CN204953942U - 一种夹具装置及加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种夹具装置，包括机床连接组件，还包括固定连接在机床连接组件上的芯轴体，芯轴体上安装有两组小端相对的活动锥套，两组活动锥套之间装有弹簧；活动锥套的外部装有与其相适配的弹簧涨套，弹簧涨套的外侧套入待加工部件；芯轴体的内部开设有中间通孔，中间通孔内装配有拉杆，拉杆的一端连接有拉杆挡圈，另一端连接有气缸连接杆。本实用新型还公开了一种应用该夹具装置的加工设备。本实用新型结构简单，设计合理，可对壳体两端结构同时进行加工，加工质量稳定可靠，加工精度较高；其不仅有效地保证了壳体两端结构的同轴度、平行度和同心度，而且大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。

Description

一种夹具装置及加工设备

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种夹具装置以及应用该夹具装置的加工设备。

背景技术

随着电机技术的迅速发展，人们对高精度、低噪音的电机需求量越来越大。特别是低噪音电机，相对于普通电机来说，其五金配件的加工精度要求更高，配合装配水平要求更严密。电机噪声很大程度上取决于机械噪声，机械噪声主要是由于机壳两端偏心，造成轴承精度下降，从而引起轴承、机壳、端盖间互相碰撞而产生的。因此，管状通孔状机壳在加工两端的台阶时，需要保证一定的同轴度、平行度及同心度，这样才能保证电机装配及整机的质量。

在现有的加工工艺中，由于机壳加工时难以固定夹紧或缺少相应的加工设备，都是把机壳两端台阶分开加工，特别是较长的机壳，很难做到机壳两端台阶及端面一次性加工，因此很难保证机壳两端的同轴度、平行度及同心度。这样就会使机壳、端盖以及转定子之间装配时出现一定的偏差，造成电机的气隙不均匀，导致通电以后磁场不均匀，从而影响电机功率及电压波动，使运行时产生振动及噪音；如此往复，直接会导致转子扫膛、轴承抱轴、绕组烧毁等现象。另一方面，采用这种加工方式，需先把电机壳的一端加工完，然后把机壳翻转，再加工另外一端，由此会导致工人劳动强度较大，生产效率较低等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术工艺上存在的精度不足、效率不足和劳动强度高等加工缺陷，提供一种可对壳体两端结构同时进行加工，并且加工质量稳定可靠的夹具装置及加工设备。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种夹具装置，包括机床连接组件，还包括固定连接在所述机床连接组件上的芯轴体，所述芯轴体上安装有两组小端相对的活动锥套，两组所述活动锥套之间装有弹簧；所述活动锥套的外部装有与其相适配的弹簧涨套，所述弹簧涨套的外侧套入待加工部件；所述芯轴体的内部开设有中间通孔，所述中间通孔内装配有拉杆，所述拉杆的一端连接有拉杆挡圈，另一端连接有气缸连接杆。

进一步地，所述机床连接组件包括机床连接法兰和法兰连接座，所述机床连接法兰的一侧与机床连接，另一侧设有与所述法兰连接座外圆相配合的第一台阶；所述法兰连接座通过螺栓安装在所述第一台阶内，所述法兰连接座的另一侧设有与所述芯轴体外圆相配合的第二台阶；所述芯轴体通过螺栓安装在所述第二台阶内。

进一步地，所述芯轴体上设有轴肩，一组所述活动锥套的大端由所述轴肩定位，另一组所述活动锥套的大端与所述拉杆挡圈接触。

进一步地，所述拉杆挡圈安装在所述芯轴体上；所述芯轴体上设有滑槽，所述拉杆和所述拉杆挡圈上设有销孔；所述滑槽和所述销孔内装有将其贯穿的钎销。

进一步地，所述芯轴体上还安装有限位套，所述限位套位于两组所述活动锥套之间。

进一步地，所述活动锥套外部设有锥度范围为30°～60°的外锥面，所述弹簧涨套两端内侧设有与所述活动锥套外锥面相配合的内锥面。

进一步地，所述弹簧涨套可径向伸缩，其圆周上均匀分布有十六条互不相通的涨槽，且相邻的所述涨槽为错位布置。

进一步地，所述弹簧涨套的两端外径与待加工部件的内径相匹配，中部外侧设有凹槽；所述凹槽内装有用于增大摩擦力的橡胶条。

一种加工设备，包括所述的夹具装置，还包括机床，所述夹具装置通过所述机床连接组件固定在所述机床上，所述机床上设有两组加工部件，所述两组加工部件分别位于待加工部件的两端。

进一步地，所述机床为车床或磨床，所述加工部件为车刀或砂轮，所述待加工部件为壳体。

本实用新型的有益效果是：该夹具装置及加工设备结构简单，设计合理，利用活动锥套和弹簧涨套将电机壳夹紧固定，并调整好两端刀具的位置，可对机壳两端台阶同时进行加工，加工质量稳定可靠，加工精度较高；不仅有效地保证了壳体两端结构的同轴度、平行度和同心度，而且大大降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。此外，该装置拆装方便，可以通过更换活动锥套和弹簧涨套来适应各种不同规格的电机壳，大大增强了其通用性，降低了生产成本。

附图说明

为了更明显易懂的说明本实用新型的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单介绍，下面描述的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型夹具装置的主视结构示意图。

图2是本实用新型所涉及的机床连接法兰结构示意图。

图3是本实用新型所涉及的法兰连接座结构示意图。

图4是本实用新型所涉及的芯轴体结构示意图。

图5是本实用新型所涉及的活动锥套结构示意图。

图6是本实用新型所涉及的弹簧涨套结构示意图。

图中：

1、机床连接组件；1-1、机床连接法兰；1-1-1、第一台阶；1-2、法兰连接座；1-2-1、第二台阶；2、芯轴体；2-1、轴肩；3、活动锥套；3-1、外锥面；4、弹簧；5、弹簧涨套；5-1、内锥面；5-2、涨槽；5-3、凹槽；6、待加工部件；7、拉杆；8、拉杆挡圈；9、限位套；10、滑槽；11、钎销；12、气缸连接杆；13、加工部件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构，且附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。

如图1所示，本实施例提供了一种夹具装置，包括机床连接组件1，机床连接组件1由机床连接法兰1-1和法兰连接座1-2组成。机床连接法兰1-1的一侧设有螺纹孔，用于与机床连接；另一侧加工有第一台阶1-1-1，该台阶内安装法兰连接座1-2，并采用过渡配合。法兰连接座1-2的另一侧加工有第二台阶1-2-1，该台阶内安装芯轴体2，也采用过渡配合的方式。

芯轴体2的一端固定连接在法兰连接座1-2上，其外部设有轴肩2-1，可用来定位活动锥套3。活动锥套3分为两组，面对面安装在芯轴体2上；两组活动锥套3之间装有弹簧4，可以驱动活动锥套3沿芯轴体2运动。在活动锥套3的外部与之相接触的安装有弹簧涨套5，弹簧涨套5能够径向伸缩，工作时，其外侧套入待加工部件6。活动锥套3和弹簧涨套5的接触部位为锥面，锥度范围为30°～60°，在这里优选为30°，而且活动锥套3的外锥面3-1和弹簧涨套5的内锥面5-1相配合。

另外，本实施例中弹簧涨套5的圆周上均匀分布有十六条互不相通的涨槽5-2，且相邻的涨槽5-2为错位布置，当活动锥套3向外顶紧弹簧涨套5时，弹簧涨套5的直径变大，并向外顶紧固定待加工部件6。该弹簧涨套5定心准确，夹紧可靠，定心精度可达0.005毫米；且其使用寿命较长，在多次松开与夹紧后仍能保持初始间隙。为增加弹簧涨套5与待加工部件6间的摩擦力，弹簧涨套5中段外侧还设置有凹槽5-3，凹槽5-3内装有橡胶条或其它摩擦系数较大的物质。

该夹具装置的活动锥套3和弹簧涨套5的结构简单、拆卸方便，可根据各种不同规格的待加工部件6进行更换，而无需改变整套夹具装置或者备用多套夹具装置以应对生产需要，这大大增强了其通用性，降低了生产成本，提高了机床的生产效率。

在芯轴体2的内部设置有中间通孔，中间通孔内装有拉杆7，拉杆7与中间通孔和芯轴体2为同轴设置，以保证加工的稳定性和精确性。拉杆7的一端与拉杆挡圈8相连，另一端与气缸的气缸连接杆12连接，并在气缸的作用下带动活动锥套3沿芯轴体2运动。而且，为防止活动锥套3行程过大，在芯轴体2上还安装有限位套9，限位套9位于两组活动锥套3之间，可以起到保护弹簧涨套5的作用。本装置利用现时普及的数控机床加工，用气缸装置产生的拉紧力来装夹工件，由于气压传动反应快、行程短、动作迅速等特点，使生产中的辅助时间大大缩短，生产效率有了进一步地提高。

该夹具装置整体强度高、刚性好，定位精确，为了进一步提高其夹紧效果，并保证后期的加工精度，本实用新型夹具装置对各个零部件的材料选用和加工制作过程要求较高，具体如下：

1)机床连接法兰1-1：选用标准件型号为C6132，使用时，先把机床连接法兰1-1清理干净，并安装在机床主轴上；然后加工与法兰连接座1-2外圆配合的第一台阶1-1-1，加工要求：过渡配合。加工完毕后，将机床连接法兰1-1拆卸下来，再加工四个用于安装法兰连接座1-2的螺孔。这样加工的目的是为了保证法兰连接座1-2与机床主轴的同轴度。

2)法兰连接座1-2：先把法兰连接座1-2清理干净，并用紧固螺钉固定安装在机床连接法兰1-1上，然后把机床连接法兰1-1的连接部分抹净，加油确保机床连接法兰1-1准确地安装在机床主轴上。安装后用百分表测量法兰连接座1-2外圆的径向跳动，并把数值记目备用。然后再加工与芯轴体2连接的第二台阶1-2-1，也是按过渡配合的精度加工，其目的是为了保证芯轴体2与机床主轴的同轴度。

3)芯轴体2：芯轴体2是整个夹具装置的主体，其材料选用高合金工具钢Cr12制作，因该材料淬火硬度高，淬透层深，刚性好，耐磨性相当好等特点，所以加工芯轴体的步骤是：粗加工—热处理(HRC53～55)—半精车—外圆磨—线切割。

4)活动锥套3：活动锥套3是夹具装置的驱动元件，其材料也是高合金工具钢Cr12。活动锥套3是对不同内径的待加工壳体可更换的零件，其加工步骤是：粗加工—热处理(HRC53～55)—半精车—内外圆磨。

5)弹簧涨套5：弹簧涨套5是夹具装置的被驱动元件，材料是弹簧钢65Mn。弹簧涨套5是保证待加工壳体两端同心度加工的重要元件，其外径是根据壳体的内径来设计的，不同内径的壳体就选用不同外径的弹簧涨套5。其加工步骤是：粗加工—热处理(HRC48～50)—半精车—内外圆磨—线切割。

6)限位套9：限位套9是弹簧涨套5在没有被加工元件时的保护元件，其材料为45钢。限位套9可以防止气缸和活动锥套3行程过大，避免弹簧涨套5过度外涨。

7)拉杆挡圈8：拉杆挡圈8是夹具装置施加拉力的驱动元件，其材料为45钢，加工步骤为：精加工—热处理(HRC38～40)—精车—磨削—线割切。

以上各项目都采用了较为精密的加工方式，其目的是保证所加工部件的耐磨度、同心度、垂直度和光洁度，只有保证了零部件所需的精度，才能达到夹具装置的使用精度，壳体加工的质量才能得到保证。

本实施例还提供了一种加工设备，包括以上所述的夹具装置，还包括机床，其中，夹具装置通过机床连接组件1固定在所述机床上，机床上设有两组加工部件13，两组加工部件13分别位于待加工部件6的两端。优选地，上述的机床为车床或磨床，加工部件13为车刀或砂轮，待加工部件6为壳体，特别是电机壳。

该夹具装置及加工设备的工作方式如下：

如图1所示，在初始时，回转式气缸的连接杆12向右移动，带动拉杆7及拉杆挡圈8右移，活动锥套3在弹簧4的作用下也向右移动，令弹簧涨套5处于初始状态，这时，把机壳毛坯套入夹具装置上进行粗定位。接着，拔动换向阀手柄，气缸连接杆12带动拉杆7及拉杆挡圈8向左移动，推动活动锥套3，迫使弹簧涨套5两端同时外涨，定心并夹紧工件；启动机床，位于两侧的刀具就可以进行一次性数控加工机壳的两个端面。由于涨紧后，机壳所受到的弹簧涨套5给予的摩擦力远远大于车削端面时刀具13的切削力，因此在加工过程中，电机机壳不会发生与弹簧涨套5的相对转动，保证了加工的稳定性。一般情况下，弹簧涨套5的外径只需小于机壳内径0.3mm就可以令机壳内侧套入或取出，并且此数值越小就越能保证弹簧涨套5与机壳的同轴度。

采用该夹具装置及加工设备将待加工部件夹紧固定，同时加工机壳两个端面，很好地保证了机壳两端结构的同轴度、平行度和同心度。经过半年多的生产加工实践，该夹具装置及加工设备经受住了考验，有效地提高了产品的加工精度，能保证机壳两端台阶与机壳内孔的同轴度在0.04mm范围内，两端台阶的同心度在0.02mm范围内；同时，由于该装置能够自定心并夹紧工件，使得电机机壳无需调头装夹，可一次性加工机壳两端的平面及台阶，因而大大减轻了工人们的劳动强度，提高了电机的生产效率。到目前为止，本公司已有多款机壳在这套装置上完成了车削加工，加工质量稳定可靠，产品精度较高；此外，本实用新型不仅能用于普通机床，也可用于数控机床或外圆磨床，不仅能加工电机壳，也可加工其它壳状通孔状的产品，具有较强的实用性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹具装置，包括机床连接组件(1)，其特征在于，还包括固定连接在所述机床连接组件(1)上的芯轴体(2)，所述芯轴体(2)上安装有两组小端相对的活动锥套(3)，两组所述活动锥套(3)之间装有弹簧(4)；所述活动锥套(3)的外部装有与其相适配的弹簧涨套(5)，所述弹簧涨套(5)的外侧套入待加工部件(6)；所述芯轴体(2)的内部开设有中间通孔，所述中间通孔内装配有拉杆(7)，所述拉杆(7)的一端连接有拉杆挡圈(8)，另一端连接有气缸连接杆(12)。

2.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于，所述机床连接组件(1)包括机床连接法兰(1-1)和法兰连接座(1-2)，所述机床连接法兰(1-1)的一侧与机床连接，另一侧设有与所述法兰连接座(1-2)外圆相配合的第一台阶(1-1-1)；所述法兰连接座(1-2)通过螺栓安装在所述第一台阶(1-1-1)内，所述法兰连接座(1-2)的另一侧设有与所述芯轴体(2)外圆相配合的第二台阶(1-2-1)；所述芯轴体(2)通过螺栓安装在所述第二台阶(1-2-1)内。

3.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于，所述芯轴体(2)上设有轴肩(2-1)，一组所述活动锥套(3)的大端由所述轴肩(2-1)定位，另一组所述活动锥套(3)的大端与所述拉杆挡圈(8)接触。

4.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于，所述拉杆挡圈(8)安装在所述芯轴体(2)上；所述芯轴体(2)上设有滑槽(10)，所述拉杆(7)和所述拉杆挡圈(8)上设有销孔；所述滑槽(10)和所述销孔内装有将其贯穿的钎销(11)。

5.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于，所述芯轴体(2)上还安装有限位套(9)，所述限位套(9)位于两组所述活动锥套(3)之间。

6.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于，所述活动锥套(3)外部设有锥度范围为30°～60°的外锥面(3-1)，所述弹簧涨套(5)两端内侧设有与所述活动锥套(3)外锥面相配合的内锥面(5-1)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的夹具装置，其特征在于，所述弹簧涨套(5)可径向伸缩，其圆周上均匀分布有十六条互不相通的涨槽(5-2)，且相邻的所述涨槽(5-2)为错位布置。

8.根据权利要求1至6任一项所述的夹具装置，其特征在于，所述弹簧涨套(5)的两端外径与待加工部件(6)的内径相匹配，中部外侧设有凹槽(5-3)；所述凹槽(5-3)内装有用于增大摩擦力的橡胶条。

9.一种加工设备，包括如权利要求1-8任一项所述的夹具装置，还包括机床，所述夹具装置通过所述机床连接组件(1)固定在所述机床上，所述机床上设有两组加工部件(13)，所述两组加工部件(13)分别位于待加工部件(6)的两端。

10.根据权利要求9所述的加工设备，所述机床为车床或磨床，所述加工部件(13)为车刀或砂轮，所述待加工部件(6)为壳体。