一种数控机床加工用夹具的制作方法

本发明涉及数控机床加工技术领域，具体为一种数控机床加工用夹具。

背景技术：

车床夹具是指在车床上用来加工工件内、外回转面及端面的夹具，车床夹具多数安装在主轴上，少数安装在床鞍或床身上，主要用于车床在加工过程中对于工件的定位夹持作用，在零件加工过程中起着举足轻重的作用，夹具的精确度及操作繁杂度直接关系到车床零件加工的成品质量与效率。现有技术中使用较多的就是三坐标夹具，具体为三组夹具头相对运动，对工件的三个面进行夹持固定，由于三组夹具头均为独立操作，无法保证三组家居头的同步性，故而对于一些精度要求高的工件便难以保证加工件的中心轴定位准确，同时，不同的加工件对于夹具的夹头形状有着不同的需求，更换夹具头不仅麻烦而且会大大影响车床加工的效率，另外，还有一些数控车床加工件在加工时，夹具对工件的夹持力度有着很高的要求，不宜采用过大的夹持力度，同时又不能采用较小的夹持力度进行加工打磨，因此需要一种数控加工车床夹具以解决上述问题。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种数控机床加工用夹具，具备三点坐标夹具同步夹持保证工件中心稳定、电路精确控制夹具对工件表面的夹持力度、夹具头形状变换使用以适应不同工件的夹持需求、自动化程度高等优点，解决了传统三坐标夹具的三组夹具头均为独立操作，无法保证三组家居头的同步性，故而对于一些精度要求高的工件便难以保证加工件的中心轴定位准确，同时，不同的加工件对于夹具的夹头形状有着不同的需求，更换夹具头不仅麻烦而且会大大影响车床加工的效率，另外，还有一些数控车床加工件在加工时，夹具对工件的夹持力度有着很高的要求，不宜采用过大的夹持力度，同时又不能采用较小的夹持力度进行加工打磨的问题。

（二）技术方案

为实现上述三点坐标夹具同步夹持保证工件中心稳定、电路精确控制夹具对工件表面的夹持力度、夹具头形状变换使用以适应不同工件的夹持需求和自动化程度高的目的，本发明提供如下技术方案：一种数控机床加工用夹具，包括支撑座，所述支撑座的顶端固定连接有底板，所述底板的内部活动套接有锥形驱动齿轮，所述锥形驱动齿轮的底端固定连接有支撑轴，所述支撑轴的底端与支撑座内腔的底端活动连接，所述支撑轴外壁的中部固定套接有从动轮，所述从动轮的外部通过传动带与驱动电机的输出轴传动连接，所述驱动电机的底端与支撑座内腔的底端固定连接，所述锥形驱动齿轮与锥形调节齿轮啮合，所述锥形调节齿轮设有三组，三组所述锥形调节齿轮绕锥形驱动齿轮的中心轴环形阵列分布，所述锥形调节齿轮的外部活动套接有轴承座，所述轴承座的底端与底板的顶端固定连接，所述锥形调节齿轮的内部螺纹连接有调节螺杆，所述调节螺杆外壁的中部活动套接有固定套筒，所述固定套筒的外部与安装板的内部固定连接，所述安装板的底端与底板顶端的一侧固定连接，所述调节螺杆的一端固定连接有固定板，所述固定板的底端固定安装有调压装置，所述固定板和安装板的顶端分别固定连接有支撑杆和限位板，所述支撑杆的顶端固定连接有压杆，且压杆的外部与限位板的内部滑动连接，所述压杆的一端固定连接有圆柱形压块，所述圆柱形压块的内部固定套接有安装轴，所述安装轴的上下两端分别与扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ的上下两端活动套接，所述扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ一侧的中部均固定安装有垫片，所述扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ的顶端均固定安装有收缩变换装置，所述扇形夹板Ⅰ位于收缩变换装置一侧的顶端固定安装有锁扣机构。

优选的，所述调压装置包括连接板，所述连接板的顶端与固定板的底端固定连接，所述连接板的底端伸入调压筒的内腔，所述调压筒的一端与安装板的一侧固定连接，所述连接板伸入调压筒内部的一侧固定连接有导电铜片Ⅰ，所述调压筒的内部滑动连接有滑块，所述滑块的左右两侧分别固定安装有导电铜片Ⅱ和衔铁块，所述滑块位于衔铁块处的一侧与调压弹簧的一端固定连接，所述调压弹簧的另一端与调压筒内腔的一端固定连接，所述调压筒内腔位于调压弹簧内部的一端固定连接有电磁铁。

优选的，所述收缩变换装置包括连接轴Ⅰ，所述连接轴Ⅰ的底端与压杆的顶端固定连接，所述连接轴Ⅰ外壁的顶部活动套接有收缩杆，所述收缩杆外部的一端与收缩筒的内部活动套接，所述收缩筒的另一端与连接轴Ⅱ外壁的顶部活动套接，所述连接轴Ⅱ的底端与扇形夹板Ⅱ的顶端固定连接，所述收缩杆伸入收缩筒内部的一端固定连接有回复弹簧，所述回复弹簧的另一端与收缩筒的内底固定连接。

优选的，所述锁扣机构包括固定轴，所述固定轴的底端与扇形夹板Ⅰ的顶端固定连接，所述固定轴外壁的顶端活动套接有卡板，所述卡板的另一端开设有卡槽，所述卡槽的内部卡接有卡杆，所述卡杆的底端与扇形夹板Ⅱ的顶端固定连接，所述卡槽内部的销孔卡接有销轴，所述销轴伸出卡槽的一端与拉簧的一端固定连接，所述拉簧的另一端与卡板的另一端固定连接。

优选的，所述限位板一侧的底部固定安装有封料板，所述封料板的顶端放置有承料槽，所述封料板与承料槽均位于轴承座的正上方。

优选的，所述安装板内壁的顶端固定连接有限位条，所述限位条与固定套筒顶端开设的限位槽卡接。

优选的，所述电磁铁的输出端与电源的输入端电连接，所述电源的输出端与开关的输入端电连接，所述开关的输出端与滑动变阻器的输入端电连接，所述滑动变阻器的输出端与电流表的输入端电连接，所述电流表的输出端与分压电阻的输入端电连接，所述分压电阻的输出端与电磁铁的输入端电连接。

优选的，所述导电铜片Ⅰ的一侧与电磁继电器的低压控制电路输出端电连接，所述电磁继电器的低压控制电路输入端与导电铜片Ⅱ的一侧电连接，所述电磁继电器的高压工作电路输出端与驱动电机的输入端电连接，所述电磁继电器的高压工作电路输入端与驱动电机的输出端电连接。

优选的，所述电磁铁对于衔铁块的磁性吸附力大于调压弹簧对于滑块的弹性恢复力。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种数控机床加工用夹具，具备以下有益效果：

1、该数控机床加工用夹具，通过驱动电机带动从动轮转动，从而使得锥形驱动齿轮带动三组锥形调节齿轮同步转动，进而保证了三组调节螺杆的同步运动，带动三组垫片对工件的夹持效果，保证了夹具工作时对工件夹持的绝对中心位置，避免了人为调节误差而导致的夹持中心不稳定的问题。

2、该数控机床加工用夹具，通过设置调压装置，调节电磁铁对于衔铁块的电磁吸附力，从而调节导电铜片Ⅱ与导电铜片Ⅰ之间的距离，进而调节三组调节螺杆的相对距离，当驱动电机带动三组调节螺杆相对运动时，导电铜片Ⅱ与导电铜片Ⅰ接触，启动电磁继电器的高压工作电路，使得驱动电机停止运转，实现夹具对于工件的定压定距夹持。

3、该数控机床加工用夹具，通过将夹具对工件夹持的夹头设为扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ两个部分，合并时，利用锁扣机构，可保证扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ稳定合并，从而垫片对工件进行平面夹持，松开锁扣机构时，扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ分别在两个收缩变换装置的作用下，将扇形夹板Ⅰ和扇形夹板Ⅱ分别拉回，露出圆柱形压块的一侧，可方便的变换曲面夹头夹持工件，适用范围广，加工过程中更换方便快捷。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明收缩变换装置与锁扣机构俯视图；

图3为本发明锁扣机构打开状态示意图；

图4为本发明图1的A处放大示意图；

图5为本发明图1的B处放大示意图；

图6为本发明固定套筒与安装板活动套接剖面示意图；

图7为本发明限位板与压杆滑动连接示意图；

图8为本发明电磁铁调节电路连接示意图；

图9为本发明电磁继电器控制电路连接示意图。

图中：1支撑座、2底板、3锥形驱动齿轮、4支撑轴、5从动轮、6传动带、7驱动电机、8锥形调节齿轮、9轴承座、10调节螺杆、11固定套筒、12安装板、13固定板、14调压装置、141连接板、142调压筒、143导电铜片Ⅰ、144滑块、145导电铜片Ⅱ、146衔铁块、147调压弹簧、148电磁铁、15支撑杆、16限位板、17压杆、18圆柱形压块、19安装轴、20扇形夹板Ⅰ、21扇形夹板Ⅱ、22垫片、23收缩变换装置、231连接轴Ⅰ、232收缩杆、233收缩筒、234连接轴Ⅱ、235回复弹簧、24锁扣机构、241固定轴、242卡板、243卡槽、244卡杆、245销轴、246拉簧、25封料板、26承料槽、27限位条、28限位槽、29电源、30开关、31滑动变阻器、32电流表、33分压电阻、34电磁继电器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，一种数控机床加工用夹具，包括支撑座1，支撑座1的顶端固定连接有底板2，底板2的内部活动套接有锥形驱动齿轮3，锥形驱动齿轮3的底端固定连接有支撑轴4，支撑轴4的底端与支撑座1内腔的底端活动连接，支撑轴4外壁的中部固定套接有从动轮5，从动轮5的外部通过传动带6与驱动电机7的输出轴传动连接，驱动电机7的底端与支撑座1内腔的底端固定连接，锥形驱动齿轮3与锥形调节齿轮8啮合，锥形调节齿轮8设有三组，三组锥形调节齿轮8绕锥形驱动齿轮3的中心轴环形阵列分布，锥形调节齿轮8的外部活动套接有轴承座9，轴承座9的底端与底板2的顶端固定连接，锥形调节齿轮8的内部螺纹连接有调节螺杆10，通过驱动电机7带动从动轮5转动，从而使得锥形驱动齿轮3带动三组锥形调节齿轮8同步转动，进而保证了三组调节螺杆10的同步运动，带动三组垫片22对工件的夹持效果，保证了夹具工作时对工件夹持的绝对中心位置，避免了人为调节误差而导致的夹持中心不稳定的问题，调节螺杆10外壁的中部活动套接有固定套筒11，固定套筒11的外部与安装板12的内部固定连接，安装板12的底端与底板2顶端的一侧固定连接，安装板12内壁的顶端固定连接有限位条27，限位条27与固定套筒11顶端开设的限位槽28卡接，保证锥形调节齿轮8转动时，调节螺杆10不产生相对转动，只进行横移动作，调节螺杆10的一端固定连接有固定板13，固定板13的底端固定安装有调压装置14，通过设置调压装置14，调节电磁铁148对于衔铁块146的电磁吸附力，从而调节导电铜片Ⅱ145与导电铜片Ⅰ143之间的距离，进而调节三组调节螺杆10的相对距离，当驱动电机7带动三组调节螺杆10相对运动时，导电铜片Ⅱ145与导电铜片Ⅰ143接触，启动电磁继电器34的高压工作电路，使得驱动电机7停止运转，实现夹具对于工件的定压定距夹持，调压装置14包括连接板141，连接板141的顶端与固定板13的底端固定连接，连接板141的底端伸入调压筒142的内腔，调压筒142的一端与安装板12的一侧固定连接，连接板141伸入调压筒142内部的一侧固定连接有导电铜片Ⅰ143，调压筒142的内部滑动连接有滑块144，滑块144的左右两侧分别固定安装有导电铜片Ⅱ145和衔铁块146，导电铜片Ⅰ143的一侧与电磁继电器34的低压控制电路输出端电连接，电磁继电器34的低压控制电路输入端与导电铜片Ⅱ145的一侧电连接，电磁继电器34的高压工作电路输出端与驱动电机7的输入端电连接，电磁继电器34的高压工作电路输入端与驱动电机7的输出端电连接，滑块144位于衔铁块146处的一侧与调压弹簧147的一端固定连接，调压弹簧147的另一端与调压筒142内腔的一端固定连接，调压筒142内腔位于调压弹簧147内部的一端固定连接有电磁铁148，电磁铁148的输出端与电源29的输入端电连接，电源29的输出端与开关30的输入端电连接，开关30的输出端与滑动变阻器31的输入端电连接，滑动变阻器31的输出端与电流表32的输入端电连接，电流表32的输出端与分压电阻33的输入端电连接，分压电阻33的输出端与电磁铁148的输入端电连接，调节滑动变阻器31，改变电路中的电流值，从而改变电磁铁148的电磁力，使得电磁铁148对衔铁块146磁性吸附力改变，配合调压弹簧147，可改变导电铜片Ⅰ143和导电铜片Ⅱ145之间的距离，从而改变导电铜片Ⅰ143和导电铜片Ⅱ145接触时调节螺杆10横移的距离，通过电流表32的读数，即可方便的数字化调节，精确而便捷，从而不仅可以根据工件尺寸进行夹具尺寸调节，也可根据工件尺寸，调节夹具对工件的夹持力度，电磁铁148对于衔铁块146的磁性吸附力大于调压弹簧147对于滑块144的弹性恢复力，保证电磁铁148对衔铁块146电磁吸附力改变时，使得调压弹簧147产生对应的形变位移，固定板13和安装板12的顶端分别固定连接有支撑杆15和限位板16，限位板16一侧的底部固定安装有封料板25，封料板25的顶端放置有承料槽26，封料板25与承料槽26均位于轴承座9的正上方，承料槽26可承接工件加工打磨过程中产生的碎屑等尘埃垃圾，保护封料板25下方的调节结构拥有稳定的工作环境，保护机构长时间稳定运行，支撑杆15的顶端固定连接有压杆17，且压杆17的外部与限位板16的内部滑动连接，压杆17的一端固定连接有圆柱形压块18，圆柱形压块18的内部固定套接有安装轴19，安装轴19的上下两端分别与扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21的上下两端活动套接，通过将夹具对工件夹持的夹头设为扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21两个部分，合并时，利用锁扣机构24，可保证扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21稳定合并，从而垫片22对工件进行平面夹持，松开锁扣机构24时，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21分别在两个收缩变换装置23的作用下，将扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21分别拉回，露出圆柱形压块18的一侧，可方便的变换曲面夹头夹持工件，适用范围广，加工过程中更换方便快捷，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21一侧的中部均固定安装有垫片22，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21的顶端均固定安装有收缩变换装置23，收缩变换装置23包括连接轴Ⅰ231，连接轴Ⅰ231的底端与压杆17的顶端固定连接，连接轴Ⅰ231外壁的顶部活动套接有收缩杆232，收缩杆232外部的一端与收缩筒233的内部活动套接，收缩筒233的另一端与连接轴Ⅱ234外壁的顶部活动套接，连接轴Ⅱ234的底端与扇形夹板Ⅱ21的顶端固定连接，收缩杆232伸入收缩筒233内部的一端固定连接有回复弹簧235，回复弹簧235的另一端与收缩筒233的内底固定连接，扇形夹板Ⅰ20位于收缩变换装置23一侧的顶端固定安装有锁扣机构24，锁扣机构24包括固定轴241，固定轴241的底端与扇形夹板Ⅰ20的顶端固定连接，固定轴241外壁的顶端活动套接有卡板242，卡板242的另一端开设有卡槽243，卡槽243的内部卡接有卡杆244，卡杆244的底端与扇形夹板Ⅱ21的顶端固定连接，卡槽243内部的销孔卡接有销轴245，销轴245伸出卡槽243的一端与拉簧246的一端固定连接，拉簧246的另一端与卡板242的另一端固定连接，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21在紧密贴紧时，卡槽243恰好与卡杆244卡接，保证扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21在夹持工件时不产生滑移现象，提高装置的稳定性。

工作时，根据待加工件的所需夹持力度要求及工件尺寸要求，调节滑动变阻器31，改变电磁铁148的电磁力，根据电流表32的示数确定电磁铁148对于衔铁块146吸附力而使得调压弹簧147受压形变位移的数值，从而进一步确定导电铜片Ⅰ143与导电铜片Ⅱ145接触所需要位移的距离，以适应待加工件的尺寸后，启动驱动电机7，带动从动轮5转动，从动轮5带动锥形驱动齿轮3转动，带动三组锥形调节齿轮8同步转动，从而带动三组调节螺杆10同步相对横移，调节螺杆10再带动压杆17横移，使得垫片22逐步贴近加工件，当导电铜片Ⅰ143与导电铜片Ⅱ145接触时，电磁继电器34的高压工作电路启动，将驱动电机7控制停止转动，恰好达到事先设定的夹持参数值，当需要改变夹具的夹头形状以适应不同的工件表面夹持要求时，拔出销轴245，转动卡板242，使得卡板242脱离卡杆244，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21在两个回复弹簧235的拉力作用下分别绕安装轴19转动，使得圆柱形压块18一侧的圆弧面露出，可进行圆弧面夹持功能。

综上所述，该数控机床加工用夹具，通过驱动电机7带动从动轮5转动，从而使得锥形驱动齿轮3带动三组锥形调节齿轮8同步转动，进而保证了三组调节螺杆10的同步运动，带动三组垫片22对工件的夹持效果，保证了夹具工作时对工件夹持的绝对中心位置，避免了人为调节误差而导致的夹持中心不稳定的问题；通过设置调压装置14，调节电磁铁148对于衔铁块146的电磁吸附力，从而调节导电铜片Ⅱ145与导电铜片Ⅰ143之间的距离，进而调节三组调节螺杆10的相对距离，当驱动电机7带动三组调节螺杆10相对运动时，导电铜片Ⅱ145与导电铜片Ⅰ143接触，启动电磁继电器34的高压工作电路，使得驱动电机7停止运转，实现夹具对于工件的定压定距夹持；通过将夹具对工件夹持的夹头设为扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21两个部分，合并时，利用锁扣机构24，可保证扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21稳定合并，从而垫片22对工件进行平面夹持，松开锁扣机构24时，扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21分别在两个收缩变换装置23的作用下，将扇形夹板Ⅰ20和扇形夹板Ⅱ21分别拉回，露出圆柱形压块18的一侧，可方便的变换曲面夹头夹持工件，适用范围广，加工过程中更换方便快捷；解决了传统三坐标夹具的三组夹具头均为独立操作，无法保证三组家居头的同步性，故而对于一些精度要求高的工件便难以保证加工件的中心轴定位准确，同时，不同的加工件对于夹具的夹头形状有着不同的需求，更换夹具头不仅麻烦而且会大大影响车床加工的效率，另外，还有一些数控车床加工件在加工时，夹具对工件的夹持力度有着很高的要求，不宜采用过大的夹持力度，同时又不能采用较小的夹持力度进行加工打磨的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。