CN113400049A - 一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置，包括轴向定位装置、径向定位装置、径向水平支撑与夹紧装置、径向垂直辅助支撑装置、夹具底板。轴向定位装置包括分别置于零件两端的定位机构，通过左活动顶尖和右活动顶尖固定零件，径向定位装置用以限制零件绕自身轴线旋转的自由度；所述径向水平支撑与夹紧装置起夹紧零件作用；所述径向垂直辅助支撑装置起辅助支撑作用，避免因切削力过大导致零件在垂直方向发生弯曲变形。本发明限制零件的左右移动、在水平方向的平移和转动、在垂直方向的平移和转动共5个自由度，使待加工凸台在轴向处于正确的加工位置，装夹方便，操作快捷，适用于小批量零件生产加工的夹紧。

Description

一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种机械加工定位夹具，尤其涉及一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置。

背景技术

长孔轴类多凸台零件，在轴上分布有多个凸台需要加工，凸台之间有相互位置公差要求外，与两端的孔有较高的相关技术要求。对于批量较大的零件可采用液压定位夹紧方式，对于小批量零件，考虑到成本因素，宜考虑采用手动定位夹紧的方式。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种手动快速定位夹紧的方法，用于快速定位夹紧长孔轴类多凸台零件后，对凸台进行机械加工。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置，其特征在于，包括轴向定位装置、径向定位装置、径向水平支撑与夹紧装置、夹具底板，

所述轴向定位装置包括左端定位机构和右端定位机构，所述左端定位机构和右端定位机构分别固定在夹具底板的两端，且位于一直线上、相向分布，分别对长孔轴类多凸台零件两端的孔进行支撑定位；

所述径向定位装置包括由支撑端和压紧端构成，所述支撑端和压紧端分别位于长孔轴类多凸台零件径向的两侧，并均固定在夹具底板上，所述支撑端为长孔轴类多凸台零件一侧提供支撑力，所述压紧端具有一可伸缩的压紧钉，能够在是否压紧所述多凸台零件的两种状态下切换；

所述径向水平支撑与夹紧装置包括位于长孔轴类多凸台零件两侧的径向水平支撑装置与向水平夹紧装置，所述径向水平支撑装置与向水平夹紧装置分别位于长孔轴类多凸台零件两侧、且装在夹具底板上，两者均具有压板及能够驱动压板向中间移动的机构，来实现长孔轴类多凸台零件的夹紧。

进一步地，所述径向水平支撑与夹紧装置的数量为多个。

进一步地，所述左端定位机构包括左支座、开口销、左端盖、弹簧、左衬套、左活动顶尖，所述左支座固定在夹具底板的一端，左衬套固定于左支座内，不能移动；左活动顶尖的后端具有杆部，且其杆部套有弹簧，所述左活动顶尖及弹簧位于左衬套与左端盖围成的空间内，左活动顶尖的杆部穿过左端盖、且尾部穿有开口销，左活动顶尖能够在左衬套内自由滑动；

所述右端定位机构包括右支座、右端盖、右衬套、右活动顶尖、手柄，右支座固定在夹具底板的另一端，右衬套固定于右支座内，不能移动；右活动顶尖的后端具有沉孔，右活动顶尖位于右衬套与右端盖围成的空间内，手柄的杆部穿过右端盖与所述沉孔配合，左右转动手柄，可带动右活动顶尖在右衬套内自由滑动。

进一步地，所述支撑端包括支承钉、支承钉座，压紧端包括压紧钉、压紧钉座、弹簧、钩形块、第一螺母；支承钉座和压紧钉座分别放置于长孔轴类多凸台零件径向的两侧，并均固定到夹具底板上，支承钉固定在支承钉座上构成支撑端；压紧钉装在压紧钉座上，压紧钉上套有位于压紧钉座内部的弹簧，压紧钉的端部延伸出压紧钉座，且钩形块装在压紧钉上，螺母螺纹连接在压紧钉上，所述将钩形块位于螺母与压紧钉座之间。

进一步地，所述径向水平支撑与夹紧装置，包括夹具体、支撑螺栓、压紧螺栓、压板、固定板、紧定螺钉、第二螺母；夹具体的数量为两只，分别置于长孔轴类多凸台零件的两侧，用螺栓固定于夹具底板上，两只夹具体上均有多个水平螺孔，一个夹具体的水平螺孔中旋入支撑螺栓，另一个夹具体的水平螺孔中旋入压紧螺栓，支撑螺栓及压紧螺栓的头部均有压板，支撑螺栓、压紧螺栓与压板支架采用固定板、第二螺母、螺栓浮动联接。

进一步地，所述浮动联接的方式为：所述压板与固定板之间留有间隙、且两者之间有设个螺栓连接，所述固定板上具有通孔，所述支撑螺栓或压紧螺栓穿过固定板的通孔，且在其端部装配螺母座。

进一步地，所述压板为V型压板，所述V型压板的端面上设有V型槽；或者所述压板为弧形压板，所述弧形压板的端面上设有弧形凹陷。

进一步地，还包括径向垂直辅助支撑装置；所述径向垂直辅助支撑装置夹具底板上、且位于长孔轴类多凸台零件的下部，其具有顶面高度可调节的装置，以实现对长孔轴类多凸台零件的垂直辅助支撑。

进一步地，所述径向垂直辅助支撑装置的数量为多个。

进一步地，所述径向垂直辅助支撑装置包括斜铁、斜铁导轨、调节螺钉；斜铁导轨固定到夹具底板上；斜铁导轨的轴线与长孔轴类多凸台零件轴线垂直，斜铁置于斜铁导轨内，调节螺钉水平穿过夹具体，尾部与斜铁的大端接触。

本发明的有益效果：

1.根据本发明的方法设计制造的夹具，结构简单，操作方便，定位夹紧可靠。

2.根据本发明的方法设计的夹具，制造成本比较低，非常适合中小批量零件的加工。

3.在本发明方法的基础上，增加液压站、液压支撑缸及液压夹紧缸，即可实现液压夹紧，实现中小批量生产到大批量生产的无缝切换，大大缩短加工夹具二次设计制造的周期。

附图说明

图1为根据本发明所述一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置的结构示意图。

图2为本发明所述定位夹紧需要夹持的长孔轴类多凸台零件的结构示意图。

图3为轴向定位装置结构示意图。

图4为径向定位装置结构示意图。

图5为径向水平支撑与夹紧装置结构示意图。

图6为径向垂直辅助支撑装置结构示意图。

其中：

1.左端定位机构；2.右端定位机构；3.支撑端、4.压紧端；5径向水平支撑；6.径向夹紧装置；7.径向垂直辅助支撑装置；8.夹具底板；9.第一螺钉；11.第二螺钉；20.第三螺钉；10.左支座；12.开口销；13.左端盖；14.弹簧；15.左衬套；16.左活动顶尖；17.右活动顶尖；18.右衬套；19.右支座；21.右端盖；22.手柄；22.支承钉座；23.第四螺钉；24.支承钉；25.压紧钉；26.弹簧；27.压紧钉座；28.钩形块；29.第一螺母；30、34.螺栓；31.支撑螺栓；32.夹具体；33.固定板；35.紧定螺钉；36.第二螺母；37.V型压板；38.压紧螺栓；39.斜铁导轨；40.第五螺钉；41.斜铁；42.调节螺钉。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1、图3所示，为根据本发明所述的长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置的示意图。该夹具安装于加工中心机床的工作台上，包括轴向定位装置、径向定位装置、径向水平支撑与夹紧装置、径向垂直辅助支撑装置7、夹具底板8。

所述轴向定位装置，包括左端定位机构1和右端定位机构2，所述左端定位机构1和右端定位机构2分别夹具底板8的两端，且位于一直线上、相向分布，使左活动顶尖16和右活动顶尖17的同轴线。

所述左端定位机构1包括左支座10、开口销12、左端盖13、弹簧14、左衬套15、左活动顶尖16，所述左支座10通过4个第一螺钉9固定在夹具底板8的一端，左衬套15固定于左支座10内，不能移动；左活动顶尖16的后端具有杆部，且其杆部套有弹簧14，所述左活动顶尖16及弹簧14位于左衬套15与左端盖13围成的空间内，左端盖13通过第二螺钉固定在左衬套15端部，左活动顶尖16的杆部穿过左端盖13、且尾部穿有开口销12，左活动顶尖16能够在左衬套15内自由滑动。

所述右端定位机构2包括右支座19、右端盖21、右衬套18、右活动顶尖17、手柄22，右支座19通过4个第一螺钉9固定在夹具底板8的另一端，右衬套18固定于右支座19内，不能移动；右活动顶尖17的后端具有沉孔，右活动顶尖17位于右衬套18与右端盖21围成的空间内，右端盖21通过第三螺钉固定在右衬套18端部，手柄22的杆部穿过右端盖21与所述沉孔配合，左右转动手柄22，可带动右活动顶尖17在右衬套18内自由滑动。

所述径向定位装置，由支撑端3和压紧端4构成，所述支撑端3包括支承钉24、支承钉座22，压紧端4包括压紧钉25、压紧钉座27、弹簧26、钩形块28、第一螺母29；支承钉座22和压紧钉座27分别放置于长孔轴类多凸台零件径向的两侧，并均通过第四螺钉23固定到夹具底板8上，支承钉24固定在支承钉座22上构成支撑端3；压紧钉25装在压紧钉座27上，压紧钉25上套有位于压紧钉座27内部的弹簧26，压紧钉25的端部延伸出压紧钉座27，且钩形块28装在压紧钉25上，螺母29螺纹连接在压紧钉25上，所述将钩形块28位于螺母29与压紧钉座27之间。所述使支承钉24和压紧钉25的头部成一直线相对而置。压紧钉25的杆部套有弹簧26，转动钩形块28，带动压紧钉25实现前后移动，实现压紧和松开，压紧力通过选择不同直径和圈数的弹簧26进行调节。

所述径向水平支撑与夹紧装置，包括夹具体32、支撑螺栓31、压紧螺栓38、V型压板37、固定板33、紧定螺钉35、第二螺母36。夹具体32的数量为2只，分别置于长孔轴类多凸台零件的两侧，用螺栓30固定于夹具底板8上，2只夹具体32上均有多个水平螺孔，一个夹具体32的水平螺孔中旋入支撑螺栓31，另一个夹具体32的水平螺孔中旋入压紧螺栓38，支撑螺栓31及压紧螺栓38的头部均有V型压板37，支撑螺栓31、压紧螺栓38与V型压板37采用固定板33、第二螺母36、螺栓34浮动联接。具体的，如图5所示，所述固定板33上具有通孔，所述支撑螺栓31或压紧螺栓38穿过固定板33的通孔，所述支撑螺栓31及压紧螺栓38上分别设有由紧定螺钉35固定的第二螺母36，螺栓34将V型压板37与固定板33联成一体，并分别呈浮动状态位于第二螺母36的两侧。夹紧时，向前旋转支撑螺栓31或压紧螺栓38将V型压板37压向零件，直至夹紧零件；松开时，向后旋转支撑螺栓31或压紧螺栓38通过第二螺母36带动固定板33将V型压板37拉离零件。

非夹紧状态时，所述V型压板37的下平面与斜铁导轨39两侧的上平面相接触，夹紧初始阶段，可起到防止V型压板37跟转的作用。

所述V型压板37的端面上设有V型槽，方便与长孔轴类多凸台零件的外圆柱面接触。所述支撑螺栓31、压紧螺栓38及夹具体32上螺孔的数量根据长孔轴类多凸台零件的长度确定。夹具体32上装配支撑螺栓31的一侧作为径向水平支撑装置5，夹具体32上装配压紧螺栓38的一侧作为径向水平夹紧装置6。夹紧时先依次旋转支撑螺栓31，直至径向水平支撑装置5的V型压板37与长孔轴类多凸台零件接触，然后依次旋转压紧螺栓38，使径向水平夹紧装置6的V型压板37夹紧长孔轴类多凸台零件。

所述径向垂直辅助支撑装置包括斜铁41、斜铁导轨39、调节螺钉42。斜铁导轨39通过第五螺钉40固定到夹具底板8上；斜铁导轨39的轴线与长孔轴类多凸台零件轴线垂直，斜铁41置于斜铁导轨39内，调节螺钉42水平穿过夹具体32，尾部与斜铁41的大端接触；当长孔轴类多凸台零件被径向水平支撑与夹紧装置夹紧后，旋转调节螺钉42调节调节螺钉42的伸出长度，推动斜铁41沿斜铁导轨39的导轨斜面向前移动，从而调节斜铁41的高度，直至与长孔轴类多凸台零件下部接触，起到垂直辅助支撑的作用。

径向水平支撑与夹紧装置、径向垂直辅助支撑装置7的数量，可根据零件的长短，进行增减，适应性广；夹紧力与辅助支撑力采用螺纹结构，根据切削力大小通过扭力扳手进行施加，装夹方便，夹紧可靠。

当先行加工好轴向孔的该类零件按要求置于该方法设计的夹具上时，先通过轴向定位装置对零件进行轴向定位，再通过径向支撑和夹紧装置进行径向定位、支撑和夹紧，即可对凸台进行加工。

本发明的工作原理：

本发明所述长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置进行长孔轴类多凸台零件加工多凸台时，先在适宜的设备上将轴向长孔加工到尺寸，然后将该长孔轴类多凸台零件径向定位基准朝下套入轴向定位装置之间，旋转手柄22，将长孔轴类多凸台零件压向左端，至旋不动手柄22停止。此时限制了长孔轴类多凸台零件的左右移动、在水平方向的平移和转动、在垂直方向的平移和转动共5个自由度，使待加工凸台在轴向处于正确的加工位置。

旋转径向定位装置的钩形块28，使钩形块28从水平放置变为垂直放置，此时压紧钉25在弹簧26的弹簧力作用下，将长孔轴类多凸台零件径向定位基准压向支承钉24，此时限制了长孔轴类多凸台零件绕自身轴线旋转的1个自由度，使待加工凸台在垂直方向处于正确的加工位置。

依次旋转径向水平支撑与夹紧装置的支撑螺栓31，使V型压板37与长孔轴类多凸台零件接触；然后依次旋转压紧螺栓38，至合适的夹紧力为止，为保证合适的夹紧力，可使用扭力扳手进行夹紧。

旋转径向垂直辅助支撑装置7的调节螺钉42，使调节螺钉42向前伸出，推动斜铁41沿斜铁导轨39的导轨斜面向前移动，至旋转不动为止。此时斜铁41的水平面与长孔轴类多凸台零件的下部接触，起到垂直辅助支撑的作用，避免加工过程中因向下的切削力过大使长孔轴类多凸台零件发生向下的弯曲变形。

至此，可以对长孔轴类多凸台零件上的多个凸台依次进行加工了。加工好了以后，反向操作，可松开长孔轴类多凸台零件，将长孔轴类多凸台零件从夹具上取出来。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种长孔轴类多凸台零件快速定位夹紧装置，其特征在于，包括轴向定位装置、径向定位装置、径向水平支撑与夹紧装置、夹具底板(8)，

所述轴向定位装置包括左端定位机构(1)和右端定位机构(2)，所述左端定位机构(1)和右端定位机构(2)分别固定在夹具底板(8)的两端，且位于一直线上、相向分布，分别对长孔轴类多凸台零件两端的孔进行支撑定位；

所述径向定位装置包括由支撑端(3)和压紧端(4)构成，所述支撑端(3)和压紧端(4)分别位于长孔轴类多凸台零件径向的两侧，并均固定在夹具底板(8)上，所述支撑端(3)为长孔轴类多凸台零件一侧提供支撑力，所述压紧端(4)具有一可伸缩的压紧钉(25)，能够在是否压紧所述多凸台零件的两种状态下切换；

所述径向水平支撑与夹紧装置包括位于长孔轴类多凸台零件两侧的径向水平支撑装置(5)与向水平夹紧装置(6)，所述径向水平支撑装置(5)与向水平夹紧装置(6)分别位于长孔轴类多凸台零件两侧、且装在夹具底板(8)上，两者均具有压板及能够驱动压板向中间移动的机构，来实现长孔轴类多凸台零件的夹紧。

2.根据权利要求1所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述径向水平支撑与夹紧装置的数量为多个。

3.根据权利要求1所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述左端定位机构(1)包括左支座(10)、开口销(12)、左端盖(13)、弹簧(14)、左衬套(15)、左活动顶尖(16)，所述左支座(10)固定在夹具底板(8)的一端，左衬套(15)固定于左支座(10)内，不能移动；左活动顶尖(16)的后端具有杆部，且其杆部套有弹簧(14)，所述左活动顶尖(16)及弹簧(14)位于左衬套(15)与左端盖(13)围成的空间内，左活动顶尖(16)的杆部穿过左端盖(13)、且尾部穿有开口销(12)，左活动顶尖(16)能够在左衬套(15)内自由滑动；

所述右端定位机构(2)包括右支座(19)、右端盖(21)、右衬套(18)、右活动顶尖(17)、手柄(22)，右支座(19)固定在夹具底板(8)的另一端，右衬套(18)固定于右支座(19)内，不能移动；右活动顶尖(17)的后端具有沉孔，右活动顶尖(17)位于右衬套(18)与右端盖(21)围成的空间内，手柄(22)的杆部穿过右端盖(21)与所述沉孔配合，左右转动手柄(22)，可带动右活动顶尖(17)在右衬套(18)内自由滑动。

4.根据权利要求1所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述支撑端(3)包括支承钉(24)、支承钉座(22)，压紧端(4)包括压紧钉(25)、压紧钉座(27)、弹簧(26)、钩形块(28)、第一螺母(29)；支承钉座(22)和压紧钉座(27)分别放置于长孔轴类多凸台零件径向的两侧，并均固定到夹具底板(8)上，支承钉(24)固定在支承钉座(22)上构成支撑端(3)；压紧钉(25)装在压紧钉座(27)上，压紧钉(25)上套有位于压紧钉座(27)内部的弹簧(26)，压紧钉(25)的端部延伸出压紧钉座(27)，且钩形块(28)装在压紧钉(25)上，螺母(29)螺纹连接在压紧钉(25)上，所述将钩形块(28)位于螺母(29)与压紧钉座(27)之间。

5.根据权利要求1所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述径向水平支撑与夹紧装置，包括夹具体(32)、支撑螺栓(31)、压紧螺栓(38)、压板、固定板(33)、紧定螺钉(35)、第二螺母(36)；夹具体(32)的数量为两只，分别置于长孔轴类多凸台零件的两侧，用螺栓(30)固定于夹具底板(8)上，两只夹具体(32)上均有多个水平螺孔，一个夹具体(32)的水平螺孔中旋入支撑螺栓(31)，另一个夹具体(32)的水平螺孔中旋入压紧螺栓(38)，支撑螺栓(31)及压紧螺栓(38)的头部均有压板，支撑螺栓(31)、压紧螺栓(38)与压板支架采用固定板(33)、第二螺母(36)、螺栓(34)浮动联接。

6.根据权利要求5所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述浮动联接的方式为：所述压板与固定板(33)之间留有间隙、且两者之间有设个螺栓(34)连接，所述固定板(33)上具有通孔，所述支撑螺栓(31)或压紧螺栓(38)穿过固定板(33)的通孔，且在其端部装配螺母座。

7.根据权利要求5或6所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述压板为V型压板(37)，所述V型压板(37)的端面上设有V型槽；或者所述压板为弧形压板，所述弧形压板的端面上设有弧形凹陷。

8.根据权利要求1所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，还包括径向垂直辅助支撑装置(7)；所述径向垂直辅助支撑装置(7)夹具底板(8)上、且位于长孔轴类多凸台零件的下部，其具有顶面高度可调节的装置，以实现对长孔轴类多凸台零件的垂直辅助支撑。

9.根据权利要求8所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述径向垂直辅助支撑装置(7)的数量为多个。

10.根据权利要求8所述的长孔轴类多凸台加工零件快速定位夹紧装置，其特征在于，所述径向垂直辅助支撑装置包括斜铁(41)、斜铁导轨(39)、调节螺钉(42)；斜铁导轨(39)固定到夹具底板(8)上；斜铁导轨(39)的轴线与长孔轴类多凸台零件轴线垂直，斜铁(41)置于斜铁导轨(39)内，调节螺钉(42)水平穿过夹具体(32)，尾部与斜铁(41)的大端接触。

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