CN111941109A - 一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，属于车削定位设计领域；包括大铜套定位装夹装置、小铜套定位装夹装置和十字耳片；其中，十字耳片包括钢基体、大铜套、小铜套；钢基体包括板状结构和筒状结构；板状结构沿筒状结构径向设置在筒状结构的外壁，且板状结构和筒状结构一体化成型；大铜套和小铜套均为中空筒状结构；大铜套沿轴向同轴压装在筒状结构中；小铜套压装在板状结构上；大铜套定位装夹装置实现对钢基体的竖直夹紧，并实现对大铜套的车削；小铜套定位装夹装置实现对钢基体的水平夹紧，并实现对小铜套的车削；本发明实现了工件装夹时的自动定心定向，实现了十字耳片高精度空间垂直孔系的高质、高效、低劳动强度的车削加工。

Description

一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置

技术领域

本发明属于车削定位设计领域，涉及一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置。

背景技术

目前设计生产的机电系列产品中，各机电作动器十字耳片组件的结构特点及精度要求基本相同，其结构特点均为：钢基体镶铜套结构、异型、高精度空间垂直孔系；精度特点均为：空间垂直孔系的形位精度要求高。

而现有技术中，对于机电作动器十字耳片组件的加工，存在公认的技术难点，且普遍的加工难点为：异型导致装夹困难，主要采用四爪装夹工件外形，一件一找正后，对垂直孔系进行车削加工。每个工件加工前均需四次装夹，即需四次找正过程，找正过程繁复、费时费力，对操作者技能水平要求高，产品质量稳定性差。对于如何能够实现工件装夹时的自动定心定向，避免四爪装夹的繁复找正过程，高质、高效、低劳动强度的完成车削加工，一致是机加工领域的难点问题，并没有很好的解决方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，实现了工件装夹时的自动定心定向，实现了机电作动器十字耳片组件高精度空间垂直孔系的高质、高效、低劳动强度的车削加工。

本发明解决技术的方案是：

一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，包括大铜套定位装夹装置、小铜套定位装夹装置和十字耳片；其中，十字耳片包括钢基体、大铜套、小铜套；钢基体包括板状结构和筒状结构；板状结构沿筒状结构径向设置在筒状结构的外壁，且板状结构和筒状结构一体化成型；大铜套和小铜套均为中空筒状结构；大铜套沿轴向同轴压装在筒状结构中；小铜套压装在板状结构上；大铜套定位装夹装置实现对钢基体的竖直夹紧，并实现对大铜套的车削；小铜套定位装夹装置实现对钢基体的水平夹紧，并实现对小铜套的车削。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述大铜套定位装夹包括底盘、拉板、大芯轴、锁紧螺母；其中，底盘为水平放置的圆盘状结构；大芯轴设置在底盘上表面的中心处，且大芯轴与底盘同轴设置；拉板轴向竖直放置，且拉板从上至下穿过底盘；锁紧螺母与拉板的轴向底端螺纹配合，实现对拉板穿过底盘长度的调节。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述底盘包括盘饼和装夹柱；盘饼为水平放置的圆盘结构；装夹柱同轴设置在盘饼的下表面；盘饼上表面的中心位置设置有定位槽，装配时，实现大芯轴嵌入定位孔中，大芯轴的顶部伸出定位孔；盘饼上设置有腰型孔；腰型孔设置在定位槽的一侧；装配时，实现拉板通过腰型孔穿过盘饼。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述拉板包括环形框架和导向柱；其中，环形框架为中空矩形框架结构；环形框架竖直放置；导向柱轴向竖直设置在环形框架底部的中心处；导向柱引导环形框架穿过腰型孔；锁紧螺母与导向柱底端螺纹配合，实现对环形框架位置的锁紧限位。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程为：

大铜套底端套装在伸出定位孔的大芯轴的顶部，实现对钢基体的径向限位；同时板状结构穿过环形框架中部的通孔；环形框架沿竖直方向向下移动，直至环形框架顶端下壁与板状结构顶壁接触；板状结构的底部与底盘上表面的水平贴合；通过锁紧螺母锁死导向柱，实现对钢基体周向和竖直方向的限位，完成大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，装夹完成后，实现对大铜套轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对大铜套轴向另一端端面和内孔的车削加工。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述小铜套定位装夹装置包括底座、压板、限位轴和螺栓；其中，底座为水平放置的圆盘结构；限位轴轴向水平设置在底座上表面；压板沿限位轴的轴向设置在底座上表面；螺栓竖直向下穿过压板与底座螺纹配合，实现压板与底座的限位固定限位。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述底座的上表面设置有短凹槽、长凹槽和螺纹孔；其中，短凹槽与长凹槽正交叉呈十字形凹槽；短凹槽的槽型与限位轴对应；长凹槽的槽型与十字耳片对应；螺纹孔设置在短凹槽的一侧；螺纹孔与螺栓位置对应。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，所述小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程为：

将限位轴沿轴向穿过大铜套的通孔后，固定在短凹槽内，实现对钢基体的径向和轴向限位；绕限位轴旋转钢基体，实现板状结构水平放置在长凹槽内；在板状结构的上表面放置压板；旋紧螺栓，实现压板压紧板状结构，实现对钢基体的周向限位，完成小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。

在上述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，装夹完成后，实现对小铜套轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对小铜套轴向另一端端面和内孔的车削加工。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明中底盘定位孔与大铜套外径小间隙配合，可以使工件的大铜套在首次加工前实现自动定心，避免“一件一找正”，大幅提高生产效率；

(2)本发明中大芯轴安装到底盘定位孔后，大芯轴定位小圆与大铜套内孔小间隙配合，可以使工件的大铜套实现自动定心，完成达图加工，避免“一件一找正”，大幅提高生产效率；

(3)本发明中底盘定位孔与安装面的垂直可以使工件的大铜套待加工平面实现自动拉平，避免“一件一找正”，大幅提高生产效率；

(4)本发明用于加工大铜套时的压紧方式采用中间设置有通孔的拉板结构，更加适合小、窄压紧面的情况，可以防止传统单向压板压紧时出现工件侧偏的情况，紧固效果更好、更可靠、操作性更强

(5)本发明用于加工小铜套的压紧方式采用螺栓与带旋转套的压板组合的结构，不仅能够确保压板稳固压紧工件，还可实现压板的可旋转性，便于装卸工件；

(6)本发明对工件实现自动定心、定位，批量产品质量一致性好，降低操作者的技能水平要求；同时本发明的定位、装夹，紧固、可靠，加工过程中不会出现装夹不稳固、工件松动跑位的情况；实现了一次装夹找正，加工批量产品，大幅减轻了操作者的劳动强度，使使低质低效的十字耳片组件加工实现高质高效生产，对产品的大批量的生产提供有效的保证措施。

附图说明

图1为本发明十字耳片示意图；

图2为本发明大铜套定位装夹装置整体示意图；

图3为本发明底盘示意图；

图4为本发明拉板示意图；

图5为本发明大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹示意图；

图6为本发明小铜套定位装夹装置爆炸示意图；

图7为本发明小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

本发明提供一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，可以实现工件装夹时的自动定心定向，避免“一件一找正”；装置使用方法简单易行，避免因四爪装夹的繁复找正过程。真正实现机电作动器十字耳片组件高精度空间垂直孔系的高质、高效、低劳动强度的车削加工。

定位装夹装置，包括大铜套定位装夹装置、小铜套定位装夹装置和十字耳片；如图1所示，其中十字耳片包括钢基体9、大铜套10、小铜套11；十字耳片由钢基体9、大铜套10、小铜套11经压装装配而成。钢基体9由板状结构91和筒状结构92一体化成型；板状结构91沿筒状结构92径向设置在筒状结构92的外壁，且板状结构91和筒状结构92一体化成型。大铜套10和小铜套11均为中空筒状结构；大铜套10沿轴向同轴压装在筒状结构92中；小铜套11压装在板状结构91上。在压装时大铜套10、小铜套11的内孔和两端面均留有余量，压装后、未车削前十字耳片状态如图1所示。大铜套定位装夹装置实现对钢基体9的竖直夹紧，并实现对大铜套10的车削；小铜套定位装夹装置实现对钢基体9的水平夹紧，并实现对小铜套11的车削。大铜套定位装夹装置和小铜套定位装夹装置分两个步骤实现对十字耳片的固定，分别对应大铜套10、小铜套11实现了车削加工。

大铜套定位装夹装置与小铜套定位装夹装置为2个独立的装置，分别实现对十字耳片的固定，并且在分别固定后，实现对十字耳片不同部分的车削加工。如图2所示，大铜套定位装夹包括底盘1、拉板2、大芯轴3、锁紧螺母4；其中，底盘1整体上呈圆盘状结构，底盘1水平放置。大芯轴3为短柱状结构，大芯轴3主要实现对十字耳片的定位功能。装配时，大芯轴3设置在底盘1上表面的中心处，大芯轴3的轴线竖直放置且大芯轴3与底盘1同轴。拉板2轴向竖直放置，拉板2设置在大芯轴3的一侧，且拉板2从上至下穿过底盘1；拉板2可沿竖直方向上下一端，即可以调节拉板2穿过底盘1的长度。锁紧螺母4与拉板2的轴向底端螺纹配合，实现对拉板2穿过底盘1长度的调节，当拉板2竖直方向调整合适后，通过锁紧螺母4对拉板2底端限位，实现紧缩。

底盘1作为大铜套定位装夹装置的主要承载结构，具体形式如图3所示，底盘1包括盘饼102和装夹柱103；盘饼102为水平放置的圆盘结构；盘饼102的半径要大于十字耳片的最大长度。装夹柱103同轴设置在盘饼102的下表面，装夹柱103的长度要大于拉板2卡住十字耳片后向下伸出盘饼102的长度。装夹柱103为锥状柱体，可直接装入机床主轴锥孔，实现装置的自动定心。盘饼102上表面的中心位置设置有定位槽101，装配时，实现大芯轴3嵌入定位孔101中，大芯轴3的顶部伸出定位孔101；大芯轴3的外壁与定位槽101的内壁间隙配合。盘饼102上设置有腰型孔104；腰型孔104设置在定位槽101的一侧；装配时，实现拉板2通过腰型孔104穿过盘饼102，腰型孔104的孔型与拉板2形状对应，以保证拉板2在腰型孔104内部上下移动顺畅。

拉板2是大铜套定位装夹装置固定十字耳片的重要部件，拉板2的结构如图4所示，拉板2包括环形框架201和导向柱202；其中，环形框架201为中空矩形框架结构；环形框架201竖直放置。在固定十字耳片过程中，十字耳片穿过环形框架201的中空矩形孔，随着拉板2竖直向下移动，环形框架201与盘饼102上表面共同作用实现对十字耳片的夹紧固定。导向柱202轴向竖直设置在环形框架201底部的中心处。装配时导向柱202引导环形框架201穿过腰型孔104；锁紧螺母4与导向柱202底端螺纹配合，实现对环形框架201位置的锁紧限位。

大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程可参照附图5，大铜套10底端套装在伸出定位孔101的大芯轴3的顶部，实现对钢基体9的径向限位；同时板状结构91穿过环形框架201中部的通孔；环形框架201沿竖直方向向下移动，直至环形框架201顶端下壁与板状结构91顶壁接触；板状结构91的底部与底盘1上表面的水平贴合；通过锁紧螺母4锁死导向柱202，实现对钢基体9周向和竖直方向的限位，完成大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。装夹完成后，实现对大铜套10轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对大铜套10轴向另一端端面和内孔的车削加工。本发明用于加工大铜套时的压紧方式采用带通孔的拉板2结构，更加适合小、窄压紧面的情况，可以防止传统单向压板压紧时出现工件侧偏的情况，紧固效果更好、更可靠、操作性更强。大铜套定位装夹装置对十字耳片实现自动定心、定位，批量产品质量一致性好，降低操作者的技能水平要求。

小铜套定位装夹装置是实现对十字耳片中小铜套11进行加工的另一个重要固定结构，小铜套定位装夹装置的整体结构如图6所示，小铜套定位装夹装置包括底座5、压板6、限位轴7和螺栓8。其中，底座5为水平放置的圆盘结构。底座5的上表面设置有短凹槽51、长凹槽52和螺纹孔53；其中，短凹槽51与长凹槽52正交叉呈十字形凹槽；短凹槽51的槽型与限位轴7对应；长凹槽52的槽型与十字耳片对应。限位轴7轴向水平设置在底座5上表面，且位于短凹槽51中。压板6沿限位轴7的轴向设置在底座5上表面；螺栓8竖直向下穿过压板6与底座5螺纹配合，实现压板6与底座5的限位固定限位。螺纹孔53设置在短凹槽51的一侧；螺纹孔53与螺栓8位置对应。本装置使用方法简单易行，避免因四爪装夹的繁复找正过程。真正实现机电作动器十字耳片组件高精度空间垂直孔系的高质、高效、低劳动强度的车削加工。

小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程参照附图7，将限位轴7沿轴向穿过大铜套10的通孔后，固定在短凹槽51内，实现对钢基体9的径向和轴向限位；绕限位轴7旋转钢基体9，实现板状结构91水平放置在长凹槽52内；在板状结构91的上表面放置压板6；旋紧螺栓8，实现压板6压紧板状结构91，实现对钢基体9的周向限位，完成小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。装夹完成后，实现对小铜套11轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对小铜套11轴向另一端端面和内孔的车削加工。本发明用于加工小铜套的压紧方式采用螺栓与带旋转套的压板组合的结构，不仅能够确保压板稳固压紧工件，还可实现压板的可旋转性，便于装卸工件。小铜套定位装夹装置对工件实现自动定心、定位，批量产品质量一致性好，降低操作者的技能水平要求。

本发明在定位、装夹，紧固、可靠，加工过程中不会出现装夹不稳固、工件松动跑位的情况。可实现一次装夹找正，加工批量产品，大幅减轻了操作者的劳动强度。本装置的装夹方式和设计思路，可以适用于所有此类高精度、不易装夹、找正繁琐的空间位置孔系的车削加工，适用性强。本装置的使用可以使低质低效的十字耳片组件加工实现高质高效生产，对产品的大批量的生产提供有效的保证措施。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：包括大铜套定位装夹装置、小铜套定位装夹装置和十字耳片；其中，十字耳片包括钢基体(9)、大铜套(10)、小铜套(11)；钢基体(9)包括板状结构(91)和筒状结构(92)；板状结构(91)沿筒状结构(92)径向设置在筒状结构(92)的外壁，且板状结构(91)和筒状结构(92)一体化成型；大铜套(10)和小铜套(11)均为中空筒状结构；大铜套(10)沿轴向同轴压装在筒状结构(92)中；小铜套(11)压装在板状结构(91)上；大铜套定位装夹装置实现对钢基体(9)的竖直夹紧，并实现对大铜套(10)的车削；小铜套定位装夹装置实现对钢基体(9)的水平夹紧，并实现对小铜套(11)的车削。

2.根据权利要求1所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述大铜套定位装夹装置包括底盘(1)、拉板(2)、大芯轴(3)、锁紧螺母(4)；其中，底盘(1)为水平放置的圆盘状结构；大芯轴(3)设置在底盘(1)上表面的中心处，且大芯轴(3)与底盘(1)同轴设置；拉板(2)轴向竖直放置，且拉板(2)从上至下穿过底盘(1)；锁紧螺母(4)与拉板(2)的轴向底端螺纹配合，实现对拉板(2)穿过底盘(1)长度的调节。

3.根据权利要求2所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述底盘(1)包括盘饼(102)和装夹柱(103)；盘饼(102)为水平放置的圆盘结构；装夹柱(103)同轴设置在盘饼(102)的下表面；盘饼(102)上表面的中心位置设置有定位槽(101)，装配时，实现大芯轴(3)嵌入定位孔(101)中，大芯轴(3)的顶部伸出定位孔(101)；盘饼(102)上设置有腰型孔(104)；腰型孔(104)设置在定位槽(101)的一侧；装配时，实现拉板(2)通过腰型孔(104)穿过盘饼(102)。

4.根据权利要求3所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述拉板(2)包括环形框架(201)和导向柱(202)；其中，环形框架(201)为中空矩形框架结构；环形框架(201)竖直放置；导向柱(202)轴向竖直设置在环形框架(201)底部的中心处；导向柱(202)引导环形框架(201)穿过腰型孔(104)；锁紧螺母(4)与导向柱(202)底端螺纹配合，实现对环形框架(201)位置的锁紧限位。

5.根据权利要求1-4之一所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程为：

大铜套(10)底端套装在伸出定位孔(101)的大芯轴(3)的顶部，实现对钢基体(9)的径向限位；同时板状结构(91)穿过环形框架(201)中部的通孔；环形框架(201)沿竖直方向向下移动，直至环形框架(201)顶端下壁与板状结构(91)顶壁接触；板状结构(91)的底部与底盘(1)上表面的水平贴合；通过锁紧螺母(4)锁死导向柱(202)，实现对钢基体(9)周向和竖直方向的限位，完成大铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。

6.根据权利要求5所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：装夹完成后，实现对大铜套(10)轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对大铜套(10)轴向另一端端面和内孔的车削加工。

7.根据权利要求1所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述小铜套定位装夹装置包括底座(5)、压板(6)、限位轴(7)和螺栓(8)；其中，底座(5)为水平放置的圆盘结构；限位轴(7)轴向水平设置在底座(5)上表面；压板(6)沿限位轴(7)的轴向设置在底座(5)上表面；螺栓(8)竖直向下穿过压板(6)与底座(5)螺纹配合，实现压板(6)与底座(5)的限位固定限位。

8.根据权利要求7所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述底座(5)的上表面设置有短凹槽(51)、长凹槽(52)和螺纹孔(53)；其中，短凹槽(51)与长凹槽(52)正交叉呈十字形凹槽；短凹槽(51)的槽型与限位轴(7)对应；长凹槽(52)的槽型与十字耳片对应；螺纹孔(53)设置在短凹槽(51)的一侧；螺纹孔(53)与螺栓(8)位置对应。

9.根据权利要求7-8之一所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：所述小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹过程为：

将限位轴(7)沿轴向穿过大铜套(10)的通孔后，固定在短凹槽(51)内，实现对钢基体(9)的径向和轴向限位；绕限位轴(7)旋转钢基体(9)，实现板状结构(91)水平放置在长凹槽(52)内；在板状结构(91)的上表面放置压板(6)；旋紧螺栓(8)，实现压板(6)压紧板状结构(91)，实现对钢基体(9)的周向限位，完成小铜套定位装夹装置对十字耳片的定位装夹。

10.根据权利要求9所述的一种高精度空间垂直孔系车削加工的定位装夹装置，其特征在于：装夹完成后，实现对小铜套(11)轴向一端端面和内孔的车削加工；加工完成后，将十字耳片翻转180°装夹，实现对小铜套(11)轴向另一端端面和内孔的车削加工。

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