CN110421372B - 一种圆定位夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆定位夹具及其使用方法，包括第一夹具，第一夹具固定设置夹具底座的上部一侧，第二夹具滑动设置在夹具底座的上部另一侧；第一夹具和第二夹具对称设置，且均为半圆柱形结构；第一夹具和第二夹具配合形成夹具基准定位圆，加工零件的零件加工基准圆套设在夹具基准定位圆上；调节螺栓的一端与第二夹具连接，另一端与夹具底座连接；若干个压紧机构均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧机构用于加工零件的竖向定位；本发明通过设置第一夹具和第二夹具，形成的夹具基准定位圆；通过旋拧调节螺栓，以调节夹具基准定位圆与零件加工基准圆的之间的间隙，实现了对加工零件精准定位夹紧作用和快速拆卸功能。

Description

一种圆定位夹具及其使用方法

技术领域

本发明属于定位夹具技术领域，特别涉及一种圆定位夹具及其使用方法。

背景技术

在零件的机械加工中，大多数零件是不可能通过一道工序或一次装夹加工来完成的，后面加工的工序必须以前面已经加工的部位和表面为基准，这样才能保证前后工序加工表面的位置要求；目前，保证工序相对于基准的方法有两种：1、采用基准找正的方式；工序加工前，使用千分表或百分表对基准进行检测，并通过移动零件或者移动基准坐标的方式使基准与加工部位相对位置保持一致，以此来保证零件不同表面的相对位置；2、采用定位夹具的方式；以零件基准安装在夹具定位基准上，使两个基准重合，这样夹具上的基准就可以看作零件基准。

上述中采用基准找正的方式，需对加工的每一个零件都必须进行相同的步骤，精度高但是效率低，仅适合单个零件加工并且基准能够被找正的工艺及生产方式；采用定位夹具方式，需仅对夹具进行找正后无需找正零件，每批零件仅进行一次，效率很高，适合若干件批量零件加工。而现有技术中，由于零件和定位夹具之间存在装配间隙，导致零件基准和定位夹具基准出现不大于间隙值的偏差，这在高精度零件加工中是绝对不允许的。如果缩小或消除该间隙的话将会造成零件在夹具上难以装入或拆下，硬性装入将损伤零件。

例如，在车间生产的某机零件，如图1所示，零件先加工零件基准定位圆a，零件基准定位圆a的直径为Φ350，然后加工直径Φ400，同时，需保证与零件基准定位圆的同心度为0.005mm；现有技术中，以零件基准定位圆a定位来进行加工，如果与零件基准定位圆aΦ350进行装配时，为了保证零件的顺利装、卸，配合定位间隙必须在0.025mm以上，这样当零件安装到位以后，就会有0.025mm的间隙存在，这个间隙如果不是均匀分布的，就会造成夹具基准定位圆与零件基准定位圆a之间不同心，因此，无法保证加工Φ400的直径与零件基准定位圆a同心度为0.005mm。

因此现在亟需一种圆定位夹具，以满足夹具定位基准圆与零件之间间隙非常小以至于可以忽略，同时又能实现快速装夹零件，将会使零件加工质量和效率都得到保证。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种圆定位夹具及其使用方法，以解决现有的圆定位夹具无法消除装配间隙的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种圆定位夹具，包括夹具底座、第一夹具、第二夹具、调节螺栓及若干个压紧机构，第一夹具固定设置夹具底座的上部一侧，第二夹具滑动设置在夹具底座的上部另一侧；第一夹具和第二夹具对称设置，且均为半圆柱形结构；第一夹具和第二夹具配合形成夹具基准定位圆，加工零件的零件加工基准圆套设在夹具基准定位圆上；调节螺栓的轴线与第二夹具的水平轴线重合，调节螺栓的一端与第二夹具连接；调节螺栓的另一端与夹具底座连接，且延伸至夹具底座外侧；若干个压紧机构均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧机构的一端与夹具底座连接，另一端压在加工零件上。

进一步的，夹具底座与第二夹具的接触面之间设置有限位槽，限位槽设置在第二夹具的圆弧面一侧；限位槽内设置有限位块，限位块的轴线与调节螺栓的轴线平行；限位块的一端与夹具底座顶紧设置，另一端与第二夹具的圆弧面连接。

进一步的，压紧机构包括压板和压紧螺栓，压紧螺栓均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧螺栓垂直设置在夹具底座上；压板可拆卸固定在压紧螺栓上，压板的一端压在加工零件上。

进一步的，压紧机构还包括支撑体，支撑体垂直设置在夹具底座上，支撑体与压紧螺栓对应设置，支撑体与压紧螺栓的连线与加工零件的直径重合；压板的另一端与压在支撑体。

进一步的，压紧机构的个数为四个，四个压紧机构呈十字形设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上。

进一步的，夹具底座的上部设置有滑动凹槽，第二夹具的底部设置滑动凸块，滑动凸台配合设置在滑动凹槽内，滑动凹槽或滑动凸台的轴线与第二夹具的直径垂直，且与第二夹具的圆心重合。

进一步的，滑动凹槽采用燕尾槽，滑动凸台采用燕尾块，燕尾块为上小下大结构。

进一步的，夹具底座和第一夹具为一体化结构。

进一步的，第二夹具在夹具底座上的最大滑动间隙为10mm。

本发明还提供了一种圆定位夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、将夹具底座固定安装在加工机床上，找正夹具底座在加工机床上的基准；

步骤2、通过旋拧调节螺栓，将第二夹具向靠近第一夹具一侧移动，确保夹具基准定位圆的尺寸小于加工零件的零件加工基准圆直径，将加工零件定位安装在基准定位圆上；

步骤3、通过调节调节螺栓，将第二夹具向远离第一夹具一侧移动，确保夹具基准定位圆与加工零件的加工基准圆紧贴设置；

步骤4、采用压紧机构对加工零件进行轴向定位；

步骤5、按照零件加工内容对加工零件进行加工，加工完成后，拆除压紧机构，通过旋拧调节螺栓，将第二夹具向靠近第一夹具一侧移动，取下加工零件。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种圆定位夹具，通过设置第一夹具和第二夹具，形成夹具基准定位圆；通过拧紧调节螺母，带动第二夹具相向于第一夹具移动，确保夹具基准定位圆与加工零件的零件加工基准圆之间形成间隙，实现了加工零件的快速安装；通过拧松调节螺栓，确保夹具基准定位圆与加工零件的零件加工基准圆无间隙配合，实现了对加工零件精准定位夹紧作用。

进一步的，通过设置在夹具底座和第二夹具之间设置限位块，实现了对第二夹具在夹具底座上的限位，提高了圆定位夹具的精准度和稳定性。

进一步的，通过设置压板和压紧螺栓，一方面能够对加工零件形成准确的轴向定位，另一方面满足方便拆卸的特点，加快的零件的按拆。

进一步的，在压紧螺栓的一侧设置支撑件，压板、压紧螺栓及支撑件三者之间形成杠杆结构，确保了压紧机构的稳定性和可靠性。

进一步的，通过设置滑动凹槽和滑动凸块，确保了第二夹具移动的准确性，同时提高了夹具基准定位圆的定位精准度和夹紧力。

进一步的，滑动凹槽采用燕尾槽，滑动凸台采用燕尾块，限制了第二夹具和夹具底座在竖直方向上的位移。

本发明所述一种圆定位夹具的使用操作简单，能够实现对加工零件的精准定位和方便按拆，夹紧定位后的加工零件能够实现对加工零件的切割、铣削、磨削等工艺方法都能轻易实现，结构简单，制作成本较低，应用推广性强。

附图说明

图1为本发明所述的加工零件结构示意图；

图2为本发明所述的圆定位夹具的整体结构示意图；

图3为本发明所述的圆定位夹具中的A-A剖面示意图；

图4为本发明所述的圆定位夹具中的第一夹具和第二夹具的俯视图；

图5为本发明所述的圆定位夹具的使用过程示意图。

其中，1夹具底座，2第一夹具，3第二夹具，4调节螺栓，5限位块，6压紧机构，7加工零件；11滑动凹槽，31滑动凸块；61压板，62压紧螺栓，63支撑件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

参考附图2-5所示，本发明提供了一种圆定位夹具，包括夹具底座1、第一夹具2、第二夹具3、调节螺栓4、限位块5及压紧机构6；夹具底座1用于与加工机床固定连接，第一夹具2设置夹具底座1的上部一侧，第二夹具3设置在夹具底座1的上部另一侧；第一夹具2与第二夹具3均为半圆柱形结构，且第一夹具2与第二夹具3对称设置；第一夹具2和第二夹具3配合形成夹具基准定位圆，加工零件7的零件加工基准圆套设在夹具基准定位圆上；通过调节第一夹具2和第二夹具3之间的间距，实现调节夹具与加工零件7之间的夹紧程度。

第一夹具2与夹具底座1固定连接，第一夹具2与夹具底座1构成一体结构；第二夹具3滑动设置在夹具底座1上，第二夹具3能够实现相向或相背于第一夹具2直线移动；夹具底座1的上部设置有滑动凹槽11，第二夹具3的底部设置滑动凸块31，滑动凸台31配合设置在滑动凹槽11内，滑动凹槽11或滑动凸台31的轴线与第一夹具2的直径垂直，且与第一夹具2的圆心重合。

调节螺母4设置在夹具底座1和第二夹具3之间，调节螺栓4的轴线与第二夹具3的水平轴线重合，调节螺母4的一端与夹具底座1连接；调节螺栓4的另一端与夹具底座1连接，且延伸至夹具底座1外侧，通过调节调节螺栓4实现第二夹具3在夹具底座1上的相对移动。

夹具底座1与第二夹具3的接触面之间设置有限位槽，限位槽设置在第二夹具3的圆弧面一侧；限位块5设置在限位槽内，限位块5的轴线与调节螺栓4的轴线平行；将加工零件7定位在夹具基准定位圆上后，限位块5的一端与夹具底座1顶紧设置，限位块5的另一端与第二夹具3顶紧设置。

若干个压紧机构6均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧机构6的一端与夹具底座1连接，另一端压在加工零件7上；压紧机构6用于将加工零件7与夹具底座1固定连接，实现对加工零件7的轴向定位，避免对加工零件7加工时，加工零件7与夹具之间发生脱离。

压紧机构6包括压板61、压紧螺栓62及支撑体63，压紧螺栓62均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，支撑体63与压紧螺栓62对应设置，支撑体63远离夹具基准定位圆设置；压紧螺栓62的底部与夹具底座1垂直固定连接，支撑件63的底部垂直固定设置在夹具底座1上；压紧螺栓62与支撑体63的连线与加工零件7的直径重合，压板61的中间部位可拆卸设置在压紧螺栓62上；压板62的一端压在加工零件7上，另一端压在支撑件63上；压板61、压紧螺栓62及支撑件63三者之间形成杠杆结构，确保了压紧机构的稳定性和可靠性。

实施例

本发明所述的一种圆定位夹具，夹具定位基准包括第一夹具2和第二夹具3两个部分，第一夹具2为夹具固定定位部分，第二夹具3为夹具移动定位部分；第一夹具2与夹具底座1固定连接，与夹具底座1构成一体化；第二夹具3设置有预设移动范围，第二夹具3能够沿第一夹具2和第二夹具3的圆心连线相向或相背移动，第一夹具2和第二夹具3共同形成夹具基准定位圆；假设加工零件7的零件加工基准圆的直径为350mm，当第二夹具3相向于第二夹具1移动至最近端时，夹具基准定位圆近似一个椭圆结构，其长轴方向的长度为349.86mm，短轴方向的长度为340mm，夹具基准定位圆和零件加工基准圆两者之间的最大间隙为10mm，此时便于加工零件7安装在夹具基准定位圆上；当第二夹具3相背于第二夹具1移动至最远端时，第一夹具2和第二夹具3共同形成一个完整的夹具基准定位圆，该夹具基准定位圆的尺寸与加工零件7的零件加工基准圆一致，确保了加工零件7的定位没有间隙和误差，定位完成后，进行加工零件7另一端的加工。

优选的，滑动凹槽11设置为燕尾槽，滑动凸台31设置为燕尾块，燕尾块配合设置在燕尾槽内，避免了第二夹具3在夹具底座1上沿竖直方向的移动，提高了夹具的稳定性和精度。

优选的，第一夹具2和第二夹具3的表面均设置有耐磨层，避免了夹具长期使用导致因夹具磨损而无法保证定位的精度；当第一夹具2和第二夹具3形成的基准定位圆因磨损而造成无法保证定位精度时，采用将限位块5的尺寸缩短后重新安装圆定位夹具，调节加工定位基准及夹具基准，确保夹具的定位精度。

利用本发明所述的一种圆定位夹具进行零件定位加工时，包括以下步骤：

步骤1、将夹具底座1固定安装在加工机床上，找正夹具底座1在加工机床上的基准；

步骤2、通过旋拧调整调节螺栓4，将第二夹具3向靠近第一夹具2一侧移动，确保第一夹具2与第二夹具3之间的间距足够小，确保夹具基准定位圆的尺寸小于加工零件7的零件加工基准圆直径，将加工零件7定位安装在基准定位圆上；

步骤3、通过旋拧调节调节螺栓4，将第二夹具3向远离第一夹具2一侧移动，确保夹具基准定位圆与加工零件7的加工基准圆紧贴设置；以实现对加工零件7水平方向的紧固定位连接；

步骤4、采用压紧机构6对加工零件7进行轴向定位；调节压板61，确保压板61的一端压在加工零件7上，另一端压在支撑件63上，调节压紧螺栓62的螺母，将压板61与压紧螺栓62紧固连接；

步骤5、按照零件加工内容对加工零件7进行加工，加工完成后，拆除压紧机构6，通过旋拧调节螺栓4，将第二夹具3向靠近第一夹具2一侧移动，取下加工零件7；

步骤6、重复步骤2-5，对下一个待加工零件进行加工。

本发明所述的一种圆定位夹具，该夹具具有两个工作状态；第一个工作状态为，当第二夹具3调节至靠近第一夹具2时，第一夹具2和第二夹具3形成的夹具基准定位圆直径远小于加工零件7的零件加工基准圆的直径尺寸；夹具基准定位圆与零件加工基准圆之间存在较大间隙，便于加工零件7安装或拆卸。

第二个工作状态为：当第二夹具3调节至远离第一夹具2时，第一夹具2和第二夹具3形成的夹具基准定位圆直径与加工零件7的零件加工基准圆尺寸一致，夹具基准定位圆与零件加工基准圆之间的间隙为零，实现了对加工零件7的精准定位，便于加工零件7加工，进一步提高了零件的加工质量和效率。

本发明所述的一种圆定位夹具加工制作时，首先，调节第二夹具，将第二夹具的一端与限位块顶紧设置；然后以此时第一夹具和第二夹具形成的夹角基准定位圆为基准，加工制作夹具定位尺寸，或同时加工第一夹具和第二夹具的半径尺寸，同时，确保第一夹具和第二夹具同圆心。

本发明提供的一种圆定位夹具，结构简单，制作成本较低，且能够实现对加工零件的精准定位和方便按拆，夹紧定位后的加工零件能够实现对加工零件的切割、铣削、磨削等工艺方法都能轻易实现，使用操作简易，应用推广性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (8)

1.一种圆定位夹具，其特征在于，包括夹具底座(1)、第一夹具(2)、第二夹具(3)、调节螺栓(4)及若干个压紧机构(6)，第一夹具(2)固定设置夹具底座(1)的上部一侧，第二夹具(3)滑动设置在夹具底座(1)的上部另一侧；第一夹具(2)和第二夹具(3)对称设置，且均为半圆柱形结构；第一夹具(2)和第二夹具(3)配合形成夹具基准定位圆，加工零件(7)的零件加工基准圆套设在夹具基准定位圆上；调节螺栓(4)的轴线与第二夹具(3)的水平轴线重合，调节螺栓(4)的一端与第二夹具(3)连接；调节螺栓(4)的另一端与夹具底座(1)连接，且延伸至夹具底座(1)外侧；若干个压紧机构(6)均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧机构(6)的一端与夹具底座(1)连接，另一端压在加工零件(7)上；

夹具底座(1)与第二夹具(3)的接触面之间设置有限位槽，限位槽设置在第二夹具(3)的圆弧面一侧；限位槽内设置有限位块(5)，限位块(5)的轴线与调节螺栓(4)的轴线平行；限位块(5)的一端与夹具底座(1)顶紧设置，另一端与第二夹具(3)的圆弧面连接；

夹具底座(1)的上部设置有滑动凹槽(11)，第二夹具(3)的底部设置滑动凸块(31)，滑动凸台(31)配合设置在滑动凹槽(11)内，滑动凹槽(11)或滑动凸台(31)的轴线与第二夹具(2)的直径垂直，且与第二夹具(2)的圆心重合；

第一夹具(2)和第二夹具(3)形成的夹具基准定位圆直径与加工零件(7)的零件加工基准圆尺寸一致，夹具基准定位圆与零件加工基准圆之间的间隙为零。

2.根据权利要求1所述的一种圆定位夹具，其特征在于，压紧机构(6)包括压板(61)和压紧螺栓(62)，压紧螺栓(62)均匀设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上，压紧螺栓(62)垂直设置在夹具底座(1)上；压板(61)可拆卸固定在压紧螺栓(62)上，压板(62)的一端压在加工零件(7)上。

3.根据权利要求2所述的一种圆定位夹具，其特征在于，压紧机构(6)还包括支撑体(63)，支撑体(63)垂直设置在夹具底座(1)上，支撑体(63)与压紧螺栓(62)对应设置，支撑体(63)与压紧螺栓(62)的连线与加工零件(7)的直径重合；压板(62)的另一端与压在支撑体(63)。

4.根据权利要求1所述的一种圆定位夹具，其特征在于，压紧机构(6)的个数为四个，四个压紧机构(6)呈十字形设置在夹具基准定位圆的外侧圆周上。

5.根据权利要求1所述的一种圆定位夹具，其特征在于，滑动凹槽(11)采用燕尾槽，滑动凸台(31)采用燕尾块，燕尾块为上小下大结构。

6.根据权利要求1所述的一种圆定位夹具，其特征在于，夹具底座(1)和第一夹具(2)为一体化结构。

7.根据权利要求1所述的一种圆定位夹具，其特征在于，第二夹具(3)在夹具底座(1)上的最大滑动间隙为10mm。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种圆定位夹具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将夹具底座(1)固定安装在加工机床上，找正夹具底座(1)在加工机床上的基准；

步骤2、通过旋拧调节螺栓(4)，将第二夹具(3)向靠近第一夹具(2)一侧移动，确保夹具基准定位圆的尺寸小于加工零件(7)的零件加工基准圆直径，将加工零件(7)定位安装在基准定位圆上；

步骤3、通过调节调节螺栓(4)，将第二夹具(3)向远离第一夹具(2)一侧移动，确保夹具基准定位圆与加工零件(7)的加工基准圆紧贴设置；

步骤4、采用压紧机构(6)对加工零件(7)进行轴向定位；

步骤5、按照零件加工内容对加工零件(7)进行加工，加工完成后，拆除压紧机构(6)，通过旋拧调节螺栓(4)，将第二夹具(3)向靠近第一夹具(2)一侧移动，取下加工零件(7)。

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