CN114669814A - 一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，包括：夹具体：其内部加工有沿轴向的加工空腔，加工空腔的两侧开口，以露出置于加工空腔的工件两侧面，在夹具体的轴向两端还分别设有贯通的左端接口与右端接口；左端夹紧机构：其包括置于左端接口内并用夹紧工件一端的第一弹性夹头、以及安装在夹具体左端面处并与第一弹性夹头连接的调整件；右端夹紧机构：包括滑动设置在右端接口内的长度调整套筒、固定在长度调整套筒内并用于夹紧工件另一端的第二弹性夹头。与现有技术相比，本发明可保证细长轴产品在加工过程中不弯曲变形且一次装夹和加工完成，从而实现快速高效的加工又能保加工产品符合对应的质量要求和保持较好的一致性等。

Description

一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装
技术领域
本发明属于数控加工技术领域，涉及一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装。
背景技术
目前，对于细长轴的两侧面线切割加工，大都采用先从一侧夹紧加工完另一侧，再松开夹具，重新装夹加工好的一侧，从而实现第二侧的加工。这样就导致该方法在实施过程中，需两次装夹，特别是第二次装夹时，由于需要对已加工完的平面进行找正，所以装夹效率非常低下。同时，由于工件产品的精度大多依靠装夹精度来保证，因此，多次装夹必然会导致加工出来的产品，两个侧面的精度也不高，尺寸差异非常大。此外，由于加工中产品会受应力影响而变形，所以二次装夹时非常容易造成局部尺寸超差从而导致工件最终报废。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，保证细长轴产品在加工过程中不弯曲变形且一次装夹和加工完成，从而实现快速高效的加工又能保加工产品符合对应的质量要求和保持较好的一致性，稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，包括：
夹具体：其内部加工有沿轴向的加工空腔，所述加工空腔的两侧开口，以露出置于加工空腔的工件两侧面，在夹具体的轴向两端还分别设有贯通的左端接口与右端接口；
左端夹紧机构：其包括置于左端接口内并用夹紧工件一端的第一弹性夹头、以及安装在夹具体左端面处并与所述第一弹性夹头连接的调整件；
右端夹紧机构：包括滑动设置在右端接口内的长度调整套筒、固定在长度调整套筒内并用于夹紧工件另一端的第二弹性夹头。
进一步的，所述的左端接口加工成与第一弹性夹头外侧表面匹配的喇叭形开口。
进一步的，所述第一弹性夹头内具有用于夹紧工件并沿轴向的第一锁紧卡槽，且在第二弹性夹头靠近夹具体外侧的部分还加工有一带内螺纹的连接孔，所述调整件为与该连接孔螺纹匹配的调整螺钉，所述的左端接口与第一弹性夹头之间仅可沿轴向相对移动。
更进一步的，所述第一弹性夹头的外侧表面加工有沿轴向的第一定位槽，在左端接口内壁上还固定有伸入所述第一定位槽的第一定位销。
更进一步优选的，所述第一定位销通过过盈配合固定在左端接口内壁上。
更进一步的，所述调整螺钉上还套设有抵住夹具体端面的垫圈。
进一步的，所述的长度调整套筒的一端置于加工空腔内，另一端伸出所述夹具体右端，所述的第二弹性夹头置于长度调整套筒上位于加工空腔内的端部位置，在长度调整套筒上位于加工空腔内的端部位置还固定设有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵紧第二弹性夹头，并使得第二弹性夹头与长度调整套筒之间被压紧固定。
更进一步的，所述的第二弹性夹头具有用于夹紧工件另一端并沿轴向的第二锁紧卡槽，所述的锁紧螺母螺纹套设在长度调整套筒上，且锁紧螺母的一端还加工有一抵住所述第二弹性夹头的环形挡板，该环形挡板的内孔孔径小于第二弹性夹头的端部尺寸，并保证第二锁紧卡槽露出。
进一步的，所述的长度调整套筒与右端接口之间仅可沿轴向相对移动，所述夹具体的外侧端面还转动安装有一拉紧螺母，所述拉紧螺母与长度调整套筒呈螺纹匹配，使得当旋转拉紧螺母时，长度调整套筒随之沿轴向来回移动。
更进一步的，所述的长度调整套筒的外侧壁上加工有沿轴向的第二定位槽，在右端接口内壁上固定有一匹配伸入所述第二定位槽的第二定位销。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)使用寿命长：夹具弹性夹头及相应锥面均采用热处理加研磨加工，表面粗糙度高，耐磨性好，使用寿命长。
(2)加工效率高：该夹具在工件台固定好后，每次装夹无需调整，装夹效率较常规方式两次装夹比较可以缩短80％的时间。从而可大大提高加工效率。
(3)装夹简单可靠：工件装夹无需相关经验及技能，操作简单，装夹时只需旋锁紧螺钉和锁紧螺母即可实现夹紧和松开，装夹非常简单可靠。
(4)经济性好：该夹具装夹效率高，操作简单可靠，质量稳定，加工产品一致性好，综合经济效益高。
(5)使用范围广：该夹具可以通过调整长度调整套筒来实现不同长度的产品的装夹的加工，也可用作激光切割和水刀切割细长轴的两侧面加工的装夹，所以使用范围广泛，适宜推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为右端夹紧机构的示意图；
图中标记说明：
1-夹具体，2-第一定位销，3-垫圈，4-调整螺钉，5-第一弹性夹头，6-工件，7-锁紧螺母，8-第二弹性夹头，9-第二定位销，10-拉紧螺母，11-长度调整套筒，12-加工空腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
以下各实施方式或实施例中，如无特别说明的功能部件或结构，则表明其均为本领域为实现对应功能而采用的常规部件或常规结构。
为保证细长轴产品在加工过程中不弯曲变形且一次装夹和加工完成，本发明提出了一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其结构参见图1所示，包括：
夹具体1：其内部加工有沿轴向的加工空腔12，所述加工空腔12的两侧开口，以露出置于加工空腔12的工件6两侧面，在夹具体1的轴向两端还分别设有贯通的左端接口与右端接口；
左端夹紧机构：其包括置于左端接口内并用夹紧工件6一端的第一弹性夹头5、以及安装在夹具体1左端面处并与所述第一弹性夹头5连接的调整件；
右端夹紧机构：包括滑动设置在右端接口内的长度调整套筒11、固定在长度调整套筒11内并用于夹紧工件6另一端的第二弹性夹头8。
在一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述的左端接口加工成与第一弹性夹头5外侧表面匹配的喇叭形开口，这样，通过拉动调整件，使得第一弹性夹头5随之向左端接口内移动，从而迫使第一弹性夹头5收紧，即可使得其夹紧工件6。
在一种具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述第一弹性夹头5内具有用于夹紧工件6并沿轴向的第一锁紧卡槽，且在第二弹性夹头8靠近夹具体1外侧的部分还加工有一带内螺纹的连接孔，所述调整件为与该连接孔螺纹匹配的调整螺钉4，所述的左端接口与第一弹性夹头5之间仅可沿轴向相对移动。这样，通过拧动调整螺钉4，即可以使得第一弹性夹头5随之在左端接口内轴向移动，从而实现对工件6端部的夹紧或松开。
更具体的实施方式中，请再参见图1所示，所述第一弹性夹头5的外侧表面加工有沿轴向的第一定位槽，在左端接口内壁上还固定有伸入所述第一定位槽的第一定位销2。
更进一步具体的实施方式中，所述第一定位销2通过过盈配合固定在左端接口内壁上。
更具体的实施方式中，所述调整螺钉4上还套设有抵住夹具体1端面的垫圈3。
在一种具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的长度调整套筒11的一端置于加工空腔12内，另一端伸出所述夹具体1右端，所述的第二弹性夹头8置于长度调整套筒11上位于加工空腔12内的端部位置，在长度调整套筒11上位于加工空腔12内的端部位置还固定设有一锁紧螺母7，所述锁紧螺母7抵紧第二弹性夹头8，并使得第二弹性夹头8与长度调整套筒11之间被压紧固定，具体工作时，通过拉动长度调整套筒11沿右端接口移动，即可以带动工件6拉直并受一定的预紧力，这样，在工件6装夹好并调整好预紧力后，再进行线切割时，产品就不会因侧面去除了部分材料而在应力作用下弯曲变形，从而造成产品切割余量不均匀而报废。
更具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的第二弹性夹头8具有用于夹紧工件6另一端并沿轴向的第二锁紧卡槽，所述的锁紧螺母7螺纹套设在长度调整套筒11上，且锁紧螺母7的一端还加工有一抵住所述第二弹性夹头8的环形挡板，该环形挡板的内孔孔径小于第二弹性夹头8的端部尺寸，并保证第二锁紧卡槽露出，通过锁紧螺母7即可以调整第二弹性夹头8对工件6端部的夹紧或松开程度。
在一种具体的实施方式中，请再参见图2所示，所述的长度调整套筒11与右端接口之间仅可沿轴向相对移动，所述夹具体1的外侧端面还转动安装有一拉紧螺母10，所述拉紧螺母10与长度调整套筒11呈螺纹匹配，使得当旋转拉紧螺母10时，长度调整套筒11随之沿轴向来回移动。通过设置拉紧螺母10，可以实现将拉紧螺母10的旋转转化为长度调整套筒11的直线运动并自锁，从而可以更加方便的进行长度调整套筒11的移动调整。
更具体的实施方式中，所述的长度调整套筒11的外侧壁上加工有沿轴向的第二定位槽，在右端接口内壁上固定有一匹配伸入所述第二定位槽的第二定位销9。
以上各实施方式可以任一单独实施，也可以任意两两组合或更多的组合实施。
下面结合具体实施例来对上述实施方式进行更详细的说明。
实施例1：
为保证细长轴产品在加工过程中不弯曲变形且一次装夹和加工完成，本发明提出了一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其结构参见图1所示，包括：
夹具体1：其内部加工有沿轴向的加工空腔12，加工空腔12的两侧开口，以露出置于加工空腔12的工件6两侧面，在夹具体1的轴向两端还分别设有贯通的左端接口与右端接口；
左端夹紧机构：其包括置于左端接口内并用夹紧工件6一端的第一弹性夹头5、以及安装在夹具体1左端面处并与第一弹性夹头5连接的调整件；
右端夹紧机构：包括滑动设置在右端接口内的长度调整套筒11、固定在长度调整套筒11内并用于夹紧工件6另一端的第二弹性夹头8。
请再参见图1所示，左端接口加工成与第一弹性夹头5外侧表面匹配的喇叭形开口，这样，通过拉动调整件，使得第一弹性夹头5随之向左端接口内移动，从而迫使第一弹性夹头5收紧，即可使得其夹紧工件6。
请再参见图1所示，第一弹性夹头5内具有用于夹紧工件6并沿轴向的第一锁紧卡槽，且在第二弹性夹头8靠近夹具体1外侧的部分还加工有一带内螺纹的连接孔，调整件为与该连接孔螺纹匹配的调整螺钉4，左端接口与第一弹性夹头5之间仅可沿轴向相对移动。这样，通过拧动调整螺钉4，即可以使得第一弹性夹头5随之在左端接口内轴向移动，从而实现对工件6端部的夹紧或松开。
请再参见图1所示，第一弹性夹头5的外侧表面加工有沿轴向的第一定位槽，在左端接口内壁上还固定有伸入第一定位槽的第一定位销2。第一定位销2通过过盈配合固定在左端接口内壁上。调整螺钉4上还套设有抵住夹具体1端面的垫圈3。
请再参见图2所示，长度调整套筒11的一端置于加工空腔12内，另一端伸出夹具体1右端，第二弹性夹头8置于长度调整套筒11上位于加工空腔12内的端部位置，在长度调整套筒11上位于加工空腔12内的端部位置还固定设有一锁紧螺母7，锁紧螺母7抵紧第二弹性夹头8，并使得第二弹性夹头8与长度调整套筒11之间被压紧固定，具体工作时，通过拉动长度调整套筒11沿右端接口移动，即可以带动工件6拉直并受一定的预紧力，这样，在工件6装夹好并调整好预紧力后，再进行线切割时，产品就不会因侧面去除了部分材料而在应力作用下弯曲变形，从而造成产品切割余量不均匀而报废。
请再参见图2所示，第二弹性夹头8具有用于夹紧工件6另一端并沿轴向的第二锁紧卡槽，锁紧螺母7螺纹套设在长度调整套筒11上，且锁紧螺母7的一端还加工有一抵住第二弹性夹头8的环形挡板，该环形挡板的内孔孔径小于第二弹性夹头8的端部尺寸，并保证第二锁紧卡槽露出，通过锁紧螺母7即可以调整第二弹性夹头8对工件6端部的夹紧或松开程度。
请再参见图2所示，长度调整套筒11与右端接口之间仅可沿轴向相对移动，夹具体1的外侧端面还转动安装有一拉紧螺母10，拉紧螺母10与长度调整套筒11呈螺纹匹配，使得当旋转拉紧螺母10时，长度调整套筒11随之沿轴向来回移动。通过设置拉紧螺母10，可以实现将拉紧螺母10的旋转转化为长度调整套筒11的直线运动并自锁，从而可以更加方便的进行长度调整套筒11的移动调整。长度调整套筒11的外侧壁上加工有沿轴向的第二定位槽，在右端接口内壁上固定有一匹配伸入第二定位槽的第二定位销9。
同样的，长度调整套筒11的内部空腔的一端(即位于加工空腔12一侧)也加工有与第二弹性夹头8的形状匹配的锥度，且保证第二弹性夹头8被压入长度调整套筒11内部空腔过程中，第二弹性夹头8呈逐渐夹紧(或夹紧力逐渐增大)的趋势。另外，第一弹性夹头5与第二弹性夹头8可以为本领域常用的弹性夹头，如ER夹头等。同时，为了保证整个加工工作的顺利进行，左端接口、右端接口、第一锁紧卡槽、第二锁紧卡槽、长度调整套筒11等的中心轴线优选共线。
本实施例的装夹工装在具体工作时，通过旋转调整螺钉4拉动第一弹性夹头5在锥角(即左端接口的喇叭形开口)作用下收缩从而夹紧工件6的固定端，工件6另一端的活动端由第二弹性夹头8夹持，当拧紧锁紧螺母7时，其会压缩第二弹性夹头8在锥角作用下夹紧工件6这一端，然后再拧紧拉紧螺母10，将长度调整套筒11旋出的同时，实现工件6的拉直并受一定的预紧力，确保工件6加工过程中一直保持不弯曲变形，从而实现两面加工后的平行度及尺寸一致性。工件6加工完成，只需松开调整螺钉4和锁紧螺母7，就可以取出加工好的工件6。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，包括：
夹具体：其内部加工有沿轴向的加工空腔，所述加工空腔的两侧开口，以露出置于加工空腔的工件两侧面，在夹具体的轴向两端还分别设有贯通的左端接口与右端接口；
左端夹紧机构：其包括置于左端接口内并用夹紧工件一端的第一弹性夹头、以及安装在夹具体左端面处并与所述第一弹性夹头连接的调整件；
右端夹紧机构：包括滑动设置在右端接口内的长度调整套筒、固定在长度调整套筒内并用于夹紧工件另一端的第二弹性夹头。
2.根据权利要求1所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述的左端接口加工成与第一弹性夹头外侧表面匹配的喇叭形开口。
3.根据权利要求1所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述第一弹性夹头内具有用于夹紧工件并沿轴向的第一锁紧卡槽，且在第二弹性夹头靠近夹具体外侧的部分还加工有一带内螺纹的连接孔，所述调整件为与该连接孔螺纹匹配的调整螺钉，所述的左端接口与第一弹性夹头之间仅可沿轴向相对移动。
4.根据权利要求3所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述第一弹性夹头的外侧表面加工有沿轴向的第一定位槽，在左端接口内壁上还固定有伸入所述第一定位槽的第一定位销。
5.根据权利要求4所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述第一定位销通过过盈配合固定在左端接口内壁上。
6.根据权利要求3所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述调整螺钉上还套设有抵住夹具体端面的垫圈。
7.根据权利要求1所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述的长度调整套筒的一端置于加工空腔内，另一端伸出所述夹具体右端，所述的第二弹性夹头置于长度调整套筒上位于加工空腔内的端部位置，在长度调整套筒上位于加工空腔内的端部位置还固定设有一锁紧螺母，所述锁紧螺母抵紧第二弹性夹头，并使得第二弹性夹头与长度调整套筒之间被压紧固定。
8.根据权利要求7所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述的第二弹性夹头具有用于夹紧工件另一端并沿轴向的第二锁紧卡槽，所述的锁紧螺母螺纹套设在长度调整套筒上，且锁紧螺母的一端还加工有一抵住所述第二弹性夹头的环形挡板，该环形挡板的内孔孔径小于第二弹性夹头的端部尺寸，并保证第二锁紧卡槽露出。
9.根据权利要求1所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述的长度调整套筒与右端接口之间仅可沿轴向相对移动，所述夹具体的外侧端面还转动安装有一拉紧螺母，所述拉紧螺母与长度调整套筒呈螺纹匹配，使得当旋转拉紧螺母时，长度调整套筒随之沿轴向来回移动。
10.根据权利要求9所述的一种用于细长轴两侧面线切割加工的装夹工装，其特征在于，所述的长度调整套筒的外侧壁上加工有沿轴向的第二定位槽，在右端接口内壁上固定有一匹配伸入所述第二定位槽的第二定位销。
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