CN101391378A - 圆弧外廓机械加工工装夹具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆弧外廓机械加工工装夹具及加工方法，属于机械加工技术领域。该工装夹具包括机架及夹具座；夹具座两端分别设置夹紧机构，中部形成安置工件的凹腔，底面开有大于工件圆弧外廓的镂空孔；凹腔两侧壁铰支在支架上，支架与机架固连；铰链副中心距旋转切削器具外缘的距离等于工件圆弧半径，装夹后工件的圆弧外廓圆心与铰链副中心同心，且铰链副中心一边的配重大于另一边；机架上固定第一限位块和第二限位块。本发明的工装夹具结构简单合理，用其加工圆弧外廓无需复杂的设备，因此成本经济，并且由于巧妙借助配重差自动进给，不仅装夹异形工件十分方便，而且加工便捷、效率高，质量稳定，可以有效减少报废率，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种圆弧外廓机械加工工装夹具，同时还涉及相应的加工方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
目前，批量加工局部圆弧面的方法主要有两种。一种是利用数控机床使工件与铣刀作相对圆周进给，铣削圆弧面；另外一种是将工件固定在铣床的圆周分度头上，手摇分度头使工件圆周进给，并且控制进给范围，实现圆弧面的铣削加工。前者，加工成本比较高，后者，工作效率低，废品率高。
检索发现，申请号为CN86210619U的中国专利申请公开了一种摆动切削装置，该装置借助安装在旋转驱动轴上的偏心套及摆杆，通过拨销带动工件摆转，从而便于圆弧面的切削加工。该装置结构比较复杂，装夹也不够方便，显然不适用于非轴类的异形工件。
此外，申请号为CN200520009976.1的中国专利申请公开了一种借助圆弧轨道加工大圆弧面的夹具。该夹具不仅结构比较复杂，而且装夹异形工件也不够方便。
总之，对于小加工余量的圆弧外廓而言，上述方法要么设备复杂，装夹不便，成本不经济；要么加工效率低，质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种适合异形工件的小余量圆弧外廓机械加工工装夹具，使用该工装夹具加工圆弧外廓应当简单方便、成本经济，并且效率高、加工质量稳定。同时本发明给出相应的圆弧外廓机械加工方法。
为了达到以上目的，本发明的圆弧外廓机械加工工装夹具包括旋转切削器具机架以及安装在机架上的夹具座；所述夹具座两端分别设置夹紧机构，中部形成安置工件的凹腔，底面开有大于工件圆弧外廓的镂空孔；所述凹腔两侧壁通过铰链副铰支在支架上，所述支架与机架固连；所述铰链副中心距旋转切削器具外缘的距离等于工件圆弧半径，装夹后工件的圆弧外廓圆心与所述铰链副中心同心，且所述铰链副中心一边的配重大于另一边；所述机架上固定第一限位块和第二限位块，当所述夹具座的一端与第一限位块接触时，所述铰链副与旋转切削器具的连心线通过圆弧外廓的一端，当所述夹具座的另一端与第二限位块接触时，所述铰链副与旋转切削器具的连心线通过圆弧外廓的另一端。
借助该工装夹具加工圆弧外廓的步骤如下：
第一步、转动夹具座，使配重较小的一端与第一限位块接触；
第二步、将工件安置在夹具座上，两端用夹紧机构夹持固定，工件的圆弧外廓从所述镂空孔中外露；
第三步、启动旋转切削器具开始切削，并借助配重差使工件自动进给；
第四步、待夹具座的另一端与第二限位块接触，卸下工件。
不难看出，本发明的工装夹具结构简单合理，用其加工圆弧外廓无需复杂的设备，因此成本经济，并且巧妙借助配重差自动进给，不仅装夹异形工件十分方便，而且加工便捷、效率高，质量稳定，可以有效减少报废率，降低成本。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明一个实施例的加工初始位置示意图。
图2为图1实施例的加工结束位置结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为图2的剖视图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的圆弧外廓机械加工工装夹如图1、图3和图4所示，月牙形的夹具座5安装在砂带磨床的机架上，该夹具的两端分别设置压板10和紧固螺栓、螺母9构成的夹紧机构，其中部形成安置工件的凹腔，底面开有大于工件圆弧外廓的镂空孔。压板10呈L形，由从长边上延伸出短边构成，该短边的延伸高度等于工件边缘的厚度，长边中部开有腰形槽，紧固螺栓穿装在腰形槽中。凹腔两侧壁向上延伸出制有通孔的凸耳，通孔中穿装铰支在支架8上的转轴7，构成铰链副，支架8与机架固连。该铰链副的中心距作为旋转切削器具的砂带2外缘的距离等于工件6的圆弧半径，装夹后工件6的圆弧外廓圆心与铰链副中心同心，且铰链副中心一边的配重大于另一边。机架上固定第一限位块11和第二限位块3，当夹具座5的一端与第一限位块11接触时，铰链副与砂带轮1的连心线通过圆弧外廓的一端a点(参见图1)，当夹具座5的另一端与第二限位块3接触时，铰链副与砂带轮1的连心线通过圆弧外廓的另一端b(参见图2)。
加工时，转动夹具座5，如图1所示，使配重较小的一端与第一限位块11接触，把工件6安置在夹具座5上，两端边缘分别用L形压板扣压，再借助螺栓、螺母9固定在夹具座5上，其圆弧外廓待加工部分4从所述镂空孔中外露。启动砂带磨床，砂带轮1逆时针方向旋转，带动砂带2磨削运动。此时释放夹具座5，由于工件6和夹具座5在转轴7左边部分的重量比右边重，因此形成配重差，夹具座5自动绕转轴7逆时针旋转，实现了自动进给。且工件6的自动进给方向与砂带2的切削运动方向在其接触处正好反向，这样有利于实现自动送进。砂带2不断磨削去除加工部分4的余量，使得夹具座5不断逆时针方向旋转。直到加工部分4的余量全部去除，夹具座5旋转到图2所示的结束位置，碰到了结束限位3，加工结束，卸下工件。
由此可见，本实施例的圆弧外廓机械加工工装夹具根据砂带磨床设计，结构合理，并巧妙利用配重差的作用，实现了半自动加工，不仅效率高，成本低，而且明显降低了废品率。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。例如，旋转切削器具除砂带外，也可以是砂轮或旋转切削刀具。夹紧机构也可以采用偏心夹紧等其它结构。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种圆弧外廓机械加工工装夹具，包括旋转切削器具机架以及安装在机架上的夹具座；其特征在于：所述夹具座两端分别设置夹紧机构，中部形成安置工件的凹腔，底面开有大于工件圆弧外廓的镂空孔；所述凹腔两侧壁通过铰链副铰支在支架上，所述支架与机架固连；所述铰链副中心距旋转切削器具外缘的距离等于工件圆弧半径，装夹后工件的圆弧外廓圆心与所述铰链副中心同心，且所述铰链副中心一边的配重大于另一边；所述机架上固定第一限位块和第二限位块，当所述夹具座的一端与第一限位块接触时，所述铰链副与旋转切削器具的连心线通过圆弧外廓的一端，当所述夹具座的另一端与第二限位块接触时，所述铰链副与旋转切削器具的连心线通过圆弧外廓的另一端。
2、根据权利要求1所述的圆弧外廓机械加工工装夹具，其特征在于：所述夹具座呈月牙形。
3.根据权利要求2所述的圆弧外廓机械加工工装夹具，其特征在于：所述夹紧机构由压板和紧固件构成。
4.根据权利要求3所述的圆弧外廓机械加工工装夹具，其特征在于：所述压板呈L形，由从长边上延伸出短边构成，所述短边的延伸高度等于工件边缘的厚度，所述长边中部开有腰形槽，紧固螺栓穿装在腰形槽中。
5.根据权利要求4所述的圆弧外廓机械加工工装夹具，其特征在于：所述凹腔两侧壁分别向上延伸出制有通孔的凸耳，所述通孔中穿装铰支在支架上的转轴，构成铰链副。
6.一种根据权利要求1所述圆弧外廓机械加工工装夹具加工圆弧外廓工件的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步、转动夹具座，使配重较小的一端与第一限位块接触；
第二步、将工件安置在夹具座上，两端用夹紧机构夹持固定，工件的圆弧外廓从所述镂空孔中外露；
第三步、启动旋转切削器具开始切削，并借助配重差使工件自动进给；
第四步、待夹具座的另一端与第二限位块接触，卸下工件。
7.根据权利要求6所述圆弧外廓机械加工工装夹具加工圆弧外廓工件的方法，其特征在于：所述夹紧机构由L形压板和紧固件构成；所述第二步中，工件两端边缘分别用L形压板扣压，再借助紧固件固定在夹具座上。
8.根据权利要求7所述圆弧外廓机械加工工装夹具加工圆弧外廓工件的方法，其特征在于：所述第三步中，工件的自动进给方向与旋转切削器具的切削运动方向在其接触处正好反向。
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