CN110315102A - 一种浮动卡爪、缓速器定转子夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于卡爪夹具，具体涉及一种浮动卡爪、缓速器定转子夹具及其使用方法。解决了现有卡爪无法避让定转子毛坯筋肋，导致夹紧不稳定造成车削跳动大的问题。采用一个浮动卡爪和两个固定卡爪，由于触脚凸台的设置，使得浮动卡爪内表面与定转子工件表面的接触减小，能够很好的避开工件表面筋肋，避免了由于夹具与筋肋接触造成的加工不稳定；另外，定转子装夹在此夹具上，两个固定卡爪先接触工件外壁，然后浮动卡爪的一个触脚凸台会接触工件外壁，随后由于卡爪与底座能够沿芯轴相对转动，在夹紧过程中会产生轻微浮动，直至浮动爪的另一个触脚凸台也与工件的外壁接触上，这样就在避让了定转子铸造的四条筋肋的情况下实现了夹紧。

Description

一种浮动卡爪、缓速器定转子夹具及其使用方法

技术领域

本发明属于卡爪夹具，具体涉及一种浮动卡爪、缓速器定转子夹具及其使用方法。

背景技术

在某些缓速器总成中，定子和转子出现加工后动平衡去重仍无法达标的情况。分析现状及加工流程，发现定转子车削后壁厚有不均匀现象，原因在于定转子毛坯铸造会在其外圆留下四条筋肋，车削时采用普通的三爪定位，夹紧位置均布在定转子的外壁上，无法完全避让四条筋肋，就会造成夹紧不稳定，车削后跳动大，影响后续工序的定位，最终影响产品的动平衡。

发明内容

本发明的主要目的在于解决了现有卡爪无法避让定转子毛坯筋肋，导致夹紧不稳定造成车削跳动大的问题，提供一种浮动卡爪、缓速器定转子夹具及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种浮动卡爪，其特殊之处在于，包括第一卡爪底座、第一卡爪本体、芯轴和螺栓；第一卡爪底座和第一卡爪本体均为扇环状，第一卡爪本体置于第一卡爪底座上方，其宽度小于第一卡爪底座，弧长大于第一卡爪底座；第一卡爪本体中心位置开设有芯轴通孔，第一卡爪本体内表面沿圆弧两端均设有触脚凸台；第一卡爪底座开设有阶梯孔，阶梯孔的小孔内设有螺纹；阶梯孔的大孔与所述芯轴通孔同轴设置，且孔径相同；第一卡爪底座上还开设有用于将其固定于数控车床卡盘的第一安装通孔，第一卡爪底座的上表面设有第一定位凸台，下表面开设有第一定位槽；中空的柱状芯轴穿过芯轴通孔插入大孔，螺栓穿过芯轴的中空部分与阶梯孔的小孔螺纹连接，将芯轴固定于第一卡爪底座。

进一步地，所述第一卡爪本体上还设有两个固定通孔，第一卡爪底座上开设有与所述固定通孔相适配的螺纹孔，固定通孔沿圆弧方向关于芯轴通孔对称布置。

进一步地，所述第一定位槽为长条状，其内表面设有梳齿，内表面底面棱角处设有倾斜的条状第一卡槽。

进一步地，所述螺栓与第一卡爪本体间设有压垫。

进一步地，所述芯轴通孔位于第一安装通孔与第一卡爪底座圆心连线的延长线上。

进一步地，所述压垫与第一卡爪本体的装配间隙为0.045-0.055mm。

一种缓速器定转子夹具，其特殊之处在于，包括一个如前所述的浮动卡爪和两个固定卡爪；所述固定卡爪包括第二卡爪底座和第二卡爪本体，第二卡爪底座和第二卡爪本体均为扇环状且侧面平齐，第二卡爪本体置于第二卡爪底座上方固定连接，其宽度小于第二卡爪底座；第二卡爪底座上开设有第二安装通孔，其上表面设有第二定位凸台，下表面开设有第二定位槽。

进一步地，所述第二定位槽为长条状，其内表面设有梳齿，内表面底面棱角处设有倾斜的条状第二卡槽。

进一步地，所述第一卡爪本体和第二卡爪本体的硬度均为HRC25-HRC30。

一种如前所述缓速器定转子夹具的使用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1，通过三维软件设计，使浮动卡爪与固定卡爪的质量质心相同；

步骤2，组装浮动卡爪，将第一卡爪本体置于第一卡爪底座的上方，对齐芯轴通孔和阶梯孔并使中空的柱状芯轴穿过，螺栓穿过芯轴的中空部分，螺栓的底部通过螺纹与阶梯孔的小孔固定；

步骤3，精加工浮动卡爪，通过第一安装通孔将经过步骤1组装好的浮动卡爪安装在数控车床的卡盘上，通过螺钉分别穿过两个固定通孔，将第一卡爪本体和第一卡爪底座进行固定，限制其相对转动，精加工触脚凸台和第一定位凸台，使触脚凸台与定转子工件适配，第一定位凸台与定转子工件的轴向匹配；

步骤4，卸除固定通孔中的螺钉，安装两个固定卡爪；

步骤5，安装调整定转子工件，使两个触脚凸台分别置于定转子工件表面任一筋肋的两侧，通过数控车床预设的程序夹持定转子工件，使固定卡爪先接触定转子工件外壁，然后浮动卡爪的两个触脚凸台一前一后接触定转子工件外壁。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种浮动卡爪，在使用时通过第一安装通孔能够将浮动卡爪安装于数控车床上，第一卡爪底座上的第一定位凸台便于在夹持工件时对其端面进行定位，而第一定位槽能够使第一卡爪底座配合数控车床卡盘，更牢靠的将浮动卡爪安装于数控车床的卡盘上。芯轴贯穿第一卡爪本体和第一卡爪底座并固定于第一卡爪底座，因此第一卡爪本体和第一卡爪底座能够沿芯轴相对转动；第一卡爪本体在使用时，沿其内表面圆弧两端的触脚凸台，由于第一卡爪本体和第一卡爪底座能够沿芯轴相对转动，将先后接触加工件表面，达到了自适应和自调整的效果，能够根据工件表面及夹持情况对夹持效果微调整。

2.在浮动卡爪夹持工件前，为了使卡爪表面精度更高，对工件夹持更加精准，需要对卡爪触脚表面自车，通过螺钉穿入固定通孔，将第一卡爪本体和第一卡爪底座固定，使其不能相对转动，进而能够对第一卡爪本体的触脚凸台进行自车。

3.通过在定位槽内设置梳齿，在棱角处设计卡槽，能够与车床卡盘配合加强对工件的定位。

4.通过在螺栓与第一卡爪本体之间设置压垫，使固定更加稳固。

5.通过控制装配间隙，保证加工精度。

6.本发明一种缓速器定转子夹具，采用一个浮动卡爪和两个固定卡爪，由于触脚凸台的设置，使得浮动卡爪内表面与定转子工件表面的接触减小，能够很好的避开工件表面筋肋，避免了由于夹具与筋肋接触造成的加工不稳定；另外，定转子装夹在此夹具上，两个固定卡爪先接触工件外壁，然后浮动卡爪的一个触脚凸台会接触工件外壁，随后由于卡爪与底座能够沿芯轴相对转动，在夹紧过程中会产生轻微浮动，直至浮动爪的另一个触脚凸台也与工件的外壁接触上，这样就在避让了定转子铸造的四条筋肋的情况下实现了夹紧。

7.将第一卡爪本体与第二卡爪本体的硬度设为HRC25-HRC30，避免因夹持力过大造成定转子工件表面受损。

8.本发明一种缓速器定转子夹具的使用方法，通过先对浮动卡爪进行自车，保证了触脚凸台与工件的贴合，也使第一卡爪本体与定转子工件的直径更加匹配，另外对第一定位凸台进行自车，保证工件的轴向定；浮动卡爪在夹持工件时，一个触脚凸台先接触工件，另一个触脚凸台后接触就能够根据工件表面轻微浮动，使得夹持更加稳固牢靠。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例结构示意图的剖面图；

图3为本发明实施例中固定卡爪的示意图；

图4为本发明实施例中浮动卡爪卡槽的示意图；

图5为本发明实施例中固定卡爪卡槽的示意图；

图6为本发明实施例中梳齿的示意图。

其中，1-第一卡爪底座；2-第一卡爪本体；3-压垫；4-螺栓；5-芯轴；6-固定卡爪；7-定转子工件；8-螺钉；9-浮动卡爪；10-第一定位槽；11-梳齿；12-芯轴通孔；13-第一安装通孔；14-触脚凸台；15-第一定位凸台；16-固定通孔；17-第二卡爪底座；18-第二卡爪本体；19-第二安装通孔；20-第二定位凸台；21-第二定位槽；22-第一卡槽；23-第二卡槽；24-阶梯孔。

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，所描述的实施例并非对本发明的限制。

参照图1和图2，本发明一种浮动卡爪，第一卡爪底座1和第一卡爪本体2均为扇环状，第一卡爪本体2置于第一卡爪底座1上方，其宽度小于第一卡爪底座1，弧长大于第一卡爪底座1，第一卡爪本体2的两侧面超出第一卡爪底座1的两侧面，且超出值相同。第一卡爪底座1开设有阶梯孔24，阶梯孔24的小孔内设有螺纹；阶梯孔24的大孔与所述芯轴通孔12同轴设置，且孔径相同；第一卡爪底座1上还开设有用于将其固定于数控车床卡盘的第一安装通孔13，需要夹持工件进行加工时，将第一卡爪底座1安装于数控车床的卡盘上。本实施例给出一种优选的安装孔设计，包括沿径向设置的两个第一安装通孔13，第一定位凸台15设置在两个安装通孔之间，能够使第一卡爪底座1与数控车床的连接更加稳固。

第一卡爪底座1的上表面设有第一定位凸台15，夹紧工件时对工件的断面进行有效定位，下表面开设有第一定位槽10，在将浮动卡爪安装在数控车床上时，与卡盘相应配合。

第一卡爪本体2中心位置开设有芯轴通孔12，第一卡爪本体2内表面沿圆弧两端均设有触脚凸台14，触脚凸台14的内表面与工件表面接触，触脚表面的形状可以根据工件表面及使用情况进行匹配设计。

螺栓4为部分螺纹螺栓；中空的柱状芯轴5穿过芯轴通孔12插入阶梯孔24的大孔，螺栓4穿过芯轴5的中空部分与阶梯孔24的小孔螺纹连接，将芯轴5固定于第一卡爪底座1。

螺栓4与第一卡爪本体2间还设有压垫3，在装配时，压垫3与第一卡爪本体表面的装配间隙为0.045-0.055mm，安装太紧或太松均不合适。芯轴通孔12位于第一卡爪本体2的中心。

芯轴通孔12位于第一安装通孔13与圆心连线的延长线上，沿径向在同一直线上，安装更加稳固。

一方面为了触脚凸台在夹紧工件时能够更好的匹配工件尺寸，且与工件的接触更加精密，另一方面也为了使第一定位凸台对工件的端面及轴向定位更加合适，在使用浮动卡爪夹持之前，可以先将浮动卡爪9安装于车床上进行自车后再夹持工件。因此在第一卡爪本体2上还设有两个固定通孔16，第一卡爪底座1上也开设有螺纹孔，通过螺钉8穿过固定通孔16和所述螺纹孔用以固定第一卡爪本体2和第一卡爪底座1，使第一卡爪本体2和第一卡爪底座1不能够再相对转动，从而完成自车，固定通孔16沿圆弧方向关于芯轴通孔12对称布置。自车完成后，将螺钉8卸下，第一卡爪本体2和第一卡爪底座1再次能够相对转动。

本实施例的上述浮动卡爪9能够用于多种工件的加持及相应加工，在使用时通过第一安装通孔能够将浮动卡爪9安装于数控车床上，第一卡爪底座1上的第一定位凸台15便于在夹持工件时对其断面进行定位，而第一定位槽10能够使第一卡爪底座1配合数控车床卡盘，更牢靠的将浮动卡爪安装于数控车床的卡盘上。芯轴贯穿第一卡爪本体2和第一卡爪底座1并固定于第一卡爪底座1，因此第一卡爪本体2和第一卡爪底座1能够沿芯轴5相对转动；第一卡爪本体2在使用时，沿其内表面圆弧两端的触脚凸台，由于第一卡爪本体2和第一卡爪底座1能够沿芯轴相对转动，将先后接触加工件表面，达到了自适应和自调整的效果，能够根据工件表面及夹持情况对夹持效果微调整。

本实施例中给出一种使用上述浮动卡爪9的方案，一种缓速器定转子夹具，包括一个浮动卡爪9和两个固定卡爪2，如图2和图3，固定卡爪2包括第二卡爪底座17和第二卡爪本体18，第二卡爪底座17和第二卡爪本体18均为扇环状且侧面平齐，第二卡爪本体18置于第二卡爪底座17上方固定连接，其宽度小于第二卡爪底座17，固定卡爪的第二卡爪底座17和第二卡爪本体18的侧面平齐，第二卡爪底座17上开设有第二安装通孔19，其上表面设有第二定位凸台20，下表面开设有第二定位槽21。固定卡爪6与浮动卡爪9的区别主要在于，固定卡爪的触脚不设有凸台为完整平面，而浮动卡爪的夹持面设有触脚凸台，触脚凸台14与工件接触，在两个凸台间留有一段与工件之间的间隙，采用固定卡爪和浮动卡爪配合，能够通过浮动卡爪避开定转子工件表面的筋肋。

为了使浮动卡爪9与固定卡爪6均能够更稳固的安装于车床上，从而保证定转子工件7的加工圆度，参照图4和图5，第一定位槽10和第二定位槽21均为长条状，其内表面均设有如图6所示的梳齿11，内表面底面棱角处分别设有倾斜的条状第一卡槽22和条状第二卡槽23。

另外，由于浮动卡爪9与固定卡爪6结构差异过大，若不做质量质心平衡设计，夹具在高速旋转的工作条件下，由于较大的不平衡量，将会对车床设备的旋转轴产生较大的磨损，长期以后会对设备精度造成影响。故对浮动卡爪进行反复多次设计，绘制三维模型并使用CATIA三维软件计算两种不同卡爪的质量质心直至基本相同，先在设计层面初步解决不同结构的卡爪高速旋转的动平衡问题。

上述缓速器定转子夹具夹持定转子的具体工作过程如下：

先将夹具的零部件及定转子工件7清洗干净，特别是与夹具相配的第一定位凸台15和第二定位凸台20表面对应的定位面，将零部件进行装配，再将一个浮动卡爪9和两个固定卡爪6安装于数控车床上，三个卡爪安装于车床的同一基准梳齿，分别与第一卡槽22和第二卡槽23内的梳齿相适配，浮动卡爪9的芯轴5固定时需要满足装配间隙需求，将夹具装配好后，通过螺钉8穿过浮动卡爪9的固定通孔，使第一卡爪底座1与第一卡爪本体2间无法相对转动，由工件的加工机床对两种卡爪定位凸台的表面、浮动卡爪9触脚凸台14的表面进行自车，使定位凸台表面满足定转子工件7的轴向定位精度，触脚凸台14的表面满足定转子工件直径的定位精度，自车结束后，卸掉浮动卡爪9固定通孔16内的螺钉，第一卡爪底座1与第一卡爪本体2间能够相对转动，此时即可使用夹具夹持定转子工件7。夹持时，两个固定卡爪6先接触工件外壁，然后浮动卡爪9的一个触脚凸台14会接触工件外壁，随后由于卡爪与底座能够沿芯轴5相对转动，在夹紧过程中会产生轻微浮动，直至浮动卡9爪的另一个触脚凸台14也与工件的外壁接触上，这样就在避让了定转子铸造的四条筋肋的情况下实现了夹紧。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种浮动卡爪，其特征在于：包括第一卡爪底座(1)、第一卡爪本体(2)、芯轴(5)和螺栓(4)；

第一卡爪底座(1)和第一卡爪本体(2)均为扇环状，第一卡爪本体(2)置于第一卡爪底座(1)上方，其宽度小于第一卡爪底座(1)，弧长大于第一卡爪底座(1)；

第一卡爪本体(2)中心位置开设有芯轴通孔(12)，第一卡爪本体(2)内表面沿圆弧两端均设有触脚凸台(14)；

第一卡爪底座(1)开设有阶梯孔(24)，阶梯孔(24)的小孔内设有螺纹；阶梯孔(24)的大孔与所述芯轴通孔(12)同轴设置，且孔径相同；第一卡爪底座(1)上还开设有用于将其固定于数控车床卡盘的第一安装通孔(13)，第一卡爪底座(1)的上表面设有第一定位凸台(15)，下表面开设有第一定位槽(10)；

中空的柱状芯轴(5)穿过芯轴通孔(12)插入大孔，螺栓(4)穿过芯轴(5)的中空部分与阶梯孔(24)的小孔螺纹连接，将芯轴(5)固定于第一卡爪底座(1)。

2.如权利要求1所述一种浮动卡爪，其特征在于：所述第一卡爪本体(2)上还设有两个固定通孔(16)，第一卡爪底座(1)上开设有与所述固定通孔(16)相适配的螺纹孔，固定通孔(16)沿圆弧方向关于芯轴通孔(12)对称布置。

3.如权利要求1所述一种浮动卡爪，其特征在于：所述第一定位槽(10)为长条状，其内表面设有梳齿(11)，内表面底面棱角处设有倾斜的条状第一卡槽(22)。

4.如权利要求1所述一种浮动卡爪，其特征在于：所述螺栓(4)与第一卡爪本体(2)间设有压垫(3)。

5.如权利要求1所述一种浮动卡爪，其特征在于：所述芯轴通孔(12)位于第一安装通孔(13)与第一卡爪底座(1)圆心连线的延长线上。

6.如权利要求1所述一种浮动卡爪，其特征在于：所述压垫(3)与第一卡爪本体(2)的装配间隙为0.045-0.055mm。

7.一种缓速器定转子夹具，其特征在于：包括一个如权利要求1-6任一项所述的浮动卡爪(9)和两个固定卡爪(6)；所述固定卡爪(6)包括第二卡爪底座(17)和第二卡爪本体(18)，第二卡爪底座(17)和第二卡爪本体(18)均为扇环状且侧面平齐，第二卡爪本体(18)置于第二卡爪底座(17)上方固定连接，其宽度小于第二卡爪底座(17)；第二卡爪底座(17)上开设有第二安装通孔(19)，其上表面设有第二定位凸台(20)，下表面开设有第二定位槽(21)。

8.如权利要求7所述一种缓速器定转子夹具，其特征在于：所述第二定位槽(21)为长条状，其内表面设有梳齿(11)，内表面底面棱角处设有倾斜的条状第二卡槽(22)。

9.如权利要求6所述一种缓速器定转子夹具，其特征在于：所述第一卡爪本体(2)和第二卡爪本体(18)的硬度均为HRC25-HRC30。

10.一种如权利要求7所述缓速器定转子夹具的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1，通过三维软件设计，使浮动卡爪(9)与固定卡爪(6)的质量质心相同；

步骤2，组装浮动卡爪(9)，将第一卡爪本体(2)置于第一卡爪底座(1)的上方，对齐芯轴通孔(12)和阶梯孔(24)并使中空的柱状芯轴(5)穿过，螺栓(4)穿过芯轴(5)的中空部分，螺栓(4)的底部通过螺纹与阶梯孔(24)的小孔固定；

步骤3，精加工浮动卡爪(9)，通过第一安装通孔(13)将经过步骤1组装好的浮动卡爪(9)安装在数控车床的卡盘上，通过螺钉(8)分别穿过两个固定通孔(16)，将第一卡爪本体(2)和第一卡爪底座(1)进行固定，限制其相对转动，精加工触脚凸台(14)和第一定位凸台(15)，使触脚凸台(14)与定转子工件(7)适配，第一定位凸台(15)与定转子工件(7)的轴向匹配；

步骤4，卸除固定通孔(16)中的螺钉(8)，安装两个固定卡爪(6)；

步骤5，安装调整定转子工件(7)，使两个触脚凸台(14)分别置于定转子工件(7)表面任一筋肋的两侧，通过数控车床预设的程序夹持定转子工件，使固定卡爪先接触定转子(7)工件外壁，然后浮动卡爪(9)的两个触脚凸台(14)一前一后接触定转子(7)工件外壁。