CN110315373A - 提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法及装置 - Google Patents

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熊健
颜宝德
陈朱鹰
冷滨
孙福波
游晓君
李兵兵
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Abstract

本发明公开了一种提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法及装置，装置包括转接盘，转接盘为一块上、下端面平行的圆盘，圆盘上开有多个平行于圆盘轴线方向的孔，离圆盘中心较远孔的是单一孔，离圆盘中心较近的是台阶孔，孔的分布与圆盘中心同心；车床花盘，车床花盘与车床主轴连接；第一连接螺栓，第一连接螺栓穿过转接盘上离圆盘中心较远的单一孔与车床花盘连接；第二连接螺栓，第二连接螺栓穿过转接盘上离圆盘中心较近的台阶孔与基础圆盘连接，螺栓头沉入台阶孔中。本发明通过改变组合夹具配套使用的基础圆盘与车床主轴之间的夹持力方向、夹持位置从而解决现有车床组合夹具在使用时存在的精度不高和安全隐患问题。

Description

提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法及装置
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别是提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法及装置。
背景技术
组合夹具是由一套结构、尺寸已规格化、系列化和标准化的通用元件和合件组装而成的。由于组合夹具是一种可以多次重复使用的夹具，具有灵活多变、反应速度快、使用范围广等特点，可大大缩短生产准备周期，减少材料消耗，节省人力、物力，简化管理工作，因此在新品研制中得到广泛的运用。
车床组合夹具4是其中运用较多的一种。车床组合夹具4使用过程中，夹具和零件一起转动，存在较大离心力，车床组合夹具4定位装夹要力求安全，可靠。车床组合夹具必须使用基础圆盘元件，标准化的基础圆盘3无法与车床主轴直接连接，如图1和图2所示，因此车床组合夹具使用中，常采用三爪自动定心夹盘或四爪夹盘夹持，并且基础圆盘3外圆作为定位夹紧面，当用四爪夹盘装夹时还需要找正基础圆盘3的外圆。此外，基础圆盘3上使用车床组合夹具4时还视情况加上配重块2。
现有车床组合夹具4安装使用时存在的问题:
1、夹紧不牢靠。采用卡盘的卡爪1夹紧基础圆盘3外圆，因基础圆盘3的厚度H较小，而且卡盘为通用夹具，卡盘的卡爪1夹持面曲率半径与基础圆盘3外径不等，夹持面小，夹紧不牢靠，存在安全隐患；
2、精度降低。基础圆盘3厚度小，被加工零件位置远离基础圆盘，定位误差放大，如基础圆盘厚度为L,组合夹具零件距圆盘端面位置一般为3L，如果装夹定位误差为0.1，被加工零件处的误差为0.3；另外三爪卡盘自动定心，装夹无需找正，装夹精度取决于卡爪面的精度，因三爪卡盘采用的是通用钢制爪，精度低，定位装夹精度也低；当采用四爪卡盘装夹，装夹需要找正，装夹时，卡爪1占据基础圆盘3约三分之二的长度，余留圆盘三分之一的长度用于找正，由于基础圆盘3纵横设置等分的“T”型槽处于未被夹持的部分，找正面不连续，且找正只能反应一个截面，因此精度降低。
3、车床主轴、车床花盘、基础圆盘均为标准件，其上的螺纹无法直接连接。
发明内容
本发明旨在提出一种提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法及装置，解决现有车床组合夹具在使用时存在的精度不高和安全隐患问题。
提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法，即与车床组合夹具配套使用的基础圆盘通过转接盘实现车床组合夹具与车床通过轴向作用力连接，具体来说，与车床组合夹具配套使用的基础圆盘通过沿着车床主轴轴向的作用力与车床主轴紧固连接，而转接盘作为中间的连接件。
进一步，所述基础圆盘通过转接盘与车床花盘连接，再通过车床花盘与车床主轴连接，转接盘上、下两端面相互平行，上、下两端面分别与车床花盘的端面以及基础圆盘的端面紧贴。
提高车床组合夹具使用精度和可靠性的装置，包括，
转接盘，所述转接盘为一块上、下端面平行的圆盘，圆盘上开有多个平行于圆盘轴线方向的孔，距离圆盘中心较远的孔为单一通孔，位于与圆盘同心的圆周上且孔位置均布，距离圆盘中心较近的孔为台阶孔，位于与圆盘同心的圆周上且孔位置均布；
车床花盘，所述车床花盘与车床主轴连接；
第一连接螺栓，所述第一连接螺栓穿过转接盘上的离圆盘中心较远的单一孔与车床花盘连接；
第二连接螺栓，所述第二连接螺栓穿过转接盘上的离圆盘中心较近的台阶孔与基础圆盘连接，螺栓头沉入转接盘中。
进一步，所述转接盘的上、下端面平行度小于等于0.01。
进一步，所述转接盘端面设置有与转接盘同轴的减重孔。
进一步，所述车床花盘的外径大于转接盘的外径，所述转接盘的外径大于基础圆盘的外径。
进一步，所述转接盘的厚度小于等于基础圆盘的厚度。
与现有技术相比，本发明的优势体现在：设计制造车床夹具转接盘后，变单一的、定位面短的外圆定位为端面、外圆组合定位，端面分布宽，提高定位精度；变过去的卡盘夹持基础圆板外圆为螺栓贯穿夹紧，提高夹紧可靠性，使用的安全性。
附图说明
图1和图2是传统三爪卡盘夹持车床组合夹具的示意图；
图3和图4是转接盘结构示意图；
图5是运用转接盘安装使用车床组合夹具示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。
本发明的核心在于：设计制造一个转接盘6，通过转接盘6，实现车床组合夹具4与车床通过轴向作用力连接。具体而言，转接盘6为圆盘，距离圆盘中心较近有4个均布的台阶孔，台阶孔分布于圆盘中心上；安装通过转接盘6连接，以端面为主传递定位基准，并找正基础盘外圆3实施定心，克服过去基础圆盘3外圆定位夹紧方式中定位、夹紧面短的缺陷，从而提高车床组合夹具4使用精度；距离圆盘中心较远有3个均布的单一孔，孔分布于圆盘中心上，通过单一孔、采用螺栓将转接盘与花盘链接，提高使用的安全性。
1、设计制造转接盘。
转接盘6为圆盘结构，如图3和图4所示，转接盘6直径为约等于组合夹具基础圆盘3直径厚度L约等于基础圆盘3厚度40mm，转接盘6两端面表面粗糙度Ra值0.8um，两端面平行，平行度为0.01；圆盘在直径上设置3个均布孔ΦD3，孔ΦD3连接转接盘6和车床附件——花盘7，其直径等于第一连接螺栓8直径+1mm，ΦD3孔位于直径上，等于 圆盘一端是台阶孔，台阶孔直径为ΦD4，深度2mm±0.5mm；圆盘在直径处均布4个台阶孔，台阶孔直径分别为ΦD1、ΦD2，台阶孔直径及深度按连接用的第二连接螺栓9尺寸设计，台阶孔用于于组合夹具基础圆盘上的孔连接，大孔ΦD1位于台阶孔ΦD4端，圆盘中间是减重孔ΦD5，直径视情况自行设计。
2、车床组合夹具4的选择。
根据需要，按组合夹具技术组合所需的车床组合夹具4。
3、转接盘6的使用。
组合车床夹具时，用4件第二连接螺栓9将通过转接盘6的台阶孔ΦD1、ΦD2将基础圆盘3固定，完整平面端与基础圆盘3贴合，使基础圆盘3与转接盘6成为一体；
将固定了转接盘6的车床组合夹具4安装于车床花盘7上，转接盘6端面与车床花盘7端面贴合，实现组合夹具的轴向定位，用3件第一连接螺栓8通过转接盘6均布孔ΦD3连接转接盘6，通过百分表5找正基础圆盘3外圆0.02，实现径向定位，之后紧固第一连接螺栓8，即可使用。
以下结合实际使用过程对本发明的构思进行详细解释说明：
如图5所示，使用基础圆盘3(型号Z141010)组合用于加工某零件的车床夹具，基础圆盘3直径厚度为40mm，基础圆盘3的直径处分布4个安装M12的螺栓孔，车床花盘7使用的螺栓为M12。
1)设计制造转接盘6。转接盘6为圆盘结构，如图3和图4所示，转接,6直径为约等于组合夹具基础圆盘3直径厚度L约等于基础圆盘3厚度40mm，转接盘6两端面表面粗糙度Ra值0.8um，两端面平行，平行度为0.01；圆盘在直径上设置3个均布孔ΦD3，孔ΦD3连接转接盘和车床附件——花盘7，其直径等于第一连接螺栓8直径+1mm，即ΦD3＝13mm，ΦD3孔的位置直径等于圆盘一端是台阶孔，台阶孔直径为ΦD4，深度2mm±0.5mm；圆盘在直径处均布4个台阶孔，等于基础圆盘3上的4个均布孔位置尺寸，台阶孔直径分别为ΦD1、ΦD2，ΦD1＝25mm、ΦD2＝13mm，台阶孔ΦD2深L1，L1＝12。台阶孔用于于组合夹具基础圆盘3上的4个均布孔连接，大孔ΦD1位于台阶孔ΦD4端，圆盘中间是减重孔ΦD5，直径视情况自行设计。
2)选择车床组合夹具4，根据需要，按组合夹具技术组合所需的车床组合夹具4。
3)转接盘的使用，如图5所示，组合车床夹具时，用4件第二连接螺栓9将通过转接盘3台阶孔ΦD1、ΦD2将基础圆盘3固定，完整平面端与基础圆盘贴合，使基础圆盘3与转接盘6成为一体；将固定了转接盘6的车床组合夹具4安装于车床花盘7上，转接盘6端面与车床花盘7面贴合，实现组合夹具的轴向定位，用3件第一连接螺栓8通过转接盘6均布孔ΦD3连接转接盘6，通过百分表5找正基础圆盘3的外圆跳动0.02，实现径向定位，之后紧固第一连接螺栓8即可使用。

Claims (6)

1.提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法，其特征在于：与车床组合夹具配套使用的基础圆盘通过转接盘实现车床组合夹具与车床通过轴向作用力连接。
2.根据权利要求1所述的提高车床组合夹具使用精度和可靠性的方法，其特征在于：所述基础圆盘通过转接盘与车床花盘连接，再通过车床花盘与车床主轴连接，转接盘上、下两端面相互平行，上、下两端面分别与车床花盘的端面以及基础圆盘的端面紧贴。
3.提高车床组合夹具使用精度和可靠性的装置，其特征在于：包括，转接盘，所述转接盘为一块上、下端面平行的圆盘，圆盘上开有多个平行于圆盘轴线方向的孔，距离圆盘中心较远的孔为单一通孔，位于与圆盘同心的圆周上且孔位置均布，距离圆盘中心较近的孔为台阶孔，位于与圆盘同心的圆周上且孔位置均布；
车床花盘，所述车床花盘与车床主轴连接；
第一连接螺栓，所述第一连接螺栓穿过转接盘上的离圆盘中心较远的单一孔与车床花盘连接；
第二连接螺栓，所述第二连接螺栓穿过转接盘上的离圆盘中心较近的台阶孔与基础圆盘连接，螺栓头沉入转接盘中。
4.根据权利要求3所述的提高车床组合夹具使用精度和可靠性的装置，其特征在于：所述转接盘的上、下端面平行度小于等于0.01。
5.根据权利要求3所述的提高车床组合夹具使用精度和可靠性的装置，其特征在于：所述转接盘端面设置有与转接盘同轴的减重孔。
6.根据权利要求3所述的提高车床组合夹具使用精度和可靠性的装置，其特征在于：所述车床花盘的外径大于转接盘的外径，所述转接盘的外径大于基础圆盘的外径。
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