一种用于电机壳加工的数控机床夹具的制作方法

本发明涉及夹具，特别涉及一种用于电机壳加工的数控机床夹具。

背景技术：

电机是工业上相当常用的动力元件，决定其电力转化效率的其中一个关键因素，就是电机内腔和机壳上供转子穿过的穿轴孔之间的同心度，因此在车削穿轴孔的过程中，需要尽量保证其同心度，而影响这个参数的关键又在于机壳加工的装夹精度，一般情况下，机壳的加工都是在数控机床上进行的，而夹具一般也就是三抓卡盘。

目前，授权公告号为cn206405449u的中国发明公开了一种用于机床加工用高效三抓卡盘，包括卡盘本体、夹持部、大锥齿轮、安装槽、辅助夹持版和连接底盘，所述卡盘本体顶端设有矩形槽，所述矩形槽内连接有卡爪，所述卡爪底部设有第二齿轮部，所述夹持部设置在卡爪的不同水平位置，所述大锥齿轮安装在卡爪下方，所谓安装槽连接在夹持部两侧，且安装槽内设有复位弹簧，所述复位弹簧一端通过连接件安装有辅助夹持板，所述辅助夹持板端口处固定连接有弧形凹槽，所述连接底盘通过六角螺栓固定在卡盘本体底部。

如上所述的三抓卡盘，在对机壳进行夹持固定的过程中，由于机壳厚度较小，卡爪对机壳的挤压容易导致机壳变形，那么机壳在车穿轴孔的过程中就很难保证其与机壳内腔之间的同轴度，而偏差量过大的机壳是不能使用的，必须做报废处理，因此这种夹持式的固定方式容易导致机壳的废品率过高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电机壳加工的数控机床夹具，能够在具有良好的夹持稳定性的同时，减少机壳装夹过程中的变形，以提高其加工精度，从而达到降低机壳废品率的目的。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于电机壳加工的数控机床夹具,包括安装于机架上的液压三抓卡盘，还包括固定于液压三抓卡盘的卡爪上的定心支撑块，所述定心支撑块的数量和卡爪的数量相等，且多个定心支撑块相互拼接后形成空心状的定心柱。

通过采用上述方案，在加工之前，先将机壳套设于定心支撑块上，然后启动液压三抓卡盘，使卡爪带动定心支撑块朝向相互远离的一侧运动，定心支撑块在向外扩开的过程中，会与机壳的内壁产生抵触，对机壳进行固定，并且液压三抓卡盘的卡爪在运动的过程中，其运动几乎是同步的，这样定心支撑块在向外运动的过程中，其外圆面基本还是能够保证处在同一个圆面上，这样在撑开机壳的过程中，能够尽可能保证机壳均匀变形，减少其内腔中心轴线的偏移，那么车刀在对机壳进行钻孔的过程中就能够尽量保证车出的穿轴孔与机壳内腔中心轴线之间的同轴度，从而达到降低机壳废品率的目的；至于定心支撑块之间所围成的空腔，则能够在机壳钻孔时供车刀通过，以免影响车刀的走向。

本发明的进一步设置为：每个所述定心支撑块的外圆侧壁上均设置有至少两列呈点状分布的弹性缓冲垫，同一列的弹性缓冲垫沿定心支撑块的长度方向分布，且其中两列弹性缓冲垫分布于定心支撑块上靠近相邻定心支撑块的边缘位置。

车削过程必然会产生金属碎屑，这些碎屑又会在钻孔的过程中进入机壳内腔，那么当机壳钻孔完毕，从定心支撑块上取下时，就容易被碎屑划伤，那么机壳后期装入定子及转子后就会出现装配误差，进而影响电机的电能转化效率，通过采用上述方案，在定心支撑块上设置点状分布的弹性缓冲垫之后，卡爪在带着定心支撑块扩开之后，其实是由弹性缓冲垫与机壳内壁产生接触的，这样机壳的内壁与定心支撑块的外圆面之间实际上会相隔有间隙，那么机壳在加工完成进行取料的过程中，这些弹性缓冲垫仍是会对机壳与定心支撑块之间的接触进行阻隔，使得位于机壳和定心支撑块之间的金属碎屑不容易对机壳内壁形成磨刮，从而使得机壳不容易遭受损伤；并且在每个定心支撑块的边缘位置都设置弹性缓冲垫之后，使得定心支撑块在撑开的过程中，能够更平均的将扩张力施加给机壳，减小机壳的变形程度，从而进一步提高机壳的加工精度。

本发明的进一步设置为：所述定心支撑块的外圆直径从远离液压三抓卡盘的一端向卡爪靠近的过程中逐渐增大，所述定心支撑块外圆侧壁的锥度为1~3°，且同一列弹性缓冲垫在分布的过程中，从远离液压三抓卡盘的一端向卡爪靠近的过程中，彼此之间的距离也逐渐增大。

本发明涉及的电机壳体是采用先冲压，再切削的方式进行加工的，金属材料在冲压成型的过程中，容易产生延展变形，最终导致机壳会存在一定椭圆度，那么在固定的过程中就容易导致中心轴线偏移，通过采用上述方案，在定心支撑块的外圆面上设置锥度后，那么其在撑开机壳的过程中，首先是靠近液压三抓卡盘的弹性缓冲垫先与机壳内壁产生接触，并将其撑开一点之后再由后续的弹性缓冲垫逐步撑开机壳，那么这样做的好处在于，机壳在从一端到另一端逐步被撑开的过程中，其铸造过程中产生的椭圆度会被机壳的变形逐渐抵消，其椭圆度会被逐渐修复，那么其中心轴线也会被逐渐纠正，这样后续对刀时也就更容易找准机壳的中心轴线位置，从而使得机壳上开出的孔能够与机壳具有更高的同轴度；选择1~3°的锥度值，是因为这个值既能够提高机壳的定位牢固度，同时又在铝制品的变形承受范围内；但是锥度的存在必然导致机壳开口部分与靠近液压三抓卡盘的那个弹性缓冲垫之间的挤压力很大，这样会导致机壳从开口部分逐渐向内腔延伸的过程中出现向外弯曲的扩口弧度，且机壳距离液压三抓卡盘越远的部分扩口弧度越小，而扩口弧度的变化其实就代表着机壳内壁与定心支撑块表面之间的距离变化，且机壳距离液压三抓卡盘越远的部分，与定心支撑块之间的距离越小，如果弹性缓冲垫之间是等距分布的，那么机壳位于距离液压三抓卡盘较远的两个弹性缓冲垫之间的部分可能会直接与定心支撑块产生抵触，那么定心支撑块在向外扩开的过程中就有可能推着上一次加工残留的碎屑对机壳的内壁产生挤压磨刮，进而导致机壳内壁损伤，而将弹性缓冲垫之间的间隔距离也设置成这样逐渐变化后，能够尽可能保证每个弹性缓冲垫都对机壳的内壁形成支撑，在提高机壳定位牢固度的同时，使机壳内壁与定心支撑块表面之间的距离能够尽可能保持相同且较大的距离，这样就不容易受到碎屑的磨刮，从而使得机壳更加不容易产生划损。

本发明的进一步设置为：还包括固定于液压三抓卡盘上扶正块、开设于定心支撑块上的定位槽，扶正块分布于相邻两个卡爪之间，相邻两个定心支撑块相互拼接后，其带有的定位槽完全对合，且扶正块正对相邻两个定心支撑块上的定位槽。

由于机壳是内支撑固定的，那么定心支撑块在向外扩开的过程中，必然要有一个极限值，如果只靠液压三抓卡盘内的油路进行控制，万一油路出现故障，就容易将机壳撑裂，通过采用上述方案，定心支撑块在向外扩开的过程中，当其与扶正块产生接触时，扶正块会挡住定心支撑块，限制其继续向外扩开，以保证定型支撑块对机壳的扩张力处在机壳能够承受的范围内，使得机壳不容易被撑裂，从而达到进一步降低废品率的目的。

本发明的进一步设置为：所述扶正块朝向定心支撑块一侧的表面呈与定位槽的槽底相匹配的圆弧状，所述扶正块的圆弧面上且靠近卡爪的边缘开设有用于引导扶正块进入定位槽的斜倒角，所述定心支撑块上且位于定位槽的边缘开设有用于与斜倒角配合的引导斜面。

通过采用上述方案，定心支撑块在向外扩开的过程中，必然会与扶正块产生摩擦，扶正块上的圆弧面主要是用于提高自身与定心支撑块之间的贴合度，使得扶正块与定心支撑块产生接触时能够均匀承受定心支撑块传递过来的挤压力，减少因受力不均匀导致扶正块的磨损过于严重，从而提高扶正块对定心支撑块定位的准确度；而扶正块上的斜倒角以及定位槽边缘的引导斜面，则能够在定心支撑块向外扩开的过程中当两者相互接触时，引导扶正块逐渐进入定位槽内，从而使得扶正块能够对定心支撑块进行定位。

本发明的进一步设置为：所述定心支撑块通过连接组件与卡爪相固定，所述连接组件包括开设于卡爪上且深度沿卡抓的运动方向延伸的滑槽、一体设置于定心支撑块上其嵌设于滑槽内的滑块，所述滑块上开设有贯穿的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有固定螺栓，且固定螺栓穿过螺纹孔的一端抵紧在滑槽的槽底。

通过采用上述方案，将卡爪和定心支撑块设置为可拆卸式结构后能够在安装的过程中方便调节定心支撑块在卡爪上的位置，使得定心支撑块之间能够完全相互贴合后再进行固定，以保证定心支撑块在被卡爪带着向外扩开的过程中，其外圆侧壁之间能够处在同一个圆弧面上，从而尽可能减小机壳固定过程中其中心轴线的偏移；并且由于固定螺栓与滑块之间是螺纹配合的，那么固定螺栓抵紧在滑槽的槽底上时，会推动滑块抵紧在滑槽面向自身槽底一侧的内壁上，这样处理固定螺栓与卡爪之间的摩擦力外，滑块还受到自身与卡爪之间的摩擦力限制，从而使得定心支撑块与卡爪之间的固定更加牢固。

本发明的进一步设置为：所述滑槽的截面形状可以是t字形，且滑槽正对自身槽底的内壁呈倾斜设置，所述滑块的截面形状可以是工字形，其位于滑槽内且背对滑槽底壁一侧的表面也呈倾斜设置。

通过采用上述方案，t字形的滑槽和工字形的滑块相互配合后，能够限制滑块从滑槽内脱出，并且将滑槽正对自身槽底的内壁倾斜设置后，在滑槽内部宽度不变的情况下，倾斜设置能够增大该内壁的面积，这样当固定螺栓推着滑块与该内壁相抵紧时，滑块与卡爪之间就能够拥有更大的接触面积，而接触面积越大，那么两个相互接触的物体之间的摩擦力也越大，进而提高定心支撑柱与卡爪之间的连接牢固度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.内支撑形式的定心支撑块能够在支撑机壳的过程中对机壳进行矫正，减小定位过程中机壳内中心轴线的偏移，以方便后续对刀时找准机壳中心轴线的位置，提高机壳上穿轴孔与机壳内腔之间的同轴度，从而达到降低机壳废品率的目的；

2.弹性缓冲垫能够对机壳内壁和定心支撑块之间的接触进行阻隔，使机壳和定心支撑块不容易对碎屑产生夹持，这样机壳在取下的过程中就不容易被碎屑划伤，从而达到降低机壳损伤的目的；

3.定心支撑块上的锥度以及相互之间间隔变化分布的弹性缓冲垫，能够在撑开机壳的过程中，逐渐对机壳的椭圆度进行矫正，方便车刀的对刀过程，从而进一步提高机壳的开孔精度。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

图中：1、液压三抓卡盘；2、定心支撑块；21、弹性缓冲垫；3、扶正块；31、斜倒角；32、圆弧面；4、定位槽；41、引导斜面；5、连接组件；51、滑槽；52、滑块；53、螺纹孔；54、固定螺栓；6、卡爪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种用于电机壳加工的数控机床夹具，包括液压三抓卡盘1、定心支撑块2、扶正块3、定位槽4，液压三抓卡盘1固定于数控机床的主轴上；定心支撑块2的数量与液压三抓卡盘1的卡爪6数量相等，通过连接组件5固定于卡爪6上，且定心支撑块2相互拼合后形成空心状的定心柱。

定心支撑块2的外圆直径从远离液压三抓卡盘1的一端向着卡爪6靠近的过程中逐渐增大，这样机壳套设于定心支撑块2所组成的定心柱上后，当定心支撑块2在卡爪6的带动下向外扩开时，能够逐渐将机壳撑开。并且为了避免将机壳撑裂，将定心支撑块2的外圆锥度设置为1~3°之间为宜，这样即不容易将机壳撑裂，同时也可以充分将机壳的内腔填满，以提高机壳固定的牢固度。

在每个定心支撑块2上嵌设有至少两列由硬质橡胶制成的弹性缓冲垫21，同一列的弹性缓冲垫21沿定心支撑块2的长度方向排布，两列弹性缓冲垫21分别位于定心支撑块2相互贴靠的侧边位置，且同一列弹性缓冲垫21冲从靠近液压三抓卡盘1的一端向另一端分布的过程中，相邻两个弹性缓冲垫21之间的距离逐渐减小。

连接组件5包括滑槽51、滑块52、螺纹孔53、固定螺栓54，滑槽51的截面呈t字形，开设于卡爪6上，其深度方向平行于卡爪6的运动方向，且滑槽51正对自身槽底一侧的内壁呈倾斜设置；滑块52的截面呈工字形，一体设置于定心支撑块2的外圆侧壁上，安装时与滑槽51相互嵌合，滑块52位于滑槽51内且背对滑槽51槽底一侧的表面同样呈倾斜设置；螺纹孔53开设于滑块52上，且将滑块52贯穿；固定螺栓54螺纹连接于螺纹孔53内，其穿过螺纹孔53的一端抵紧在滑槽51的底部，从而推动滑块52上的斜面和滑槽51内呈倾斜设置的内壁之间相互抵紧。

扶正块3的数量与定心支撑块2的数量相等，固定于液压三抓卡盘1上位于相邻两个卡爪6之间的位置，且相邻两个定心支撑块2相互贴合那个端面的延展面经过扶正块3的中心。定位槽4开设于定心支撑块2的圆周侧壁上，相邻两个定心支撑块2相互贴合后两者上所带的定位槽4完全对合，且两个定心支撑块2上的定位槽4相互远离一侧的内壁倾斜设置形成有引导斜面41。

扶正块3正对定位槽4一侧的表面呈与定位槽4的槽底相匹配的圆弧状，圆弧状的结构使得扶正块3的这个表面为圆弧面32，且在扶正块3靠近定心支撑块2一端的两侧开设有用于引导扶正块3进入定位槽4的斜倒角31。

具体实施过程：将机壳套设于定心支撑块2上，然后启动液压三抓卡盘1，卡爪6带动定心支撑块2朝向相互远离的一侧运动，直至与扶正块3产生抵触；定心支撑块2在向外扩开的过程中，弹性缓冲垫21会与机壳的内壁产生抵触，对机壳进行支撑固定，并且液压三抓卡盘1的卡爪6在运动的过程中，其运动几乎是同步的，这样定心支撑块2在向外运动的过程中，其外圆面基本还是能够保证处在同一个圆面上，这样在撑开机壳的过程中，能够尽可能保证机壳均匀变形，减少其内腔中心轴线的偏移，那么车刀在对机壳进行钻孔的过程中就能够尽量保证车出的穿轴孔与机壳内腔中心轴线之间的同轴度，从而达到降低机壳废品率的目的。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。