CN116037971A - 一种薄壁长轴定位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁长轴定位夹紧装置，包括底座；所述底座上沿长度方向平行设有多个固定槽，所述底座的两端分别设有卡盘以及顶尖尾座；所述底座位于卡盘以及顶尖尾座之间设有至少一个粗定位装置，所述底座位于粗定位装置与顶尖尾座之间设有液压中心架。该装置能显著提高加工稳定性，从而降低产品表面粗糙度，提高零件整体加工精度，更好的满足零件加工要求。提高产品加工效率，实现了一次装夹多工序操作，简化工序流程，保证了工艺基准一致性，提高刀具及机床使用寿命，降低加工成本。降低人为多次操作因素的影响，大幅降低了加工过程的误操作，降低了劳动强度。

Description

一种薄壁长轴定位夹紧装置

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，具体是指一种薄壁长轴定位夹紧装置。

背景技术

随着数字化加工的普及，和工业4.0的开展，对机械加工辅助工装设计应用提出了即能满足机械加工过程中的工况、工艺要求，又能满足配合生产自动化、数字化跟进改造、工艺提升。

1、过去使用分工序(车、铣、钻、钳)的劣势。

其一、分工序加工是传统的工业上的加工方法。但是随着先进加工设备的应用、许多的工序可以在工装的保证下做到一次装夹、多工序加工。分工序加工因为多次装夹重复定位、基准一致性相对交差，

其二、多工序分工序加工，由于增加了流转环节，加工的用时周期长所加工的零件薄壁小口径细长轴结构件重量轻、强度高、但它们结构复杂，刚性较底，工艺性差，很多工序需要技术高超的高级钳工手工打锉刀加工而成、使加工中增加人为的因素，(例如加工材料30Cr3低合金超高强度钢，壳体整体热处理后硬度HRC≥55，抗拉强度δ^b≥1.7Gpa，延展率δ≥6％，属于难切削材，难以实现高精度、高效率和高可靠性的数控铣削加工、钳工手工加工方孔尺寸难以控制，钻孔及小头端面铣影响产品加工质量，使生产进度产生瓶颈。

2.存在的问题

1)影响产品一至性质量

由于产品是超细长轴薄壁件、加工时有防振动需求，传统的加工方法是分工序分机床发工种加工、因防振需要加工时要分别设计防振工装，由于多套工装加工存在工装相对工件的累积误差对成品工件产生一至性质量问题。再由于零件的材料的硬度HRC≥55，细、薄、小、长、硬，加上多分工序加工，难保证产品质量。

2)降低生产效率

由于零件的结构复杂。分工序加工、人工手工锉方榫，增加了用工时间，和人为的质量因素，严重制约了生产效率。

3)缩短刀具、机床使用寿命。

数控铣削用刀多为硬质合金刀具，由于产品细长轴加工过程中的振动，攻丝常常因振动和材料硬度出现崩刀现象，大大降低了刀具的使用寿命。此外，在一定条件下引起的切削颤振和蹦刀还会破坏整个切削系统的稳定性，增加了产品质量风险。经产品加工后的成本合算，加工刀具的使用成本始终高居不下，产品的合格率不能有效的提高。

4)振动产生的噪声污染和随时出现的蹦刀严重影响工作人情绪等直接影响操作时的判断力，进而影响产品加工质量。

因此，提供一种薄壁长轴定位夹紧装置，以解决目前存在的不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种薄壁长轴定位夹紧装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种薄壁长轴定位夹紧装置：包括底座；

所述底座上沿长度方向平行设有多个固定槽，所述底座的两端分别设有卡盘以及顶尖尾座；

所述底座位于卡盘以及顶尖尾座之间设有至少一个粗定位装置，所述底座位于粗定位装置与顶尖尾座之间设有液压中心架。

作为改进，所述顶尖尾座与底座之间设有第一支撑座，所述第一支撑座包括底板以及固定座，所述底板两侧对称设有限位块，所述固定座设置于限位块之间且与底板相连，所述限位块两端设有穿过限位块且与固定座抵接的顶丝一。

作为改进，所述粗定位装置包括第二支撑座以及定位块，所述第二支撑座与底座固定连接，所述定位块与第二支撑座滑动连接，所述第二支撑座位于定位块下方设有限位板，所述限位板上设有穿过限位板且与定位块抵接的顶丝二，所述定位块上部设有梯形槽。

作为改进，所述液压中心架通过限位座与底座相连，所述限位座上竖向设有一对平行设置的滑槽，所述滑槽内滑动设有滑块，所述液压中心架通过螺栓与滑块相连。

本发明与现有技术相比的优点在于：1、通过其固定设置的底座两端设置的卡盘与顶尖尾座部实现对薄壁长轴两端的轴向固定，同时在其之间设置的粗定位装置，实现对薄壁长轴的支撑，实现对薄壁长轴的定位、夹持；

2、通过粗定位装置以及可调节的液压中心架，提高薄壁长轴定位夹紧的安装精度，同时进一步减少薄壁长轴加工过程中的振动，保证其加工精度，并且通过该装置对薄壁长轴的夹持，保留薄壁长轴的加工空间，不影响对薄壁长轴的多工序操作。

3、该装置能显著提高加工稳定性，从而降低产品表面粗糙度，提高零件整体加工精度，更好的满足零件加工要求。

4、提高产品加工效率，实现了一次装夹多工序操作，简化工序流程，保证了工艺基准一致性，提高刀具及机床使用寿命，降低加工成本。

5、降低人为多次操作因素的影响，大幅降低了加工过程的误操作，降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置的结构示意图。

图2是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置的正视图。

图3是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置的俯视图。

图4是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中粗定位装置的结构示意图。

图5是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中粗定位装置的爆炸图一。

图6是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中粗定位装置的爆炸图二。

图7是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中第一支撑座的结构示意图。

图8是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中第一支撑座的爆炸图

图9是本发明一种薄壁长轴定位夹紧装置中液压中心架部分的爆炸图。

如图所示：1、底座，2、固定槽，3、卡盘，4、顶尖尾座，5、粗定位装置，6、液压中心架，7、第一支撑座，8、底板，9、固定座，10、限位块，11、顶丝一，12、垫板，13、第二支撑座，14、定位块，15、限位板，16、顶丝二，17、梯形槽，18、垫块，19、限位座，20、滑槽，21、滑块，22、限位块，23、限位滑槽。

具体实施方式

为使发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，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，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

结合附图1-9所示，一种薄壁长轴定位夹紧装置，包括底座1；

所述底座1呈长方形，在实际操作中，所述底座1安装在机床上，所述底座1上沿长度方向平行设有多个固定槽2，所述固定槽2用于实现各部件与底座1的安装固定；

所述底座1的两端分别设有卡盘3以及顶尖尾座4，所述卡盘3的具体形式根据实际需求进行设置，在本实施例中，所述卡盘3为四爪卡盘，同样的，所述卡盘3可选择手动卡盘，也可选择自动卡盘；

具体的，在实际安装过程中，所述卡盘3的安装轴线与顶尖尾座4的安装轴线处于同一轴线上，保证薄壁长轴的安装精度；通过其固定设置的底座1两端设置的卡盘3与顶尖尾座4实现对薄壁长轴两端的轴向固定；

进一步的，所述顶尖尾座4与底座1之间设有第一支撑座7，所述第一支撑座7包括底板8以及固定座9，所述顶尖尾座4与固定座9通过螺栓固定连接，所述底板8两侧对称设有限位块10，所述固定座9设置于限位块10之间且与底板8相连，所述限位块10两端设有穿过限位块10且与固定座9抵接的顶丝一11，进一步实现对固定座9的进一步固定。

所述固定座9与底板8之间设有垫板12，所述垫板12设置于固定座9四角处且与底板8连接。

所述底座1位于卡盘3以及顶尖尾座4之间设有至少一个粗定位装置5，所述粗定位装置5的设置的数量根据实际需求进行设置，在本实施例中，所述粗定位装置5的数量为2个，具体的，所述粗定位装置5分别位于靠近卡盘3以及顶尖尾座4处，实现对薄壁长轴的支撑，以实现对薄壁长轴的定位、夹持。

进一步的，所述粗定位装置5包括第二支撑座13以及定位块14，所述第二支撑座13与底座1固定连接，所述定位块14与第二支撑座13滑动连接，所述第二支撑座13位于定位块14下方设有限位板15，所述限位板15上设有穿过限位板15且与定位块14抵接的顶丝二16，所述定位块14上部设有梯形槽17。位于定位块14的梯形槽17的侧壁上设有垫块18。

具体的，所述第二支撑座13上设有限位块22，所述定位块14上设有与限位块22配合的限位滑槽23，所述定位块14与第二支撑座13通过螺栓连接，所述第二支撑座13上设有供螺栓滑动的长条形孔槽。

所述底座1位于粗定位装置5与顶尖尾座4之间设有液压中心架6，起到辅助支撑增强薄壁长轴的刚性的作用，减少加工过程中工件的震动或弯曲变形。

进一步的，所述液压中心架6通过限位座19与底座1相连，所述限位座19上竖向设有一对平行设置的滑槽20，所述滑槽20内滑动设有滑块21，所述液压中心架6通过螺栓与滑块21相连。

在实际操作中，通过旋松液压中心架6与滑块21连接的螺栓，即可实现对液压中心架6高度的调整，在液压中心架6调整至合适位置后，旋紧螺栓，使松液压中心架6与限位座19抵接，即可实现液压中心架6与限位座19之间位置的固定。

通过粗定位装置5以及可调节的液压中心架6，提高薄壁长轴定位夹紧的安装精度，同时进一步减少加工过程中的振动，保证其加工精度；

在本装置的使用中，能显著提高薄壁长轴加工稳定性，降低产品表面粗糙度，提高零件整体加工精度，更好的满足零件加工要求，并且提高产品加工效率，实现了一次装夹多工序操作，简化工序流程，保证了工艺基准一致性，提高刀具及机床使用寿命，降低加工成本。

本发明在具体实施时，首先清理卡盘3夹爪及顶尖尾座4上的废屑，清理薄壁长轴位于卡盘3一端的内孔、孔端面的废屑，将涨套缓慢套入工件内使之定位，并使涨套与工件夹紧；

缓慢将工件放置于粗定位装置5上，轻轻用力向右推动工件使涨套端面与卡盘3定位面贴平；

缓慢拧动卡盘3使夹爪夹紧涨套，然后手动摇动顶针尾座4后端的把手，使顶尖顶紧工件；并检查工件已经完全定位并处于夹紧状态；

然后开始加工，加工完工件环周上各孔及转台端槽；

加工完环周孔及转台端槽后，调整液压中心架6使其实现对薄壁长轴的辅助支撑作用，再手动摇动顶针尾座4后端的把手撤回尾座顶针，最后加工薄壁长轴靠近顶针尾座4一端的端槽，加工完成；

最后松开液压中心架6，并拧动卡盘3使卡盘夹爪松开工件，缓慢取下工件放置与物架上。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：包括底座(1)；

所述底座(1)上沿长度方向平行设有多个固定槽(2)，所述底座(1)的两端分别设有卡盘(3)以及顶尖尾座(4)；

所述底座(1)位于卡盘(3)以及顶尖尾座(4)之间设有至少一个粗定位装置(5)，所述底座(1)位于粗定位装置(5)与顶尖尾座(4)之间设有液压中心架(6)。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：所述顶尖尾座(4)与底座(1)之间设有第一支撑座(7)，所述第一支撑座(7)包括底板(8)以及固定座(9)，所述底板(8)两侧对称设有限位块(10)，所述固定座(9)设置于限位块(10)之间且与底板(8)相连，所述限位块(10)两端设有穿过限位块(10)且与固定座(9)抵接的顶丝一(11)。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：所述固定座(9)与底板(8)之间设有垫板(12)，所述垫板(12)设置于固定座(9)四角处且与底板(8)连接。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：所述粗定位装置(5)包括第二支撑座(13)以及定位块(14)，所述第二支撑座(13)与底座(1)固定连接，所述定位块(14)与第二支撑座(13)滑动连接，所述第二支撑座(13)位于定位块(14)下方设有限位板(15)，所述限位板(15)上设有穿过限位板(15)且与定位块(14)抵接的顶丝二(16)，所述定位块(14)上部设有梯形槽(17)。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：位于定位块(14)的梯形槽(17)的侧壁上设有垫块(18)。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁长轴定位夹紧装置，其特征在于：所述液压中心架(6)通过限位座(19)与底座(1)相连，所述限位座(19)上竖向设有一对平行设置的滑槽(20)，所述滑槽(20)内滑动设有滑块(21)，所述液压中心架(6)通过螺栓与滑块(21)相连。

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