进一步提高两侧座11的稳定性和可靠性，同时未插入卡扣111的卡槽101内，放置磁铁，以吸合侧座11，加强侧座11与底座10的安装稳定性和可靠性。

本实施方式中，所述底座10呈凹字型结构。底座10设计成凹字型结构，不仅减小了底座10与多轴数控加工中心工作平台相接触的加工面积，平整度好，提高底座10的加工效率和加工质量，有利于提高涡轮壳3的加工精度，且方便底座10下方夹紧组件12的安装。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，包括装夹机构和定位机构，所述装夹机构包括底座和平行相间安装于所述底座上方的两侧座；两所述侧座上均安装有若干所述定位机构；

所述定位机构包括壳体、套筒、凸轮、齿轮、第一驱动电机、第二驱动电机、顶针和夹紧块；所述壳体安装于所述侧座的外宽面；所述顶针的外表面设有齿条；所述套筒上设有滑槽；所述侧座上设有若干所述安装孔；

所述壳体与所述套筒相连接；所述第一驱动电机和第二驱动电机均安装于所述壳体内；所述套筒外套所述顶针；所述顶针穿过所述侧座的安装孔；

所述第一驱动电机与所述齿轮转动连接；所述齿轮与所述齿条相啮合；所述第二驱动电机与所述凸轮转动连接；所述夹紧块安装于所述滑槽内；且所述夹紧块与所述凸轮外表面相接触。

2.根据权利要求1所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述定位机构还包括压力监测组件，所述顶针在位于两所述侧座之间的端部设有压力监测组件。

3.根据权利要求2所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述压力监测组件包括罩合所述顶针端部的顶针帽和安装于所述顶针帽内部的压力传感器；所述顶针上设有与所述压力传感器相连接的传输线穿过的过线孔。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述装夹机构还包括夹紧组件，所述夹紧组件包括气缸和与所述气缸相连接的卡爪；所述侧座包括侧板和连接于所述侧板窄面的卡扣；所述底座上方设有与所述侧板相配合的定位凹槽；所述底座在所述定位凹槽处设有与所述卡扣相配合的卡槽；所述气缸安装于所述底座的下方；所述卡爪与所述卡扣相卡合；所述安装孔设于所述侧板上。

5.根据权利要求4所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述底座上设有多个相间设置的定位凹槽，每定位凹槽处设有多个相间设置的所述卡槽。

6.根据权利要求5所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述装夹机构还包括过渡磁铁；所述侧板窄面涂有磁性材料层；所述过渡磁铁两端均设有与所述侧板相卡合的凹槽。

7.根据权利要求1所述的多轴数控加工用组合夹具，其特征在于，所述底座呈凹字型结构。