CN217122952U - 用于动平衡工序的工件装夹装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于动平衡工序的工件装夹装置，用于装夹工件，包括：盘状本体，所述盘状本体设置有水平的上端面，所述上端面用于与所述工件的定位端面相配合；沿所述盘状本体的中心轴线方向，所述盘状本体设置有主定位孔；所述主定位孔用于与所述工件的法兰连接孔对中；所述工件的法兰连接孔的中心轴线与所述工件的定位端面垂直。如此，利用盘状本体上设置的上端面作为工件在竖直方向的定位基准，利用盘状本体上设置的上端面与工件的定位端面之间的面接触，以利用端面定位实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位，提高了装夹效率，简化了操作难度，整体上提高了生产效率。

Description

用于动平衡工序的工件装夹装置

技术领域

本实用新型涉及夹具及工装设计技术领域，具体而言，涉及用于动平衡工序的工件装夹装置。

背景技术

对动平衡要求高的回转类工件在制造或维修过程中，通常会设置动平衡工序，对工件进行动平衡测试及校正，以保证其总成之后，平稳运转。

单面立式平衡机是用途范围比较广的平衡机设备，适用于盘状工件在竖直状态下校测单面平衡，主要适于对风扇、风叶、叶轮、制动器、离合器、制动鼓、卡盘、砂轮、锯片刀、皮带轮等各种盘状工件进行平衡校正。

动平衡工序中，工件通常利用装夹装置设置在动平衡机上，由动平衡机驱动工件及装夹装置转动，并测量工件的动不平衡量。随后，就该工件的动不平衡量，对转子的不平衡量进行校正，以改善总成后作为转子的工件相对于其中心轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。

因此，针对回转类工件，设计出定位准确、装夹快捷、拆卸方便的装夹装置是非常重要的。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种用于动平衡工序的工件装夹装置，以解决目前用于动平衡工序的工件装夹装置存在定位不够准确、装夹不够快捷、拆卸不方便等问题中的一个或多个。

本实用新型提供一种用于动平衡工序的工件装夹装置，用于装夹工件30，包括：盘状本体10，所述盘状本体10设置有水平的上端面1A，所述上端面1A用于与所述工件30的定位端面相配合；沿所述盘状本体的中心轴线方向，所述盘状本体设置有主定位孔11；所述主定位孔11用于与所述工件30的法兰连接孔对中；所述工件30的法兰连接孔的中心轴线与所述工件30的定位端面垂直。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：主定位销1；所述主定位孔11为光孔，其孔径为第一数值；所述主定位销1包括锥形段111，其大端的直径为第二数值，其小端的直径为第三数值，所述第一数值小于所述第二数值且大于所述第三数值；在所述主定位销1的尾部设置在所述主定位孔11内时，所述工件30的法兰连接孔穿过所述主定位销1的头部，与所述锥形段111相配合。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：弹性元件5；所述主定位销1还设置有用于容纳所述弹性元件5的孔道51；

所述弹性元件5设置在所述孔道51内时，所述弹性元件5的底面与所述主定位孔11的底部接触；所述弹性元件5的顶面与所述孔道51的底部接触。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：沿所述盘状本体10的中心轴线方向，所述盘状本体还设置有从定位孔12，所述从定位孔12用于与所述工件30的法兰连接孔对中。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：分离定位元件20；所述盘状本体10在与所述主定位孔11相对的一侧开设有夹角为预设角度的缺口14，所述缺口14用于容纳所述分离定位元件20；

所述分离定位元件20设置于所述缺口14内时，所述分离定位元件20的侧面分别与所述盘状本体10在所述缺口14处的侧面相配合；所述分离定位元件20的顶面低于所述上端面1A；沿所述盘状本体10的中心轴线方向，所述分离定位元件20还设置有从定位孔12，所述从定位孔12用于与所述工件30的法兰连接孔对中。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：从定位销2，所述从定位销2包括圆柱段，其直径为所述第一数值；所述从定位孔12为光孔，其孔径为所述第一数值；在所述从定位销2设置在所述从定位孔12内时，所述工件30的法兰连接孔穿过所述从定位销2的头部，与所述从定位孔12对中。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：沿所述盘状本体10的中心轴线方向，所述盘状本体还设置有至少一个夹紧孔13，所述至少一个夹紧孔13为螺纹孔，其公称直径为第四数值；所述至少一个夹紧孔13用于分别与所述工件30的至少一个法兰连接孔对中。

优选地，所述的工件装夹装置，还包括：至少一个夹紧螺栓3，所述至少一个夹紧螺栓3用于穿过所述工件30的法兰连接孔与所述至少一个夹紧孔13预紧地连接。

优选地，所述的工件装夹装置，所述弹性元件5包括圆柱螺旋弹簧，其中径为第五数值，所述第五数值小于所述第三数值；所述弹性元件5的自由高度小于所述孔道51的深度。

优选地，所述的工件装夹装置，完成对所述工件30的装夹后，沿所述盘状本体10的径向方向，所述主定位孔11、所述从定位孔12、所述至少一个夹紧孔13分别与所述盘状本体10的中心轴线的距离相同。

本实用新型提供的用于动平衡工序的工件装夹装置，利用盘状本体10上设置的上端面1A作为工件在竖直方向的定位基准，实现盘状本体10上设置的上端面1A与工件的定位端面之间的面接触，以利用端面定位实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位，提高了装夹效率，简化了操作难度，整体上提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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他的附图。

图1为本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置的结构分解示意图；

图2为本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置的使用状态示意图；

图3为本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置的主定位销的主视图和剖视图；

图4为本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置的分离定位元件的主视图、剖视图和立体图；

附图标记说明：1.主定位销；2.从定位销；3.夹紧螺栓；11.主定位孔；12.从定位孔；13.夹紧孔；14.缺口；5.弹性元件；51.孔道；10.盘状本体；20.分离定位元件；30.工件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三等”等，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本实用新型实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本实用新型实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

对本实用新型具体实施方式进行进一步详细说明之前，对本实用新型实施例中涉及的名词和术语，以及其在本实用新型中相应的用途、作用、功能等进行说明，本实用新型实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。

下面参见附图对本实用新型进行详细说明。

如图2所示，本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置，用于装夹工件30。工件30在其下端，设置有连接法兰，该连接法兰包括围绕该工件的中心轴线(也即回转轴线)均匀设置的多个法兰连接孔，这些法兰连接孔的中心轴线与该工件的中心轴线之间的距离分别相等，也即，这些法兰连接孔沿工件的周向均匀地分布。该连接法兰的下端面也即下述的工件30的定位端面。这时，工件30的各法兰连接孔的中心轴线与该定位端面分别垂直。

如图1、图2所示，本实用新型提供一种用于动平衡工序的工件装夹装置，用于装夹工件30，包括：盘状本体10，所述盘状本体10设置有水平的上端面1A，所述上端面1A用于与所述工件30的定位端面相配合；沿所述盘状本体的中心轴线方向C，所述盘状本体设置有主定位孔11，也即，主定位孔11的中心轴线与所述盘状本体10的中心轴线C平行；所述主定位孔11用于与所述工件30的法兰连接孔对中。

如此，在该工件装夹装置设置在动平衡机上时，利用盘状本体10上设置的上端面1A作为工件在竖直方向的定位基准，实现盘状本体10上设置的上端面1A与工件的定位端面之间的面接触，以利用端面定位进而实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位。

在一些实施例中，主定位孔11为光孔，其孔径为第一数值。优选地，与工件30的法兰连接孔的孔径相同，或小于所述工件30的法兰连接孔的孔径。

在一些实施例中，如图3所示，该工件装夹装置还包括主定位销1，主定位销1包括锥形段111，其大端的直径为第二数值，其小端的直径为第三数值，第一数值小于第二数值且大于第三数值。在所述主定位销1的尾部，如圆柱段112与所述主定位孔11相配合时，所述工件30的法兰连接孔穿过所述主定位销1的头部，与所述锥形段111相配合。优选地，主定位销1的圆柱段112的直径与工件30的法兰连接孔的孔径相同。

如此，利用与所述盘状本体10的中心轴线C平行的主定位孔11、主定位销1以及上端面1A与工件的定位端面，进而利用工件30的法兰连接孔与主定位销1的锥形段111之间的线接触，来实现工件30的法兰连接孔与主定位销1的中心轴线B之间的自动定心，利用主定位孔11与主定位销1的圆柱段112配合，实现主定位孔11的中心轴线与主定位销1的中心轴线B分别与工件的定位端面、及该上端面1A相垂直，进而可以使得工件的中心轴线与工件装夹装置的中心轴线互相平行，也即，实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位。

在一些实施例中，该盘状本体相对地在两侧设置有两个夹紧孔13且为螺纹孔。该工件装夹装置还包括2个夹紧螺栓3，每个夹紧螺栓3用于穿过工件30的法兰连接孔与夹紧孔13预紧地连接。为了更好地与工件的法兰连接孔适配，优选地，夹紧螺栓3的公称直径为第四数值，其对应的光杆部分的直径与所述工件30的法兰连接孔的孔径相同。

如此，利用预紧的螺栓连接，可以使得工件与工件装夹装置可靠地连接，也即，实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的夹紧。

在一些实施例中，沿盘状本体10的中心轴线方向，该盘状本体还设置有从定位孔12，从定位孔12用于与工件30的法兰连接孔对中。该工件装夹装置，还包括：从定位销2，从定位销2包括圆柱段，其直径为第一数值；从定位孔12为光孔，其孔径为第一数值；在所述从定位销2设置在所述从定位孔12内时，所述工件30的法兰连接孔穿过所述从定位销2的头部，与所述从定位孔12对中，优选地，从定位销2的圆柱段用于与从定位孔12相配合。为了更好地与工件的法兰连接孔适配，优选地，从定位销2的直径与所述工件30的法兰连接孔的孔径相同。

如此，利用与所述盘状本体(10)的中心轴线平行的从定位孔12、从定位销2以及上端面1A与工件的定位端面，进而利用从定位孔12与从定位销2的面接触，辅助地实现从定位孔12的中心轴线、从定位销2的中心轴线分别与工件的定位端面相垂直，进而可以使得工件的中心轴线与工件装夹装置的中心轴线互相平行，也即，实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位。

在一些实施例中，为了更灵活地适应工件或工件装夹装置的尺寸误差或形状误差，还包括：分离定位元件20；所述盘状本体10在与所述主定位孔11相对的一侧开设有夹角为预设角度的缺口14，所述缺口14用于容纳所述分离定位元件20；所述分离定位元件20设置于所述缺口14内时，所述分离定位元件20的侧面分别与所述盘状本体10在所述缺口14处的侧面相配合；所述分离定位元件20的顶面低于所述上端面1A；沿所述盘状本体10的中心轴线方向，所述分离定位元件20还设置有从定位孔12，所述从定位孔12用于与所述工件30的法兰连接孔对中。

如此，如图4及图2所示，分离定位元件20可以灵活地沿工件或工件装夹装置的径向移动，从而调整从定位孔12的位置，以适配工件的法兰连接孔的尺寸误差或形位误差。如此，分离定位元件20在盘状本体10的圆周方向，与盘状本体以较高精度配合，有利于提高工件装夹装置整体上相对于其中心轴线的质量分布的均匀程度。

如此，利用分离定位元件20及其设置的从定位孔12、从定位销2以及所述分离定位元件20的侧面分别与所述盘状本体10在所述缺口14处的侧面相配合，进而利用从定位孔12与从定位销2的面接触(也即，内圆周面与外圆周面之间的面接触)，辅助地实现从定位孔12的中心轴线、从定位销2的中心轴线分别与工件的定位端面垂直，进而可以使得工件的中心轴线与工件装夹装置的中心轴线互相平行，也即，实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位。

如此，在完成对工件的装夹后，沿盘状本体的径向方向，主定位孔11、从定位孔12、至少一个夹紧孔13分别与盘状本体的中心轴线C的距离相同。

在一些实施例中，为了更灵活地适应工件或工件装夹装置的尺寸误差或形状误差，该工件装夹装置还包括：弹性元件5；主定位销1还设置有用于容纳弹性元件5的孔道51；主定位孔11为盲孔；弹性元件5设置在孔道51内时，弹性元件5的底面与主定位孔11的底部接触；弹性元件5的顶面与孔道51的底部接触。

优选地，所述弹性元件5包括圆柱螺旋弹簧，其中径为第五数值，所述第五数值小于所述第三数值；所述弹性元件5的自由高度小于所述孔道51的深度。

如此，如图2所示，在定位时，利用弹性元件5，在竖直方向浮动地调整盘状本体10上设置的上端面1A与工件的定位端面之间的相对距离，以及主定位孔11与主定位销1之间的自动定心、工件30的法兰连接孔与主定位销1的中心轴线B之间的自动定心，更好地实现了工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位。在夹紧时，受力于预紧的夹紧螺栓3，处于压缩状态的弹性元件5使得主定位销1与工件30的连接法兰可靠地夹紧。

以下结合附图，说明本实用新型实施例的用于动平衡工序的工件装夹装置的使用方法和工作状态。

在将工件装夹装置可靠地安装在动平衡机上之后，将弹簧5放入主定位销内，为可靠地配合，弹簧与孔道可以为较小程度的过盈配合，以保证弹簧不从孔道51内脱落。将主定位销1放置到主定位孔11内，将分离定位元件20放入到缺口14内，将从定位销2放入到从定位孔12内。随后，将工件从工件装夹装置的上方落下，使得工件的一个法兰连接孔穿过主定位销1并与主定位销1的锥形段111线接触(也即，工件不可以继续向下移动为止)，这时，由主定位销的锥形段与工件的该法兰连接孔之间的线接触而确定的水平面在竖直方向上的高度，可以使得盘状本体10上设置的上端面1A与工件的定位端面之间可靠地实现面接触，也即，利用主定位销的锥形段使得工件的该法兰连接孔的中心轴线与主定位销的中心轴线相重合，自动找到主定位销的锥形段在该线接触平面上的圆心以及该法兰连接孔在该线接触平面上的圆心，实现自动定心，进而使得主定位销的中心轴线与主定位孔的中心轴线重合。优选地，如，主定位孔的直径为11.2cm，工件的法兰连接孔的直径为11.2cm，主定位销的锥形段的大端的直径为12cm，小端的直径为11cm，锥度为1:5。这时，因为从上方将工件压紧到工件装夹装置上，因此，弹簧5处于压缩状态，并利用主定位销的圆柱段112与主定位孔相配合，保持主定位销和主定位孔之间不发生相对移动，以及工件与工件装夹装置在周向不发生移动。随后，沿径向调整分离定位元件20，使得工件30的另一个法兰连接孔穿过定位销2，如此，使得工件30的该法兰连接孔与从定位孔对中并相配合，辅助地完成工件定位。随后，可以在主定位销、次定位销的孔的附近区域用记号笔对工件进行标识，以便记录角向，以便在后续进行再次动平衡时，保证将工件装夹在相同的方位上，有利于提高重复测量时的精度。随后，将至少一个夹紧螺栓3穿过工件30的法兰连接孔旋入夹紧孔13并实现预先设定的预紧力，以将工件夹紧。如此，在测量过程中，可以使得工件稳定可靠地与工件装夹装置连接。

如此，通过主定位销的锥形段与工件30的法兰连接孔的线接触，实现了对中心轴线C的自定心，有利于快速地使得工件的中心轴线与工件装夹装置的中心轴线互相平行，实现工件与工件装夹装置在竖直方向上的定位，避免了仅依靠端面定位难以实现轴线平行而反复尝试和调整所需的作业时间，提高了装夹效率，简化了操作难度，有利于降低工件的制造成本，并整体上提高生产效率。

在测量结束后，按照以上相反的顺序，也即，先旋出夹紧螺栓，再取出工件，即可以将工件与装夹装置分离。从定位销和主定位销可以不取出，以节省下一个工件装夹的时间。以及，分离定位元件20也可以不从缺口14取出，以节省下一个工件装夹的时间。

如此，本实用新型的用于动平衡工序的工件装夹装置的具备自动定心功能，操作简单，可以无损地安装或拆卸工件，且拆卸快速便捷，作业效率高。以及，该装夹装置可多次重复使用，有利降低成本。

前述的配合、对中或适配，分别具有本领域技术人员所公知的配合精度、尺寸公差、形状误差、轮廓误差、和/或形位误差等，不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于动平衡工序的工件装夹装置，用于装夹工件(30)，其特征在于，包括：

盘状本体(10)，所述盘状本体(10)设置有水平的上端面(1A)，所述上端面(1A)用于与所述工件(30)的定位端面相配合；

沿所述盘状本体的中心轴线方向，所述盘状本体设置有主定位孔(11)；所述主定位孔(11)用于与所述工件(30)的法兰连接孔对中；

所述工件(30)的法兰连接孔的中心轴线与所述工件(30)的定位端面垂直。

2.根据权利要求1所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

主定位销(1)；

所述主定位孔(11)为光孔，其孔径为第一数值；

所述主定位销(1)包括锥形段(111)，其大端的直径为第二数值，其小端的直径为第三数值，所述第一数值小于所述第二数值且大于所述第三数值；

在所述主定位销(1)的尾部设置在所述主定位孔(11)内时，所述工件(30)的法兰连接孔穿过所述主定位销(1)的头部，与所述锥形段(111)相配合。

3.根据权利要求2所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

弹性元件(5)；

所述主定位销(1)还设置有用于容纳所述弹性元件(5)的孔道(51)；

所述弹性元件(5)设置在所述孔道(51)内时，所述弹性元件(5)的底面与所述主定位孔(11)的底部接触；所述弹性元件(5)的顶面与所述孔道(51)的底部接触。

4.根据权利要求3所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

沿所述盘状本体(10)的中心轴线方向，所述盘状本体还设置有从定位孔(12)，所述从定位孔(12)用于与所述工件(30)的法兰连接孔对中。

5.根据权利要求3所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

分离定位元件(20)；

所述盘状本体(10)在与所述主定位孔(11)相对的一侧开设有夹角为预设角度的缺口(14)，所述缺口(14)用于容纳所述分离定位元件(20)；

所述分离定位元件(20)设置于所述缺口(14)内时，所述分离定位元件(20)的侧面分别与所述盘状本体(10)在所述缺口(14)处的侧面相配合；所述分离定位元件(20)的顶面低于所述上端面(1A)；

沿所述盘状本体(10)的中心轴线方向，所述分离定位元件(20)还设置有从定位孔(12)，所述从定位孔(12)用于与所述工件(30)的法兰连接孔对中。

6.根据权利要求4或5所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

从定位销(2)，所述从定位销(2)包括圆柱段，其直径为所述第一数值；

所述从定位孔(12)为光孔，其孔径为所述第一数值；

在所述从定位销(2)设置在所述从定位孔(12)内时，所述工件(30)的法兰连接孔穿过所述从定位销(2)的头部，与所述从定位孔(12)对中。

7.根据权利要求6所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

沿所述盘状本体(10)的中心轴线方向，所述盘状本体还设置有至少一个夹紧孔(13)，所述至少一个夹紧孔(13)为螺纹孔，其公称直径为第四数值；所述至少一个夹紧孔(13)用于分别与所述工件(30)的至少一个法兰连接孔对中。

8.根据权利要求7所述的工件装夹装置，其特征在于，还包括：

至少一个夹紧螺栓(3)，所述至少一个夹紧螺栓(3)用于穿过所述工件(30)的法兰连接孔与所述至少一个夹紧孔(13)预紧地连接。

9.根据权利要求8所述的工件装夹装置，其特征在于，

所述弹性元件(5)包括圆柱螺旋弹簧，其中径为第五数值，所述第五数值小于所述第三数值；

所述弹性元件(5)的自由高度小于所述孔道(51)的深度。

10.根据权利要求9所述的工件装夹装置，其特征在于，

完成对所述工件(30)的装夹后，沿所述盘状本体(10)的径向方向，所述主定位孔(11)、所述从定位孔(12)、所述至少一个夹紧孔(13)分别与所述盘状本体(10)的中心轴线的距离相同。

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