CN112775693B - 用于旋转体零件加工的多功能定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置,通过动力轴驱动所述第一定位夹具旋转,从而驱动安装在第一定位夹具上的旋转体零件进行旋转,在对旋转体零件的侧孔和螺纹孔进行加工时,会涉及到不同面、不同角度的加工,此时无需再依靠机床刀位的调整,防止由于机床刀位反复调整而导致加工精度差,大大提高了加工效率和加工精度,同时还可以通过第二定位夹具对待进行底孔加工的旋转体零件进行定位,在同一个机床上可以同时进行侧孔、螺纹孔和底孔的加工,进一步提高了加工效率,而且减少了零件反复装夹的次数,降低了装夹找正误差,确保了加工精度,还减少了机床的使用数量,降低了机床的购置成本。

Description

用于旋转体零件加工的多功能定位装置
技术领域
本发明涉及数控机床加工技术领域,特别地,涉及一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置。
背景技术
工装夹具是用于在机械加工中对工件进行夹持或定位,以达到一定工艺要求的特制装备或工具。传统机床夹具适用的加工产品单一,加工效率低,而且加工产品需要进行多次装夹,累计装夹误差大。另外,目前应用工装对旋转体零件进行加工生产作业时,工装与旋转体零件固定后不能转动,而旋转体零件的加工过程较为复杂,需要涉及到不同面、不同角度的加工,此时必须依靠机床刀位的调整来实现,从而降低了加工效率和加工精度。因此,现有技术中,用于辅助旋转体零件加工的工装功能单一、加工效率低、适用范围较窄,难以满足现代工业生产需求。
发明内容
本发明提供了一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置,以解决辅助旋转体零件加工的工装存在的功能单一、加工效率低的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置,包括动力轴、第一定位夹具、第二定位夹具和底座,所述第一定位夹具和第二定位夹具均安装在底座上,所述第一定位夹具用于安装待进行侧孔和螺纹孔加工的零件并对其进行定位,所述第二定位夹具用于安装待进行底孔加工的零件并对其进行定位,所述动力轴与第一定位夹具驱动连接,用于驱动待加工零件旋转以进行侧孔和螺纹孔加工。
进一步地,所述第一定位夹具包括用于安装待加工零件的四轴夹具、用于对待加工零件进行压紧定位的压紧块、用于驱动所述压紧块进行伸缩运动的第一驱动件,所述四轴夹具与所述动力轴驱动连接,所述第一驱动件安装在底座上,其输出轴与所述压紧块连接,在准备进行侧孔和螺纹孔加工时,所述第一驱动件驱动所述压紧块伸出以压紧待加工零件。
进一步地,所述第二定位夹具包括用于安装待加工零件的涨套夹具、与所述涨套夹具驱动连接并用于驱动所述涨套夹具外扩的第二驱动件,所述第二驱动件安装在底座上,在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件驱动所述涨套夹具外扩以对待加工零件进行内支撑定位。
进一步地,所述涨套夹具包括卡盘、多个导向条、多个卡爪、卡盘上盖和多个内撑块,所述卡盘上开设有多个凹槽,所述导向条对应设置在所述凹槽内并可在所述凹槽内来回滑动,所述卡爪与所述导向条固定连接,所述卡盘上盖与所述卡盘固定连接以将所述导向条和所述卡爪限位在所述凹槽内,所述内撑块穿过所述卡盘上盖后与所述卡爪固定连接,在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件的驱动轴伸出并驱动多个所述导向条在所述凹槽向外滑动,从而驱动多个所述内撑块外扩以对待加工零件的定位孔进行内支撑定位。
进一步地,所述涨套夹具还包括多个内撑套,所述内撑套固定套设在所述内撑块上,所述内撑套为软质材料。
进一步地,所述内撑套的内壁上和所述内撑块的外壁上沿周向方向设置有齿条,所述内撑套通过齿条相互啮合套设在所述内撑块上,并通过强力胶无缝粘合。
进一步地,所述内撑套的表面为颗粒状。
进一步地,所述第二定位夹具还包括用于对待加工零件进行径向限位的定位块。
进一步地,所述定位块到所述涨套夹具的距离可调以适用于不同外形尺寸的待加工零件。
进一步地,所述动力轴通过齿轮箱内的齿轮将旋转动力传输至所述四轴夹具。
本发明具有以下效果:
本发明的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,通过动力轴驱动所述第一定位夹具旋转,从而驱动安装在第一定位夹具上的旋转体零件进行旋转,在对旋转体零件的侧孔和螺纹孔进行加工时,会涉及到不同面、不同角度的加工,此时无需再依靠机床刀位的调整,防止由于机床刀位反复调整而导致加工精度差,大大提高了加工效率和加工精度,同时还可以通过第二定位夹具对待进行底孔加工的旋转体零件进行定位,在同一个机床上可以同时进行侧孔、螺纹孔和底孔的加工,进一步提高了加工效率,而且减少了零件反复装夹的次数,降低了装夹找正误差,确保了加工精度,还减少了机床的使用数量,降低了机床的购置成本。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的用于旋转体零件加工的多功能定位装置的结构示意图。
图2是本发明优选实施例的齿轮箱分别与动力轴、四轴夹具连接的结构示意图。
图3是本发明优选实施例的涨套夹具的结构示意图。
图4是本发明优选实施例的涨套夹具的爆炸结构示意图。
附图标记说明
1、动力轴;2、第一定位夹具;3、第二定位夹具;4、底座;5、齿轮箱;51、齿轮;21、四轴夹具;22、压紧块;23、第一驱动件;24、固定座;31、涨套夹具;32、第二驱动件;33、定位块;331、支架;311、卡盘;312、导向条;313、卡爪;314、卡盘上盖;315、内撑块;316、内撑套;3111、凹槽;317、齿条。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示,本发明的优选实施例提供一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置,包括动力轴1、第一定位夹具2、第二定位夹具3和底座4,所述第一定位夹具2和第二定位夹具3均安装在底座4上,所述第一定位夹具2用于安装待进行侧孔和螺纹孔加工的零件并对其进行定位,所述第二定位夹具3用于安装待进行底孔加工的零件并对其进行定位,所述动力轴1与第一定位夹具2驱动连接,用于驱动待加工零件旋转以进行侧孔和螺纹孔加工。其中,所述动力轴1可以采用数控机床的第四轴,利用数控机床本身的旋转轴来作为旋转动力源,无需单独设置动力源,有利于结构的简化设计,且便于控制。
可以理解,本实施例的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,通过动力轴1驱动所述第一定位夹具2旋转,从而驱动安装在第一定位夹具2上的旋转体零件进行旋转,在对旋转体零件的侧孔和螺纹孔进行加工时,会涉及到不同面、不同角度的加工,此时无需再依靠机床刀位的调整,防止由于机床刀位反复调整而导致加工精度差,大大提高了加工效率和加工精度,同时还可以通过第二定位夹具3对待进行底孔加工的旋转体零件进行定位,在同一个机床上可以同时进行侧孔、螺纹孔和底孔的加工,进一步提高了加工效率,而且减少了零件反复装夹的次数,降低了装夹找正误差,确保了加工精度,还减少了机床的使用数量,降低了机床的购置成本。
其中,所述第一定位夹具2包括用于安装待加工零件的四轴夹具21、用于对待加工零件进行压紧定位的压紧块22、用于驱动所述压紧块22进行伸缩运动的第一驱动件23,所述四轴夹具21与所述动力轴1驱动连接,所述第一驱动件23安装在底座4上,具体通过固定座24安装在底座4上,其输出轴与所述压紧块22连接。在准备进行侧孔和螺纹孔加工时,所述第一驱动件23驱动所述压紧块22伸出以压紧待加工零件,然后动力轴1再驱动所述四轴夹具21旋转,从而驱动待加工的旋转体零件旋转,所述压紧块22可以确保旋转体零件在旋转进行侧孔和螺纹孔加工时牢固不脱落,保证了加工精度。具体地,如图1和图2所示,所述动力轴1通过齿轮箱5内的齿轮51将旋转动力传输至所述四轴夹具21,所述四轴夹具21则安装在所述齿轮箱5上。另外,所述四轴夹具21包括四个安装部位,可以对四个旋转体零件同时进行侧孔和螺纹孔加工,而且可以安装四种不同型号的旋转体零件,进一步提高了加工效率和加工适用范围。其中,所述第一驱动件23可以采用气缸、油缸或者直线电机,优选采用气缸,操作简单。可以理解,所述压紧块22和所述第一驱动件23的数量为四个,分别对应所述四轴夹具21的四个安装部位。
可以理解,所述第二定位夹具3包括用于安装待加工零件的涨套夹具31、与所述涨套夹具31驱动连接并用于驱动所述涨套夹具31外扩的第二驱动件32,所述第二驱动件32安装在底座4上,待加工零件则通过其定位孔安装在涨套夹具31上。在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件32驱动所述涨套夹具31外扩以对待加工零件进行内支撑定位。其中,所述第二定位夹具3也包括四个安装部位,即包括四套涨套夹具31和第二驱动件32,可以同时对四个旋转体零件进行底孔加工,并且可以安装四种不同型号的旋转体零件,从而提高了工作效率和加工适用范围。另外,通过更换不同的涨套夹具31即可实现对不同定位孔尺寸的旋转体零件进行内支撑定位,便于调整。另外,所述第二驱动件32可以采用气缸、油缸或者直线电机,优选采用气缸,操作简单。
如图3和图4所示,所述涨套夹具31具体包括卡盘311、多个导向条312、多个卡爪313、卡盘上盖314和多个内撑块315,所述卡盘311上开设有多个凹槽3111,每个所述导向条312对应设置在一个所述凹槽3111内并可在所述凹槽3111内来回滑动,每个所述卡爪313与每个所述导向条312对应固定连接,所述卡盘上盖314与所述卡盘311固定连接以将所述导向条312和所述卡爪313限位在所述卡盘上盖314和所述卡盘311形成的活动空间内,即限制在所述凹槽3111内。所述卡盘311和卡盘上盖314均为中心开孔结构,所述内撑块315穿过所述卡盘上盖314后与所述卡爪313固定连接,例如通过螺栓连接,待加工零件的定位孔即套设在多个内撑块315上。在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件32的驱动轴伸出以推动多个所述导向条312在凹槽3111内向外滑动外扩,从而驱动多个所述内撑块315进行外扩以对待加工零件的内孔进行内支撑定位,当底孔加工完成后,第二驱动件32的驱动轴缩回以拉动多个导向条312在所述凹槽3111中向内滑动收拢。其中,所述第二驱动件32的驱动轴上铰接有多个连杆,每根连杆与一个导向条312固定连接,当第二驱动件32的驱动轴伸出时驱动铰接的多个连杆向上张开,而由于所述导向条312被限位在凹槽3111内,故而驱动所述导向条312在凹槽3111内向外滑动。另外,所述凹槽3111、导向条312、卡爪313和内撑块315的数量为三个,当然在其它实施例中也可以采用四个、五个或者六个,在此不做具体限定。
本实施例的涨套夹具31采用气缸推动多个导向条312在凹槽3111内滑动外扩,从而实现多个内撑块315外扩以对待加工零件的定位孔进行内支撑定位,结构简单可靠,并且内支撑定位结构采用分体式结构设计,便于安装拆卸,针对不同定位孔尺寸的零件,仅需更换不同尺寸的内撑块315即可,适用范围更广。
可以理解,作为优选的,所述涨套夹具31还包括多个内撑套316,每个内撑套316对应固定套设在一个内撑块315上,所述内撑套316为软质材料,例如采用橡胶。通过在内撑块315上套设软质的内撑套316,在对旋转体零件进行内支撑定位时,内撑套316可以根据定位孔形状的变化而变形,从而可以对定位孔形状略有差异的多个旋转体零件进行内支撑定位,例如圆形和椭圆形的差异,适用范围更广,通用性更好。作为进一步优选的,所述内撑套316的内壁上和所述内撑块315的外壁上沿周向方向设置有齿条317,所述内撑套316通过齿条317相互啮合套设在所述内撑块315上,并通过强力胶无缝粘合,防止内撑套316相对于内撑块315滑动,进一步确保了内支撑定位的可靠性。当然,在本发明的其它实施例中,所述内撑套316与内撑块315之间也可以采用其它方式实现固定套设,例如单纯用强力胶粘合。另外,所述内撑套316的表面为颗粒状,可以增大与旋转体零件的定位孔之间的摩擦力,实现了旋转体零件的轴向和周向定位,进一步提高了内支撑定位的可靠性。
另外,所述第二定位夹具3还包括用于对待加工零件进行径向限位的定位块33,所述定位块33通过支架331安装在底座4上,或者可以直接安装在底座4上。在进行底孔加工时,所述定位块33抵住旋转体零件的侧面以对其实现径向限位,所述定位块33和涨套夹具31的双重定位作用进一步提高了底孔加工精度。考虑到通过更换涨套夹具31可以实现对不同型号的旋转体零件进行底孔加工,并且第二定位夹具3也可以同时对四种不同型号的旋转体零件进行底孔加工,当旋转体零件的外形尺寸发生改变时,所述定位块33的位置需要对应调整,因此,作为优选的,所述定位块33到所述涨套夹具31的距离可调以适用于不同尺寸的待加工零件。例如,所述支架331上设置有多个定位卡槽,每个定位卡槽距离涨套夹具31的距离不同,所述定位块33可以根据需要选择对应位置的定位卡槽安装;或者,所述支架331上设置有滑槽,所述定位块33可在该滑槽内来回滑动,通过气缸或者电动推杆来驱动定位块33运动,从而可以根据不同外形尺寸的待加工零件来控制气缸或者电动推杆的伸出长度,可以灵活调整定位块33的位置。
本发明的用于旋转体零件加工的多功能定位装置与传统定位夹具相比具有以下优点:
1、将用于侧孔加工定位的第一定位夹具2与用于底孔加工定位的第二定位夹具3集成于一体,两者协同作用,可以通过一次装夹完成对旋转体零件进行一体化加工,最大限度减少定位和同心度误差,使加工精度和加工效率大大提高,而且传统定位夹具需要2~3台机床才能完成的工序,现在只需一台机床即可完成,降低了机床购置成本。以前加工一件产品的两道工序需要520秒,而采用本发明的装置对四件产品进行一体化加工只需580秒,大大提升了加工效率,也降低了工人的工作强度,可以实现一人多机。
2、第二定位夹具3可以通过更换涨套夹具31来实现具有不同定位孔尺寸的旋转体零件的产品加工,而且能同时对四个不同零件进行底孔加工,这些都极大扩大了加工范围。并且,通过设置软质的内撑套316,可以根据待加工零件的定位孔形状变化而变形,可以适用于一些定位孔形状略有差异的旋转体零件,通用性更好。
3、内撑套316的表面设置成颗粒状,能增大与工件定位孔之间的摩擦力,使内撑块315将工件固定更牢。
4、通过定位块33和涨套夹具31的双重定位作用,进一步提高了底孔的加工精度,并且定位块33到所述涨套夹具31的距离可调以适用于不同外形尺寸的待加工零件,适用范围更广。
5、本装置改善了零件的加工工艺和工装设计,减少了加工误差,可以很好地适用于大批量旋转体零件生产,能极大提高加工效率,提高加工精度,减轻工人负担。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
包括动力轴(1)、第一定位夹具(2)、第二定位夹具(3)和底座(4),所述第一定位夹具(2)和第二定位夹具(3)均安装在底座(4)上,所述第一定位夹具(2)用于安装待进行侧孔和螺纹孔加工的零件并对其进行定位,所述第二定位夹具(3)用于安装待进行底孔加工的零件并对其进行定位,所述动力轴(1)与第一定位夹具(2)驱动连接,用于驱动待加工零件旋转以进行侧孔和螺纹孔加工;
所述第二定位夹具(3)包括用于安装待加工零件的涨套夹具(31)、与所述涨套夹具(31)驱动连接并用于驱动所述涨套夹具(31)外扩的第二驱动件(32),所述第二驱动件(32)安装在底座(4)上,在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件(32)驱动所述涨套夹具(31)外扩以对待加工零件进行内支撑定位;
所述涨套夹具(31)包括卡盘(311)、多个导向条(312)、多个卡爪(313)、卡盘上盖(314)和多个内撑块(315),所述卡盘(311)上开设有多个凹槽(3111),所述导向条(312)对应设置在所述凹槽(3111)内并可在所述凹槽(3111)内来回滑动,所述卡爪(313)与所述导向条(312)固定连接,所述卡盘上盖(314)与所述卡盘(311)固定连接以将所述导向条(312)和所述卡爪(313)限位在所述凹槽(3111)内,所述内撑块(315)穿过所述卡盘上盖(314)后与所述卡爪(313)固定连接,在准备进行底孔加工时,所述第二驱动件(32)的驱动轴伸出并驱动多个所述导向条(312)在所述凹槽(3111)向外滑动,从而驱动多个所述内撑块(315)外扩以对待加工零件的定位孔进行内支撑定位;
所述第一定位夹具(2)包括用于安装待加工零件的四轴夹具(21)、用于对待加工零件进行压紧定位的压紧块(22)、用于驱动所述压紧块(22)进行伸缩运动的第一驱动件(23),所述四轴夹具(21)与所述动力轴(1)驱动连接,所述第一驱动件(23)安装在底座(4)上,其输出轴与所述压紧块(22)连接,在准备进行侧孔和螺纹孔加工时,所述第一驱动件(23)驱动所述压紧块(22)伸出以压紧待加工零件。
2.如权利要求1所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述涨套夹具(31)还包括多个内撑套(316),所述内撑套(316)固定套设在所述内撑块(315)上,所述内撑套(316)为软质材料。
3.如权利要求2所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述内撑套(316)的内壁上和所述内撑块(315)的外壁上沿周向方向设置有齿条(317),所述内撑套(316)通过齿条(317)相互啮合套设在所述内撑块(315)上,并通过强力胶无缝粘合。
4.如权利要求3所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述内撑套(316)的表面为颗粒状。
5.如权利要求1所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述第二定位夹具(3)还包括用于对待加工零件进行径向限位的定位块(33)。
6.如权利要求5所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述定位块(33)到所述涨套夹具(31)的距离可调以适用于不同外形尺寸的待加工零件。
7.如权利要求1所述的用于旋转体零件加工的多功能定位装置,其特征在于,
所述动力轴(1)通过齿轮箱(5)内的齿轮(51)将旋转动力传输至所述四轴夹具(21)。
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