CN112873147B - 一种用于圆筒型零件加工的装夹装置及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于圆筒型零件加工的装夹装置及装夹方法，包括机架、回转工作台、卡盘、调平机构以及夹持机构，所述回转工作台转动架设在机架上；所述卡盘固定安装在回转工作台上，所述卡盘上设置有活动卡爪，所述活动卡爪在卡盘上绕卡盘的中心轴线间隔设置有多个，所述调平机构在任一活动卡爪上均安装有一组，所述夹持机构在卡盘上绕卡盘的中心轴线间隔设置有多个，且所述夹持机构和活动卡爪呈间隔设置。通过调平组件调整零件端面水平度和轴线的垂直度，并利用回转工作台和卡盘矫正圆筒形零件装夹的同轴度，有助于提高装夹装置的适用性，且操作简单，有助于提高装夹装置对零件壁支撑的稳定性和支撑强度。

Description

一种用于圆筒型零件加工的装夹装置及装夹方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种用于圆筒型零件加工的装夹装置及装夹方法。

背景技术

随着科学的进步和技术的发展，薄壁圆筒型零件的使用愈加的频繁，薄壁圆筒形零件内可包含柱面体、锥面体、月牙形斜孔、扇形框等多种结构，外壁上分布有多个孔系、键槽等，结构复杂。

目前，此类零件在加工时多采用铸造加机械加工的制造方式，机械加工时零件的弱刚性导致零件装夹困难、切削稳定性极差，极易引起加工变形。同时，薄壁圆筒型零件大多属于多品种小批量，工装需要适应不同尺寸的薄壁圆筒型零件的装夹。

现有公开号为CN207447750U的中国专利，公开了一种用于加工薄壁筒类零件的焊接夹具，包括支座、箍紧结构、活动芯轴和衬垫；将活动芯轴套装在支座的固定芯轴上；将衬垫置入活动芯轴凹槽内，将初卷至成形并且未拼焊的薄壁圆筒搭卷在活动芯轴上，其外套装箍紧结构，使薄壁圆筒夹在活动芯轴与箍紧结构之间，卷制的薄壁圆筒开口连接处置于陶瓷衬垫位置；将箍紧结构上的紧固装置上紧。

发明人认为现有技术中固定薄壁圆筒型零件操作繁琐，对零件壁支撑较弱，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于圆筒型零件加工的装夹装置及装夹方法。

根据本发明提供的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置,包括机架、回转工作台、卡盘、调平机构以及夹持机构，所述回转工作台转动架设在机架上；所述卡盘固定安装在回转工作台上，所述卡盘上设置有活动卡爪，所述活动卡爪在卡盘上绕卡盘的中心轴线间隔设置有多个，所述调平机构在任一活动卡爪上均安装有一组，所述夹持机构在卡盘上绕卡盘的中心轴线间隔设置有多个，且所述夹持机构和活动卡爪呈间隔设置。

优选地，所述调平机构包括支撑块、螺柱、调节螺母以及第一锁紧螺母，所述支撑块通过螺柱安装在活动卡爪上，所述调节螺母和第一锁紧螺母均螺纹配合在螺柱上。

优选地，所述夹持机构包括基座、支撑立柱、活动螺杆以及周向定位组件，所述基座固定安装在卡盘上，所述支撑立柱滑移设置在基座上，且所述支撑立柱的滑移方向与其靠近或远离卡盘中心位置的方向同向，所述活动螺杆水平穿设支撑立柱并与其螺纹配合，所述周向定位组件升降设置在支撑立柱上。

优选地，所述周向定位组件包括定位销、调节把手以及固定螺母，所述支撑立柱上竖直开设有滑槽，所述定位销穿设滑槽并与其滑移配合，所述调节把手安装在定位销远离卡盘中心位置的一端，所述固定螺母螺纹配合在调节把手上，且所述固定螺母与支撑立柱抵紧配合。

优选地，所述活动螺杆包括夹持部和夹持把手，所述夹持部位于活动螺杆靠近卡盘中心位置的一端，所述夹持把手位于活动螺杆远离卡盘中心位置的一端。

优选地，所述夹持部呈半圆球形。

优选地，所述基座上开设有T形滑道，所述T形滑道的长度方向与支撑立柱靠近或远离卡盘中心位置的方向同向，所述支撑立柱的底部嵌设在T形滑道内并与其滑移配合，所述支撑立柱上设置有第二锁紧螺母，所述第二锁紧螺母穿设支撑立柱并与其螺纹配合，且所述第二锁紧螺母穿出支撑立柱的螺纹端部与基座抵紧配合。

优选地，所述活动卡爪上安装有用于夹持零件的尼龙异形块。

优选地，所述机架上还设置有打表座，所述打表座包括伸缩杆和悬臂梁，所述伸缩杆呈竖直设置，所述悬臂梁转动配合在伸缩杆的顶端。

根据本发明提供的一种用于圆筒型零件加工的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、先将圆筒型零件放置于所述活动卡爪上的尼龙异形块的内侧，再拧紧所述卡盘，使所述活动卡爪收缩至尼龙异形块与零件外表面的间距在1mm-5mm之间；

S2、先旋松所述第二锁紧螺母，再移动所述支撑立柱，使所述支撑立柱与零件外表面的间距约为40mm，然后再拧紧所述第二锁紧螺母；

S3、先旋松所述固定螺母，调节所述周向定位组件的高度，再转动所述回转工作台并同步拧动调节把手，使所述定位销插入零件周侧的定位孔内，然后再旋紧所述固定螺母；

S4、再次拧紧所述卡盘，使所述活动卡爪收缩至尼龙异形块与零件外表面为预接触状态，然后再将百分表或千分表安装在所述打表座上，之后再调节所述调平组件，并保证零件的外圆跳动公差在加工公差以内；

S5、交叉、对称、逐步、均匀拧紧所述夹持把手，并使所述夹持部抵紧在零件的外侧壁上。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过调平组件调整零件端面水平度和轴线的垂直度，并利用回转工作台和卡盘矫正圆筒形零件装夹的同轴度，有助于提高装夹装置的适用性，且操作简单，有助于提高装夹装置对零件壁支撑的稳定性和支撑强度；

2、本发明通过活动卡爪和夹持机构配合夹持圆筒形零件，从而使装夹装置能够对不同直径、不同高度的圆筒形零件进行装夹，进而有助于提高装夹装置的适用性，且有助于降低生产成本；

3、本发明通过活动卡爪夹持圆筒形零件的下部，活动螺杆的夹持部夹持圆筒形零件的上部，从而有助于提高装夹装置夹持圆筒形零件的稳定性和可靠性，进而有助于提高零件的加工精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为主要体现本发明装夹装置整体结构的示意图；

图2为主要体现本发明装夹装置装夹零件整体结构的示意图；

图3为主要体现本发明调平机构整体结构的示意图；

图4为主要体现本发明活动螺杆整体结构的示意图。

附图标记：1、机架；2、回转工作台；3、卡盘；31、活动卡爪；4、调平机构；41、支撑块；42、螺柱；43、调节螺母；44、第一锁紧螺母；5、夹持机构；51、基座；511、T形滑道；52、支撑立柱；521、第二锁紧螺母；522、滑槽；53、活动螺杆；531、夹持部；532、夹持把手；6、尼龙异形块；7、周向定位组件；71、定位销；72、调节把手；73、固定螺母；8、打表座；81、伸缩杆；82、悬臂梁。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，根据本发明提供的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，包括机架1、回转工作台2、卡盘3、调平机构4以及夹持机构5。机架1竖立在地面上，回转工作台2水平转动架设在机架1上，卡盘3同轴固定安装在回转工作台2背离机架1的一侧，且卡盘3背离回转工作台2的一侧安装有多个活动卡爪31。调平机构4在任一活动卡爪31上均安装有一组，夹持机构5在卡盘3上任一呈相邻设置的两个活动卡爪31之间均安装有一组。

如图1和图2所示，回转工作台2和卡盘3均为圆盘形，卡盘3为自定心三爪卡盘，卡盘3通过回转工作台2的中心与其同轴定位，且卡盘3通过螺栓与回转工作台2同轴固定连接。活动卡爪31在卡盘3背离回转工作台2的一侧绕卡盘3的中心轴线等间隔设置有三个，任一活动卡爪31均与卡盘3滑动配合，且任一活动卡爪31的滑移方向均平行于其靠近或远离卡盘3中心的方向。三个活动卡爪31上均通过螺栓安装有尼龙异形块6，当卡爪夹持零件时，尼龙异形块6与零件的外表面接触，从而减少零件外表面因夹持而产生的损伤。

如图1和图3所示，由于任一调平机构4的结构、安装方式以及与活动卡爪31的连接关系均相同，现以一组调平机构4为例进行阐述。调平机构4包括支撑块41、螺柱42、调节螺母43以及第一锁紧螺母44，支撑块41安装在活动卡爪31背离卡盘3的侧壁上，螺柱42位于活动卡爪31的侧边并依次穿设支撑块41和活动卡爪31，且螺柱42与活动卡爪31螺纹配合，螺柱42与支撑块41滑移配合。调节螺母43和第一锁紧螺母44均套设在螺柱42上，调节螺母43位于支撑块41的下方，第一锁紧螺母44位于支撑块41的上方，且调节螺母43和第一锁紧螺母44均与抵紧在支撑块41上。

先旋松第一锁紧螺母44，再通过调节螺母43调节支撑块41的高度，进而满足圆筒型零件的端面水平度和轴线垂直度，最后再拧紧第一锁紧螺母44。

如图1所示，夹持机构5在卡盘3上任一呈相邻设置的两个活动卡爪31的中部均安装有一组，三组夹持机构5均位于卡盘3背离回转工作台2的一侧。由于任一夹持机构5的结构、安装方式以及其与卡盘3的连接关系均相同，现以一组夹持机构5为例进行阐述。

如图1和图4所示，夹持机构5包括基座51、支撑立柱52、活动螺杆53以及周向定位组件7，基座51通过螺栓固定在卡盘3背离回转工作台2的一侧，且基座51位于任意呈相邻设置的活动卡爪31的中部。基座51背离卡盘3的侧壁上开设有T形滑道511，T形滑道511自基座51的外侧边缘位置向卡盘3中心位置延伸，且T形滑道511在基座51上间隔设置有两条。支撑立柱52垂直安装在基座51上，支撑立柱52的底部嵌设在两条T性滑道内，并分别与两条T形滑道511滑移配合。由两条T形滑道511的引导作用，从而使，支撑立柱52在基座51上做靠近或远离卡盘3中心的往复滑移运动。

进一步的，支撑立柱52上安装有第二锁紧螺母521，第二锁紧螺母521穿设支撑立柱52的底部并与其螺纹配合，第二锁紧螺母521穿出支撑立柱52的螺纹端部抵紧在基座51上，且第二锁紧螺母521在支撑立柱52的底部对称安装有四个。

如图1和图4所示，活动螺杆53水平穿设支撑立柱52的顶端并与其螺纹配合，活动螺杆53的长度方向与支撑立柱52的运动方向同向，且活动螺杆53在支撑立柱52的顶端等间隔安装有三个。任意活动螺杆53均包括夹持部531和夹持把手532，夹持部531位于活动螺杆53靠近卡盘3中心位置的一端，夹持把手532位于活动螺杆53远离卡盘3中心位置的一端，且任意夹持部531均为半圆形。工作人员通过拧动夹持把手532旋转活动螺杆53进行微调进而夹紧零件。

支撑立柱52上还竖直开设有滑槽522，滑槽522的长度垂直于T形滑道511的长度。周向定位组件7包括定位销71、调节把手72以及固定螺母73，定位销71穿设滑槽522并沿滑槽522的长度方向滑移，调节把手72安装在定位销71远离卡盘3中心位置的一端。固定螺母73螺纹配合在调节把手72上，且固定螺母73与支撑立柱52抵紧配合。通过固定螺母73和调节把手72，从而将定位销71插接到零件上的定位孔中，从而实现对零件的周向定位，提高了夹持装置夹持零件的稳定性。

如图1和图2所示，机架1上还通过螺栓安装有打表座8，打表座8竖直在机架1上，且打表座8包括伸缩杆81和悬臂梁82。伸缩杆81由两段回型钢件构成，且位于上侧的回型刚件能够在位于下侧的回型钢件内沿竖直方向滑移，两个回型钢件的相对位置通过安装在位于下侧回型钢件上的螺栓来固定。悬臂梁82通过转动轴转动安装在伸缩杆81的上端，且悬臂梁82绕能够绕伸缩杆81的伸缩方向旋转。

工作中，工作人员能够在伸缩杆81上安装百分表或千分表，然后再通过百分表或千分表与调平组件配合帮助工作人员给零件找基准，使零件的公差在零件的加工公差以内，从而提高零件的加工精度。

根据本发明提供的一种用于圆筒型零件加工的装夹方法，包括如下步骤：

S1、先将圆筒型零件放置于三个活动卡爪31上的尼龙异形块6的内侧，再拧紧卡盘3，使三个活动卡爪31收缩至尼龙异形块6与零件外表面的间距在1mm-5mm之间；

S2、先旋松第二锁紧螺母521，再移动支撑立柱52，使支撑立柱52与零件外表面的间距约为40mm，然后再拧紧第二锁紧螺母521；

S3、先旋松固定螺母73，再调节周向定位组件7的高度，然后再转动回转工作台2并同步拧动调节把手72，使定位销71插入零件周侧的定位孔内，然后再旋紧固定螺母73；

S4、再次拧紧卡盘3，使三个活动卡爪31收缩至尼龙异形块6与零件外表面为预接触状态，然后再将百分表或千分表安装在打表座8上，之后再调节调平组件，并保证零件的外圆跳动公差在加工公差以内；

S5、交叉、对称、逐步、均匀拧紧夹持把手532，并使夹持部531抵紧在零件的外侧壁上。

工作原理

工作中，工作人员先将圆筒型零件放置于三个活动卡爪31上的尼龙异形块6的内侧，再拧紧卡盘3收缩活动卡爪31，再旋松第二锁紧螺母521，移动支撑立柱52，然后再拧紧第二锁紧螺母521；之后再旋松固定螺母73，调节定位销71的高度，然后再转动工作台，并拧动调节把手72将定位销71插入零件周侧的定位孔内，然后再旋紧固定螺母73；之后再次拧紧卡盘3使活动卡爪31与零件为与接触状态，并借助安装在打表座8上的百分表或千分表，调节调平组件，保证零件的外圆跳动公差在加工公差之内，最后再交叉、对称、逐步、均匀拧紧夹持把手532，使夹持部531抵紧在零件的外侧壁上。由活动卡爪31、定位销71和夹持部531配合夹持圆筒型零件，提高了装夹的稳定性，且操作简单，定位装夹效率高。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，包括机架（1）、回转工作台（2）、卡盘（3）、调平机构（4）以及夹持机构（5），所述回转工作台（2）转动架设在机架（1）上；

所述卡盘（3）固定安装在回转工作台（2）上，所述卡盘（3）上设置有活动卡爪（31），所述活动卡爪（31）在卡盘（3）上绕卡盘（3）的中心轴线间隔设置有多个，所述调平机构（4）在任一活动卡爪（31）上均安装有一组，所述夹持机构（5）在卡盘（3）上绕卡盘（3）的中心轴线间隔设置有多个，且所述夹持机构（5）和活动卡爪（31）呈间隔设置；

所述调平机构（4）包括支撑块（41）、螺柱（42）、调节螺母（43）以及第一锁紧螺母（44），所述支撑块（41）通过螺柱（42）安装在活动卡爪（31）上，所述调节螺母（43）和第一锁紧螺母（44）均螺纹配合在螺柱（42）上；

所述夹持机构（5）包括基座（51）、支撑立柱（52）、活动螺杆（53）以及周向定位组件（7），所述基座（51）固定安装在卡盘（3）上，所述支撑立柱（52）滑移设置在基座（51）上，且所述支撑立柱（52）的滑移方向与其靠近或远离卡盘（3）中心位置的方向同向，所述活动螺杆（53）水平穿设支撑立柱（52）并与其螺纹配合，所述周向定位组件（7）升降设置在支撑立柱（52）上。

2.如权利要求1所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述周向定位组件（7）包括定位销（71）、调节把手（72）以及固定螺母（73），所述支撑立柱（52）上竖直开设有滑槽（522），所述定位销（71）穿设滑槽（522）并与其滑移配合，所述调节把手（72）安装在定位销（71）远离卡盘（3）中心位置的一端，所述固定螺母（73）螺纹配合在调节把手（72）上，且所述固定螺母（73）与支撑立柱（52）抵紧配合。

3.如权利要求2所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述活动螺杆（53）包括夹持部（531）和夹持把手（532），所述夹持部（531）位于活动螺杆（53）靠近卡盘（3）中心位置的一端，所述夹持把手（532）位于活动螺杆（53）远离卡盘（3）中心位置的一端。

4.如权利要求3所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述夹持部（531）呈半圆球形。

5.如权利要求4所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述基座（51）上开设有T形滑道（511），所述T形滑道（511）的长度方向与支撑立柱（52）靠近或远离卡盘（3）中心位置的方向同向，所述支撑立柱（52）的底部嵌设在T形滑道（511）内并与其滑移配合，所述支撑立柱（52）上设置有第二锁紧螺母（521），所述第二锁紧螺母（521）穿设支撑立柱（52）并与其螺纹配合，且所述第二锁紧螺母（521）穿出支撑立柱（52）的螺纹端部与基座（51）抵紧配合。

6.如权利要求5所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述活动卡爪（31）上安装有用于夹持零件的尼龙异形块（6）。

7.如权利要求6所述的一种用于圆筒型零件加工的装夹装置，其特征在于，所述机架（1）上还设置有打表座（8），所述打表座（8）包括伸缩杆（81）和悬臂梁（82），所述伸缩杆（81）呈竖直设置，所述悬臂梁（82）转动配合在伸缩杆（81）的顶端。

8.一种用于权利要求7所述的圆筒型零件加工的装夹装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、先将圆筒型零件放置于所述活动卡爪（31）上的尼龙异形块（6）的内侧，再拧紧所述卡盘（3），使所述活动卡爪（31）收缩至尼龙异形块（6）与零件外表面的间距在1mm-5mm之间；

S2、先旋松所述第二锁紧螺母（521），再移动所述支撑立柱（52），使所述支撑立柱（52）与零件外表面的间距为40mm，然后再拧紧所述第二锁紧螺母（521）；

S3、先旋松所述固定螺母（73），调节所述周向定位组件（7）的高度，再转动所述回转工作台（2）并同步拧动调节把手（72），使所述定位销（71）插入零件周侧的定位孔内，然后再旋紧所述固定螺母（73）；

S4、再次拧紧所述卡盘（3），使所述活动卡爪（31）收缩至尼龙异形块（6）与零件外表面为预接触状态，然后再将百分表或千分表安装在所述打表座（8）上，之后再调节所述调平机构，并保证零件的外圆跳动公差在加工公差以内；

S5、交叉、对称、逐步、均匀拧紧所述夹持把手（532），并使所述夹持部（531）抵紧在零件的外侧壁上。