机床用夹具结构的制作方法

专利名称：机床用夹具结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械数控加工过程中的一种工艺装备，特别是一种机床用 夹具结构。
背景技术：
在机械数控加工过程中，特别是在数控车床上以毛坯面作为定位基准加工 涡轮壳体时，常采用卡爪来作为夹持工具。现有车床卡爪是装在主轴卡盘上， 它由三个分体式卡爪构成，卡爪外圆面撑住涡轮壳毛坯的内孔，卡爪边缘有一 台阶用来钩住涡轮壳的毛坯内端面，在使用过程中不仅卡爪容易磨损，而且卡 爪台阶处容易裂变，因而影响卡爪的使用寿命。另外，进行调试时需要人工用 手撑住涡轮壳，再调整卡爪的长度以使卡爪的台阶钩住涡轮壳的毛坯内端面，
调试起来相当费时费力，而且由于内毛坯面不平整，又无法调整z方向的垂直
度，容易影响与X-Y平面平行的平面的平行度，定位不精确，导致机加工后产
品的合格率很低，无法保证产品的机加工质量。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种机床用夹具结构，采用硬钉安置在卡爪内部 的设计方案，以防止卡爪短支臂的磨损，提高卡爪及机床用夹具的使用寿命。
按照本实用新型提供的技术方案，在卡爪的夹持端上有夹持面，其特征是: 在卡爪的夹持端上设置硬钉，该硬钉的夹持头突出于卡爪的夹持面。
卡爪由长支臂与短支臂形成L形；所述夹持端位于短支臂上远离长支臂的 一端，所述夹持面设置在夹持端上远离夹具结构的夹紧中心的一侧，所述硬钉 设置于短支臂的夹持端上。
硬钉的一端为夹持头，另一端设置用于将硬钉安装于卡爪上的螺孔。在卡 爪挡片上设置用于将卡爪挡片安装于卡爪上的连接孔。在夹持端的端面设置卡 爪挡片。在卡爪的长支臂的外端设置定位垫片；或者，卡爪的长支臂的外端侧 面设置可以拆卸的通用硬爪替换块，所述定位垫片设置于通用硬爪替换块上。
所述卡爪包括第一爪、第二爪及第三爪，并且，第一爪、第二爪及第三爪 的夹持端分别指向夹紧中心；所述第一爪、第二爪及第三爪的长支臂在以夹紧 中心为圆心的同心圆内呈辐射状均匀分布；所述第一爪、第二爪及第三爪的短 支臂位于卡爪上靠近夹紧中心的一端。
在第一爪与第二爪的夹持端的端面设置可拆卸的卡爪挡片。在第三爪的长 支臂的外端设置定位垫片。或者在第三爪的长支臂的外端侧面设置可以拆卸的 通用硬爪替换块，所述定位垫片设置于通用硬爪替换块上。
本实用新型由于将原卡爪短臂支撑工件改为由硬钉支撑工件，卡爪短臂容 易磨损的缺陷被消除，这个风险由硬钉承受，硬钉硬度高，这就提高了卡爪的 使用寿命；此外，由于硬钉与卡爪采用可拆卸的固定连接，更换比较方便，维 修成本也低。
本实用新型在此基础上进一步提供的设计方案还采用卡爪和卡爪挡片结合 的方式，既可以改进原卡爪台阶处容易裂变的缺陷，同时又不需要调整钩住涡 轮壳毛坯内端面的挡片的位置，只需调整第三爪上定位垫片的厚度，调试既方 便又省力；而且保证Z方向的垂直度，定位精确，定位精度高。能够在很大程 度上减少调试时间，在进行大批量的生产加工时，能够大幅度提高加工效率， 降低成本。而在第三爪的长支臂的外端设置通用硬爪替换块的通用卡爪在小批 量多品种加工中又可以起到快速替换工装的作用。

图1是本实用新型的工作状态图。
图2是图1的A-A视图。
图3是本实用新型的装夹工作原理图。
图4是图3中第二爪的B-B视图。
图5是本实用新型卡爪挡片的结构图。
图6是本实用新型卡爪硬钉的结构图。
图7是本实用新型通用硬爪的组装结构图。
图8是本实用新型通用硬爪第三爪的E向放大结构图。
图9是本实用新型通用硬爪替换块的结构图。
图中1、涡轮壳，2、第一爪，3、卡爪挡片，4、第二爪，5、硬钉，6、 第三爪，7、定位垫片，8、短支臂，9、长支臂，10、安装孔，11、连接孔，12、 螺孔，13、夹持头，14、夹持头，15、夹持面，16、通用硬爪替换块，17、连 接螺栓。
具体实施方式

所述机床用夹具结构包括第一爪2、第二爪4及第三爪6，并且，第一爪2、 第二爪4及第三爪6的内端分别指向夹具结构的夹紧中心，在第一爪2、第二爪 4及第三爪6的内端分别设置硬钉5，该硬钉5的夹持头13突出于卡爪的夹持 面15。
因为该硬钉5装于卡爪内部的设计，原卡爪短臂支撑工件改为由硬钉5支 撑工件，卡爪短臂容易磨损的缺陷被消除，这个风险由硬钉5承受，这就提高 了卡爪的使用寿命。
每个卡爪均由长支臂9与短支臂8形成L形；每个卡爪的短支臂8分别位 于卡爪的内端，每个卡爪的长支臂9在以夹紧中心为圆心的同心圆内呈辐射状 均匀分布；在短支臂8上远离长支臂9的一端为夹持端14，在夹持端14上远离 夹紧中心的一侧为夹持面15，所述硬钉5设置于短支臂8的夹持端14上。此分 体式卡爪可以用于内孔定位工件，卡爪采用分体式的结构设计，具有容易制造， 便于安装的优点。
在第一爪2与第二爪4的夹持端14的端面设置卡爪挡片3。卡爪与卡爪挡 片3分开设置，卡爪挡片3可以更换，消除了原卡爪裂变的风险，提高了卡爪 的使用寿命。同时改变了定位方式，由原先三个分体式卡爪上向内作用力的台 阶，变更成两个向内作用力的卡爪挡片3，另一个由向外作用力的定位垫片7确
定，此种定位方式更加合理，定位精度高。
硬钉5的一端为夹持头13，另一端设置用于将硬钉5安装于卡爪上的螺孔
12。硬钉5的特殊设计，不仅便于磨损后的更换，而且维修成本也低。硬钉5
与卡爪之间也可以是不可拆卸的固定连接，如焊接或铆接等。最好采用可拆卸
的固定连接，优点是更换比较方便，维修成本低。在卡爪挡片3上设置用于将 卡爪挡片3安装于卡爪上的连接孔11，以便于卡爪挡片的替换，提高使用寿命。 在所述第三爪6的长支臂9的外端设置定位垫片7，由一个向内作用力的台阶改 变为一个向外作用力的定位垫片7，定位方式更合理，定位精度高。也可以在第 三爪6的长支臂9的外端设置可拆卸的通用硬爪替换块16，再在通用硬爪替换 块16上设置定位垫片7。
本实用新型针对原卡爪的缺陷，提出一种使用寿命长，定位精度高的卡爪 及由其组成的机加工夹具。如上所述，本实用新型主体构成与原来大致相同， 由三个分体式卡爪组成，但在具体结构上有很大的差异。三个卡爪外形不同， 在每个卡爪上都装有硬钉5，在短支臂8的夹持端14的端部没有原来的台阶， 但在其中两个卡爪夹持端14的端面上加装了卡爪挡片3，该卡爪挡片3相当于 台阶，用来钩住涡轮壳1的毛坯内端面，硬钉5的材质采用轴承钢，硬度高。 使用过程中，可以通过更换硬钉5或/与更换卡爪挡片3来延长卡爪的使用寿命， 而且维修成本也大大降低。其中第一爪2与第二爪4的外形尺寸相同，都装有 硬钉5及卡爪挡片3，第三爪6的结构不同，见图3，第三爪6上的定位垫片7 不在卡爪外边缘，而是在卡爪的直角平面上，定位垫片7用来撑住涡轮壳的进 气法兰边。
如果在第三爪6上作少许变更，还可以进一步扩大此卡爪的使用范围，能 够适用于加工更多品种的涡壳(如图7所示)。
第三爪6的另一种结构如图7、图8所示，把第三爪6做成两部分的叠加， 第三爪6上分割出的部分(暂称为通用硬爪替换块16)如图9所示，通用硬爪 替换块16用螺栓17连接固定在第三爪6上，如此可以增加卡爪的通用性能。 在使用时只需更换通用硬爪替换块16，就达到更换卡爪的目的，可适合于毛坯 内孔相近，法兰位置高低不同的所有工件，在做批量小品种多的工件时特别适 用。
如图1所示本实用新型卡爪及由其组成的机加工夹具适用于数控车床加 工涡轮壳l，卡爪与液压卡盘以细齿定位，用螺栓连接装配，第一爪2、第二爪 4及第三爪6在液压动力的作用下往外伸，卡爪内部的三个硬钉5撑住涡轮壳1 毛坯内孔的F1、 F2、 F3三点，以确定涡轮壳1的轴心位置；第一爪2与第二爪 4上的卡爪挡片3钩住涡轮壳1的毛坯内端面的Z1、 Z2两点，第三爪6上的定 位垫片7撑住涡轮壳1法兰边的Z3点，确定另一垂直平面位置。调试时只需调 整定位垫片7的厚度来调整涡轮壳1毛坯内端面的平行度，即可保证定位准确， 比较方便。
本实用新型同样也可适用于数控车床加工内孔定位类零件如内端面做毛坯 定位基准的套筒类零件、形状特殊的以内圆和内端面定位的支架类零件等。
本实用新型与现有技术相比具有非常特出的优点
1、 因为该硬钉装于卡爪内部的设计，原卡爪短臂支撑工件改为由硬钉支撑 工件，卡爪短臂容易磨损的缺陷被消除，这个风险由硬钉承受，硬钉硬度高， 而且硬钉是可以替换的，这就提高了卡爪的使用寿命。
2、 因为定位方式不同而保证了本实用新型的高精度定位本实用新型采用 内孔定轴心，第一爪2与第二爪4上的卡爪挡片3钩住涡轮壳的内端面的Zl、 Z2两点，第三爪6上的定位垫片7撑住涡轮壳的法兰边的Z3点。此定位方式 可以保证Z方向的位置精度。现有技术则采用夹外圆定夹紧中心的定位方式， 只确定X-Y平面内的位置。
3、 因为本实用新型采用调整卡爪与工件之间的定位垫片7的厚度来确定定 位平面的位置。因而调试方便，能够在很大程度上减少调试时间，在进行大批 量的生产加工时，能够大幅度提高加工效率，降低成本。而现有技术则是通过 在卡爪与卡盘之间加垫片来调整卡爪的夹紧中心。
4、 因为本实用新型在第三爪的长支臂的外端设置通用硬爪替换块，在小批 量多品种加工中又可以起到快速替换工装的作用。
权利要求1.一种机床用夹具结构，包括卡爪的夹持端(14)及位于夹持端(14)上的夹持面(15)，其特征是在卡爪的夹持端(14)上设置硬钉(5)，该硬钉(5)的夹持头(13)突出于卡爪的夹持面(15)。
2、 如权利要求1所述的机床用夹具结构，其特征是卡爪由长支臂(9) 与短支臂(8)形成L形；所述夹持端(14)位于短支臂(8)上远离长支臂(9) 的一端，所述夹持面(15)设置在夹持端(14)上远离夹具结构的夹紧中心的 一侧，所述硬钉(5)设置于短支臂(8)的夹持端(14)上。
3、 如权利要求1所述的机床用夹具结构，其特征是硬钉(5)的一端为 夹持头(13)，另一端设置用于将硬钉(5)安装于卡爪上的螺孔(12)。
4、 如权利要求1或2所述的机床用夹具结构，其特征是在夹持端(14) 的端面设置卡爪挡片(3)。
5、 如权利要求4所述的机床用夹具结构，其特征是在卡爪挡片(3)上 设置用于将卡爪挡片(3)安装于卡爪上的连接孔(11)。
6、 如权利要求1或2所述的机床用夹具结构，其特征是在所述卡爪上有 长支臂(9)，在所述长支臂(9)的外端设置定位垫片(7)。
7、 如权利要求6所述的机床用夹具结构，其特征是在卡爪的长支臂(9) 的外端侧面设置可以拆卸的通用硬爪替换块(16)，所述定位垫片(7)设置于 通用硬爪替换块(16)上。
8、 如权利要求1或2所述的机床用夹具结构，其特征是所述卡爪包括第 一爪(2)、第二爪(4)及第三爪(6)，并且，第一爪(2)、第二爪(4)及第 三爪(6)的夹持端(14)分别指向夹紧中心；所述第一爪(2)、第二爪(4) 及第三爪(6)的长支臂(9)在以夹紧中心为圆心的同心圆内呈辐射状均匀分 布；所述第一爪(2)、第二爪(4)及第三爪(6)的短支臂(8)位于卡爪上靠 近夹紧中心的一端；在第三爪(6)的长支臂(9)的外端设置定位垫片(7)。
9、 如权利要求8所述的机床用夹具结构，其特征是在第一爪(2)与第 二爪(4)的夹持端(14)的端面设置可拆卸的卡爪挡片(3)。
10、 如权利要求8所述的机床用夹具结构，其特征是在第三爪(6)的长 支臂(9)的外端侧面设置可以拆卸的通用硬爪替换块(16)，所述定位垫片(7) 设置于通用硬爪替换块(16)上。
专利摘要本实用新型涉及机械数控加工过程中的一种工艺装备，具体地说是一种机加工用夹具。按照本实用新型提供的技术方案，在卡爪的夹持端上有夹持面，其特征是在卡爪的夹持端上设置硬钉，该硬钉的夹持头突出于卡爪的夹持面。本实用新型采用硬钉安置在卡爪内部的设计方案，以防止卡爪短支臂的磨损，提高卡爪及机床用夹具的使用寿命。
文档编号B23B31/02GK201198037SQ20082003243
公开日2009年2月25日 申请日期2008年3月3日 优先权日2008年3月3日
发明者剑 白, 芮晓霞, 蔡卫彬 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司