CN203765321U - 十字万向节叉头的夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了十字万向节叉头的夹具，它包括卡盘、固定在卡盘上的Z向定位装置、X向和Y向的定位和夹紧装置、压紧装置；Z向定位装置包括两块V形块，两块V形块对称地固定在卡盘上；X向定位和夹紧装置包括X向对称联动两爪、X向联动两爪锁；Y向定位和夹紧装置包括Y向对称联动两爪、Y向联动两爪锁、两个心轴、两个自位压板；压紧装置包括盖板、压紧紧固件；盖板连接在V形块上，压紧紧固件连在盖板上；盖板上开有测量孔。本新型夹具最大限度地减小了工件的位置误差，省去了多次装夹的时间，降低了操作难度，保证了叉头的加工质量，有利于保证十字万向节装配质量，同时也提高了叉头的加工效率。

Description

十字万向节叉头的夹具

技术领域

本实用新型涉及机械制造领域，特别涉及十字万向节叉头的夹具。

背景技术

十字万向节是一种普遍使用的机械动力传动关节，因其工作时是旋转的，所以只有各零件的对称度好才能保证万向节的静平衡和动平衡好。然而，万向节的叉头机加工目前普遍采用多道工序加工完成：最少二道工序，多的五、六道工序甚至更多。由于每次加工定位、找正及安装位置不可能一样，故多道工序不可避免地会造成定位或找正误差，工序越多，累积误差也越大。目前，一般叉头规格小的批量大，多采用流水线上夹具定位；叉头规格大的批量小，多采用划线找正，间或采用夹具定位。万向节装配中，叉头上与相关零件直接配合、连接或关系密切的结构表面（这里称为功能面，见图1中D、E、F、G），其尺寸和位置精度直接影响万向节的性能，功能面包括法兰、轴承孔、法兰孔以及法兰端面齿槽或键槽等。各功能面相互间位置度要求高，如轴承孔与法兰止口对称度、与法兰端面的平行度、两轴承孔的同轴度，轴承孔内挡圈槽与法兰止口的对称度及对轴承孔的跳动度，法兰端面齿槽中心与法兰止口中心的同轴度或端面键槽与法兰止口的对称度、法兰孔与法兰止口及轴承孔的位置度等8个位置公差一般要求都在7级或8级，有些场合要求会更高。而加工时如果工件即叉头经多次装夹，这些精度难以同时保证。目前在机械制造行业，还没有任何一种加工方法，能够实现在同一次装夹中加工完成叉头上所有的功能面。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供十字万向节叉头加工时的夹具，本加工方法根据叉头的结构特点，夹具以叉头的内腔非加工面进行对称定位，使夹具与机床刀具互相支持、互相避让，使工件在一次装夹中，实现叉头的各功能面的加工，从而消除了多工序加工工序间的定位误差和找正误差，将定位引起的工件各机加工结构之间位置误差降为零，从而克服了现有技术中叉头机加工多序带来的功能面间位置误差大的缺点。本新型夹具保证了叉头的加工质量，有利于保证十字万向节装配质量，同时也提高了叉头的加工效率。

本实用新型十字万向节叉头的夹具，它包括卡盘、固定在卡盘上的Z向定位装置、X向和Y向的定位和夹紧装置、压紧装置；Z向定位装置包括两块V形块，两块V形块对称地固定在卡盘上；X向定位和夹紧装置包括X向对称联动两爪、 X向联动两爪锁，X向对称联动两爪设置在两块V形块之间，并与卡盘中心对称， X向联动两爪锁从一个V形块的外侧穿入，穿过X向联动两爪后从另一V形块的外侧穿出；Y向定位和夹紧装置包括Y向对称联动两爪、Y向联动两爪锁、两个心轴、两个自位压板，Y向对称联动两爪对称地固定在卡盘滑座上，每个联动爪均通过其上的心轴连接自位压板，两个自位压板的相对面上设置有小支撑，Y向联动两爪锁设置在卡盘上；压紧装置包括盖板、压紧紧固件；盖板连接在V形块上，压紧紧固件连在盖板上；盖板上开有测量孔。

本实用新型的夹具抓住了叉头的构成和结构特点，以内腔非加工面对称定位，在保证关节夹角和强度的前提下，采用与结构和要求相适应的定位夹紧机构和装置；本实用新型的夹具适用于多轴数控机床上使用，在加工过程中，夹具与机床刀具互相支持、互相避让，实现加工各功能面的切削运动；从而一次装夹能够完成包括法兰、轴承孔、法兰孔以及法兰端面齿槽或键槽等所有功能面的加工，消除了多工序加工工序间的定位误差和找正误差，使由定位引起的工件各机加工结构之间位置误差降为零，位置误差只剩下机床工艺***引起的部分，达到最低值，这个最低值是由工艺***的精度和刚度决定且不可避免的。

本新型夹具最大限度地减小了工件的位置误差，省去了多次装夹的时间，降低了操作难度，保证了叉头的加工质量，有利于保证十字万向节装配质量，同时也提高了叉头的加工效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是叉头的功能面及其分类与定位原理图；

图2是本新型夹具的结构示意图。

具体实施方式

现有的十字万向节主要由两叉头、十字轴、轴承和挡圈等零件组成，同一规格关节在有限的间隙中必须保证对中。叉头的轴承孔与叉部外侧及法兰外圆，法兰外圆与叉部内侧及轴承孔中挡圈槽均需对称。叉头一般由精铸或精锻而成，除工作转速高、精度要求高以外，其外圆、叉体内侧及两叉体间凹部无需机加工，对称而不机加工，因而必须以其非加工面为基准实施定位。

以带端面齿的法兰叉为例，从图1可知，叉头的功能面包括法兰表面、轴承孔及挡圈槽、法兰孔及螺孔、法兰端面齿槽或端面键槽等，具体如下①主旋转面D：止口沉台面D-1、止口圆柱面D-2、法兰端面D-3、法兰外圆柱面D-4、法兰圆环面D-5和颈部外圆柱面D-6；②横旋转面E：轴承孔E-1和挡圈槽E-2；③纵旋转面及螺旋面F：法兰孔F-1与螺孔部分F-2；④端面齿槽或键槽G。

如图2所示，本新型十字万向节叉头的夹具，它包括卡盘6、固定在卡盘6上的Z向定位装置、X向和Y向的定位和夹紧装置、压紧装置；Z向定位装置包括两块V形块3，两块V形块3对称地固定在卡盘6上；X向定位和夹紧装置包括X向对称联动两爪9、 X向联动两爪锁8，X向对称联动两爪9设置在两块V形块3之间，并与卡盘6中心对称， X向联动两爪锁8从一个V形块的外侧穿入，穿过X向联动两爪9后从另一V形块的外侧穿出；Y向定位和夹紧装置包括Y向对称联动两爪4、Y向联动两爪锁7、两个心轴1、两个自位压板2，Y向对称联动两爪4对称地固定在卡盘滑座5上，每个联动爪4均通过其上的心轴1连接自位压板2，两个自位压板2的相对面上设置有小支撑12，Y向联动两爪锁7设置在卡盘6上；压紧装置包括盖板10、压紧紧固件13；盖板10连接在V形块3上，压紧紧固件13连在盖板10上；盖板10上开有测量孔11。

本新型夹具的定位原理如图1所示：两V形块通过与叉体侧面斜下方向的四个叉部侧弧点a接触进行定位，限制Z向、Y向、                                                、 4个自由度，X向对称联动两爪通过与叉部内侧的两个叉部内档点b接触定位，限制X向自由度，Y向对称联动两爪通过与叉体根部侧面的四个叉部侧面点c接触定位，限制自由度。夹紧原理为：X向对称联动两爪在定位的同时有一定的夹紧功能，Y向对称联动两爪连带自位压板在定位的同时有一定的夹紧功能，主夹紧力为工件上部的螺母压紧，即Z向的夹紧。总之，本新型夹具的定位夹紧是通过叉头上的4个叉部侧弧面点a点、2个叉部内档点b点、4个叉部侧平面点c点对叉头进行定位，其中4个a点限制四个自由度，2个b点对称夹紧限制1个自由度，4个 c点对称定位夹紧限制1个自由度；并控制了对称：4 个c点定位夹紧采用对称联动两爪机构，并连带自位压板，解决因叉体毛坯误差而引起的过定位问题，并实现对称定位夹紧。本新型夹具能够在一次装夹中完成其功能面的全部机加工内容。

本新型十字万向节叉头的夹具在具体实施时应因工件的使用场合和性能要求的不同、规格不同、机床功能不同而变化：可以是纯机械机构实现定位夹紧，也可采用液压或气动夹紧，或者机械与液压气动相结合的结构，只要采用图1所示的4个a点、2个b点、4个c点定位，其中2个b点与4个c点分别限制1个自由度，就属于本发明的保护范围之内，而不局限于图2所示的纯机械结构。如机械与液压或机械与气动压紧相结合。

本新型是以叉头中结构最为复杂的法兰叉头作为例子，叙述了在一次装夹就可完成全部功能面加工的夹具。那么工艺结构简单的焊接叉和端面键槽、无齿无键的法兰叉的加工就迎刃而解了。

本新型的夹具以内腔非加工面对称定位，将叉头功能面通常多道工序才能完成的功能面的全部机加工内容，集中在一次装夹中完成，从而消除了多工序加工工序间的定位、找正误差的方法，使得工件机加工结构之间的位置度误差降低到机床精度所能，达到最低，这个最低值是由机床工艺***决定并不可避免的。本型夹具中各机构交错布局，关联而不干涉，并且不影响工件各机加工结构的切削刀具，从而实现主运动、进给运动、工件自身的旋转主运动及分度运动。

Claims (2)

1. 十字万向节叉头的夹具，其特征是：它包括卡盘（6）、固定在卡盘（6）上的Z向定位装置、X向和Y向的定位和夹紧装置、压紧装置；Z向定位装置包括两块V形块（3），两块V形块（3）对称地固定在卡盘（6）上；X向定位和夹紧装置包括X向对称联动两爪（9）、 X向联动两爪锁（8），X向对称联动两爪（9）设置在两块V形块（3）之间，并与卡盘（6）中心对称， X向联动两爪锁（8）从一个V形块的外侧穿入，穿过X向联动两爪（9）后从另一V形块的外侧穿出；Y向定位和夹紧装置包括Y向对称联动两爪（4）、Y向联动两爪锁（7）、两个心轴（1）、两个自位压板（2），Y向对称联动两爪（4）对称地固定在卡盘滑座（5）上，每个联动爪（4）均通过其上的心轴（1）连接自位压板（2），两个自位压板（2）的相对面上设置有小支撑（12），Y向联动两爪锁（7）设置在卡盘（6）上；压紧装置包括盖板（10）、压紧紧固件（13）；盖板（10）连接在V形块（3）上，压紧紧固件（13）连在盖板（10）上；盖板（10）上开有测量孔（11）。

2. 根据权利要求1所述的夹具，其特征是：夹具通过叉头上的4个叉部侧弧面点a点、2个叉部内档点b点、4个叉部侧平面点c点对叉头进行定位，其中4个a点限制四个自由度，2个b点对称夹紧限制1个自由度；4个 c点对称定位夹紧限制1个自由度，使一次装夹中完成叉头所有功能面的全部机加工内容；本夹具可以采用机械、机械与液压或机械与气动压紧相结合的结构。