CN112894436A - 一种腰轮周向面加工用固定工装及其使用方法、机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腰轮周向面加工用固定工装及其使用方法、机床，包括：底座、限位件、夹持件以及定位件，限位件和夹持件均设置于底座上，在限位件和夹持件之间留有用于放置待加工腰轮的空间，夹持件用于固定待加工腰轮，定位件安装于底座上且用于支撑待加工腰轮；其中，定位件包括第一活塞以及复位弹簧，第一活塞设置于底座上开设的活塞室内，复位弹簧用于将第一活塞伸出活塞室外的端部推向待加工腰轮，活塞室通过流体通道与底座外连通，将活塞室通入流体后可通过活塞将复位弹簧推离待加工腰轮。避免了腰轮与定位件摩擦导致周向面损伤，将腰轮安装在第一底座上时不需要手动压下定位件，同时还能提高腰轮加工的效率。

Description

一种腰轮周向面加工用固定工装及其使用方法、机床

技术领域

本发明属于腰轮加工工艺技术领域，具体涉及一种腰轮周向面加工用固定工装及其使用方法、机床。

背景技术

腰轮流量计是一种转子型的容积式流量计，也称为罗茨流量计。在流量仪表中是精度最高的一类。腰轮流量计是用于对管道中介质(气体或液体)流量进行连续或间歇测量的高精度计量仪表，它具有精度高、可靠性好、重量轻、寿命长、安装使用方便等特点。

腰轮流量计结构和原理是，在流量计的壳体内有一个计量室，计量室内有一对可以相切旋转的腰轮，利用腰轮把流体连续不断的分割成已知的体积部分，根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量。

腰轮用于分割和检测流体，是腰轮流量计中核心的元件之一，腰轮流量计的高精度体现在腰轮的制造工艺上。目前加工腰轮时是将毛坯固定于固定工装上，首先在端面加工工序中对腰轮两侧的端面进行加工以及镗孔，加工完成后再通过周向面加工工序对腰轮周向面进行修整以保证其精度。

目前加工毛坯时一般水平固定在固定工装上，刀具在毛坯的侧面进行镗孔，现有用于固定腰轮的工装缺陷主要在于，在周向面加工工序加工腰轮时，需要对定位件进行按压或调整，腰轮固定时间较长，固定效率低下，并且腰轮侧面容易擦伤，影响腰轮的精确度。

发明内容

针对现有技术中存在的在周向面加工工序加工腰轮时，腰轮固定时间较长，导致工作人员的固定效率低下，并且待加工腰轮侧面容易擦伤，影响腰轮的精确度的问题。本发明提供了一种腰轮周向面加工用固定工装及其使用方法、机床，能够提高腰轮固定工装夹持待加工腰轮的效率，且能够减少在夹持腰轮时导致的周向面擦伤。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种腰轮周向面加工用固定工装，包括：底座、限位件、夹持件以及定位件，所述限位件和夹持件分别设置于底座的限位部和固定部上，在限位件和夹持件之间留有用于放置待加工腰轮的空间，所述夹持件用于固定待加工腰轮；其中，所述定位件包括下压部件和复位部件，所述下压部件安装于底座上且下压部件设置有支撑部，所述支撑部用于将待加工腰轮定位至水平状态，所述复位部件与下压部件连接且复位部件用于将所述支撑部推近待加工腰轮。

在此实施例中，复位部件可以是气缸或是液压缸结构，复位部件安装在底座上，气缸或者液压缸驱动后将待加工腰轮稳定以进行加工。

由于复位部件的作用下不方便翻转待加工腰轮，下压部件的功能是将复位部件带动远离待加工腰轮，使得腰轮一面加工完成后翻转进一步加工下一面。下压部件可以是电磁的结构，即在底座的活塞室下底上设置一个电磁铁，在第一活塞下部固定有一永磁铁，通电后第一活塞会被吸附到电磁铁上。

进一步地，所述下压部件包括第一活塞，所述第一活塞设置于底座上开设的活塞室内，第一活塞上部伸出于活塞室外且连接至所述支撑部上，所述活塞室靠近支撑部的内壁通过流体通道与底座外连通。支撑部可以是支撑板、支撑条，或是在第一活塞端部设置成的水平表面，能够支撑在待加工腰轮下部即可。

进一步地，所述复位部件包括复位弹簧，所述第一活塞和活塞室内底之间设置有所述复位弹簧，所述复位弹簧用于将第一活塞伸出活塞室外的端部推向待加工腰轮。

在此实施例中，每一个第一活塞的尺寸规格均相同，当腰轮两端被固定工装夹持后，腰轮会围绕夹持点进行转动，在弹簧推动下第一活塞的端部会抵在腰轮底部以限制腰轮转动。复位弹簧可以设置在第一活塞与活塞室内底之间，复位弹簧也可以穿过第一活塞后端部抵在活塞室内壁上，只要能推动第一活塞伸出活塞室即可。流体可以使用空气也可以使用液压介质。

本实施例在实际的安装定位件时，可以在底座上开设多个活塞室，每一个活塞室内设置一个第一活塞和一个复位弹簧，这样在复位弹簧的推动下使得支撑部移向腰轮周向面，避免腰轮由于两端被夹持后发生转动。还可以在底座上开设多排活塞室，例如2-3排。值得注意的是，本实施例中，第一活塞上部的活塞室与底座外部连通，在底座上开设孔洞即可，流体可以采用液压油、或者空气作为动力，对活塞室中充气后气体能克服复位弹簧的阻力，将第一活塞下压远离待加工腰轮，从而避免手动压下支撑部，夹持腰轮的过程高效快捷，最终提高了夹持的效率。

进一步地，所述夹持件包括旋转套、限转部件以及第一顶杆，所述底座上安装有固定部，所述旋转套转动连接在安装在固定部开设的旋转孔内，旋转套朝向限位件的一侧螺纹连接有所述第一顶杆，所述第一顶杆朝向限位件且第一顶杆用于卡入待加工腰轮侧面的孔洞内，所述限转部件从固定部上开设的销孔伸向第一顶杆上开设的限转槽，所述限转部件用于限制第一顶杆随着旋转套转动。

在此实施例中，旋转套可以使用完全空心的结构，旋转套设置内螺纹，通过内螺纹与第一顶杆的外螺纹连接，第一顶杆侧面开设有条形的限转槽，将限转部件插入销孔内便可以插入到限转槽中，以限制第一顶杆转动。第一顶杆为金属杆即可。

作为替代的实施例，限转部件还可以在旋转孔的内壁上部设置限转凸起，限转槽延伸至第一顶杆靠近待加工腰轮的端部，安装时第一顶杆和旋转套螺纹连接，将第一顶杆插入旋转孔中，限转槽对准限转凸起即可，限转凸起的侧面与限转槽内壁紧密地滑动连接。

进一步地，当设置多个定位件时，可以按照如下方式进行设计，例如设计两排定位件，每排有两个定位件，为了便于拆装定位件，底座上开设有多个条形槽，每一定位件对应一所述条形槽，每一条形槽通过条形板密封连接，条形板上开设螺纹孔，通过螺栓与底座固定即可。

进一步地，每一所述第一活塞伸出活塞室的端部均连接至一支撑部上，所述支撑部水平设置且支撑部用于支撑待加工腰轮。

进一步地，所述翻转部件包括翻转叉、驱动部件以及翻转弹簧，所述固定部或限位部上开设有翻转腔，所述翻转叉中部设置有顶杆，这个顶杆可以是第一顶杆也可以是第二顶杆，具体为翻转叉中部开设供第一顶杆或者第二顶杆穿过的通孔，且翻转叉与第一顶杆或者第二顶杆同轴线设置。或是翻转叉中部固定有第一顶杆或者第二顶杆，第一顶杆或第二顶杆为伸缩的结构，并插入待加工腰轮端部中心的孔洞内，实现限制待加工腰轮转动。所述翻转弹簧套设于翻转叉一端且翻转弹簧一端抵在翻转腔内壁上，所述翻转弹簧用于推动翻转叉远离待加工腰轮，翻转叉位于翻转腔外的部分设置有用于卡入待加工腰轮端部的翻转部，所述翻转腔通过流体通道连通至固定部外，所述翻转腔通入流体后能将翻转部卡入待加工腰轮端部；所述翻转叉位于翻转腔外的部分设置有齿轮结构，所述驱动部件安装于固定部或限位部上，所述驱动部件用于驱动伸入待加工腰轮侧面的翻转叉转动。

进一步地，所述驱动部件包括气缸，所述气缸输出端设置有与翻转叉的齿轮结构啮合的齿条。

进一步地，作为替代动力，也可以使用电机代替驱动部件，所述电机安装在固定部一侧，电机水平设置，所述电机输出端安装有与翻转叉上的齿轮啮合的齿轮，通电后电机转动便可以驱动齿轮带动第二活塞翻转。

为了使得翻转腔充气后，翻转叉的翻转部伸入待加工腰轮后能够保持翻转叉与驱动部件持续地配合，翻转叉上的齿轮结构为沿着翻转叉轴线分布的条形齿结构。

需要注意的是，待加工腰轮两端均具有三个孔洞，位于中部的孔洞供第一顶杆或者是第二顶杆插入，两侧的孔洞可以供翻转叉插入。

当加工完成一面后需要对腰轮进行翻转，以加工另一面，当腰轮周向面加工用固定工装设计有本实施例的翻转部件后，可以先对活塞室进行充气将支撑部下移，然后将空气通入翻转腔内从而克服了翻转弹簧的阻力，翻转叉伸入腰轮侧面的孔洞内，打开驱动部件将腰轮翻转。完成了翻转后放出顶起腔中的气体，将活塞室的空气也放空，使得第一活塞推动支撑部支撑着腰轮，将驱动部件收回，然后放出翻转腔中的气体，继续对腰轮的周向面另一侧进行加工。

翻转叉用于插入待加工腰轮的一端可以只插入一个孔洞，也可以设置两个能够插入待加工腰轮的翻转部，当设置仅有一个翻转部时，可以使得翻转叉本身转动需要的空间较小。翻转叉轴线中部开设贯穿中心的通孔，将第一顶杆或第二顶杆表面与翻转叉内壁密封配合，避免漏气。为了缩短第一顶杆或第二顶杆的长度，同时翻转叉的周向面还需要设置齿轮结构，可以将驱动部件安装在固定部或是限位部上，这样当翻转叉沿着第一顶杆或第二顶杆移动的距离可以较短，使得密封性更容易实现。

进一步地，所述限位件包括限位部和第二顶杆，所述限位部安装于固定部上，所述第二顶杆与所述限位部螺纹连接，所述第二顶杆用于夹持腰轮，限位件的第二顶杆和夹持件的第二顶杆在同一直线上，以便插入腰轮的端部的孔内。

作为替代的实施例，所述翻转部件安装在限位部上，限位部开设安装的腔体，安装方法与上述方式相同，此处不再赘述。

本发明还请求保护一种腰轮周向面加工用固定工装的使用方法，包括如下步骤：

安装待加工腰轮，确认两个顶杆之间的距离能够放入待加工腰轮，向活塞室内通入气体使得支撑部被下压，令限位件上的第二顶杆插入待加工腰轮一端，转动旋转套将第一顶杆插入待加工腰轮端部的孔洞内并夹持，放出活塞室中的气体使得支撑部支撑于待加工腰轮下部；

翻转待加工腰轮，先向活塞室内通入气体使得支撑部下降，以留出待加工腰轮转动的空间，再驱动翻转部件翻转待加工腰轮，放出活塞室内的气体，令支撑部回到待加工腰轮下部。

本发明的另一个目的是保护一种机床，机床安装上述任意一种腰轮周向面加工用固定工装。

与现有技术相比本方案的有益效果是：

腰轮周向面加工用固定工装的定位件能够在流体作用下下移远离待加工腰轮，避免了腰轮与定位件摩擦导致周向面损伤，将腰轮安装在第一底座上时不需要手动压下定位件，同时还能提高腰轮加工的效率。腰轮周向面加工用固定工装还具有结构简单可靠，操作逻辑清晰的优点。

附图说明

图1为腰轮周向面加工用固定工装示意图；

图2为腰轮周向面加工用固定工装使用状态示意图；

图3为腰轮周向面加工用固定工装正视图；

图4为腰轮周向面加工用固定工装仰视图；

图5为图4中A-A剖视图；

图6为图5中翻转部件处的放大图；

图7为翻转叉立体示意图。

附图标记依次为：待加工腰轮1、底座2、活塞室21、流体通道22、条形板23、限位件3、限位部31、第二顶杆32、夹持件4、旋转套41、限转部件42、第一顶杆43、限转槽431、固定部44、销孔441、翻转腔442、定位件5、第一活塞51、支撑部52、复位弹簧53、翻转部件6、翻转叉61、驱动部件62、翻转弹簧63。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种腰轮周向面加工用固定工装，如图1-4所示，包括：底座2、限位件3、夹持件4以及定位件5，所述限位件3和夹持件4分别设置于底座2的限位部31和固定部44上，在限位件3和夹持件4之间留有用于放置待加工腰轮的空间，所述夹持件4用于固定待加工腰轮；其中，所述定位件5包括下压部件和复位部件，所述下压部件安装于底座2上且下压部件设置有支撑部52，所述支撑部52用于将待加工腰轮定位至水平状态，所述复位部件与下压部件连接且复位部件用于将所述支撑部52推近待加工腰轮。

进一步地，所述下压部件包括第一活塞51，所述第一活塞51设置于底座2上开设的活塞室21内，第一活塞51上部伸出于活塞室21外且连接至所述支撑部上，所述活塞室21靠近支撑部的内壁通过流体通道22与底座2外连通。本实施例中支撑部52为一支撑条，支撑条上表面为水平状态，支撑条长度略小于待加工腰轮的宽度。

进一步地，所述复位部件包括复位弹簧53，所述第一活塞51和活塞室21内底之间设置有所述复位弹簧53，所述复位弹簧53用于将第一活塞51伸出活塞室21外的端部推向待加工腰轮，定位件55每排三个，共设置有两排。

在此实施例中，每一个第一活塞5151的尺寸规格均相同，当腰轮1两端被固定工装夹持后，腰轮1会围绕夹持点进行转动，在弹簧推动下第一活塞5151的端部会抵在腰轮1底部以限制腰轮1转动。复位弹簧5353设置在第一活塞5151与活塞室2121内底之间，流体使用空气作为介质。

在此实施例中，每一个第一活塞51的尺寸规格均相同，当待加工腰轮1两端被固定工装夹持后，待加工腰轮1会围绕夹持点进行转动，在弹簧推动下第一活塞51的端部会抵在待加工腰轮1底部以限制待加工腰轮1转动。复位弹簧53设置在第一活塞51与活塞室21内底之间，本实施例中流体使用空气作为介质。

本实施例在实际安装定位件时，参见图5，可以在底座2上开设多个活塞室21，每一个活塞室21内设置一个第一活塞51和一个复位弹簧53，这样在复位弹簧53的推动下使得支撑部52移向腰轮1周向面，避免腰轮1由于两端被夹持后发生转动。还可以在底座2上开设多排活塞室21，例如2-3排。值得注意的是，本实施例中，第一活塞51上部的活塞室21通过流体通道22与底座2外部连通，在底座2上开设孔洞即可，对活塞室21中充气后气体能克服复位弹簧53的阻力，从而将第一活塞51下压远离待加工腰轮1，从而避免手动压下支撑部52，夹持腰轮1的过程高效快捷，最终提高了夹持的效率，待手动完成180°翻转腰轮1后，放出气体复位弹簧53会推动第一活塞51，方可对腰轮1的周向面进行加工。

进一步地，所述夹持件4包括旋转套41、限转部件42以及第一顶杆43，所述底座2上安装有固定部44，所述旋转套41转动连接在安装在固定部44开设的旋转孔内，旋转套41朝向限位件3的一侧螺纹连接有所述第一顶杆43，所述第一顶杆43朝向限位件3且第一顶杆43用于卡入待加工腰轮1侧面的孔洞内，所述限转部件42从固定部44上开设的销孔441伸向第一顶杆43上开设的限转槽431，所述限转部件42用于限制第一顶杆43随着旋转套41转动。

在此实施例中，旋转套41可以使用完全空心的结构，旋转套41设置内螺纹，通过内螺纹与第一顶杆43的外螺纹连接，第一顶杆43侧面开设有条形的限转槽431，将限转部件42插入销孔441内便可以插入到限转槽431中，以限制第一顶杆43转动。第一顶杆43为圆柱形或是条形金属杆制造均可。

进一步地，当设置多个定位件5时，可以按照如下方式进行设计，例如设计两排定位件5，每排有两个定位件5，为了便于拆装定位件5，底座2上开设有多个条形槽，每一定位件5对应一所述条形槽，每一条形槽通过条形板23密封连接，条形板23上开设螺纹孔，通过螺栓与底座2固定即可。

进一步地，每一所述第一活塞51伸出活塞室21的端部均连接至一支撑部52上，所述支撑部52水平设置且支撑部52用于支撑待加工腰轮1。

进一步地，如图6和图7所示，腰轮周向面加工用固定工装还包括用于翻转腰轮的翻转部件6，所述翻转部件6包括翻转叉61、驱动部件62以及翻转弹簧63，所述固定部44开设有翻转腔442，所述翻转叉61一端穿过有所述翻转弹簧63且在翻转弹簧63作用下此端位于翻转腔442内，翻转叉61位于翻转腔442外的两个端部分别用于卡入腰轮1端部，所述翻转腔442通过流体通道22连通至固定部44外；所述翻转叉61位于翻转腔442外的部分设置有齿轮结构，在底座2上安装有所述驱动部件62，所述驱动部件62的输出端连接有与翻转叉61齿轮结构啮合的条形齿，所述驱动部件62用于驱动伸入腰轮1侧面的翻转叉61转动。

当加工完成一面后需要对腰轮1进行翻转以加工另一面，当腰轮周向面加工用固定工装设计有本实施例的翻转部件6后，可以先对活塞室21进行充气将支撑部52下移，然后将空气通入翻转腔442内从而克服了翻转弹簧63的阻力，翻转叉61伸入腰轮1侧面的孔洞内，打开驱动部件62将腰轮1翻转。完成了翻转后放出顶起腔中的气体，将活塞室21的空气也放空，使得第一活塞51推动支撑部52支撑着腰轮1，将驱动部件62收回，然后放出翻转腔442中的气体，继续对腰轮1的周向面另一侧进行加工。

进一步地，所述限位件3包括限位部31和第二顶杆32，所述限位部31安装于固定部44上，所述第二顶杆32与所述限位部31螺纹连接，所述第二顶杆32用于夹持待加工腰轮1，限位件3的第二顶杆32和夹持件4的第二顶杆32在同一直线上，以便插入待加工腰轮1的端部的孔内。

实施例2

本实施例和实施例1基本相同，不同的是，使用电机代替驱动部件62，电机通过螺栓安装在固定部44一侧，电机水平设置，所述电机输出端安装有与翻转叉61上的齿轮啮合的齿轮，通电后电机转动便可以驱动齿轮带动第二活塞翻转。在设计时，可以将电机设计为转动一定圈数后，例如电机的齿轮转动0.5圈，带动翻转叉61翻转180°，电机继续转动0.5圈，翻转叉61又会翻转180°，即通过PLC单片机设置电机转动的方式，使翻转叉61总是出于水平状态，以便插入待加工腰轮1端部。

在本实施例中，所述翻转部件6安装在限位部31上，限位部31开设安装的腔体，安装方法与上述方式相同，此处不再赘述。

在使用腰轮周向面加工用固定工装时，安装待加工腰轮，确认两个顶杆之间的距离能够放入待加工腰轮，向活塞室内通入气体使得支撑部被下压，令限位件上的第二顶杆插入待加工腰轮一端，转动旋转套将第一顶杆插入待加工腰轮端部的孔洞内并夹持，放出活塞室中的气体使得支撑部支撑于待加工腰轮下部；

翻转待加工腰轮，先向活塞室内通入气体使得支撑部下降，以留出待加工腰轮转动的空间，再驱动翻转部件翻转待加工腰轮，放出活塞室内的气体，令支撑部回到待加工腰轮下部。

本发明的另一个目的是保护一种机床，机床安装上述任意一种腰轮周向面加工用固定工装。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，包括：底座、限位件、夹持件以及定位件，所述限位件和夹持件分别设置于底座的限位部和固定部上，在限位件和夹持件之间留有用于放置待加工腰轮的空间，所述夹持件用于固定待加工腰轮；

其中，所述定位件包括下压部件和复位部件，所述下压部件安装于底座上且下压部件设置有支撑部，所述支撑部用于将待加工腰轮定位至水平状态，所述复位部件与下压部件连接且复位部件用于将所述支撑部推近待加工腰轮。

2.如权利要求1所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，所述下压部件包括第一活塞，所述第一活塞设置于底座上开设的活塞室内，第一活塞上部伸出于活塞室外且连接至所述支撑部上，所述活塞室靠近支撑部的内壁通过流体通道与底座外连通。

3.如权利要求2所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，所述复位部件包括复位弹簧，所述第一活塞和活塞室内底之间设置有所述复位弹簧，所述复位弹簧用于将第一活塞伸出活塞室外的端部推向待加工腰轮。

4.如权利要求2所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，其特征在于，所述底座上开设有多个条形槽，每一所述条形槽分别开设有活塞室，每一条形槽通过条形板密封连接。

5.如权利要求1所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，所述夹持件包括旋转套、限转部件以及第一顶杆，所述旋转套转动连接在固定部开设的旋转孔内，旋转套朝向限位件的一侧螺纹连接有所述第一顶杆，所述第一顶杆朝向限位件且第一顶杆用于卡入待加工腰轮侧面的孔洞内，所述限转部件用于限制第一顶杆随着旋转套转动。

6.如权利要求5所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，所述限转部件包括一限转柱，所述固定部上开设有销孔，所述第一顶杆正对销孔位置延轴线方向开设有限转槽，所述限转柱用于穿过销孔卡入第一顶杆上开设的限转槽内。

7.如权利要求5所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，所述限转部件包括设置在旋转孔内壁上的限转凸起，所述限转凸起位于第一顶杆延轴线方向开设的限转槽内。

8.如权利要求1所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，还包括用于翻转待加工腰轮的翻转部件。

9.如权利要求8所述的一种腰轮周向面加工用固定工装，其特征在于，所述翻转部件包括翻转叉、驱动部件以及翻转弹簧，所述固定部或限位部上开设有翻转腔，所述翻转叉中部靠近放置待加工腰轮的空间的一侧设置有顶杆，所述翻转弹簧套设于翻转叉一端，所述翻转弹簧一端与翻转腔内壁接触，翻转弹簧另一端抵接在翻转叉端部，翻转叉位于翻转腔外的部分设置有用于卡入待加工腰轮端部的翻转部，所述翻转腔远离翻转弹簧的内壁通过流体通道连通至固定部外；所述翻转叉位于翻转腔外的部分设置有齿轮结构，所述驱动部件安装于固定部或限位部上，所述驱动部件用于驱动伸入待加工腰轮侧面的翻转叉转动。

10.一种腰轮周向面加工用固定工装的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

安装待加工腰轮，确认两个顶杆之间的距离能够放入待加工腰轮，向活塞室内通入气体使得支撑部被下压，令限位件上的第二顶杆插入待加工腰轮一端，转动旋转套将第一顶杆插入待加工腰轮端部的孔洞内并夹持，放出活塞室中的气体使得支撑部支撑于待加工腰轮下部；

翻转待加工腰轮，先向活塞室内通入气体使得支撑部下降，以留出待加工腰轮转动的空间，再驱动翻转部件翻转待加工腰轮，放出活塞室内的气体，令支撑部回到待加工腰轮下部。

11.一种机床，安装有权利要求1-9任一项所述的一种腰轮周向面加工用固定工装。

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