CN113319605B - 一种用于机壳端面加工的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于风机生产制造技术领域，具体涉及一种用于机壳端面加工的工装夹具，包括底座、主定位柱、副定位柱，所述副定位柱位于主定位柱的外周；所述主定位柱上设有轴向定位单元，轴向定位单元包括沿主定位柱轴向滑动设置的升降部以及升降部边缘设置的卡爪，所述卡爪与升降部活动连接使卡爪能够凸伸于主定位柱的周面外侧或收缩于主定位柱的周面内侧；所述主定位柱上还设有联动机构，联动机构被装配为当升降部下行时能够使处于收缩状态的卡爪切换至凸伸状态，且当升降部上行时能够使处于凸伸状态的卡爪切换至收缩状态。本发明传动机构简单，大大简化了夹具安装风机壳体时的操作流程，提高了加工效率。

Description

一种用于机壳端面加工的工装夹具

技术领域

本发明属于电气设备壳体机加工技术领域，具体涉及一种用于机壳端面加工的工装夹具。

背景技术

风机壳体一般采用浇筑或钢板焊接的方式进行加工，壳体初步成型后需要对部分平面进行切削加工和钻孔操作以便于安装其它部件，例如风机出风口端面，该端面需要保证一定的平面度以及与风机轴线之间需要保持平行，因此在加工该端面时就需要对风机进行精准定位。现有技术中的风机壳体定位夹具结构过于复杂，装夹过程中需要对各个定位部件进行独立、反复的调整，严重影响生产加工效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机壳端面加工的工装夹具，能够实现对风机壳体的快速装夹，且操作流程简单。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种用于机壳端面加工的工装夹具，包括底座，底座上竖直设置有主定位柱，主定位柱用于与风机壳体的中心孔插接配合以实现风机壳体轴心的定位；还包括竖直设置的副定位柱，所述副定位柱位于主定位柱的外周，副定位柱用于与风机中心孔边缘的螺栓孔插接配合以实现风机壳体的周向定位；所述主定位柱上设有轴向定位单元，所述主定位柱为空心管状结构，轴向定位单元包括沿主定位柱轴向滑动设置的升降部以及升降部边缘设置的卡爪，所述卡爪与升降部活动连接使卡爪能够凸伸于主定位柱的周面外侧或收缩于主定位柱的周面内侧；所述主定位柱上还设有联动机构，联动机构被装配为当升降部下行时能够使处于收缩状态的卡爪切换至凸伸状态，且当升降部上行时能够使处于凸伸状态的卡爪切换至收缩状态。

所述卡爪与升降部的底面的边缘枢接，且卡爪被装配为当其向主定位柱周面外侧摆动至水平状态时卡爪顶面与升降部底面挡接以阻止卡爪继续摆动。

所述联动机构包括主定位柱内设置的浮动板，所述浮动板与卡爪的下端挡接，浮动板沿竖直方向与主定位柱活动连接，且浮动板与主定位柱之间设有第一压簧，第一压簧作用在浮动板上的弹力向上，当升降部下行时卡爪能够在浮动板的阻挡下向主定位柱外侧摆动至水平状态，此时升降部继续下行能够带动浮动板同步下行并压缩第一压簧。

所述升降部与主定位柱之间设有第二压簧，第二压簧作用在升降部上的弹力向上；所述主定位柱上还设有用于驱动升降部下行的驱动机构。

所述驱动机构包括竖直设置在主定位柱中心的导柱，导柱上端设有螺杆，螺杆上设有螺母，螺母与一摇转手柄固接，升降部中心设有供导柱穿过的通孔，螺母位于升降部上方，且螺母与升降部之间设有垫板。

所述升降部中心设有花键套，导柱的周面上设有花键槽，花键套与花键槽构成滑动配合，所述第二压簧套设在导柱上。

所述浮动板中心设有沉槽，沉槽中心设有供导柱穿过的孔洞，孔洞边缘设有导向孔，导向孔与主定位柱内竖直设置的导杆构成滑动配合，所述第一压簧套设在导杆上。

所述副定位柱沿竖直方向与底座活动连接，且副定位柱与底座之间设有第三压簧，第三压簧作用在副定位柱上的弹力向上；所述底座上还设有限位块，所述限位块用于与风机壳体的出风口侧壁挡接，限位块的位置被装配为当风机壳体的出风口侧壁与限位块贴合时副定位柱刚好与风机壳体的所述螺栓孔竖直正对。

所述底座内设有一空腔，所述副定位柱凸伸至空腔内并与空腔内设置的安装板固接，所述第三压簧安装在安装板底面与空腔底面之间。

所述主定位柱的外周面底部设有环形台阶，环形台阶与风机壳体的中心孔边缘挡接。

本发明取得的技术效果为：

本发明将风机的轴向定位机构设置为伸缩式结构，安装风机前轴向定位机构收缩于主定位柱内部，此时轴向定位机构不会对风机壳体造成阻挡，风机能够快速的套装在主定位柱上，而当风机装配到位后，轴向定位机构沿主定位柱的轴靠近风机壳体上端面的同时能够弹出卡爪，而卡爪刚好能够将风机壳体的上端面压紧，从而实现风机壳体的轴向定位，本发明传动机构简单，大大简化了夹具安装风机壳体时的操作流程，提高了加工效率；

本发明的卡爪采用铰接式结构，卡爪弹出后与升降部底面自然挡接，利用杠杆原理为卡爪提供足够的下压力，卡爪连接方式简单，运动过程可靠；

本发明将副定位柱设置为弹性结构，在放置风机壳体时，无需将风机壳体上的螺栓孔精确对准副定位柱，而只需将风机壳体的出风口大致靠近限位块，再将风机壳体套在主定位柱上，然后稍微施加外力让风机壳体的出风口侧壁转动至与限位块贴合的位置，此时副定位柱能够自动弹进螺栓孔内，该设计避免了风机安装过程中的反复对位操作，进一步简化了操作流程，提高了加工效率；

本发明利用浮动板来驱使卡爪摆动，浮动板与升降部之间的初始距离满足：当卡爪自由垂落到浮动板上时卡爪呈自上而下逐渐向主定位柱外侧倾斜的姿态，这样能够保证升降部相对于浮动板下行时卡爪能够向外摆动，而不是向内摆动或保持竖直自锁状态；由于浮动板底部设有第一压簧，因此当卡爪摆动成水平状态后升降部能够压着浮动板继续下行，确保卡爪将风机壳体的顶面压紧；

本发明利用驱动机构驱动升降部下行，同时利用第二压簧实现升降部的复位，驱动机构大大简化，操作流程更加简洁；

发明采用螺杆螺母机构驱动升降部下行，该机构为省力机构，且本身具有一定自锁功能，能够在夹紧壳体后防止升降部向上回弹。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的工装夹具的爆炸图；

图2是本发明的实施例所提供的工装夹具的立体图；

图3是本发明的实施例所提供的工装夹具与风机壳体配合状态的立体图；

图4是本发明的实施例所提供的工装夹具与风机壳体配合状态的俯视图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是本发明的实施例所提供的工装夹具另一状态的剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1-4所示，一种用于机壳端面加工的工装夹具，包括底座10，底座10上竖直设置有主定位柱11，主定位柱11用于与风机壳体20的中心孔插接配合以实现风机壳体20轴心的定位；还包括竖直设置的副定位柱12，所述副定位柱12位于主定位柱11的外周，副定位柱12用于与风机壳体20中心孔边缘的螺栓孔插接配合以实现风机壳体20的周向定位；所述主定位柱11上设有轴向定位单元，所述主定位柱11为空心管状结构，轴向定位单元包括沿主定位柱11轴向滑动设置的升降部13以及升降部13边缘设置的卡爪131，所述卡爪131与升降部13活动连接使卡爪131能够凸伸于主定位柱11的周面外侧或收缩于主定位柱11的周面内侧；所述主定位柱11上还设有联动机构，联动机构被装配为当升降部13下行时能够使处于收缩状态的卡爪131切换至凸伸状态，且当升降部13上行时能够使处于凸伸状态的卡爪131切换至收缩状态。本发明将风机的轴向定位机构设置为伸缩式结构，安装风机前轴向定位机构收缩于主定位柱11内部，此时轴向定位机构不会对风机壳体20造成阻挡，风机能够快速的套装在主定位柱11上，而当风机装配到位后，轴向定位机构沿主定位柱11的轴靠近风机壳体20上端面的同时能够弹出卡爪131，而卡爪131刚好能够将风机壳体20的上端面压紧，从而实现风机壳体20的轴向定位，本发明传动机构简单，大大简化了夹具安装风机壳体20时的操作流程，提高了加工效率。

优选的，如图5、6所示，所述卡爪131与升降部13的底面的边缘枢接，且卡爪131被装配为当其向主定位柱11周面外侧摆动至水平状态时卡爪131顶面与升降部13底面挡接以阻止卡爪131继续摆动。本发明的卡爪131采用铰接式结构，卡爪131弹出后与升降部13底面自然挡接，利用杠杆原理为卡爪131提供足够的下压力，卡爪131连接方式简单，运动过程可靠。

优选的，所述联动机构包括主定位柱11内设置的浮动板15，所述浮动板15与卡爪131的下端挡接，浮动板15沿竖直方向与主定位柱11活动连接，且浮动板15与主定位柱11之间设有第一压簧151，第一压簧151作用在浮动板15上的弹力向上，当升降部13下行时卡爪131能够在浮动板15的阻挡下向主定位柱11外侧摆动至水平状态，此时升降部13继续下行能够带动浮动板15同步下行并压缩第一压簧151。本发明利用浮动板15来驱使卡爪131摆动，浮动板15与升降部13之间的初始距离应当满足：当卡爪131自由垂落到浮动板15上时卡爪131呈自上而下逐渐向主定位柱11外侧倾斜的姿态，如图5所示，这样能够保证升降部13相对于浮动板15下行时卡爪131能够向外摆动，而不是向内摆动或保持竖直自锁状态。由于浮动板15底部设有第一压簧151，因此当卡爪131摆动成水平状态后升降部13能够压着浮动板15继续下行，确保卡爪131将风机壳体20的顶面压紧，如图6所示。

优选的，所述升降部13与主定位柱11之间设有第二压簧132，第二压簧132作用在升降部13上的弹力向上；所述主定位柱11上还设有用于驱动升降部13下行的驱动机构。本发明利用驱动机构驱动升降部13下行，同时利用第二压簧132实现升降部13的复位，驱动机构大大简化，操作流程更加简洁。

优选的，所述驱动机构包括竖直设置在主定位柱11中心的导柱16，导柱16上端设有螺杆161，螺杆161上设有螺母17，螺母17与一摇转手柄171固接，升降部13中心设有供导柱16穿过的通孔，螺母17位于升降部13上方，且螺母17与升降部13之间设有垫板18。本发明采用螺杆161螺母17机构驱动升降部13下行，该机构为省力机构，且本身具有一定自锁功能，能够在夹紧风机壳体20后防止升降部13向上回弹。

优选的，所述升降部13中心设有花键套，导柱16的周面上设有花键槽，花键套与花键槽构成滑动配合，所述第二压簧132套设在导柱16上。主定位柱11上设有供卡爪131通过的缺口部，花键配合能够防止升降部13与主定位柱11发生相对转动，进而防止卡爪131与缺口部发生错位。

优选的，所述浮动板15中心设有沉槽，沉槽中心设有供导柱16穿过的孔洞，孔洞边缘设有导向孔，导向孔与主定位柱11内竖直设置的导杆构成滑动配合，所述第一压簧151套设在导杆上。沉槽能够使升降部13具有足够的下行空间，避免升降部13下行时与导杆顶部发生干涉。

进一步的，所述副定位柱12沿竖直方向与底座10活动连接，且副定位柱12与底座10之间设有第三压簧14，第三压簧14作用在副定位柱12上的弹力向上；所述底座10上还设有限位块19，所述限位块19用于与风机壳体20的出风口侧壁挡接，限位块19的位置被装配为当风机壳体20的出风口侧壁与限位块19贴合时副定位柱12刚好与风机壳体20的所述螺栓孔竖直正对。本发明将副定位柱12设置为弹性结构，在放置风机壳体20时，无需将风机壳体20上的螺栓孔精确对准副定位柱12，而只需将风机壳体20的出风口大致靠近限位块19，再将风机壳体20套在主定位柱11上，然后稍微施加外力让风机壳体20的出风口侧壁转动至与限位块19贴合的位置，此时副定位柱12能够自动弹进螺栓孔内，该设计避免了风机安装过程中的反复对位操作，进一步简化了操作流程，提高了加工效率。

优选的，如图1、5、6所示，所述底座10内设有一空腔，所述副定位柱12凸伸至空腔内并与空腔内设置的安装板固接，所述第三压簧14安装在安装板底面与空腔底面之间。

进一步的，所述主定位柱11的外周面底部设有环形台阶111，环形台阶111与风机壳体20的中心孔边缘挡接。环形台阶111能够使风机壳体20的底面与底座10之间具有较小的支撑面，这样便于风机壳体20的转动对位，且在风机壳体20转动过程中能够最大限度降低对风机壳体20的磨损。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (8)

1.一种用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：包括底座（10），底座（10）上竖直设置有主定位柱（11），主定位柱（11）用于与风机壳体（20）的中心孔插接配合以实现风机壳体（20）轴心的定位；还包括竖直设置的副定位柱（12），所述副定位柱（12）位于主定位柱（11）的外周，副定位柱（12）用于与风机壳体（20）中心孔边缘的螺栓孔插接配合以实现风机壳体（20）的周向定位；所述主定位柱（11）上设有轴向定位单元，所述主定位柱（11）为空心管状结构，轴向定位单元包括沿主定位柱（11）轴向滑动设置的升降部（13）以及升降部（13）边缘设置的卡爪（131），所述卡爪（131）与升降部（13）活动连接使卡爪（131）能够凸伸于主定位柱（11）的周面外侧或收缩于主定位柱（11）的周面内侧；所述主定位柱（11）上还设有联动机构，联动机构被装配为当升降部（13）下行时能够使处于收缩状态的卡爪（131）切换至凸伸状态，且当升降部（13）上行时能够使处于凸伸状态的卡爪（131）切换至收缩状态；所述卡爪（131）与升降部（13）的底面的边缘枢接，且卡爪（131）被装配为当其向主定位柱（11）周面外侧摆动至水平状态时卡爪（131）顶面与升降部（13）底面挡接以阻止卡爪（131）继续摆动；所述联动机构包括主定位柱（11）内设置的浮动板（15），所述浮动板（15）与卡爪（131）的下端挡接，浮动板（15）沿竖直方向与主定位柱（11）活动连接，且浮动板（15）与主定位柱（11）之间设有第一压簧（151），第一压簧（151）作用在浮动板（15）上的弹力向上，当升降部（13）下行时卡爪（131）能够在浮动板（15）的阻挡下向主定位柱（11）外侧摆动至水平状态，此时升降部（13）继续下行能够带动浮动板（15）同步下行并压缩第一压簧（151）。

2.根据权利要求1所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述升降部（13）与主定位柱（11）之间设有第二压簧（132），第二压簧（132）作用在升降部（13）上的弹力向上；所述主定位柱（11）上还设有用于驱动升降部（13）下行的驱动机构。

3.根据权利要求2所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述驱动机构包括竖直设置在主定位柱（11）中心的导柱（16），导柱（16）上端设有螺杆（161），螺杆（161）上设有螺母（17），螺母（17）与一摇转手柄（171）固接，升降部（13）中心设有供导柱（16）穿过的通孔，螺母（17）位于升降部（13）上方，且螺母（17）与升降部（13）之间设有垫板（18）。

4.根据权利要求3所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述升降部（13）中心设有花键套，导柱（16）的周面上设有花键槽，花键套与花键槽构成滑动配合，所述第二压簧（132）套设在导柱（16）上。

5.根据权利要求3所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述浮动板（15）中心设有沉槽，沉槽中心设有供导柱（16）穿过的孔洞，孔洞边缘设有导向孔，导向孔与主定位柱（11）内竖直设置的导杆构成滑动配合，所述第一压簧（151）套设在导杆上。

6.根据权利要求1所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述副定位柱（12）沿竖直方向与底座（10）活动连接，且副定位柱（12）与底座（10）之间设有第三压簧（14），第三压簧（14）作用在副定位柱（12）上的弹力向上；所述底座（10）上还设有限位块（19），所述限位块（19）用于与风机壳体（20）的出风口侧壁挡接，限位块（19）的位置被装配为当风机壳体（20）的出风口侧壁与限位块（19）贴合时副定位柱（12）刚好与风机壳体（20）的所述螺栓孔竖直正对。

7.根据权利要求6所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述底座（10）内设有一空腔，所述副定位柱（12）凸伸至空腔内并与空腔内设置的安装板固接，所述第三压簧（14）安装在安装板底面与空腔底面之间。

8.根据权利要求1所述的用于机壳端面加工的工装夹具，其特征在于：所述主定位柱（11）的外周面底部设有环形台阶（111），环形台阶（111）与风机壳体（20）的中心孔边缘挡接。

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