机床夹具及其夹紧装置的制作方法

1.本公开涉及用于夹紧圆盘形工件的机床夹具及其夹紧装置。


背景技术：

2.机床夹具是用于在机床上夹紧和定位工件的装置，其通常由联接元件、底座、夹紧装置、定位元件等部件组成。圆盘形工件和圆柱形工件是常见的采用机床进行加工的零件类型。
3.叶轮是一种典型的圆盘形工件，在现有技术中，通常采用五轴计算机数控机床加工叶轮，并且在加工时采用中心定位杆对叶轮进行定位。由于五轴计算机数控机床价格昂贵，导致叶轮的加工成本大幅增加。
4.此外，存在一些其他的价格相对便宜的非五轴机床，例如德国巨浪12系列的机床，其仅配备有用于夹紧圆柱形工件c的夹具，例如如图1所示。图1是现有技术中用于夹紧圆柱形工件c的机床夹具的透视图，图2a和图2b分别是图1所示的机床夹具的夹紧装置的透视图和正视图。该夹紧装置包括一对夹块a,b，夹块a,b的夹爪的v形支撑面相互配合以将圆柱形工件c夹紧在其间。取决于夹块a,b的构型，该夹紧装置仅能用于夹紧直径较小(诸如为10mm
‑
40mm)的圆柱形工件，并且在夹紧状态下，该圆柱形工件的纵向轴线(如图1所示)在水平面内延伸，以将加工面、即圆柱形工件的圆柱面暴露于机床的刀具，以便于加工。然而，叶轮的直径通常较大，且其加工面通常为其上表面和下表面，而非圆柱面。因此，上述夹具的夹紧装置并不能用于夹紧叶轮，这将导致此类机床无法加工叶轮。
5.因此，希望寻求一种能够以较低的成本加工叶轮等圆盘形工件的解决方案。正是基于以上背景提出了本实用新型。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本公开提供了一种用于夹紧圆盘形工件的机床夹具，其能够与价格相对便宜的非五轴机床组合使用，以降低圆盘形工件的加工成本。
7.本公开还提供了一种机床夹具的夹紧装置，该夹紧装置能够用于夹紧圆盘形工件，使得配置有该夹紧装置的机床能够加工圆盘形工件。
8.本公开提出了一种机床夹具的夹紧装置，所述夹紧装置包括第一夹块和第二夹块，第一夹块和第二夹块中的每一个包括：夹块本体；设置在夹块本体的一端的凸台，凸台的上表面用作工件的预支撑面；以及基本横向于夹块本体设置于其上的夹爪，夹爪朝向凸台的侧面用作工件的支撑面，所述支撑面为弧形并且被布置为与凸台的上表面基本垂直。
9.在一个实施例中，弧形的支撑面包括由多个凹部分隔开的多个支撑面部分。
10.在一个实施例中，所述工件为包括轮盘和多个叶片的叶轮，相邻凹部之间的每个支撑面部分的长度大于相邻叶片之间的间距。
11.在一个实施例中，所述夹爪的横向尺寸大于所述夹块本体的横向尺寸。
12.在一个实施例中，所述凸台中的每一个的上表面均设置有沟槽。
13.在一个实施例中，所述沟槽横跨整个上表面从其一端延伸到另一端。
14.在一个实施例中，所述凸台与夹爪通过过渡区间隔开，所述凸台中的每一个的上表面高于所述过渡区的上表面，并且低于所述夹爪的上表面。
15.在一个实施例中，所述沟槽中的至少一个的底面上设置有气密封孔，所述气密封孔被配置为当工件正确放置时被堵住。
16.本公开还提出了一种机床夹具，所述机床夹具包括：底座，其包括线性滑轨，以及安装在线性滑轨中的第一滑块和第二滑块；以及根据前述任一项所述的夹紧装置，其中，所述夹紧装置的第一夹块和第二夹块分别经由紧固件安装在所述第一滑块和第二滑块上。
17.在一个实施例中，所述底座还包括设置在所述线性滑轨两端的第一挡块和第二挡块。
18.根据本公开的机床夹具及其夹紧装置能够用于夹紧诸如叶轮的圆盘形工件，并且能够与价格相对便宜的非五轴机床组合使用，从而使得能够以较低的成本加工诸如叶轮的圆盘形工件。
附图说明
19.提供说明书附图以帮助阅读者更透彻地理解本公开，其中：
20.图1是现有技术中用于夹紧圆柱形工件的机床夹具的透视图；
21.图2a和图2b分别是图1所示的机床夹具的夹紧装置的透视图和正视图；
22.图3是根据本实用新型的用于夹紧圆盘形工件的机床夹具的透视图；
23.图4是图3所示的机床夹具的底座的透视图；
24.图5是图3所示的机床夹具的夹紧装置的透视图；
25.图6是图3所示的机床夹具所夹持的叶轮的透视图；以及
26.图7是图3所示的机床夹具与叶轮的装配细节的放大图。
27.图中附图标记：1.机床夹具；2.叶轮；11.底座；12.夹紧装置；110.滑轨；112.第一滑块；114.第二滑块；116.第一挡块；118.第二挡块；122.第一夹块；124.第二夹块；1220,1240.夹块本体；1221,1241.凸台；1222,1242.夹爪；1223,1243.沟槽；1224.气密封孔；1225,1245.支撑面；1226,1246.凹部；1227,1247.上表面；1228,1248.过渡区；20.轮盘；21.叶片；g.间隙
具体实施方式
28.下面通过具体实施例对本公开进行描述。应当理解，提供具体实施例仅是出于便于透彻理解本公开的目的，而不旨在限制本公开。因此，以下实施例只是示例性的，并且本公开的保护范围仅由所附权利要求限定。
29.图3是根据本实用新型的用于夹紧圆盘形工件的机床夹具1的透视图。图中以示例的方式将圆盘形工件示出为叶轮2(如图6所示)，但是根据本实用新型的机床夹具1并不限于夹紧叶轮2，而是可以用于夹紧其它各种类型的圆盘形工件。机床夹具1主要包括底座11(如图4所示)和安装在底座11上的夹紧装置12(如图5所示)。本领域技术人员将理解，机床夹具1还包括用于确定夹具相对于工作台的位置的联接元件，用于保证工件加工表面与道具之间的位置的对刀或导向元件，以及分度装置、上下料装置、平衡块等标准化元件。然而，
由于上述装置并非本实用新型的重点，因此，为了不必要地使本技术的重点变得模糊不清，本实用新型将省略对上述元件的详细描述。
30.参考图4，根据本实用新型的机床夹具1的底座11可以是机床已经配备的用于夹紧诸如圆柱形工件的机床夹具的底座，因此，根据本实用新型的机床夹具1不需要设置单独的底座11。该底座11包括线性滑轨110以及第一滑块112和第二滑块114。滑块112、114安装在该线性滑轨110中，并且能够在滑轨110中滑动。滑块112、114的滑动可以由本领域中已知的方式致动，例如采用液压致动、电致动以及手动致动等方式。进一步地，底座11可以包括设置在线性滑轨110两端的第一挡块116和第二挡块118。挡块116、118用于限定滑块112、114向滑轨110两端滑动的最远位置，防止滑块112、114从滑轨110中脱出。
31.参考图5，根据本实用新型的机床夹具1的夹紧装置12包括第一夹块122和第二夹块124。第一夹块122和第二夹块124可以经由销钉、螺钉等紧固件分别安装在第一滑块112和第二滑块114上(如图3所示，其中滑块112、114被夹块122、124遮挡而不可见)，并随着第一滑块112和第二滑块114在导轨110内的滑动而滑动，以夹紧或释放叶轮2。
32.再次参考图5，第一夹块122和第二夹块124的构造基本相同，为方便起见，此处以第一夹块122作为示例详细描述夹块的构造。第一夹块122包括夹块本体1220，设置在夹块本体1220的一端的凸台1221，以及基本横向于夹块本体1220设置在其上的夹爪1222。其中，凸台1221与夹爪1222通过大致扇形的过渡区1228(对于第二夹块124而言是过渡区1248)间隔开。该夹爪1222朝向凸台1221的侧面用作叶轮2的支撑面1225，该支撑面1225为弧形并且被布置为与凸台1221的上表面1227基本垂直。弧形支撑面1225的半径可以根据实际需要进行设置。优选地，夹爪1222的横向尺寸大于夹块本体1220的横向尺寸，以使弧形支撑面的面积较大，从而增强夹爪1222的支撑稳定性。
33.第一夹块122和第二夹块124的凸台1221、1241的上表面1227、1247用作叶轮2的预支撑面，叶轮2在被夹爪1222、1242夹紧之前由该预支撑面支撑。随着叶轮2被夹紧，夹爪1222、1242的弧形支撑面1225、1245用于支撑叶轮2，以确保加工稳定性，并使加工过程中叶轮2的形变最小化。
34.在本实用新型的一个实施例中，凸台1221、1241中的每一个的上表面1227、1247均设置有沟槽1223、1243，该沟槽用于容纳加工过程中产生的铁屑杂质等。另外，该沟槽1223、1243可以横跨整个相应的上表面从其一端延伸到另一端，以用于在叶轮2底部排出机加工冷却液等。进一步地，凸台1221的上表面1227高于过渡区1228的上表面，并且低于夹爪1222的上表面，这便于机加工冷却液从沟槽1223靠近过渡区1228的一端流出。
35.进一步地，沟槽1223、1243中的至少一个的底面上设置有气密封孔1224。在机床启动前，存在一路压缩空气从该气密封孔1224中持续吹出，当叶轮2被正确地放置在凸台1221、1241上时，气路被堵住。此外，机床上设置有用于感测气路状态的传感器，当气路被堵住后，该传感器将感测信号发送至控制器，控制器才能启动机床。这可以防止在未上料或者上料不到位的情况下启动机床，同时还能确保叶轮2在被正确放置(例如，不倾斜)的状态下被加工，从而提高产品在高度方向上的精度。
36.根据本实用新型的一个实施例，夹爪1222、1242的弧形支撑面1225、1245包括由凹部1226、1246分隔开的多个支撑面部分。该凹部1226、1246可以为一个或多个，并且可以将弧形支撑面均匀地分隔为多个支撑面部分。当夹爪1222、1242的弧形支撑面1225、1245与叶
轮2的圆周紧密配合时，在凹部1226、1246与叶轮2之间形成间隙g(如图7所示)，该间隙g可用于容纳前面工序的误差所导致的波动的叶轮外径。
37.取决于根据本实用新型的机床夹具1的构型，特别是其夹紧装置12的构型，该机床夹具1能够用于夹紧直径较大的叶轮2。进一步地，在夹紧状态下，叶轮2的加工面、即上表面或下表面暴露于刀具，以便于加工。
38.图6是图3所示的机床夹具所夹持的叶轮2的透视图，该叶轮2包括轮盘20和多个叶片21。图7是根据本实用新型的机床夹具与叶轮的装配细节的放大图。如图所示，相邻凹部1226之间的每个支撑面部分的长度大于相邻叶片21之间的间距，以确保至少一个叶片21被支撑在每个支撑面部分上，从而减小叶轮2的加工形变。
39.借助于根据本实用新型的机床夹具1，尤其是其夹紧装置12，诸如德国巨浪12系列的非五轴机床能够加工诸如叶轮2的圆盘形构件，这降低了圆盘形工件的加工成本。
40.需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”或“第二”等仅用于区别类似的对象，并不用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，被冠以“第一”或“第二”等的对象在适当的情况下可以互换。
41.尽管以上公开了本公开的具体实施例，但是本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的条件下，可以进行各种修改、替换和变化。因此，本公开的范围不局限于上述具体实施例，而是仅由所附权利要求限定。