CN112935883B - 一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法，装夹装置包括底板、直边部件和斜面部件，直边部件：以工件毛坯任意直角边定位，厚度预留不少于5mm左右工艺台，用于夹具上气缸夹紧，设置辅助夹钳保证工件与夹具紧密接触后，才气动夹紧，辅助夹钳松开避让，加工零件正面；斜面部件：定位座斜面和工件斜面吻合，圆柱销定向，涨芯套自定心涨紧，加工零件反面。本发明装夹装置实现了简单、快速精准定位夹紧，解决变形问题，降低了对操作工人的技能水平要求；缩短了工艺流程，提高加工效率。

Description

一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种装夹装置，尤其涉及一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法。

背景技术

电缆连接件套筒是某产品部件和外部电缆的重要连接部件，它直接影响着接插的牢靠和通信传输的可靠性，结构上它们属于异型薄壁类零件，需多面铣削成型，定位基准选择时，通常采用精密平口钳夹持零件的两端面，零件底面悬空，靠人工校正上平面在0.03mm以内，对操作人员技能水平要求高，且零件在后续加工时，平口钳夹紧零件时夹持力大小、加工过程中的切削力、切削热等，均会引起零件发生变形，导致零件精度的一致性差，加工效率低、且操作工人劳动强度非常大。针对这一情况，发明了一种解决多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法。

发明内容

本发明提出的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法，实现了简单、快速精准定位夹紧，解决变形问题，降低了对操作工人的技能水平要求；缩短了工艺流程，提高加工效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法，包括：

底板；

直边部件，所述直边部件由定位块、气缸垫块、滑块、固定块、夹紧气缸、侧面定位板、压块、钳座、定位轴、支撑体一以及活动夹钳构成，所述底板上固定设有若干个支撑体一、若干个气缸垫块，每一所述支撑体一内固定设有夹紧气缸，每一夹紧气缸后端设有气缸垫块，所述夹紧气缸的气缸杆与所述定位轴通过气道连接，所述底板上位于支撑体一的后端固定设有固定块，所述固定块内滑接有滑块，所述滑块与所述定位轴联动，所述滑块的后端固定设有压块，所述底板上位于所述固定块的后端还固定设有定位块，所述定位块上放置有工件，所述定位块的左侧设有侧面定位板，所述定位块的后端设有钳座，所述钳座的后端设有活动夹钳，所述活动夹钳的活动钳部可压接在工件上，所述工件的前端由压块夹紧；

斜面部件，所述斜面部件由心轴、涨套、定位座、直拉气缸、圆柱销以及支撑体二构成，所述底板上设有若干个定位座，每一所述定位座内开设有内腔，每一所述定位座的内腔内固定设有支撑体二，所述支撑体二内固定设有直拉气缸，所述直拉气缸的气缸轴与心轴固定连接，所述定位座的工位上设有涨套，所述涨套通过心轴的上升或者下降运动实现松开或夹紧，所述工件放置于所述定位座上，所述工件的轴伸入至涨套外，由涨套联接，所述圆柱销装配入所述定位座上对应的销孔内。

优选的，所述支撑体一、支撑体二内均开设有支撑体气缸孔，所述夹紧气缸、直拉气缸分别固定设于所述支撑体一、支撑体二的支撑体气缸孔内，所述支撑体一、支撑体二与夹紧气缸、直拉气缸通过螺钉螺纹连接。

优选的，所述滑块的后端通过螺钉螺纹连接压块。

优选的，所述定位块的左侧通过螺钉螺纹连接有侧面定位板。

优选的，所述定位块上开设有定位槽，所述工件放置于所述定位槽中。

优选的，所述定位块的后端通过圆柱销连接有钳座，以螺钉固定圆柱销。

优选的，所述定位座通过菱形销设于所述底板上，以螺钉固定。

优选的，所述定位座工位上通过螺钉螺纹连接有涨套。

一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，包括以下步骤：

(1)定位座通过菱形销和螺钉定位连接固定在底板上，四个直拉气缸装配入在支撑体二气缸孔内，螺钉通过气缸端面法兰盘将直拉气缸固定，四个支撑体二装配入在定位座对应的工位上；心轴安装在气缸杆上；涨套通过螺钉安装在定位座对应的工位上，涨套通过心轴的上升或者下降运动实现松开或夹紧；四个圆柱销分别装配入在定位座对应的销孔内；

(2)直边部件以工件毛坯任意直角边定位，厚度预留不少于 5mm工艺台，而活动夹钳保证工件与压块紧密接触后，才气动夹紧，活动夹钳松开避让，加工零件正面；

(3)斜面部件的定位座斜面和工件斜面吻合，圆柱销定向，涨套自定心涨紧，加工零件反面；

(4)第一次装夹，斜面部件工位不放入工件，第二次装夹，待直边部件工位毛坯加工完成正面之后，将其放入在斜面部件对应工位上，以圆柱销定向，同时直边部件工位又放入四个待加工毛坯，重复第一次直边部件装夹法，然后启动换向阀，然后所有直边部件气缸和斜面部件气缸同时动作，直边部件的四个压块同时压紧待加工毛坯，斜面部件的四个涨套同时涨紧工件孔内壁面，然后手动打开直边部件活动夹钳手柄避让，零件开始加工，加工完成之后，启动换向阀松开，卸下工件；再重复第二步的动作，完成批量产品的加工；实现零件一次装夹，多工序、多工步加工即可成型。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法，运用多轴加工铣削原理，采用集成化技术，解决多轴加工电缆连接件套筒加工变形与装夹问题。

附图说明

图1为本发明 的整体主视图；

图2为本发明 的整体俯视图；

图3为本发明 的定位座立体图；

图4为本发明 的工件示意图；

图5为本发明 的整体立体图；

图6为本发明 的整体内部分解结构示意图；

图7为本发明 的整体内部分解结构示意图。

图中：1、底板；2、定位块；3、换向阀；4、气缸垫块；5、滑块；6、固定块；7、夹紧气缸；8、心轴；9、涨套；10、定位座；11、连接块；12、侧面定位板；13、压块；14、钳座；15、定位轴；16、支撑体一；17、圆柱销；18、直拉气缸；19、活动夹钳；20、支撑体二；22、工件示意；23、工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

参照图1-7，一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置及其加工方法，包括底板1、直边部件和斜面部件。

直边部件由定位块2、气缸垫块4、滑块5、固定块6、夹紧气缸 7、侧面定位板12、压块13、钳座14、定位轴15、支撑体一16以及活动夹钳19构成。

底板1上固定设有4个支撑体一16、4个气缸垫块4，每一支撑体一16内固定设有夹紧气缸7，每一夹紧气缸7后端设有气缸垫块4，夹紧气缸7的气缸杆与定位轴15通过气通道连接，底板1上位于支撑体一16的后端固定设有固定块6，固定块6内滑接有滑块5，滑块 5与定位轴15联动，滑块5的后端通过螺钉螺纹连接有压块13，底板1上位于固定块6的后端还固定设有定位块2，定位块上开设有定位槽，工件放置于所述定位槽中。

定位块2的左侧通过螺钉螺纹连接有侧面定位板12，定位块2 的后端设有钳座14，钳座14的后端通过圆柱销连接有活动夹钳19，以螺钉固定圆柱销。活动夹钳19的活动钳部可压接在工件23上，工件23的前端由压块13夹紧。

斜面部件由心轴8、涨套9、定位座10、直拉气缸18、圆柱销 17以及支撑体二构成。

底板1上通过菱形销设有4个定位座10，以螺钉固定。每一定位座10内开设有内腔，每一定位座10的内腔内固定设有支撑体二 20，支撑体二20内固定设有直拉气缸18，直拉气缸18的气缸轴与心轴8固定连接，定位座10工位上通过螺钉螺纹连接有涨套9，涨套9通过心轴8的上升或者下降运动实现松开或夹紧，工件23放置于定位座10上，工件23的轴伸入至涨套9外，由涨套9联接，圆柱销17装配入定位座10上对应的销孔内。

支撑体一16、支撑体二20内均开设有支撑体气缸孔，夹紧气缸 7、直拉气缸18分别固定设于支撑体一16、支撑体二20的支撑体气缸孔内，支撑体一16、支撑体二20与夹紧气缸7、直拉气缸18通过螺钉螺纹连接。

本发明的工作原理为：

直边部件具体实施方式：圆柱销和螺钉将4个定位块2定位固定在底板1上，再以定位块2的左侧面定位，后将侧面定位板12通过螺钉安装在定位块2的左侧面上；4个钳座14通过螺钉安装在定位块2的背面；四个活动夹钳19装入钳座14后，通过圆柱销及螺钉安装在钳座14上；4个气缸垫块4通过圆柱销和螺钉定位固定在底板 1上；4个夹紧气缸7装配入在支撑体16气缸孔内，螺钉通过气缸端面法兰盘将气缸固定气缸垫块4上，定位轴15安装在气缸杆上；

4个固定块6通过圆柱销和螺钉定位固定在底板1上；4个压块 13通过螺钉固定在4个滑块5的尾端上，再滑块5安装在固定块6 上，通过气缸连杆机构，滑块5在固定块6上向前运动同时，带动压块13向前运动夹紧工件；反之，松开工件；

活动夹钳19防止工件在气缸夹紧时发生工件底面与定位面发生分离现象，工件首先放入定位槽中，人工操作活动夹钳19先压下工件，使工件底面与定位面紧密接触，实现工件预定位；

本发明还提供了一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，包括以下步骤：

(1)定位座10通过菱形销和螺钉定位连接固定在底板1上，四个直拉气缸18装配入在支撑体20气缸孔内，螺钉通过气缸端面法兰盘将直拉气缸固定，四个支撑体20装配入在定位座10对应的工位上；心轴8安装在气缸杆上；涨套9通过螺钉安装在定位座10对应的工位上，涨套9通过心轴8的上升或者下降运动实现松开或夹紧；四个圆柱销17分别装配入在定位座10对应的销孔内；

(2)直边部件：直边部件以工件毛坯任意直角边定位，厚度预留不少于5mm工艺台，而活动夹钳保证工件与压块紧密接触后，才气动夹紧，活动夹钳松开避让，加工零件正面；

(3)斜面部件：定位座10斜面和工件斜面吻合，圆柱销定向，涨套自定心涨紧，加工零件反面；

(4)操作时，将安装好各种零部件的底板1通过平键及T形螺母、螺钉安装在设备平台上，连接好各管路气管，此时直边部件气缸和斜面部件气缸为打开状态。将四件待加工毛坯放入直边部件相应工位，然后手工操作活动夹钳19先压下工件，使工件预定位(第一次装夹，斜面部件不放入工件)。然后操作换向阀3通气，所有气缸同时动作，同时四个压块13压紧待加工毛坯，然后手动打开活动夹钳19手柄避让，零件开始加工正面，加工完成之后，换向阀3关气，卸下工件；

(5)第一次装夹，斜面部件工位不放入工件(因斜面部件工位需放入直边部件工位加工后的工件)，第二次装夹，待直边部件工位毛坯加工完成正面之后，将其放入在斜面部件对应工位上，以圆柱销17定向，同时直边部件工位又放入四个待加工毛坯，重复第一次直边部件装夹法，(即活动夹钳19使工件毛坯预定位)，后启动换向阀3，然后所有直边部件气缸和斜面部件气缸同时动作，直边部件的四个压块13同时压紧待加工毛坯，斜面部件的四个涨套9同时涨紧工件孔内壁面，然后手动打开直边部件活动夹钳19手柄避让，零件开始加工，加工完成之后，启动换向阀3松开，卸下工件。再重复第二步的动作，完成批量产品的加工。实现零件一次装夹，多工序、多工步加工即可成型。零件质量稳定，加工效率大幅提升，大幅减轻了劳动强度；

此装夹装置摒弃了传统平口钳装夹定位方法，应用了工件任意直角边定位装夹和涨套定心技术，解决了工件装夹的定向问题与人工校正效率低的难题，使工件定位准确、装夹快速，减少装夹变形，提高加工精度和减轻人工劳动强度；

该装置及其加工方法使工件实现了一次夹持动作，完成多工序的循环加工，工件即可完成全部加工后成型，从而实现工序集中，减少工序流转，缩短工艺流程；采用集成化夹具技术，多工序共用一套夹具，降低了生产成本；采用多轴高速铣削、优化参数，减小切削力、降低切削热，从而减少加工变形，提高了产品质量与加工效率；

该装置以加工8件工件为例并不限于8件，可以根据加工设备工作台大小、工件大小及生产节拍自由组合，采用模块式设计对多件产品进行加工。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)定位座通过菱形销和螺钉定位连接固定在底板上，四个直拉气缸装配入在支撑体二气缸孔内，螺钉通过气缸端面法兰盘将直拉气缸固定，四个支撑体二装配入在定位座对应的工位上；心轴安装在气缸杆上；涨套通过螺钉安装在定位座对应的工位上，涨套通过心轴的上升或者下降运动实现松开或夹紧；四个圆柱销分别装配入在定位座对应的销孔内；

(2)直边部件以工件毛坯任意直角边定位，厚度预留不少于5mm工艺台，而活动夹钳保证工件与压块紧密接触后，才气动夹紧，活动夹钳松开避让，加工零件正面；

(3)斜面部件的定位座斜面和工件斜面吻合，圆柱销定向，涨套自定心涨紧，加工零件反面；

(4)第一次装夹，斜面部件工位不放入工件，第二次装夹，待直边部件工位毛坯加工完成正面之后，将其放入在斜面部件对应工位上，以圆柱销定向，同时直边部件工位又放入四个待加工毛坯，重复第一次直边部件装夹法，然后启动换向阀，然后所有直边部件气缸和斜面部件气缸同时动作，直边部件的四个压块同时压紧待加工毛坯，斜面部件的四个涨套同时涨紧工件孔内壁面，然后手动打开直边部件活动夹钳手柄避让，零件开始加工，加工完成之后，启动换向阀松开，卸下工件；再重复第二步的动作，完成批量产品的加工；实现零件一次装夹，多工序、多工步加工即可成型；

所述多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置包括：

底板；

直边部件，所述直边部件由定位块、气缸垫块、滑块、固定块、夹紧气缸、侧面定位板、压块、钳座、定位轴、支撑体一以及活动夹钳构成，所述底板上固定设有若干个支撑体一、若干个气缸垫块，每一所述支撑体一内固定设有夹紧气缸，每一夹紧气缸后端设有气缸垫块，所述夹紧气缸的气缸杆与所述定位轴通过气道连接，所述底板上位于支撑体一的后端固定设有固定块，所述固定块内滑接有滑块，所述滑块与所述定位轴联动，所述滑块的后端固定设有压块，所述底板上位于所述固定块的后端还固定设有定位块，所述定位块上放置有工件，所述定位块的左侧设有侧面定位板，所述定位块的后端设有钳座，所述钳座的后端设有活动夹钳，所述活动夹钳的活动钳部可压接在工件上，所述工件的前端由压块夹紧；

斜面部件，所述斜面部件由心轴、涨套、定位座、直拉气缸、圆柱销以及支撑体二构成，所述底板上设有若干个定位座，每一所述定位座内开设有内腔，每一所述定位座的内腔内固定设有支撑体二，所述支撑体二内固定设有直拉气缸，所述直拉气缸的气缸轴与心轴固定连接，所述定位座的工位上设有涨套，所述涨套通过心轴的上升或者下降运动实现松开或夹紧，所述工件放置于所述定位座上，所述工件的轴伸入至涨套外，由涨套联接，所述圆柱销装配入所述定位座上对应的销孔内。

2.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述支撑体一、支撑体二内均开设有支撑体气缸孔，所述夹紧气缸、直拉气缸分别固定设于所述支撑体一、支撑体二的支撑体气缸孔内，所述支撑体一、支撑体二与夹紧气缸、直拉气缸通过螺钉螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述滑块的后端通过螺钉螺纹连接压块。

4.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述定位块的左侧通过螺钉螺纹连接有侧面定位板。

5.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述定位块上开设有定位槽，所述工件放置于所述定位槽中。

6.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述定位块的后端通过圆柱销连接有钳座，以螺钉固定圆柱销。

7.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述定位座通过菱形销设于所述底板上，以螺钉固定。

8.根据权利要求1所述的一种多轴加工异型薄壁套筒的装夹装置加工方法，其特征在于，所述定位座工位上通过螺钉螺纹连接有涨套。

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