CN111774891B - 一种用于共轭凸轮的随行夹具、及热后精加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于共轭凸轮的随行夹具、及热后精加工方法,所述随行夹具包括夹具体、定位基板、设置在夹具体和定位基板之间的第一快换夹紧机构和第一定位结构、以及设置在定位基板上的第二快换夹紧机构和第二定位结构,所述定位基板的两个端面分别为定位端面和工件安装端面,所述定位基板的侧面上设有校正外圆,所述校正外圆的轴线位于定位基板的中心;所述定位基板通过第一定位结构与夹具体进行定位,并通过第一快换夹紧机构固定在夹具体上、且其定位端面与夹具体相抵,所述第二定位结构和第二快换夹紧机构设置在工件安装端面上、用于共轭凸轮工件的定位和固定,所述夹具体用于安装在机床上。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域,具体涉及一种用于共轭凸轮的随行夹具、及热后精加工方法。
背景技术
共轭凸轮是一种同时包含两条凸轮轨迹的凸轮类零件,依靠两条轨迹曲面的高副运动传递动力和运动,其加工精度、表面粗糙度和耐磨性要求都非常高。如图1所示,共轭凸轮一般包含凸轮轨迹Ⅰ14、凸轮轨迹Ⅱ15、凸轮中心孔12、凸轮定位销孔13等特征,凸轮定位销孔13位于两个端平面11上,凸轮轨迹Ⅰ14和凸轮轨迹Ⅱ15有精密的相对位置要求,所以其制造精度是两条轮廓本身加工精度、中心孔本身的加工精度、凸轮定位销孔13本身的加工精度和四者相对位置精度的叠加,制造精度控制难度很高。
由于共轭凸轮零件本身形状复杂,热处理变形很大,热后精加工工序难度高,效率低,且不同品种的共轭凸轮轨迹曲面差异很大,实现自动化生产的成本很高,效益不高。为了达到高精度共轭凸轮的精度和粗糙度要求,目前广泛采用的精加工过程大多采用坐标磨床进行凸轮轨迹的精密磨削。由于共轭凸轮工具件形状复杂,热处理变形很大,较为先进的方法会采用立式加工中心硬切削去除大部分余量,以提高坐标磨床磨削效率。参见图7,目前现有较为先进的高精度共轭凸轮热后精加工方法为:
OP10:平面磨床——互为基准,磨两端平面(如为对开结构,则以磨过的端平面为基准,校平结合面,精磨结合面);
OP20:内圆磨床——正面装夹校正,磨凸轮中心孔;
OP30:立式加工中心——正面装夹校正,扩铰凸轮定位销孔,硬切削凸轮轨迹Ⅰ留磨余量;
OP40:立式加工中心——反面装夹校正,硬切削凸轮轨迹Ⅱ留磨余量;
OP50:坐标磨床——正面装夹校正,磨凸轮轨迹Ⅰ;
OP60:坐标磨床——反面装夹校正,磨凸轮轨迹Ⅱ;
上述高精度共轭凸轮热后精加工方法的缺点有:1)整个加工过程需5次装夹校正,存在较大的重复定位误差和人为校正误差;2)工件装夹校正过程需使用机床主轴,只能停机操作,占用机床切削时间;3)定位校正使用通用校正工具,不同机床的校正操作各不相同,对操作者的技能要求高;4)机床每次停机上下料都只安装一个工件,在每一工位都以工件为中心进行加工,机床加工空间无法得到充分利用,换刀、上下料开关门等辅助时间较多;5)每个工位每道工序的切削时间不足半小时,机床操作人员繁忙装夹校正零件。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种用于共轭凸轮的随行夹具、及热后精加工方法,能够统一不同机床的校正,避免重复定位误差和人为校正误差,减少机床上装夹工件的时间。
为实现上述目的,本发明提供一种用于共轭凸轮的随行夹具,包括夹具体、定位基板、设置在夹具体和定位基板之间的第一快换夹紧机构和第一定位结构、以及设置在定位基板上的第二快换夹紧机构和第二定位结构,所述定位基板的两个端面分别为定位端面和工件安装端面,所述定位基板的侧面上设有校正外圆,所述校正外圆的轴线位于定位基板的中心;所述定位基板通过第一定位结构与夹具体进行定位,并通过第一快换夹紧机构固定在夹具体上、且其定位端面与夹具体相抵,所述第二定位结构和第二快换夹紧机构设置在工件安装端面上、用于共轭凸轮工件的定位和固定,所述夹具体用于安装在机床上。
进一步地,所述第一定位结构为十字锥面定位结构、圆锥面-定位键组合定位结构、或一面两圆柱销定位结构。
进一步地,所述第一快换夹紧机构为拉钉机构、球锁机构、或燕尾槽式机构。
进一步地,所述校正外圆的圆柱度小于0.001,所述校正外圆的轴线与定位基板的中心轴线的同轴度要求为小于0.001。
进一步地,所述第二快换夹紧机构包括设置在工件安装端面的螺纹孔、以及安装在螺纹孔中的压板,所述压板用于将共轭凸轮工件压紧在工件安装端面上。
进一步地,所述第二定位结构包括开设在定位基板中心的定位中心孔、以及圆锥定位芯轴,所述圆锥定位芯轴用于连接定位中心孔和共轭凸轮工件的凸轮中心孔。
本发明还提供一种用于共轭凸轮的热后精加工方法,采用包括有平面磨床、内圆磨床、立式加工中心和坐标磨床的加工单元进行,用于对共轭凸轮工件的两个端平面、凸轮轨迹Ⅰ、凸轮轨迹Ⅱ、凸轮定位销孔和凸轮中心孔进行精加工,所述加工单元还包括多套上述的随行夹具、以及机外装夹校正工位,所述机外装夹校正工位包括回转工作台、以及校正测量表,所述校正测量表包括百分表、千分表、或万分表;所述热后精加工方法包括以下步骤:
S1、加工单元准备阶段:
S11、在机外装夹校正工位的回转工作台上和内圆磨床上安装夹具体并校正好位置,然后固定好夹具体;
S12、在立式加工中心和坐标磨床上夹具体,并在夹具体上定位安装好定位基板,将坐标原点设置在校正外圆的圆心上,取下定位基板;
S2、在OP10平面磨床工位上,将共轭凸轮工件的两个端平面磨削好,然后将流转至下一工位OP20;
S3、在OP20机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将定位基板装到夹具体上,通过第二定位结构和第二快速夹紧机构将共轭凸轮工件在定位基板上定位并固定好;然后将装着共轭凸轮工件的定位基板流转至下一工位OP30;
S4、在OP30内圆磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的定位基板在夹具体上固定安装好,然后磨削凸轮中心孔,完成后将装着共轭凸轮工件的定位基板转至下一工位OP40;
S5、在OP40立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的定位基板在夹具体上固定安装好,然后扩铰凸轮定位销孔,硬切削凸轮轨迹Ⅰ并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件的定位基板流转至下一工位OP50;
S6、在OP50坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的定位基板在夹具体上固定安装好,磨削凸轮轨迹Ⅰ;完成后将装着共轭凸轮工件的定位基板流转至下一工位OP60;
S7、在OP60机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的定位基板在夹具体上固定安装好,松开第二快速夹紧机构,将共轭凸轮工件翻面,利用第二定位结构将共轭凸轮工件在定位基板上粗定位;使用校正测量表校正精调共轭凸轮工件位置,再利用第二快速夹紧机构固定好;完成后将装着共轭凸轮工件的定位基板流转至下一工位OP70;
S8、在OP70立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的安装基板在夹具体上固定安装好,硬切削凸轮轨迹Ⅱ并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件的定位基板(3)流转至下一工位OP80;
S9、在OP80坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件的定位基板固定安装到夹具体上,磨削凸轮轨迹Ⅱ。
进一步地,所述S12中,在立式加工中心和坐标磨床上都安装多个夹具体;所述步骤S5、S6、S8和S9中,在每个夹具体上都安装一个装有共轭凸轮工件的定位基板,对多个共轭凸轮工件进行加工。
进一步地,所述S11中,机外装夹校正工位和内圆磨床上夹具体的安装校正过程包括:在夹具体固定之前,将定位基板定位固定在夹具体上,将校正测量表表头搭在定位基板的校正外圆上,转动回转工作台或内圆磨床主轴,调整夹具体的位置直到校正测量表读数小于0.003,再固定住夹具体,同时复校跳动,完成夹具体的安装。
进一步地,所述步骤S2中,使用电磁吸盘装夹多个共轭凸轮工件,使共轭凸轮工件布满工作空间,交替磨削两个端平面。
如上所述,本发明涉及的用于共轭凸轮的随行夹具、及热后精加工方法,具有以下有益效果:
通过设置夹具体、定位基板、第一快换夹紧机构和第一定位结构、以及第二快换夹紧机构和第二定位结构,通过第一快换夹紧机构和第一定位结构实现定位基板与夹具体之间的准确定位和快速可拆卸固定,并利用定位基板中的校正外圆实现校正定位,利用第二快换夹紧机构和第二定位结构实现共轭凸轮工件在定位基板上的准确定位和快速可拆卸固定,使用时,夹具体固定安装在不同机床上,只需要将共轭凸轮工件与定位基板进行一次定位固定,然后将共轭凸轮工件和定位基板一起在不同机床上流转,使得共轭凸轮工件能够快速地在不同机床上进行准确定位。本发明的随行夹具,能够使用在不同的机床上,统一不同机床的校正,避免重复定位误差和人为校正误差,安装方便,减少机床上装夹工件的时间,从而提高加工效率和质量。采用共轭凸轮进行的热后精加工方法,减少了定位校正次数,提高了加工效率和加工质量。
附图说明
图1为共轭凸轮工件的结构示意图。
图2为本发明的随行夹具的结构示意图。
图3为本发明中的定位基板从其定位端面观察的结构示意图。
图4为本发明中的定位基板从其工件安装端面观察的结构示意图。
图5为图4中的A-A向剖视图。
图6为本发明的随行夹具在机外装夹校正工位上的安装示意图。
图7为共轭凸轮现有热后精加工方法的流程示意图。
图8为本发明的热后精加工方法的流程示意图。
元件标号说明
1 共轭凸轮工件
11 端平面
12 凸轮中心孔
13 凸轮定位销孔
14 凸轮轨迹Ⅰ
15 凸轮轨迹Ⅱ
2 夹具体
3 定位基板
31 定位端面
32 工件安装端面
33 削边销孔
34 定位中心孔
35 定位销孔
36 螺纹孔
37 校正外圆
38 夹持凹槽
4 压板
5 回转工作台
6 校正测量表
7 底座
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书附图所绘的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语,亦仅为便于叙述明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
参见图1至图6所示,本发明提供了一种用于共轭凸轮的随行夹具,包括夹具体2、定位基板3、设置在夹具体2和定位基板3之间的第一快换夹紧机构和第一定位结构、以及设置在定位基板3上的第二快换夹紧机构和第二定位结构,定位基板3的两个端面分别为定位端面31和工件安装端面32,定位基板3的侧面上设有校正外圆37,校正外圆37的轴线位于定位基板3的中心;定位基板3通过第一定位结构与夹具体2进行定位,并通过第一快换夹紧机构固定在夹具体2上、且其定位端面31与夹具体2相抵,第二定位结构和第二快换夹紧机构设置在工件安装端面32上、用于共轭凸轮工件1的定位和固定,夹具体2用于安装在机床上。
本发明涉及的随行夹具,使用时,可将夹具体2固定安装在不同机床上,通过第一快换夹紧机构和第一定位结构实现定位基板3与夹具体2之间的准确定位和快速可拆卸固定,并利用定位基板3中的校正外圆37可实现定位基板3和夹具体2的校正定位,利用第二快换夹紧机构和第二定位结构实现共轭凸轮工件1在定位基板3上的准确定位和快速可拆卸固定,以此,只需要将共轭凸轮工件1与定位基板3进行定位固定后,将共轭凸轮工件1和定位基板3一起在不同机床上流转,通过定位基板3与夹具体2之间的准确定位和可拆卸固定,使得共轭凸轮工件1能够快速地在不同机床上进行准确定位,具体操作过程可参见下文中的热后精加工方法。本发明的随行夹具,能够使用在不同的机床上,统一不同机床的校正,避免重复定位误差和人为校正误差,安装方便,减少机床上装夹工件的时间,从而提高加工效率和质量。
在本发明中,第一定位结构可以为十字锥面定位结构、圆锥面-定位键组合定位结构、或一面两圆柱销定位结构等现有的具有高精度定位结构,具体地,在本实施例中,参见图3,定位基板3在其定位端面31上设有定位销孔35用于安装定位销。通过第一定位结构使得定位基板3能安装在任一夹具体2上时,两者之间的重复定位误差都小于0.002mm。
在本发明中,第一快换夹紧机构可以为拉钉机构、球锁机构、或燕尾槽式机构等,使定位基板3在夹具体2上能够快速拆装,灵活方便。具体在本实施例中,第一快换夹紧机构选用拉钉机构,定位基板3上安装有拉钉,夹具体2上设有拉钉锁紧结构,定位基板3安装到夹具体2上后通过拉钉夹紧,拉钉锁紧结构的动作控制优选采用气动、液压、电磁等方式实现,可以实现自动化控制,采用该设计方式,由于定位基板3和夹具体2之间的安装不再需校正,夹紧动作采用自动化控制,故在整个加工过程可使用机器人、流水线等自动化设施完成定位基板3的流转和上下料。此外,优选地,在夹具体2和定位基板3中设有冷却液通道,冷却液可从定位基板3的中心喷出。
在本实施例中,优选地,校正外圆37的圆柱度小于0.001mm,校正外圆37的轴线与定位基板3的中心轴线同轴度要求为小于0.001mm。此外,在定位基板3侧面上还设有夹持凹槽38,用于供输送机构或机械手夹持。
在本实施例中,参见图2和图4,优选地,第二快换夹紧机构包括设置在工件安装端面32的螺纹孔36、以及安装在螺纹孔36中的压板4,压板4用于将共轭凸轮工件1压紧在工件安装端面32上,以此实现共轭凸轮工件1的快速固定或拆卸,并且优选地螺纹孔36为多个,布满工件安装端面32,方便调整压板4的安装位置。当然,在其他的实施例中,第二快换夹紧机构也可以选用十字锥面定位结构、圆锥面-定位键组合定位结构、或一面两圆柱销定位结构等现有的高精度定位结构。
在本实施例中,优选地,参见图1、图2和图3,第二定位结构包括开设在定位基板3中心的定位中心孔34、以及圆锥定位芯轴,定位中心孔34相对校正外圆37轴线的跳动小于0.002mm,使用时,将圆锥定位芯轴穿设过定位中心孔34和共轭凸轮工件1的凸轮中心孔12中进行连接,实现共轭凸轮工件1和定位基板3之间的定位,并在定位基板3的工件安装端面32上设有削边销孔33,利用削边销穿设在削边销孔33和凸轮定位销孔13中,限制共轭凸轮工件1绕Z轴的旋转自由度。
本实施例中的随行夹具,定位基板3与夹具体2之间、以及共轭凸轮工件1与定位基板3之间安装方便快速,定位精准,同时通过校正外圆37方便校正随行夹具在机床上的安装位置。
本发明还提供了一种用于共轭凸轮的热后精加工方法,采用包括有平面磨床、内圆磨床、立式加工中心和坐标磨床的加工单元进行,用于对共轭凸轮工件1的两个端平面11、凸轮轨迹Ⅰ14、凸轮轨迹Ⅱ15、凸轮定位销孔13和凸轮中心孔12等进行精加工,加工单元还包括上述的随行夹具、以及机外装夹校正工位,机外装夹校正工位包括回转工作台5、以及校正测量表6,回转工作台5设置在底座7上,绕自身轴线回转,其回转轴全跳动小于0.002mm,回转工作台5端面跳动小于0.002mm,校正测量表6包括百分表、千分表、或万分表,根据具体精度要求确定;参见图8,本发明的热后精加工方法包括以下步骤:
S1、加工单元准备阶段:
S11、在机外装夹校正工位的回转工作台5上和内圆磨床上安装夹具体2并校正好位置,然后固定好夹具体2;具体地,安装校正过程包括:在机外装夹校正工位或内圆磨床上,在夹具体2固定之前,将定位基板3定位固定在夹具体2上,将校正测量表6表头搭在定位基板3的校正外圆37上,转动回转工作台5或内圆磨床主轴,调整夹具体2的位置直到校正测量表6读数小于0.003mm,再拧紧安装螺栓将夹具体2固定住,同时复校跳动,完成夹具体2的安装。
S12、在立式加工中心和坐标磨床上夹具体2,并在夹具体2上定位安装好定位基板3,将坐标原点设置在校正外圆37的圆心上,取下定位基板3。优选地,在立式加工中心的和坐标磨床上都安装多个夹具体2,使夹具体2占满整个工作台,以便后续能在立式加工中心和坐标磨床上安装多个共轭凸轮工件1。
S2、在OP10平面磨床工位上,将共轭凸轮工件1的两个端平面11磨削好(如为对开结构,则同时磨结合面),然后将流转至下一工位OP20;具体地,可使用电磁吸盘装夹多个共轭凸轮工件1,使共轭凸轮工件1布满工作空间,交替磨削两个端平面11。
S3、在OP20机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将定位基板3装到夹具体2上,通过第二定位结构和第二快速夹紧机构将共轭凸轮工件1在定位基板3上定位并固定好,以此共轭凸轮工件1正面装夹校正好;然后将装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP30。具体地,采用本实施例中的随行夹具时,将定位基板3装到夹具体2上后,将共轭凸轮工件1安放在工件安装端面32,使其一个端平面11与工件安装端面32相抵接,使用圆锥定位芯轴将共轭凸轮工件1的凸轮中心孔12(该孔在精加工之前已粗加工好)定位到定位基板3的定位中心孔34,并使用削边销限制共轭凸轮工件1绕Z轴旋转自由度,然后在定位基板3上安装压板4将共轭凸轮工件1夹紧。按照上述方式,逐个将多个共轭凸轮工件1分别安装到一个定位基板3上,然后将所有装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP30。
S4、在OP30内圆磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的定位基板3在夹具体2上固定安装好,然后磨削凸轮中心孔12,完成后将所有装着共轭凸轮工件1的定位基板3转至下一工位OP40。
S5、在OP40立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的定位基板3在夹具体2上固定安装好,然后扩铰凸轮定位销孔13,硬切削凸轮轨迹Ⅰ14并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP50。优选地,当立式加工中心工位上安装有多个夹具体2时,每个夹具体2上安装一个定位基板3,以此使立式加工中心工位上定位安装有多个共轭凸轮工件1,对多个共轭凸轮工件1进行加工,具体地,D20硬切削粗铣铣刀粗铣所有共轭凸轮工件1的凸轮轨迹Ⅰ14,换D6铣刀扩所有凸轮定位销孔13,换D16硬切削精铣铣刀铣所有共轭凸轮工件1的凸轮轨迹Ⅰ14,换D8铰刀铰所有凸轮定位销孔13。完成后松开第一快速夹紧机构,将所有装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP50。
S6、在OP50坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的定位基板3在夹具体2上固定安装好,磨削凸轮轨迹Ⅰ14;完成后将装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP60。当坐标磨床工位上安装有多个夹具体2时,每个夹具体2上安装一个定位基板3,以此使立式加工中心工位上定位安装有多个共轭凸轮工件1,对多个共轭凸轮工件1进行加工,具体地,粗磨砂轮粗磨所有共轭凸轮工件1的凸轮轨迹Ⅰ14,再换换精磨砂轮精磨光磨所有凸轮轨迹Ⅰ14,完成后松开第一快速夹紧机构,将所有装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP60。
S7、在OP60机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的定位基板3在夹具体2上固定安装好,松开第二快速夹紧机构,将共轭凸轮工件1翻面,利用第二定位结构将共轭凸轮工件1在定位基板3上粗定位;使用校正测量表6搭放在校正外圆进行校正的方式,来校正精调共轭凸轮工件1位置,优选直到跳动小于0.003,再利用第二快速夹紧机构固定好,以此将共轭凸轮工件1反面装夹校正好;将所有装着共轭凸轮工件1的定位基板3按照上述方式进行翻面再定位固定好,松开第一快速夹紧机构,完成后流转至下一工位OP70。
S8、在OP70立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的安装基板在夹具体2上固定安装好,硬切削凸轮轨迹Ⅱ15并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件1的定位基板3流转至下一工位OP80;该步骤具体与步骤S5基本都相同,加工对象变为凸轮轨迹Ⅱ15,此处不再赘述。
S9、在OP80坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件1的定位基板3固定安装到夹具体2上,磨削凸轮轨迹Ⅱ15。该步骤具体与步骤S6基本都相同,加工对象变为凸轮轨迹Ⅱ15,此处不再赘述。
上述步骤完成后,对共轭凸轮工件1进行检验,精加工结束。
本发明的热后精加工方法,具有以下优点:1)不同机床之间采用相同的随行夹具,只需一种安装校正方法,对操作者的技能要求低,整个加工过程只共轭凸轮工件1只需两次装夹校正,重复定位误差和人为校正误差较小;2)共轭凸轮工件1装的夹校正过程在机外装夹校正工位完成,不占用机床切削时间,提供工作效率;3)加工中心和坐标磨床同时安装有多个共轭凸轮工件1,不再像传统加工方法那样一个工件完成所有刀具或砂轮的加工内容后再加工下一个工件,实现以机床工具为中心进行加工,节省了加工过程中换刀、上下料开门等辅助时间,延长每一工位的循环时间,降低操作人员劳动强度,并可实现无人值守加工。
综上所述,发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种用于共轭凸轮的随行夹具,其特征在于:包括夹具体(2)、定位基板(3)、设置在夹具体(2)和定位基板(3)之间的第一快换夹紧机构和第一定位结构、以及设置在定位基板(3)上的第二快换夹紧机构和第二定位结构,所述定位基板(3)的两个端面分别为定位端面(31)和工件安装端面(32),所述定位基板(3)的侧面上设有校正外圆(37),所述校正外圆(37)的轴线位于定位基板(3)的中心;所述定位基板(3)通过第一定位结构与夹具体(2)进行定位,并通过第一快换夹紧机构固定在夹具体(2)上、且其定位端面(31)与夹具体(2)相抵,所述第二定位结构和第二快换夹紧机构设置在工件安装端面(32)上、用于共轭凸轮工件(1)的定位和固定,所述夹具体(2)用于安装在机床上。
2.根据权利要求1所述的随行夹具,其特征在于:所述第一定位结构为十字锥面定位结构、圆锥面-定位键组合定位结构、或一面两圆柱销定位结构。
3.根据权利要求1所述的随行夹具,其特征在于:所述第一快换夹紧机构为拉钉机构、球锁机构、或燕尾槽式机构。
4.根据权利要求1所述的随行夹具,其特征在于:所述校正外圆(37)的圆柱度小于0.001mm,所述校正外圆(37)的轴线与定位基板(3)的中心轴线的同轴度要求为小于0.001mm。
5.根据权利要求1所述的随行夹具,其特征在于:所述第二快换夹紧机构包括设置在工件安装端面(32)的螺纹孔(36)、以及安装在螺纹孔(36)中的压板(4),所述压板(4)用于将共轭凸轮工件(1)压紧在工件安装端面(32)上。
6.根据权利要求1所述的随行夹具,其特征在于:所述第二定位结构包括开设在定位基板(3)中心的定位中心孔(34)、以及圆锥定位芯轴,所述圆锥定位芯轴用于连接定位中心孔(34)和共轭凸轮工件(1)的凸轮中心孔(12)。
7.一种用于共轭凸轮的热后精加工方法,采用包括有平面磨床、内圆磨床、立式加工中心和坐标磨床的加工单元进行,用于对共轭凸轮工件(1)的两个端平面(11)、凸轮轨迹Ⅰ(14)、凸轮轨迹Ⅱ(15)、凸轮定位销孔(13)和凸轮中心孔(12)进行精加工,其特征在于:所述加工单元还包括多套如权利要求1所述的随行夹具、以及机外装夹校正工位,所述机外装夹校正工位包括回转工作台(5)、以及校正测量表(6),所述校正测量表(6)包括百分表、千分表、或万分表;所述热后精加工方法包括以下步骤:
S1、加工单元准备阶段:
S11、在机外装夹校正工位的回转工作台(5)上和内圆磨床上安装夹具体(2)并校正好位置,安装校正过程包括:在夹具体(2)固定之前,将定位基板(3)定位固定在夹具体(2)上,将校正测量表(6)表头搭在定位基板(3)的校正外圆(37)上,转动回转工作台(5)或内圆磨床主轴,调整夹具体(2)的位置直到校正测量表(6)读数小于0.003,再固定住夹具体(2),同时复校跳动,完成夹具体(2)的安装;然后固定好夹具体(2);
S12、在立式加工中心和坐标磨床上安装夹具体(2),并在夹具体(2)上定位安装好定位基板(3),将坐标原点设置在校正外圆(37)的圆心上,取下定位基板(3);
S2、在OP10平面磨床工位上,将共轭凸轮工件(1)的两个端平面(11)磨削好,然后将流转至下一工位OP20;
S3、在OP20机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将定位基板(3)装到夹具体(2)上,通过第二定位结构和第二快速夹紧机构将共轭凸轮工件(1)在定位基板(3)上定位并固定好;然后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)流转至下一工位OP30;
S4、在OP30内圆磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)在夹具体(2)上固定安装好,然后磨削凸轮中心孔(12),完成后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)转至下一工位OP40;
S5、在OP40立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)在夹具体(2)上固定安装好,然后扩铰凸轮定位销孔(13),硬切削凸轮轨迹Ⅰ(14)并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)流转至下一工位OP50;
S6、在OP50坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)在夹具体(2)上固定安装好,磨削凸轮轨迹Ⅰ(14);完成后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)流转至下一工位OP60;
S7、在OP60机外装夹校正工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)在夹具体(2)上固定安装好,松开第二快速夹紧机构,将共轭凸轮工件(1)翻面,利用第二定位结构将共轭凸轮工件(1)在定位基板(3)上粗定位;使用校正测量表(6)校正精调共轭凸轮工件(1)位置,再利用第二快速夹紧机构固定好;完成后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)流转至下一工位OP70;
S8、在OP70立式加工中心工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的安装基板在夹具体(2)上固定安装好,硬切削凸轮轨迹Ⅱ(15)并留磨余量;完成后将装着共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)流转至下一工位OP80;
S9、在OP80坐标磨床工位上,通过第一定位结构和第一快速夹紧机构,将装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3)固定安装到夹具体(2)上,磨削凸轮轨迹Ⅱ(15)。
8.根据权利要求7所述的热后精加工方法,其特征在于:所述S12中,在立式加工中心和坐标磨床上都安装多个夹具体(2);所述步骤S5、S6、S8和S9中,在每个夹具体(2)上都安装一个装有共轭凸轮工件(1)的定位基板(3),对多个共轭凸轮工件(1)进行加工。
9.根据权利要求7所述的热后精加工方法,其特征在于:所述步骤S2中,使用电磁吸盘装夹多个共轭凸轮工件(1),使共轭凸轮工件(1)布满工作空间,交替磨削两个端平面(11)。
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