CN203495590U - 加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，包括制有柱形滑孔且上部具有圆环凸台的圆柱套，圆柱套底面安装有动力源装置，圆环凸台上纵向制有N个支撑柱滑孔，N为大于或等于2的自然数，每一支撑柱滑孔中均配装有与薄壁工件点支撑配合的支撑柱组件，每一支撑柱组件均配设有传力销杆；柱形滑孔中设置有浮动锁紧机构，每一传力销杆的两端均分别制有与相应支撑柱组件和浮动锁紧机构斜楔式滑动配合的第一斜楔面和第二斜楔面，动力源装置推动浮动锁紧机构沿柱形滑孔上下导向滑行，浮动锁紧机构平移浮动与传力销杆相配合力传递平衡锁紧每一支撑柱组件。

Description

加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具

技术领域

本实用新型涉及薄壁零件加工技术领域，特别是涉及薄壁零件支撑夹具的设计结构，具体地说是一种加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具。

背景技术

众所周知，薄壁零件在面铣削加工时一直存在变形较大等问题，具体表现在经粗铣加工后零件端面出现不规则变形，不仅造成面精铣余量不均，而且影响后序加工面上孔位置尺寸和机加工平面度，从而造成后续装配质量问题。如端面变形造成装配面不能够均匀吻合，孔位置偏差、位置度偏差造成零件装配不到位或无法装配等。现有技术中为了防止薄壁零件面加工时出现变形，目前常采用的有两种方法：一种是采用传统辅助支撑的方法，即单点支撑单独锁紧的方法，但是这种方法由于受锁紧气缸外形的限制，很难布置足够的、有效的支撑点。另一种是通过改变刀具及其切削参数等减少切削力的方法，但是减少切削力，不仅降低了生产效率，而且依然没能因有效支撑点太少而彻底解决零件变形带来的问题。因此如何改善薄壁零件辅助支撑，克服切削力作用引起的变形及质量问题是该行业的头等大事。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供具有结构简洁、稳固可靠且能有效多点联动夹持支撑，防止薄壁零件面铣削加工产生变形的一种加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，包括中心轴向通透制有柱形滑孔且上部具有圆环凸台的圆柱套，圆柱套底面安装有与柱形滑孔同轴心的动力源装置，圆环凸台上纵向通透制有N个支撑柱滑孔， N为大于或等于2的自然数，每一支撑柱滑孔中均导向滑动配装有与薄壁工件点支撑配合的支撑柱组件，并且每一支撑柱组件均独立配设有水平移动的传力销杆；柱形滑孔中设置有能适量平行移动的浮动锁紧机构，每一传力销杆的两端均分别制有与相应支撑柱组件和浮动锁紧机构斜楔式滑动配合的第一斜楔面和第二斜楔面，动力源装置推动浮动锁紧机构沿柱形滑孔上下导向滑行，该浮动锁紧机构平移浮动与传力销杆相配合力传递平衡锁紧每一支撑柱组件。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：

上述的支撑柱组件包括滑动配装在支撑柱滑孔中的支撑柱以及固定安装在支撑柱顶面与薄壁工件支撑配合的支撑顶座，支撑柱的上部延伸出支撑柱滑孔，支撑柱滑孔的下端口螺旋配装有调节螺杆，该调节螺杆套装有与支撑柱底面顶压配合的复位弹簧，支撑柱制有与传力销杆第一斜楔面相配合的支撑柱斜面，并且支撑柱纵向制有起限位和导向作用的纵向导向槽道，圆环凸台上水平安装有与纵向导向槽道限位导向配合的第一导向销。

上述的支撑柱顶面制有螺纹孔，支撑顶座的底面中心轴向制有与该螺纹孔螺旋配合的螺杆，支撑柱滑孔的上端口固定配装有与支撑柱滑套配合的防尘滑套，支撑顶座的螺杆穿配有与该防尘滑套相罩配的防尘罩。

上述的传力销杆上制有起限位和导向作用的水平导向槽道，相应地圆环凸台上纵向安装与水平导向槽道限位导向配合的第二导向销。

上述的圆柱套制有连通柱形滑孔和支撑柱滑孔的水平滑道，传力销杆水平设置在该水平滑道中，并且圆环凸台周面上制有连通支撑柱滑孔的水平螺纹限位孔，第一导向销螺旋安装在该水平螺纹限位孔中，圆环凸台的顶面上制有连通水平滑道的纵向螺纹限位孔，第二导向销螺旋配装在该纵向螺纹限位孔中。

上述的浮动锁紧机构包括转动穿设在中心螺杆上的浮动锥形体，浮动锥形体与中心螺杆间留有适量平行移动的浮动间隙，并且浮动锥形体的外周面为与传力销杆第二斜楔面相配合的圆锥面，中心螺杆上位于浮动锥形体下方定位穿设有导向短圆柱，该导向短圆柱的外周面与柱形滑孔滑动导向相配合，导向短圆柱的顶面与浮动锥形体转动止退相配合。

上述的浮动锥形体通透制有与中心螺杆穿设配合的浮动轴孔，并且该浮动锥形体的顶面与浮动轴孔同轴心扩制有底部形成有滚珠环形台面的上开口凹腔，上开口凹腔内设置有与中心螺杆定位套装的垫片，该垫片与滚珠环形台面间压装有上平移浮动滚珠，导向短圆柱与浮动锥形体底面间设置有下平移浮动滚珠，浮动锥形体在上平移浮动滚珠和下平移浮动滚珠确立的两平面空间内有限平移浮动。

上述的动力源装置为气动式的工作气缸，该工作气缸的气缸推杆与中心螺杆固定相连接，中心螺杆的底端制有与气缸推杆螺旋连接的外螺纹。

上述的传力销杆的第一斜楔面和第二斜楔面的倾斜角度均为10度，相应地圆锥面的锥度角以及支撑柱斜面的倾斜角度均为10度。

上述的支撑柱上下浮动的范围为5毫米。

与现有技术相比，本实用新型通过在圆柱套的圆环凸台上设置的N个支撑柱组件与薄壁工件形成N个辅助点支撑，大大增加了薄壁工件的点支撑范围，保证了薄壁工件在切削时具有足够的刚度克服切削力的影响，从而大大减小了工件的变形问题，支撑柱组件通过传力销杆和浮动锁紧机构的力传递平移浮动，达到每一支撑柱组件支撑力的平衡，并实现自动锁紧。本实用新型结构简单、维护方便、有效地解决了面加工薄壁工件悬空面大的问题，能够保证工件在加工时的刚性，防止工件变形。

附图说明

图1是本实用新型实施例的主视结构剖面图；

图2是图1中圆柱套的结构示意图；

图3是图1中浮动锁紧机构的结构示意图；

图4是图1中支撑柱组件的结构示意图；

图5是图1中传力销杆的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

图1至图5所示为本实用新型的结构示意图。

其中的附图标记为：薄壁工件A、圆柱套1、柱形滑孔1a、水平滑道1b、圆环凸台11、支撑柱滑孔11a、水平螺纹限位孔11b、纵向螺纹限位孔11c、动力源装置2、工作气缸21、气缸推杆22、支撑柱组件3、支撑柱31、纵向导向槽道31a、支撑柱斜面311、支撑顶座32、调节螺杆33、复位弹簧34、防尘滑套35、防尘罩36、传力销杆4、水平导向槽道4a、第一斜楔面41、第二斜楔面42、浮动锁紧机构5、中心螺杆51、浮动锥形体52、上开口凹腔52a、圆锥面521、滚珠环形台面522、导向短圆柱53、垫片54、上平移浮动滚珠55、下平移浮动滚珠56、第一导向销61、第二导向销62。

如图1至5所示，本实用新型的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，包括中心轴向通透制有柱形滑孔1a且上部具有圆环凸台11的圆柱套1，圆柱套1底面安装有与柱形滑孔1a同轴心的动力源装置2，圆环凸台11上纵向通透制有N个支撑柱滑孔11a， N为大于或等于2的自然数，每一支撑柱滑孔11a中均导向滑动配装有与薄壁工件A点支撑配合的支撑柱组件3，并且每一支撑柱组件3均独立配设有水平移动的传力销杆4；柱形滑孔1a中设置有能适量平行移动的浮动锁紧机构5，每一传力销杆4的两端均分别制有与相应支撑柱组件3和浮动锁紧机构5斜楔式滑动配合的第一斜楔面41和第二斜楔面42，动力源装置2推动浮动锁紧机构5沿柱形滑孔1a上下导向滑行，该浮动锁紧机构5平移浮动与传力销杆4相配合力传递平衡锁紧每一支撑柱组件3。现有技术中，薄壁零件在定位夹紧后的面铣削加工时常因自身较薄，支撑点较少，而造成刚性不足导致加工时容易出现变形的问题。零件一但变形装配面就难以吻合，甚至使零件孔位偏差无法配装。本实用新型在铣面工位夹具已有3个固定支撑点的前提下，利用配装在圆环凸台11上的N个支撑柱组件3增加设置N个浮动支撑点，支撑被加工薄壁工件A的悬空部位，使其装夹稳固可靠，保证工件切削时被加工薄壁工件A具有足够的刚度克服切削力的影响。为了使每一支撑柱组件3支撑力均匀并能实现自锁，本实用新型通过动力源装置2推动浮动锁紧机构5上行，利用浮动锁紧机构5和传力销杆4的配合达到平衡锁紧每一支撑柱组件3的目的，从而使每一支撑柱组件3都能与薄壁工件A有效的支撑配合。本实用新型结构简洁、动作灵敏、并且维护方便，能彻底解决薄壁工件面铣削加工时造成的变形问题，保证工件的加工质量。

实施例中如图1和图4所示，支撑柱组件3包括滑动配装在支撑柱滑孔11a中的支撑柱31以及固定安装在支撑柱31顶面与薄壁工件A支撑配合的支撑顶座32，支撑柱31的上部延伸出所述的支撑柱滑孔11a，支撑柱滑孔11a的下端口螺旋配装有调节螺杆33，该调节螺杆33套装有与支撑柱31底面顶压配合的复位弹簧34，支撑柱31制有与传力销杆4第一斜楔面41相配合的支撑柱斜面311，并且支撑柱31纵向制有起限位和导向作用的纵向导向槽道31a，圆环凸台11上水平安装有与纵向导向槽道31a限位导向配合的第一导向销61。

请继续参见图4，支撑柱31顶面制有螺纹孔，支撑顶座32的底面中心轴向制有与该螺纹孔螺旋配合的螺杆，支撑顶座32螺旋固定安装在支撑柱31上，支撑柱滑孔11a的上端口固定配装有与支撑柱31滑套配合的防尘滑套35，支撑顶座32的螺杆穿配有与该防尘滑套35相罩配的防尘罩36。防尘滑套35和防尘罩36的作用是防止工件切削时碎屑掉入支撑柱滑孔11a中造成支撑柱31卡死。

实施例中从图1和图5中可以看出，传力销杆4上制有起限位和导向作用的水平导向槽道4a，相应地圆环凸台11上纵向安装与水平导向槽道4a限位导向配合的第二导向销62。第一导向销61和第二导向销62可以防止支撑柱31周向转动，保证支撑柱31上下滑动的方向，水平导向槽道4a的长度可以限定传力销杆4浮动的距离，同理纵向导向槽道31a的长度决定了支撑柱31上下浮动的距离。

如图2所示，本实用新型的圆柱套1制有连通柱形滑孔1a和支撑柱滑孔11a的水平滑道1b，传力销杆4水平设置在该水平滑道1b中，并且圆环凸台11周面上制有连通支撑柱滑孔11a的水平螺纹限位孔11b，第一导向销61螺旋安装在该水平螺纹限位孔11b中，圆环凸台11的顶面上制有连通水平滑道1b的纵向螺纹限位孔11c，第二导向销62螺旋配装在该纵向螺纹限位孔11c中。

如图1和图3所示，本实用新型的浮动锁紧机构5包括转动穿设在中心螺杆51上的浮动锥形体52，浮动锥形体52与中心螺杆51间留有适量平行移动的浮动间隙，并且浮动锥形体52的外周面为与传力销杆4第二斜楔面42相配合的圆锥面521，中心螺杆51上位于浮动锥形体52下方定位穿设有导向短圆柱53，该导向短圆柱53的外周面与柱形滑孔1a滑动导向相配合，导向短圆柱53的顶面与浮动锥形体52转动止退相配合。

请继续参见如3，浮动锥形体52通透制有与中心螺杆51穿设配合的浮动轴孔，并且该浮动锥形体52的顶面与浮动轴孔同轴心扩制有底部形成有滚珠环形台面522的上开口凹腔52a，上开口凹腔52a内设置有与中心螺杆51定位套装的垫片54，该垫片54与滚珠环形台面522间压装有上平移浮动滚珠55，导向短圆柱53与浮动锥形体52底面间设置有下平移浮动滚珠56，浮动锥形体52在上平移浮动滚珠55和下平移浮动滚珠56确立的两平面空间内有限平移浮动。本实用新型的上平移浮动滚珠55和下平移浮动滚珠56的主要作用是：当浮动锥形体52移动时起平面滚动轴承的作用，以减少浮动锥形体52滑动过程中产生的摩擦力。

实施例中，本实用新型的动力源装置2为气动式的工作气缸21，该工作气缸21的气缸推杆22与中心螺杆51固定相连接，中心螺杆51的底端制有与气缸推杆22螺旋连接的外螺纹。

本实用新型的传力销杆4的第一斜楔面41和第二斜楔面42的倾斜角度均为10度，相应地圆锥面521的锥度角以及支撑柱斜面311的倾斜角度均为10度。当然也可以根据需要自行设定角度。

本实用新型的支撑柱31上下浮动的范围为5毫米。

本实用新型的工作过程如下：在薄壁工件A安装前，支撑柱组件3在复位弹簧34的作用下，以及在第一导向销61的限位和导向作用下，处于最上自由状态位置，此时工作气缸21的气缸推杆22也处于放松状态，传力销杆4和浮动锥形体52也处于不受力状态。当安放薄壁工件A时，在薄壁工件A重力的作用下，支撑柱组件3克服复位弹簧34的作用力，压下使支撑柱组件3向下运动，传力销杆4也在支撑柱组件3支撑柱斜面311的推动下向圆浮动锥形体52方向靠拢并到达初始位置。此时由于工作气缸21处于放松状态，浮动锥形体52与传力销杆4不接触。当打开工作气缸21阀门，气缸推杆22带动浮动锥形体52上升，当与两个或N个传力销杆4的斜面接触时，气缸推杆22所受到的升力通过传力销杆4传递至支撑柱组件3，进而通过支撑柱组件3将薄壁工件A支撑住。由于各支撑柱组件3支撑点的实际受力不一致，支撑柱组件3的支撑柱斜面311将实际受力通过每一对应的传力销杆4传递到浮动锥形体52上，此时两个或N个力推动浮动锥形体52沿着上平移浮动滚珠55和下平移浮动滚珠56确立的两平面空间内平行移动，直到在两个或N个作用力下平衡，并保持锁紧。在加工过程中，切削力传递到支撑柱组件3，支撑柱组件3在支撑柱斜面311处的分力通过传力销杆4，再通过浮动锥形体52传递到气缸推杆22，当此力克服不了各环节的摩擦力和气缸压力时，支撑柱组件3将处于自锁状态。

Claims (10)

1.加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，包括中心轴向通透制有柱形滑孔(1a)且上部具有圆环凸台(11)的圆柱套(1)，所述的圆柱套(1)底面安装有与柱形滑孔(1a)同轴心的动力源装置(2)，其特征是：所述的圆环凸台(11)上纵向通透制有N个支撑柱滑孔(11a)，所述的N为大于或等于2的自然数，所述的每一支撑柱滑孔(11a)中均导向滑动配装有与薄壁工件(A)点支撑配合的支撑柱组件(3)，并且所述的每一支撑柱组件(3)均独立配设有水平移动的传力销杆(4)；所述的柱形滑孔(1a)中设置有能适量平行移动的浮动锁紧机构(5)，所述的每一传力销杆(4)的两端均分别制有与相应支撑柱组件(3)和浮动锁紧机构(5)斜楔式滑动配合的第一斜楔面(41)和第二斜楔面(42)，所述的动力源装置(2)推动所述的浮动锁紧机构(5)沿柱形滑孔(1a)上下导向滑行，该浮动锁紧机构(5)平移浮动与传力销杆(4)相配合力传递平衡锁紧每一支撑柱组件(3)。

2.根据权利要求1所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的支撑柱组件(3)包括滑动配装在支撑柱滑孔(11a)中的支撑柱(31)以及固定安装在支撑柱(31)顶面与薄壁工件(A)支撑配合的支撑顶座(32)，所述的支撑柱(31)的上部延伸出所述的支撑柱滑孔(11a)，所述的支撑柱滑孔(11a)的下端口螺旋配装有调节螺杆(33)，该调节螺杆(33)套装有与支撑柱(31)底面顶压配合的复位弹簧(34)，所述的支撑柱(31)制有与传力销杆(4)第一斜楔面(41)相配合的支撑柱斜面(311)，并且所述的支撑柱(31)纵向制有起限位和导向作用的纵向导向槽道(31a)，所述的圆环凸台(11)上水平安装有与纵向导向槽道(31a)限位导向配合的第一导向销(61)。

3.根据权利要求2所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的支撑柱(31)顶面制有螺纹孔，所述的支撑顶座(32)的底面中心轴向制有与该螺纹孔螺旋配合的螺杆，所述的支撑柱滑孔(11a)的上端口固定配装有与支撑柱(31)滑套配合的防尘滑套(35)，所述的支撑顶座(32)的螺杆穿配有与该防尘滑套(35)相罩配的防尘罩(36)。

4.根据权利要求3所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的传力销杆(4)上制有起限位和导向作用的水平导向槽道(4a)，相应地所述的圆环凸台(11)上纵向安装与水平导向槽道(4a)限位导向配合的第二导向销(62)。

5.根据权利要求4所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的圆柱套(1)制有连通柱形滑孔(1a)和支撑柱滑孔(11a)的水平滑道(1b)，所述的传力销杆(4)水平设置在该水平滑道(1b)中，并且所述的圆环凸台(11)周面上制有连通支撑柱滑孔(11a)的水平螺纹限位孔(11b)，所述的第一导向销(61)螺旋安装在该水平螺纹限位孔(11b)中，所述的圆环凸台(11)的顶面上制有连通水平滑道(1b)的纵向螺纹限位孔(11c)，所述的第二导向销(62)螺旋配装在该纵向螺纹限位孔(11c)中。

6.根据权利要求5所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的浮动锁紧机构(5)包括转动穿设在中心螺杆(51)上的浮动锥形体(52)，所述的浮动锥形体(52)与中心螺杆(51)间留有适量平行移动的浮动间隙，并且浮动锥形体(52)的外周面为与传力销杆(4)第二斜楔面(42)相配合的圆锥面(521)，所述的中心螺杆(51)上位于浮动锥形体(52)下方定位穿设有导向短圆柱(53)，该导向短圆柱(53)的外周面与柱形滑孔(1a)滑动导向相配合，所述的导向短圆柱(53)的顶面与浮动锥形体(52)转动止退相配合。

7.根据权利要求6所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的浮动锥形体(52)通透制有与中心螺杆(51)穿设配合的浮动轴孔，并且该浮动锥形体(52)的顶面与浮动轴孔同轴心扩制有底部形成有滚珠环形台面(522)的上开口凹腔(52a)，所述的上开口凹腔(52a)内设置有与中心螺杆(51)定位套装的垫片(54)，该垫片(54)与滚珠环形台面(522)间压装有上平移浮动滚珠(55)，所述的导向短圆柱(53)与浮动锥形体(52)底面间设置有下平移浮动滚珠(56)，所述的浮动锥形体(52)在上平移浮动滚珠(55)和下平移浮动滚珠(56)确立的两平面空间内有限平移浮动。

8.根据权利要求7所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的动力源装置(2)为气动式的工作气缸(21)，该工作气缸(21)的气缸推杆(22)与中心螺杆(51)固定相连接，所述的中心螺杆(51)的底端制有与气缸推杆(22)螺旋连接的外螺纹。

9.根据权利要求8所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的传力销杆(4)的第一斜楔面(41)和第二斜楔面(42)的倾斜角度均为10度，相应地所述圆锥面(521)的锥度角以及支撑柱斜面(311)的倾斜角度均为10度。

10.根据权利要求9所述的加工薄壁零件的联动浮动支撑夹具，其特征是：所述的支撑柱(31)上下浮动的范围为5毫米。

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