CN112045566A - 一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具及使用方法 - Google Patents

一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具及使用方法，零件位于夹具底板与压板之间，旋紧螺栓与螺母，使得夹具底板与压板对零件进行压紧，而后旋转调节螺钉，压板前部末端对零件前端的压紧点形成二次压紧；周向旋转机构旋转后固定，使得零件与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，径向旋转机构带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向锥面加工；或者只让径向旋转机构带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向弧面加工，加工得到的半径R值与设计要求的半径一致，精度满足要求，解决了普通外圆磨床不能加工直径为三百至五百毫米高精度的非整圆弧面及非整圆锥面的问题，以及加工的半径与设计要求的半径不一致精度不满足要求的问题。

Description

一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具及使用方法
技术领域
本发明涉及一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具及使用方法，属于非规整面加工夹具领域。
背景技术
在对非标件的进行加工时，有时会遇到零件需要加工半径为 160mm至500mm高精度的非整圆弧面及非整圆锥面，由于普通外圆磨床只能加工直径为320mm以下的非整圆弧面及非整圆锥面，导致非标零件无法及时加工出320mm以上的非整圆弧面及非整圆锥面；目前一般采用手持使用砂轮打磨机对非整圆弧面及非整圆锥面进行缓慢的加工，在手持砂轮打磨机进行加工时，人体在工作时身体会出现移动，在砂轮打磨机工作时，为了使得砂轮打磨机产生的振动降低，操作人员施力时身体会出现倾斜，导致加工出来的非整圆弧面及非整圆锥面半径与设计要求的半径不一致，精度不能满足要求，同时，为保证加后非整圆弧面及非整圆锥面的尺寸和精度，加工的操作人员一般不做更换，导致一个操作人员的工作效率降低，工作强度增加。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具。
本发明还提供了一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具的使用方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，包括：夹具底板、压板，压板经位移槽套在固定于夹具底板上的螺栓后使用螺母旋紧，位移槽的长度大于螺栓的宽度；
调节螺钉，调节螺钉贯穿于压板后端上的通孔后与夹具底板面接触；
径向旋转机构、周向旋转机构，夹具底板后末端底部与径向旋转机构固定连接，径向旋转机构与径向旋转机构固定连接。
通过周向旋转机构安装于磨床的工作台上，零件位于夹具底板与压板之间，压板通过位移槽调整好本身前部末端对零件前端的压紧点，使得零件末端至夹具底板与径向旋转机构固定点的距离为预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R，而后旋紧螺栓与螺母，使得夹具底板与压板对零件进行压紧，而后旋转调节螺钉，使得压板后端以螺栓为支点向外旋转，压板前部末端对零件前端的压紧点形成二次压紧；周向旋转机构旋转后固定，使得零件与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，径向旋转机构带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向锥面加工；或者只让径向旋转机构带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向弧面加工，加工得到的非整圆弧面及非整圆锥面半径R值与设计要求的半径一致，精度满足要求，解决了普通外圆磨床不能加工直径为三百至五百毫米高精度的非整圆弧面及非整圆锥面的问题，以及手持砂轮打磨机进行加工出来的半径与设计要求的半径不一致精度不能满足要求的问题，由于零件位于夹具底板与压板之间被夹紧，预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R固定，加工的操作人员可以替换，提高了工作效率，降低了工作强度。
还包括拨叉，拨叉与夹具底板斜度固定连接，固定点位于夹具底板与径向旋转机构连接末端的上方，便于通过拨叉使夹具底板在径向旋转机构进行径向旋转运动。
所述拨叉与夹具底板上表面一百一十至一百四十度倾斜固定连接，方便对拨叉进行施力。
还包括拔叉支座，拔叉支座经螺钉固定在夹具底板上，拨叉与拔叉支座上的套接孔过盈或间隙配合。
还包括定位销，多个定位销间隔固定在夹具底板上，两个定位销对零件的棱边角两侧进行限位，承受部分零件在磨削加工时径向的切力，避免零件受力过大发生转动，提高零件的位置稳定性。
还包括规块，规块两端与位于夹具底板的两周向定位销接触，零件安装在夹具底板后，规块塞入零件与定位销之间的间隙内进行间距 r的微量精度调节，进一步保证预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R的精确度。
所述径向旋转机构包括顶尖支座、顶尖，两个顶尖分别固定在顶尖支座槽内的两侧，顶尖底部穿入顶尖支座的侧边内设有通孔内，而后使用螺钉从顶尖支座侧壁板上与顶尖径向旋紧，保证顶尖被固定；夹具芯轴，夹具芯轴两端被两个顶尖末端顶住夹紧，夹具芯轴能以本身轴向旋转；夹具底板与夹具芯轴固定连接，夹具底板上设有通孔与夹具芯轴套装，而后使用销钉从夹具底板上向夹具芯轴通孔过盈贯穿，使得夹具底板与夹具芯轴形成固定连接；拨叉拉动夹具底板以夹具芯轴轴线为旋转中心带动零件进行径向旋转与砂轮磨削加工，零件预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R为夹具芯轴中心至零件与砂轮的接触点。
所述周向旋转机构包括磨床附件、轴向旋转固定螺栓，轴向旋转固定螺栓的螺栓部贯穿安装于磨床附件底部的T型槽后入顶尖支座上的通孔，轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓旋合，轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓旋松时，顶尖支座以在轴向旋转固定螺栓旋转进行周向位置调节，使得零件与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，径向旋转机构带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向锥面加工。
所述顶尖支座上安装轴向旋转固定螺栓的通孔中心与夹具芯轴中心和夹具底板连接的中心重合，保证零件在径向旋转、周向旋转加工时中心一致，避免中心不一致导致加工时出现共振，影响加工精度。
所述磨床附件底部固定有与磨床工作台导轨槽套接的导轨。
上述的一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具的使用方法，包括步骤如下：
步骤一：磨床附件底部的导轨与与磨床工作台导轨槽套接；
步骤二：零件位于夹具底板与压板之间，压板通过位移槽调整好本身前部末端对零件前端的压紧点，确定预加工的半径R后旋紧螺栓与螺母，而后旋转调节螺钉形成二次压紧；
步骤三：拉动拨叉，拨叉拉动夹具底板以夹具芯轴轴线为旋转中心带动零件进行径向旋转与砂轮磨削加工，形成圆弧面；或是轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓旋松，顶尖支座以在轴向旋转固定螺栓旋转进行周向位置调节，使得零件与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，拉动拨叉，拨叉拉动夹具底板以夹具芯轴轴线为旋转中心带动零件进行径向旋转与砂轮磨削加工，形成圆锥面。
本发明的有益效果在于：周向旋转机构的磨床附件经轴向旋转固定螺栓与顶尖支座的旋转后固定，使得零件与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，拨叉使得径向旋转机构的夹具芯轴带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向锥面加工；或拨叉使得径向旋转机构的夹具芯轴带动夹具底板上的零件径向旋转，零件完成径向弧面加工，加工得到的非整圆弧面及非整圆锥面半径R值与设计要求的半径一致，精度满足要求，解决了普通外圆磨床不能加工直径为三百至五百毫米高精度的非整圆弧面及非整圆锥面的问题，以及手持砂轮打磨机进行加工出来的半径与设计要求的半径不一致精度不能满足要求的问题，由于零件位于夹具底板与压板之间被夹紧，预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R固定，加工的操作人员可以替换，提高了工作效率，降低了工作强度。
附图说明
图1是本发明的俯视示意图；
图2是本发明以图1为基础的右视示意图；
图3是本发明使用状态下的主视示意图；
图4是本发明以图3为基础的左视示意图；
图5是本发明以图3为基础的俯视示意图1；
图6是本发明以图3为基础的俯视示意图2；
图中：1-夹具底板；11-定位销；12-规块；2-压板；3-调节螺钉； 4-拨叉；5-拔叉支座；6-径向旋转机构；61-顶尖支座；62-顶尖；63- 夹具芯轴；7-周向旋转机构；71-磨床附件；72-轴向旋转固定螺栓； 73-导轨；8-磨床工作台；9-零件。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
参见图1至图6所示。
本发明的一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，包括：夹具底板1、压板2，压板2经位移槽套在固定于夹具底板1上的螺栓后使用螺母旋紧，位移槽的长度大于螺栓的宽度；
调节螺钉3，调节螺钉3贯穿于压板2后端上的通孔后与夹具底板1 面接触；
径向旋转机构6、周向旋转机构7，夹具底板1后末端底部与径向旋转机构6固定连接，径向旋转机构6与径向旋转机构6固定连接。
通过周向旋转机构7安装于磨床的工作台上，零件9位于夹具底板 1与压板2之间，压板2通过位移槽调整好本身前部末端对零件9前端的压紧点，使得零件9末端至夹具底板1与径向旋转机构6固定点的距离为预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R，而后旋紧螺栓与螺母，使得夹具底板1与压板2对零件9进行压紧，而后旋转调节螺钉3，使得压板2后端以螺栓为支点向外旋转，压板2前部末端对零件9前端的压紧点形成二次压紧；周向旋转机构7旋转后固定，使得零件9与磨床上旋转的砂轮20成斜线接触，径向旋转机构6带动夹具底板1上的零件9 径向旋转，零件9完成径向锥面加工；或者只让径向旋转机构6带动夹具底板1上的零件9径向旋转，零件9完成径向弧面加工，加工得到的非整圆弧面及非整圆锥面半径R值与设计要求的半径一致，精度满足要求，解决了普通外圆磨床不能加工直径为三百至五百毫米高精度的非整圆弧面及非整圆锥面的问题，以及手持砂轮20打磨机进行加工出来的半径与设计要求的半径不一致精度不能满足要求的问题，由于零件9位于夹具底板1与压板2之间被夹紧，预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R固定，加工的操作人员可以替换，提高了工作效率，降低了工作强度。
还包括拨叉4，拨叉4与夹具底板1斜度固定连接，固定点位于夹具底板1与径向旋转机构6连接末端的上方，便于通过拨叉4使夹具底板1在径向旋转机构6进行径向旋转运动。
所述拨叉4与夹具底板1上表面一百一十至一百四十度倾斜固定连接，方便对拨叉4进行施力。
还包括拔叉支座5，拔叉支座5经螺钉固定在夹具底板1上，拨叉4 与拔叉支座5上的套接孔过盈或间隙配合。
还包括定位销11，多个定位销11间隔固定在夹具底板1上，两个定位销11对零件9的棱边角两侧进行限位，承受部分零件9在磨削加工时径向的切力，避免零件9受力过大发生转动，提高零件9的位置稳定性。
还包括规块12，规块12两端与位于夹具底板1的两周向定位销11 接触，零件9安装在夹具底板1后，规块12塞入零件9与定位销11之间的间隙内进行间距r的微量精度调节，进一步保证预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R的精确度。
所述径向旋转机构6包括顶尖支座61、顶尖62，两个顶尖62分别固定在顶尖支座61槽内的两侧，顶尖62底部穿入顶尖支座61的侧边内设有通孔内，而后使用螺钉从顶尖支座61侧壁板上与顶尖62径向旋紧，保证顶尖62被固定；夹具芯轴63，夹具芯轴63两端被两个顶尖62末端顶住夹紧，夹具芯轴63能以本身轴向旋转；夹具底板1与夹具芯轴63 固定连接，夹具底板1上设有通孔与夹具芯轴63套装，而后使用销钉从夹具底板1上向夹具芯轴63通孔过盈贯穿，使得夹具底板1与夹具芯轴63形成固定连接；拨叉4拉动夹具底板1以夹具芯轴63轴线为旋转中心带动零件9进行径向旋转与砂轮20磨削加工，零件9预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R为夹具芯轴63中心至零件9与砂轮20的接触点。
所述周向旋转机构7包括磨床附件71、轴向旋转固定螺栓72，轴向旋转固定螺栓72的螺栓部贯穿安装于磨床附件71底部的T型槽后入顶尖支座61上的通孔，轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓72旋合，轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓72旋松时，顶尖支座61以在轴向旋转固定螺栓72旋转进行周向位置调节，使得零件9与磨床上旋转的砂轮20成斜线接触，径向旋转机构6带动夹具底板1上的零件9径向旋转，零件9完成径向锥面加工。
所述顶尖支座61上安装轴向旋转固定螺栓72的通孔中心与夹具芯轴63中心和夹具底板1连接的中心重合，保证零件9在径向旋转、周向旋转加工时中心一致，避免中心不一致导致加工时出现共振，影响加工精度。
所述磨床附件71底部固定有与磨床工作台8导轨槽套接的导轨73。
上述的一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具的使用方法，包括步骤如下：
步骤一：磨床附件71底部的导轨73与与磨床工作台8导轨槽套接；
步骤二：零件9位于夹具底板1与压板2之间，压板2通过位移槽调整好本身前部末端对零件9前端的压紧点，确定预加工的半径R后旋紧螺栓与螺母，而后旋转调节螺钉3形成二次压紧；
步骤三：拉动拨叉4，拨叉4拉动夹具底板1以夹具芯轴63轴线为旋转中心带动零件9进行径向旋转与砂轮20磨削加工，形成圆弧面；或是轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓72旋松，顶尖支座61以在轴向旋转固定螺栓72旋转进行周向位置调节，使得零件9与磨床上旋转的砂轮20成斜线接触，拉动拨叉4，拨叉4拉动夹具底板1以夹具芯轴63轴线为旋转中心带动零件9进行径向旋转与砂轮20磨削加工，形成圆锥面。
参见图2，顶尖62的中心点至定位销11的中心点距离为L，规块12 侧面至定位销11的中心点距离为r，规块12厚度为h，零件9厚度为H，预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R＝L+r+h+H，可根据R值＝L+r+h+H来保证所加工的圆弧R尺寸，检测时只需检测H值就可精确保证所加工的圆弧R尺寸。
周向旋转机构7的磨床附件71经轴向旋转固定螺栓72与顶尖支座61的旋转后固定，使得零件9与磨床上旋转的砂轮20成斜线接触，拨叉4使得径向旋转机构6的夹具芯轴63带动夹具底板1上的零件9径向旋转，零件9完成径向锥面加工；或拨叉4使得径向旋转机构6的夹具芯轴63带动夹具底板1上的零件9径向旋转，零件9完成径向弧面加工，加工得到的非整圆弧面及非整圆锥面半径R值与设计要求的半径一致，精度满足要求，解决了普通外圆磨床不能加工直径为三百至五百毫米高精度的非整圆弧面及非整圆锥面的问题，以及手持砂轮20打磨机进行加工出来的半径与设计要求的半径不一致精度不能满足要求的问题，由于零件9位于夹具底板1与压板2之间被夹紧，预加工的非整圆弧面及非整圆锥面半径R固定，加工的操作人员可以替换，提高了工作效率，降低了工作强度。

Claims (10)

1.一种加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于，包括：夹具底板(1)、压板(2)，压板(2)经位移槽套在固定于夹具底板(1)上的螺栓后使用螺母旋紧，位移槽的长度大于螺栓的宽度；
调节螺钉(3)，调节螺钉(3)贯穿于压板(2)后端上的通孔后与夹具底板(1)面接触；
径向旋转机构(6)、周向旋转机构(7)，夹具底板(1)后末端底部与径向旋转机构(6)固定连接，径向旋转机构(6)与径向旋转机构(6)固定连接。
2.如权利要求1所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：还包括拨叉(4)，拨叉(4)与夹具底板(1)斜度固定连接，固定点位于夹具底板(1)与径向旋转机构(6)连接末端的上方。
3.如权利要求2所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：所述拨叉(4)与夹具底板(1)上表面一百一十至一百四十度倾斜固定连接。
4.如权利要求2所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：还包括拔叉支座(5)，拔叉支座(5)经螺钉固定在夹具底板(1)上，拨叉(4)与拔叉支座(5)上的套接孔过盈或间隙配合。
5.如权利要求1所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：还包括定位销(11)，多个定位销(11)间隔固定在夹具底板(1)上，两个定位销(11)对零件(9)的棱边角两侧进行限位。
6.如权利要求5所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：还包括规块(12)，规块(12)两端与位于夹具底板(1)的两周向定位销(11)接触，零件(9)安装在夹具底板(1)后，规块(12)塞入零件(9)与定位销(11)之间的间隙内进行间距r的微量精度调节。
7.如权利要求1所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：所述径向旋转机构(6)包括顶尖支座(61)、顶尖(62)，两个顶尖(62)分别固定在顶尖支座(61)槽内的两侧；夹具芯轴(63)，夹具芯轴(63)两端被两个顶尖(62)末端顶住夹紧，夹具芯轴(63)能以本身轴向旋转；夹具底板(1)与夹具芯轴(63)固定连接。
8.如权利要求1所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：所述周向旋转机构(7)包括磨床附件(71)、轴向旋转固定螺栓(72)，轴向旋转固定螺栓(72)的螺栓部贯穿安装于磨床附件(71)底部的T型槽后入顶尖支座(61)上的通孔，轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓(72)旋合。
9.如权利要求8所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具，其特征在于：所述顶尖支座(61)上安装轴向旋转固定螺栓(72)的通孔中心与夹具芯轴(63)中心和夹具底板(1)连接的中心重合。
10.一种权利要求1至9任一项所述的加工大半径非整圆弧面及非整圆锥面夹具的使用方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一：磨床附件(71)底部的导轨(73)与与磨床工作台(8)导轨槽套接；步骤二：零件(9)位于夹具底板(1)与压板(2)之间，压板(2)通过位移槽调整好本身前部末端对零件(9)前端的压紧点，确定预加工的半径R后旋紧螺栓与螺母，而后旋转调节螺钉(3)形成二次压紧；步骤三：拉动拨叉(4)，拨叉(4)拉动夹具底板(1)以夹具芯轴(63)轴线为旋转中心带动零件(9)进行径向旋转与砂轮磨削加工，形成圆弧面；或是轴向旋转固定螺母与轴向旋转固定螺栓(72)旋松，顶尖支座(61)以在轴向旋转固定螺栓(72)旋转进行周向位置调节，零件(9)与磨床上旋转的砂轮成斜线接触，拨叉(4)拉动夹具底板(1)进行径向旋转与砂轮磨削加工，形成圆锥面。
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