专利名称：一种用于加工连续曲面的夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于机械加工的一种夹具，尤其涉及一种用于加工连续曲面的夹具。
背景技术：
磨床系指用磨具或磨料加工工件各种表面的机床，一般用于对零件淬硬表面做精密切削加工。磨床种类繁多，平面磨床是最常见的磨床之一，主要用于磨削加工工件平面。平面磨床结构较为复杂，加工精度高，是通过砂轮旋转研磨工件以使其可达到要求的平整度的常用机械加工设备，其工作特点是在加工过程中，通过电磁线圈通电产生磁力将工件固定在磨床床身上不动，让刀具旋转，将刀具对准工件表面，由床身作周期往复水平运动，刀具沿垂直方向进给，操作方式既可使手动，也可是机动；磨床加工中刀具的旋转运动时主运动，刀具的垂直移动与床身的水平移动为副运动。平面磨床的结构决定了只能满足精度加工平面的需要，利用其此特点，可通过调整工件放置安装角度，满足曲面精度加工的需要，但其不能满足连续性曲面精度加工的需要。例如作为三辊式冷轧管机的主要工模具，如图1所示的滑槽P，是一带贯通凹槽与连续曲面的矩形体，其顶部是一由若干条不同长度的平面组成的连续曲面。在无缝钢管轧制中，轧辊安装在滑槽凹槽内，轧辊两侧端部在滑槽连续曲面上座往复周期运动，完成对无缝钢管的金属冷变形加工，因此滑槽的连续曲面的加工精度要求非常高，尤其是要求各曲面之间必须是光滑连接，一旦出现不平滑缺陷，就会导致轧辊在滑槽上的运动出现跳动、抖动等问题，直接导致无缝钢管的轧制偏差与缺陷，因此滑槽连续曲面的精度加工，与无缝钢管的轧制质量密切相关。目前，三辊式冷轧管机滑槽的连续曲面加工，由平面磨床完成。由于平面磨床不能满足连续曲面的需要，目前只能通过样板划线方式加工，即事先根据滑槽规格，制作专用金属样板，利用样板在滑槽侧面涂色后划线并做标记，然后将滑槽放置在平面磨床床身上的平口钳上固定，根据划线标记，手动逐一单独加工由这若干条直线组成的若干个连续曲面，每加工一个曲面需要多次测量，完成后就松开平口钳重新调整滑槽的角度加工下一个曲面，直至完工。上述“样板划线方式”的加工方式操作繁琐、效率低，且加工精度不高，而且需要经过手动抛光、修正，才能实现连续曲面的光滑连接。除了上述“样板划线方式”的加工方式之外，随着数控技术的不断完善，还可采用数控加工的方式，通过计算机自动调整刀具与工件的角度，实现连续曲面的精度加工，但一套数字化加工设备价格过于高昂，大大增加了生产成本。
发明内容
本发明目的是提供一种用于加工连续曲面的夹具，该夹具设于可以配合现有的平面加工设备进行使用，从而使原本只能进行平面加工的设备可以实现加工连续的平滑曲面。使用该夹具加工连续曲面的方式较之现有的“样板划线”加工，大大提高了工作效率， 提高了产品的加工精度；此外其较之现有的数控加工方式，大大降低了生产成本。根据本发明的上述目的，提出一种用于加工连续曲面的夹具，其包括一水平固定设置的支承底板；至少一调节螺杆，垂直设立于所述支承底板的左端，所述调节螺杆的下端与支承底板可转动连接；一面板，其左端与所述调节螺杆连接，所述调节螺杆上设有一对定位螺母，分别设于所述面板的上方和下方；一转动机构，设于面板右端与支承底板右端之间，所述面板与支承底板通过转动机构实现可转动连接。优选地，所述用于加工连续曲面的夹具还包括一测量装置，固定设于所述支承底板上，所述测量装置包括一角度标尺，其上端与所述面板固定连接，所述角度标尺为一弧形体，弧形体表面标有角度刻度；一立柱，固定设于所述支承底板上，所述立柱上端固定设有一标尺板，所述标尺板上开有一与角度标尺匹配的槽，所述角度标尺与槽配合连接。角度标尺与槽之间的相对位移即可对面板转过的角度进行表示度量。优选地，所述测量装置还包括一直尺，垂直设立于所述支承底板上，所述直尺的下端与支承底板固定连接，所述直尺上标有长度刻度。该直尺通过三角形角边关系对面板转过的角度进行测量，对上述角度标尺测量的角度值起校对作用。优选地，所述用于加工连续曲面的夹具还包括一调节支座，设于所述面板和支承底板之间，所述调节支座包括一套筒，固定设于所述支承底板上，所述套筒内开有一垂直的中心通孔，所述支承底板上开有一对应中心通孔的底板通孔；一调节螺钉，贯穿所述中心通孔，所述调节螺钉的下端设于所述底板通孔内；一调节螺母，设于所述套筒上方，与所述调节螺钉螺纹连接。优选地，所述转动机构包括一轴承座，固定设于所述支承底板上；一转轴，设于所述轴承座内，所述转轴与面板固定连接。优选地，所述调节螺杆的下端设有一圆环，一圆柱销穿过所述圆环与支承底板固定连接，用以实现调节螺杆与支承底板的可转动连接。优选地，所述面板和支承底之间还设有至少一支承钉，对面板起支承作用。优选地，所述调节螺杆为两根，分别设于支承底板左端的前部和后部。本发明所述的夹具其使用方法为首先将支承底板水平固定设置；然后将待加工工件固定设于面板上；加工连续曲面的过程中，根据加工需要旋转定位螺母，初步调整面板与调节螺杆的连接位置，使面板通过转动机构绕支承底板转动，从而始终保证待加工工件的加工平面与刀具的垂直中心线垂直。面板绕支承底板转动的角度通过角度标尺与标尺板之间的相对位移测得，同时，利用三角形的边角关系，直尺通过其测得的直线距离也可对也可面板绕支承底板转动的角度进行标识测量。为了对面板的位置进行进一步的精调，采用调节支座对面板的位置进行微调，从而始终保证待加工工件的加工平面与刀具的垂直中心线垂直。具体为旋转调节螺母，使得与其连接的调节螺钉上下移动，从而将位于调节螺钉上方的面板顶起。应当了解的是，本发明适用于与各种进行平面加工的设备配合使用，从而对由多个平面组成的曲面进行加工，平面加工设备包括平面磨床，但不限于平面磨床。本发明由于采用了以上技术方案，使其兼具设备简单、成本低廉与加工精度高的优点。
图1为一种具有连续曲面的滑槽的结构示意图。 图加为本发明的一种典型实施例的主视图。 图2b为图加的右侧视图。
图3a为本发明的一种典型实施例中调节螺杆的结构示意图。 图北为图3a的侧视图。
图如本发明的一种典型实施例中面板的结构示意图。 图4b为图如的俯视图。
图5为本发明的一种典型实施例中支承底板的结构示意图。 图6a为本发明的一种典型实施例中标尺板的结构示意图。 图6b图6a的俯视图。
图7为本发明的一种典型实施例中角度标尺的结构示意图。 图8为本发明的一种典型实施例中调节支座的结构示意图。 图9为本发明的一种典型实施例中夹具是设置示意图。 图10为本发明的一种典型实施例中夹具的工作状态示意图。 附图标记说明
1-调节螺杆
5-直尺
9-支承钉
13-柱销
32-支承钉孔
81-支承底板开口槽
2-标尺板 6-转轴 10-角度标尺 21-立柱 71-套筒 82-底板通孔
3-面板 7-调节支座 11-定位螺母 22-异型槽 72-调节螺钉 P-待加工滑槽
4-轴承座 8-支承底板 12-圆环 31-面板开口槽 73-调节螺母 T-夹具
Q-刀具
S-平面磨床床身
具体实施例方式本实施例为本发明所述的用于加工连续曲面的夹具的一种典型实施方式，在本实施例中该夹具与平面磨床配合使用。如图加和图2b所示，该夹具包括水平固定设置的支承底板8，两个调节螺杆1分别垂直对称设立于支承底板8左端的前部和后部，面板3的左端与两个调节螺杆1对应连接，各调节螺杆1上均设有一对定位螺母，分别设于面板3的上方和下方，对面板3与调节螺杆1的连接位置起定位作用，面板3的右端与支承底板8右端之间设有由轴承座4和转轴6，轴承座4与支承底板8固定连接，转轴6与面板固定连接，这样通过调整调节螺杆2与面板3的连接位置，便可使面板3通过轴承座4和转轴6实现其与支承底板8的相对转动。 为了便于对面板3转动的角度和距离进行测量，该夹具还设置了测量装置，测量装置包括 下端与支承底板8固定连接的直尺5，以及上端与面板3固定连接的角度标尺，其中角度标尺与标尺板2配合连接。为了精确调节面板3的位置，该夹具还设置了调节支座7，用于对面板3的位置进行微调。如图3a和图北所示，调节螺杆1上设有一对定位螺母11，调节螺杆1的下端设有圆环12，柱销13穿过圆环12与支承底板8固定连接，从而实现了调节螺杆1与支承底板8 的可转动连接。如图如和4b所示，面板3的左端对应与调节螺杆连接的位置开有两个面板开口槽31，调节螺杆与面板开口槽31配合连接，此外面板3上还设有两个支承钉孔32，两个支承钉9通过支承钉孔32与面板3固定连接，用以对面板起支承作用。角度标尺10的上端与面板3固定连接。如图5所示，支承底板8的左端对应与调节螺杆连接的位置开有两个支承底板开口槽81，用以实现与调节螺栓的连接，支承底板8上还开有一底板通孔，用于设置调节支座中的调节螺钉。关于调节支座的具体结构将在下文中做详细描述。如图6a和图6b所示，标尺板2通过立柱21固定设置在支承底板上，标尺板2上设有一异型槽22，该异型槽22的形状与角度标尺相匹配，角度标尺设于该异型槽22中。本实施例中异型槽为V型槽，是因为角度标尺的外表面为V型。需要了解的是，本发明中的异型槽并不限于图6a和图6b中所显示的形状，只要是与角度标尺相匹配的槽，都在本发明所要保护的范围内。如图7所示，角度标尺10通过设于其上的孔实现与面板的固定连接。角度标尺10 为一弧形体，本实施例中根据生产的需要角度标尺10的弧度为22°，圆弧半径为四0讓。应当了解的是，根据实际生产加工的需要，角度标尺的弧度和圆弧半径可以设定为任何值，不限于本实施例中所举的例子。如图8所示，调节支座包括套筒71，套筒71固定设于支承底板上，套筒71的中心开有中心通孔，调节螺钉72贯穿中心通孔，调节螺钉72的上端为顶尖状，其尾端设于支承底板的底板通孔内，调节螺母73与调节螺钉72螺纹连接，旋转调节螺母73，调节螺钉72便做直线上下运动，从而将面板顶起。本实施例中以该夹具与平面磨床的配合使用为例，来说明该夹具的使用过程。如图9所示，使用时，先将整个夹具T置于平面磨床的床身S上，通过电磁力将支承底板8水平固定，然后将待加工的滑槽P固定放置在面板3上，刀具Q用于对滑槽P的表面进行加工， 此时面板3与支承底板8之间的角度为0°。如图10所示，夹具T置于平面磨床的床身S上，当加工滑槽P上具有一定斜度的平面时，调整调节螺栓1与面板3左端的连接位置，使得面板3绕转轴6旋转过一定角度， 该角度为具有一定斜度的平面与水平面之间的夹角，从而保证该具有一定斜度的平面与刀具Q垂直设置，旋转的角度通过角度标尺10和直尺5测量。面板3的位置调整到位后，开动平面磨床进行平面加工。由此可见，本发明所述的用于加工连续曲面的夹具适用于与各种平面加工设备配合使用，从而有效的解决了普通平面加工设备加工连续曲面的精度问题。该夹具制造成本低、结构紧凑、拆装迅速、使用便捷，且能够满足加工精度的要求，因此具有良好的实施效^ ο 要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于加工连续曲面的夹具，其特征在于包括一水平固定设置的支承底板；至少一调节螺杆，垂直设立于所述支承底板的左端，所述调节螺杆的下端与支承底板可转动连接；一面板，其左端与所述调节螺杆连接，所述调节螺杆上设有一对定位螺母，分别设于所述面板的上方和下方；一转动机构，设于面板右端与支承底板右端之间，所述面板与支承底板通过转动机构实现可转动连接。
2.如权利要求1所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，还包括一测量装置，固定设于所述支承底板上，所述测量装置包括一角度标尺，其上端与所述面板固定连接，所述角度标尺为一弧形体，弧形体表面标有角度刻度；一立柱，固定设于所述支承底板上，所述立柱上端固定设有一标尺板，所述标尺板上开有一与角度标尺匹配的槽，所述角度标尺与槽配合连接。
3.如权利要求2所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，所述测量装置还包括一直尺，垂直设立于所述支承底板上，所述直尺的下端与支承底板固定连接，所述直尺上标有长度刻度。
4.如权利要求2或3所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，还包括一调节支座，设于所述面板和支承底板之间，所述调节支座包括一套筒，固定设于所述支承底板上，所述套筒内开有一垂直的中心通孔，所述支承底板上开有一对应中心通孔的底板通孔；一调节螺钉，贯穿所述中心通孔，所述调节螺钉的下端设于所述底板通孔内；一调节螺母，设于所述套筒上方，与所述调节螺钉螺纹连接。
5.如权利要求4所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，所述转动机构包括一轴承座，固定设于所述支承底板上；一转轴，设于所述轴承座内，所述转轴与面板固定连接。
6.如权利要求5所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，所述调节螺杆的下端设有一圆环，一圆柱销穿过所述圆环与支承底板固定连接，用以实现调节螺杆与支承底板的可转动连接。
7.如权利要求6所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，所述面板和支承底之间还设有至少一支承钉。
8.如权利要求7所述的用于加工连续曲面的夹具，其特征在于，所述调节螺杆为两根， 分别设于支承底板左端的前部和后部。
全文摘要
本发明公开了一种用于加工连续曲面的夹具，其包括一水平固定设置的支承底板；至少一调节螺杆，垂直设立于所述支承底板的左端，调节螺杆的下端与支承底板可转动连接；一面板，其左端与所述调节螺杆连接，所述调节螺杆上设有一对定位螺母，分别设于所述面板的上方和下方；一转动机构，设于面板右端与支承底板右端之间，所述面板与支承底板通过转动机构实现可转动连接。本发明所述的用于加工连续曲面的夹具适用于与各种平面加工设备配合使用，从而有效的解决了普通平面加工设备加工连续曲面的精度问题。此外，该夹具制造成本低、结构紧凑、拆装迅速、使用便捷。
文档编号B24B19/02GK102233545SQ20101015176
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者柏永超, 蔡斌, 陈涛 申请人:宝山钢铁股份有限公司