一种异形零件装夹台及异形零件加工方法与流程

本发明涉及机械零件加工技术领域，尤其是一种异形零件装夹台，还涉及一种异形零件加工方法。

背景技术

机械零件又称机械元件是构成机械的基本元件，是组成机械和机器不可分拆的单个制件，机械零件既是研究和设计各种设备中机械基础件的一门学科，也是零件和部件的泛称；机械零部件的种类繁多，大小也不同，机械零部件在生产完毕后会进行下一步加工程序，如打磨、去毛边等，目前的零部件打磨装置在对零部件进行夹紧固定时，只能够对有平面的零部件进行夹紧固定，对于一些零部件为了保持表面的完整性和美观性，不能够对其进行夹紧固定，且对于一些表面面积小的、带有角度的、带有凹槽的、带有弧度的、不规则的异形零部件也无法对其进行夹紧固定或夹紧固定不稳定，夹紧不稳会使零部件在打磨时出现损坏，影响零部件的品质；因此目前需设计一种能够调节角度，且带有不同夹紧工具的零部件加工工具。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种异形零件装夹台，解决现有技术中无法很好的对异形零件进行夹紧固定的技术问题，能够根据零件的尺寸形状来调整装夹距离和角度，能够适用于表面面积小的、带有角度的、带有凹槽的、带有弧度的、不规则的异形零部件的装夹固定。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种异形零件装夹台，包括台体以及设置在台体顶面的操作板，所述操作板的板面上围绕同一中心点至少分布有4个支撑座，其中，至少有两个支撑座关于y轴对称，至少有两个支撑座关于x轴对称；每个支撑座上均设有朝向所述中心点方向的并且能够自锁的水平伸缩杆；水平伸缩杆朝向中心点的一端为内端，每个水平伸缩杆的内端上均通过能够在z轴方向上调节角度的角度调节锁紧机构连接有能够自锁的伸缩顶杆，从而使得伸缩顶杆能够同时进行角度调节和长度调节。

优选的，所述伸缩顶杆两端均设有挤压头，挤压头表面贴合覆盖有柔性保护层。

优选的，所述水平伸缩杆为螺纹杆，支撑座上设有沿水平方向贯通的内螺纹孔，水平伸缩杆通过内螺纹孔与支撑座螺纹连接，从而使得水平伸缩杆能够相对于支撑座进行伸缩。

优选的，所述水平伸缩杆的内端上设有连接座，所述连接座内设有开口朝向中心点并且竖向贯通连接座的u型槽；所述角度调节锁紧机构安装在u型槽内。

优选的，所述伸缩顶杆为带有外螺纹的螺纹杆，角度调节锁紧机构上设有竖向贯通的内螺纹孔，伸缩顶杆通过角度调节锁紧机构上内螺纹孔与角度调节锁紧机构螺纹连，从而使得伸缩顶杆能够相对于角度调节锁紧机构进行伸缩。

优选的，所述角度调节锁紧机构包括转轴与角度锁紧机构；转轴两端均通过圆柱形卡座分别连接在u型槽的两侧壁上；所述圆柱形卡座的一端固定连接在u型槽侧壁上，圆柱形卡座另一端为转轴安装端面，所述转轴安装端面上以自身圆心为中心开设有圆环卡槽；转轴卡入圆环卡槽内，从而与圆柱形卡座形成转动连接；所述角度锁紧机构包括穿套在伸缩顶杆上的同时具有内螺纹与外螺纹的螺纹套筒、带有内螺纹的螺纹旋转环以及圆弧形卡块；所述螺纹套筒通过内螺纹与伸缩顶杆螺纹连接，螺纹套筒通过外螺纹与螺纹旋转环套接螺纹连接；圆弧形卡块顶部设有能够供螺纹套筒通过的过孔，并且圆弧形卡块顶部与螺纹旋转件转动连接，使得螺纹旋转件能够绕伸缩顶杆轴线旋转；圆弧形卡块底面的曲率半径与圆柱形卡座端面的半径相同，使得圆弧形卡块底面能够贴合在圆柱形卡座的外圆周面上；圆弧形卡块的宽度大于两个圆柱形卡座转轴安装端面之间的距离，并且小于u型槽的槽宽。

优选的，所述角度调节锁紧机构包括转轴、角度导向机构以及角度锁紧机构；转轴两端均通过圆柱形卡座分别连接在u型槽的两侧壁上；所述圆柱形卡座的一端固定连接在u型槽侧壁上，圆柱形卡座另一端为转轴安装端面，所述转轴安装端面上以自身圆心为中心从内向外依次开设有内圆环卡槽、外圆环卡槽；转轴卡入内圆环卡槽内，从而与圆柱形卡座形成转动连接；所述角度锁紧机构包括穿套在伸缩顶杆上的带有外螺纹的螺纹套筒、带有内螺纹的螺纹旋转环以及圆弧形卡块；所述螺纹旋转环套接在螺纹套筒外并与其螺纹连接；圆弧形卡块顶部设有能够供螺纹套筒通过的过孔，并且圆弧形卡块顶部与螺纹旋转件转动连接，使得螺纹旋转件能够绕伸缩顶杆轴线旋转；圆弧形卡块底面的曲率半径与圆柱形卡座端面的半径相同，使得圆弧形卡块底面能够贴合在圆柱形卡座的外圆周面上；圆弧形卡块的宽度大于两个圆柱形卡座的转轴安装端面之间的距离，并且小于u型槽的槽宽；所述角度导向机构包括套接在伸缩顶杆上并固定连接在螺纹套筒下端的连接套，连接套底部两侧均固定连接有滑块，所述滑块外伸出连接套底部边缘并卡入圆柱形卡座的外圆环卡槽内。

本发明还提供一种异形零件加工方法，加工时采用本发明的异形零件装夹台进行装夹固定，并按如下步骤：

步骤1：将异形零件放置在操作板上，在异形零件上选择并标记出能分别与各伸缩顶杆相对的适于装夹固定的若干局部装夹位置，并且至少在x轴或y轴两个方向中的其中一个方向上的两个相对局部装置位置不在同一z轴高度上；

步骤2：粗调各水平伸缩杆以及伸缩顶杆的长度，使得各伸缩顶杆靠近在异形零件周围；

步骤3：根据各伸缩顶杆相对应的局部装夹位置的表面形状，调整各伸缩顶杆的角度并对角度进行锁定，使各个伸缩顶杆的轴线垂直于相对应的局部装夹位置；所述局部装夹位置的表面形状包括凹圆弧面、凸圆弧面以及平面；其中，若伸缩顶杆相对应的局部装置位置的表面形状为凹圆弧面或凸圆弧，则伸缩顶杆的轴线垂直于其切线方向；

步骤4：微调各伸缩顶杆的长度，使得各伸缩顶杆压紧在相对应的局部装夹位置上，从而使得异形零件在x、y、z三轴方向上被装夹固定：在x轴方向上的两个伸缩顶杆能够产生x轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在x轴方向或z轴方向上保持稳定；在y轴方向上的两个伸缩顶杆能够产生y轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在y轴方向或z轴方向上保持稳定。

本发明还提供另一种异形零件加工方法，采用本发明的加工时采用本发明的异形零件装夹台进行装夹固定，所述伸缩顶杆两端均设有挤压头，挤压头可拆卸连接在伸缩顶杆上，挤压头的形状为半球形、扁圆柱形、圆台形或圆锥形，并按如下步骤：

步骤101：将异形零件放置在操作板上，在异形零件上选择并标记出能分别与各伸缩顶杆相对的适于装夹固定的若干局部装夹位置，并且至少在x轴或y轴两个方向中的其中一个方向上的两个相对局部装置位置不在同一z轴高度上；

步骤102：根据各局部装夹位置的表面形状选择适宜的挤压头安装在伸缩顶杆上：当表面形状为带有孔、槽或角度的曲面时，选用半球形、圆台形或圆锥形的挤压头以便挤压头伸入孔、槽或角度内，以避免损伤异形零件表面；当表面形状为不带孔、槽与角度的曲面时，选用半球形或扁圆柱形的挤压头，以避免损伤异形零件表面；

步骤103：粗调各水平伸缩杆以及伸缩顶杆的长度，使得各伸缩顶杆靠近在异形零件周围；

步骤104：根据各伸缩顶杆相对应的局部装夹位置的表面形状，调整各伸缩顶杆的角度，即将伸缩顶杆绕转轴转动，使各个伸缩顶杆的轴线垂直于相对应的局部装夹位置；所述局部装夹位置的表面形状包括凹圆弧面、凸圆弧面以及平面；其中，若伸缩顶杆相对应的局部装置位置的表面形状为凹圆弧面或凸圆弧，则伸缩顶杆的轴线垂直于其切线方向；然后将螺纹旋转件相对于螺纹套筒旋转以调节圆弧形卡块的高度，使得圆弧形卡块进入u型槽内并使圆弧形卡块下表面同时与两个圆柱形卡座的外圆周面贴合，拧紧螺纹旋转将，以使圆弧形卡块压紧在圆柱形卡座上，从而锁定伸缩杆的角度，

步骤105：微调各伸缩顶杆的长度，使得各伸缩顶杆压紧在相对应的局部装夹位置上，从而使得异形零件在x、y、z三轴方向上被装夹固定：在x轴方向上的两个伸缩顶杆能够产生x轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在x轴方向或z轴方向上保持稳定；在y轴方向上的两个伸缩顶杆能够产生y轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在y轴方向或z轴方向上保持稳定。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明设置水平伸缩杆能够根据异形零件的外形大小来初步调节水平伸缩杆的长度，以形成初步的装夹空间；伸缩顶杆通过角度调节锁紧机构能够调整角度以对准异形零件上的局部装夹位置，并且角度调节锁紧机构能在z轴方向上调整角度使得伸缩顶杆能在z轴方向上产生分力对异形零件进行定位；再加上水平伸缩杆朝向中心点，那么安装在关于x轴对称的支撑座上的水平伸缩杆则是沿着x轴方向，安装在关于y轴对称的支撑座上的水平伸缩杆则是沿着y轴方向，那么安装在沿x轴方向上的水平伸缩杆上的伸缩顶杆能够在x轴方向上产生分力对异形零件进行定位；那么安装在沿y轴方向上的水平伸缩杆上的伸缩顶杆能够在y轴方向上产生分力对异形零件进行定位。

2、水平伸缩杆为螺纹杆并与支撑座螺纹连接，能够简化结构，具有自锁性，方便调节。

3、水平伸缩杆上设置带u型槽的连接座，便于安装角度调节锁紧机构，并且u型槽竖向贯通避免伸缩顶杆进行角度调节时发生运动干涉。

4、伸缩顶杆为螺纹杆并与转轴螺纹连接，能够简化结构，具有自锁性，方便调节。

5、本发明提供了两种角度调节锁紧机构，第一种是不带角度导向机构的，第一种是带有角度导向机构的；第一种角度调节锁紧机构的螺纹套筒需要与伸缩顶杆螺纹连接以固定伸缩顶杆上，在进行旋转螺纹旋转环进行角度锁紧时，需要捏住螺纹套筒，使得螺纹旋转环能够相对于螺纹套筒旋转。第二种角度调节锁紧机构的螺纹套筒不与伸缩顶杆螺纹连接，而是通过连接套与滑块支撑在圆柱性卡座上，那么角度导向机构不仅能够通过滑块在外圆环卡槽内旋转以进行角度导向，还能对螺纹套筒提供支撑，简化了结构，同时在旋转螺旋旋转环时，也可不必捏住螺纹套筒，可进行单手操作，使用更加方便。

6、本发明的异形零件加工方法，采用本发明的影响零件装夹台能够实现对异形零件的稳定夹持，为异形零件的顺利加工以及异形零件的加工品质的提高提供了有利保障。本发明的异形零件加工方法，能够适用于不同尺寸的异形零件。

7、本发明的异形零件加工方法通过选择适合的局部装夹位置，并根据局部装夹位置的表面形状选择形状上适宜的挤压头，一方面能够减少挤压头对异形零件的损伤，另一方面由于形状适宜使得挤压头垂直压紧局部装夹位置后不容易脱落，装夹更加稳定。

附图说明

图1是本具体实施方式中异形零件装夹台的结构示意图；

图2是本具体实施方式中支撑座在操作板上的布局示意图；

图3是本具体实施方式中支撑座的纵剖图；

图4是本具体实施方式中支撑座的侧视图；

图5是本具体实施方式中连接座的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图2所示，一种异形零件装夹台，包括台体1以及设置在台体1顶面的操作板2，所述操作板2的板面上围绕同一中心点至少分布有4个支撑座3，其中，至少有两个支撑座3关于y轴对称，至少有两个支撑座3关于x轴对称；每个支撑座3上均设有朝向所述中心点方向的并且能够自锁的水平伸缩杆4；水平伸缩杆4朝向中心点的一端为内端，每个水平伸缩杆4的内端上均通过能够在z轴方向上调节角度的角度调节锁紧机构连接有能够自锁的伸缩顶杆6，从而使得伸缩顶杆6能够同时进行角度调节和长度调节；所述伸缩顶杆6两端均设有挤压头7。

本发明设置水平伸缩杆4能够根据异形零件的外形大小来初步调节水平伸缩杆4的长度，以形成初步的装夹空间；伸缩顶杆6通过角度调节锁紧机构能够调整角度以对准异形零件上的局部装夹位置，并且角度调节锁紧机构能在z轴方向上调整角度使得伸缩顶杆6能在z轴方向上产生分力对异形零件进行定位；再加上水平伸缩杆4朝向中心点，那么安装在关于x轴对称的支撑座3上的水平伸缩杆4则是沿着x轴方向，安装在关于y轴对称的支撑座3上的水平伸缩杆4则是沿着y轴方向，那么安装在沿x轴方向上的水平伸缩杆4上的伸缩顶杆6能够在x轴方向上产生分力对异形零件进行定位；那么安装在沿y轴方向上的水平伸缩杆4上的伸缩顶杆6能够在y轴方向上产生分力对异形零件进行定位。

本具体实施方式中，挤压头7表面贴合覆盖有柔性保护层，这样能减少挤压头7压紧异形零件时对其表面造成的损伤；所述挤压头7可拆卸连接在伸缩顶杆6上，挤压头7的形状为半球形、扁圆柱形、圆台形或圆锥形，这样能够根据不同表面形状选择适宜的挤压头7。另外，还可以在操作板2上设置柔性衬垫14，异形零件放置在柔性衬垫上，不会被硬性的操作板2损伤。

本具体实施方式中，所述水平伸缩杆4为螺纹杆，支撑座3上设有沿水平方向贯通的内螺纹孔，水平伸缩杆4通过内螺纹孔与支撑座3螺纹连接，从而使得水平伸缩杆4能够相对于支撑座3进行伸缩。水平伸缩杆4为螺纹杆并与支撑座3螺纹连接，能够简化结构，具有自锁性，方便调节。

本具体实施方式中，所述水平伸缩杆4的内端上设有连接座，所述连接座内设有开口朝向中心点并且竖向贯通连接座的u型槽；所述角度调节锁紧机构安装在u型槽内。水平伸缩杆4上设置带u型槽的连接座，便于安装角度调节锁紧机构，并且u型槽竖向贯通避免伸缩顶杆6进行角度调节时发生运动干涉。

本具体实施方式中，所述伸缩顶杆6为带有外螺纹的螺纹杆，角度调节锁紧机构上设有竖向贯通的内螺纹孔，伸缩顶杆6通过角度调节锁紧机构上内螺纹孔与角度调节锁紧机构螺纹连，从而使得伸缩顶杆6能够相对于角度调节锁紧机构进行伸缩。伸缩顶杆6为螺纹杆并与转轴螺纹连接，能够简化结构，具有自锁性，方便调节。

本具体实施方式中，可采用两种角度调节锁紧机构，第一种是不带角度导向机构的，第一种是带有角度导向机构的；第一种角度调节锁紧机构的螺纹套筒需要与伸缩顶杆6螺纹连接以固定伸缩顶杆6上，在进行旋转螺纹旋转环进行角度锁紧时，需要捏住螺纹套筒，使得螺纹旋转环能够相对于螺纹套筒旋转。第二种角度调节锁紧机构的螺纹套筒不与伸缩顶杆6螺纹连接，而是通过连接套与滑块支撑在圆柱性卡座上，那么角度导向机构不仅能够通过滑块在外圆环卡槽内旋转以进行角度导向，还能对螺纹套筒提供支撑，简化了结构，同时在旋转螺旋旋转环时，也可不必捏住螺纹套筒，可进行单手操作，使用更加方便。

第一种角度调节锁紧机构具体如下：所述角度调节锁紧机构包括转轴与角度锁紧机构；转轴两端均通过圆柱形卡座分别连接在u型槽的两侧壁上；所述圆柱形卡座的一端固定连接在u型槽侧壁上，圆柱形卡座另一端为转轴安装端面，所述转轴安装端面上以自身圆心为中心设有圆环卡槽；转轴卡入圆环卡槽内，从而与圆柱形卡座形成转动连接；所述角度锁紧机构包括穿套在伸缩顶杆6上的同时具有内螺纹与外螺纹的螺纹套筒、带有内螺纹的螺纹旋转环以及圆弧形卡块；所述螺纹套筒通过内螺纹与伸缩顶杆6螺纹连接，螺纹套筒通过外螺纹与螺纹旋转环套接螺纹连接；圆弧形卡块设有能够供螺纹套筒通过的过孔，并且圆弧形卡块的凸圆弧面与螺纹旋转件转动连接，使得螺纹旋转件能够绕伸缩顶杆轴线旋转；圆弧形卡块的凹圆弧面的曲率半径与圆柱形卡座端面的半径相同，使得圆弧形卡块的凹圆弧面面能够贴合在圆柱形卡座的外圆周面上；圆弧形卡块的宽度大于两个圆柱形卡座转轴安装端面之间的距离，并且小于u型槽的槽宽。

如图3至图4所示，第二种角度调节锁紧机构具体如下：所述角度调节锁紧机构包括转轴8、角度导向机构以及角度锁紧机构；转轴8两端均通过圆柱形卡座9分别连接在u型槽51的两侧壁上；所述圆柱形卡座9的一端固定连接在u型槽51侧壁上，圆柱形卡座9另一端为转轴8安装端面，所述转轴8安装端面上以自身圆心为中心从内向外依次开设有内圆环卡槽、外圆环卡槽91；转轴8卡入内圆环卡槽内，从而与圆柱形卡座9形成转动连接；所述角度锁紧机构包括穿套在伸缩顶杆6上的带有外螺纹的螺纹套筒10、带有内螺纹的螺纹旋转环11以及圆弧形卡块13；所述螺纹旋转环11套接在螺纹套筒10外并与其螺纹连接；圆弧形卡块13设有能够供螺纹套筒10通过的过孔，并且圆弧形卡块13的凸圆弧面与螺纹旋转件转动连接，使得螺纹旋转件能够绕伸缩顶杆6轴线旋转；圆弧形卡块13的凹圆弧面的曲率半径与圆柱形卡座9端面的半径相同，使得圆弧形卡块13的凹圆弧面，即圆弧形卡块的下表面能够贴合在圆柱形卡座9的外圆周面上；圆弧形卡块13的宽度大于两个圆柱形卡座9的转轴8安装端面之间的距离，并且小于u型槽51的槽宽；如图5所示，所述角度导向机构包括套接在伸缩顶杆6上并固定连接在螺纹套筒10下端的连接套12，连接套12底部两侧均固定连接有滑块121，所述滑块121外伸出连接套12底部边缘并卡入圆柱形卡座9的外圆环卡槽91内。

一种异形零件加工方法，加工时采用本发明的异形零件装夹台进行装夹固定，并按如下步骤：

步骤1：将异形零件放置在操作板2上，在异形零件上选择并标记出能分别与各伸缩顶杆6相对的适于装夹固定的若干局部装夹位置，并且至少在x轴或y轴两个方向中的其中一个方向上的两个相对局部装置位置不在同一z轴高度上；

步骤2：粗调各水平伸缩杆4或伸缩顶杆6的长度，使得各伸缩顶杆6靠近在异形零件周围；

步骤3：根据各伸缩顶杆6相对应的局部装夹位置的表面形状，调整各伸缩顶杆6的角度并对角度进行锁定，使各个伸缩顶杆6的轴线垂直于相对应的局部装夹位置；所述局部装夹位置的表面形状包括凹圆弧面、凸圆弧面以及平面；其中，若伸缩顶杆6相对应的局部装置位置的表面形状为凹圆弧面或凸圆弧，则伸缩顶杆6的轴线垂直于其切线方向；

步骤4：微调各伸缩顶杆6的长度，使得各伸缩顶杆6压紧在相对应的局部装夹位置上，从而使得异形零件在x、y、z三轴方向上被装夹固定：在x轴方向上的两个伸缩顶杆6能够产生x轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在x轴方向或z轴方向上保持稳定；在y轴方向上的两个伸缩顶杆6能够产生y轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在y轴方向或z轴方向上保持稳定。

另一种异形零件加工方法，加工时采用本具体实施方式的异形零件装夹台进行装夹固定，并按如下步骤：

步骤101：将异形零件放置在操作板2上，在异形零件上选择并标记出能分别与各伸缩顶杆6相对的适于装夹固定的若干局部装夹位置，并且至少在x轴或y轴两个方向中的其中一个方向上的两个相对局部装置位置不在同一z轴高度上；

步骤102：根据各局部装夹位置的表面形状选择适宜的挤压头7安装在伸缩顶杆6上：当表面形状为带有孔、槽或角度的曲面时，选用半球形、圆台形或圆锥形的挤压头7以便挤压头7伸入孔、槽或角度内，以避免损伤异形零件表面；当表面形状为不带孔、槽与角度的曲面时，选用半球形或扁圆柱形的挤压头7，以避免损伤异形零件表面；

步骤103：粗调各水平伸缩杆4以及伸缩顶杆6的长度，使得各伸缩顶杆6靠近在异形零件周围；

步骤104：根据各伸缩顶杆6相对应的局部装夹位置的表面形状，调整各伸缩顶杆6的角度，即将伸缩顶杆6绕转轴8转动，使各个伸缩顶杆6的轴线垂直于相对应的局部装夹位置；所述局部装夹位置的表面形状包括凹圆弧面、凸圆弧面以及平面；其中，若伸缩顶杆6相对应的局部装置位置的表面形状为凹圆弧面或凸圆弧，则伸缩顶杆6的轴线垂直于其切线方向；然后将螺纹旋转件相对于螺纹套筒10旋转以调节圆弧形卡块13的高度，使得圆弧形卡块13进入u型槽51内并使圆弧形卡块13下表面同时与两个圆柱形卡座9的外圆周面贴合，拧紧螺纹旋转将，以使圆弧形卡块13压紧在圆柱形卡座9上，从而锁定伸缩杆的角度，

步骤105：微调各伸缩顶杆6的长度，使得各伸缩顶杆6压紧在相对应的局部装夹位置上，从而使得异形零件在x、y、z三轴方向上被装夹固定：在x轴方向上的两个伸缩顶杆6能够产生x轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在x轴方向或z轴方向上保持稳定；在y轴方向上的两个伸缩顶杆6能够产生y轴方向或z轴方向上大小相同方向相反的分力，从而使得异形零件在y轴方向或z轴方向上保持稳定。