一种基于HSK定位原理的加工工装的制作方法

本公开涉及机械加工领域，尤其涉及一种基于hsk定位原理的加工工装。

背景技术：

随着工业科技的进步，机床行业正朝着高精度，高效率和高可靠性方向发展。受高速加工的离心力、切削负荷和振动的影响，刀具系统的安全和精度至关重要，对刀具装夹的技术要求更高，因此对新型刀柄所对应的加工工装的开发十分重要。

现市场上针对bt系列的圆锥柄刀具锁紧装置较多，hsk系列刀具锁紧装置较少。有关机构对生产中的加工中心(机床)的实际使用的紧力进行过调查统计，发现由于hsk刀柄夹紧系统的选用不当或夹紧系统的使用不当(如夹紧弹簧的松弛)，大部分机床的实际使用的夹紧力只有规定夹紧力的70％左右，最低的只有30％。这对高速加工甚至普通加工来说都是十分危险的。且现有hsk刀具锁紧装置结构复杂，利用销子固定刀柄，刀具装卸过程繁琐，装卸速度慢，使用不方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开实施例提供一种基于hsk定位原理的加工工装，通过hsk原理进行工件定位，同时在加工工装上设计夹具进行工件加工，且夹具可根据使用情况进行独立设计。

在本公开的一个方面，提供一种基于hsk定位原理的加工工装，其特征在于，包括：

工装定位盘，上表面设有拉钉安装孔；

定心拉钉，可拆卸地安装于所述拉钉安装孔，并以hsk定位原理与所述工装定位盘相互配合；以及

工件装夹组件，与所述定位拉钉连接，用于对工件进行装夹固定。

在一些实施例中，所述工件装夹组件包括：

托盘，下表面固定连接于所述定位拉钉；

工件定位单元，设置于所述托盘的上表面，用于对工件进行定位；以及

工件夹紧单元，设置于所述托盘的上表面，并与所述工件定位单元相配合，对工件进行夹紧。

在一些实施例中，所述定位拉钉包括定心拉钉工作面，所述定心拉钉工作面设置于所述定位拉钉的上端，并呈向下半径渐缩的锥面；所述工装定位盘包括工装定位盘工作面，所述工装定位盘工作面包括所述工装定位盘的上表面和所述拉钉安装孔的内锥面，所述拉钉安装孔的内锥面与所述定心拉钉工作面相配合。

在一些实施例中，所述托盘还包括托盘工作面，所述托盘工作面位于所述托盘的下表面。

在一些实施例中，所述定心拉钉工作面、所述工装定位盘工作面和所述托盘工作面以端面和锥面形成hsk定位配合。

在一些实施例中，所述加工工装可用于车床、立式加工中心、插齿机和三坐标计量仪的定位。

在一些实施例中，所述工装定位盘通过气动或液压方式实现夹紧或者放松。

在一些实施例中，所述工装定位盘安装于具有气源的平整工作台面上。

因此，根据本公开实施例所提供的一种基于hsk定位原理的加工工装，通过hsk原理进行工件定位，同时在加工工装上设计夹具进行工件加工，且夹具可根据使用情况进行独立设计，因而具有结构简单、定位准确、装夹快速、可使用场合广泛和可根据需求独立设计的特点。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本发明实施例所提供的定位装置hsk原理结构非工作状态示意图；

图2为本发明实施例所提供的定位装置hsk原理结构工作状态示意图

图3为本发明实施例所提供的工件装夹组件结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的工件装夹组件结构示意图；

附图标记：1--工装定位盘，2--定心拉钉，3--工件定位单元，4--工件夹紧单元，5--托盘，a--工装定位盘工作面，b--定心拉钉工作面，c--工件装夹组件托盘的工作面。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

申请人研究发现：在高速切削加工已成为机械加工制造技术重要的环节。传统的bt刀具系统的加工性能已难以满足高速切削的要求。而刀具系统能在高速下进行切削加工，应满足以下基本条件：较高的系统精度、较高的系统刚度及较好的动平衡性。

其中，系统精度包括系统定位夹持精度和刀具重复定位精度，前者指刀具与刀柄、刀柄与机床主轴的连接精度；后者指每次换刀后刀具系统精度的一致性。刀具系统具有较高的系统精度，才能保证高速加工条件下刀具系统应有的静态和动态稳定性。

刀具系统的静、动刚度是影响加工精度及切削性能的重要因素。刀具系统刚度不足会导致刀具系统振动，从而降低加工精度，并加剧刀具的磨损，降低刀具的使用寿命。

高速切削加工条件下，微小质量的不平衡都会造成巨大的离心力，在加工过程中引起机床的急剧振动。因此，高速刀具系统的动平衡非常重要。

hsk工具系统能在高速情况下保证高精度，是由于实际的轴向夹紧力能保证刀柄的锥面和端面时刻与主轴保持接触。在正常高速切削情况下，主轴/刀柄配合性质对hsk工具系统扭转刚度的影响并不大；在大切削扭矩下，过盈配合能有效的保持hsk工具系统的高扭转刚度。采用高性能的主轴工具系统在线自动平衡装置，最终能满足高速切削的高效精密和稳定性要求。

针对于此，如图1～4所示：

在本公开的一个方面，提供一种基于hsk定位原理的加工工装，其特征在于，包括：

工装定位盘，上表面设有拉钉安装孔；

定心拉钉，可拆卸地安装于所述拉钉安装孔，并以hsk定位原理与所述工装定位盘相互配合；以及

工件装夹组件，与所述定位拉钉连接，用于对工件进行装夹固定。

在一些实施例中，所述工件装夹组件包括：

托盘，下表面固定连接于所述定位拉钉；

工件定位单元，设置于所述托盘的上表面，用于对工件进行定位；以及

工件夹紧单元，设置于所述托盘的上表面，并与所述工件定位单元相配合，对工件进行夹紧。

在一些实施例中，所述定位拉钉包括定心拉钉工作面，所述定心拉钉工作面设置于所述定位拉钉的上端，并呈向下半径渐缩的锥面；所述工装定位盘包括工装定位盘工作面，所述工装定位盘工作面包括所述工装定位盘的上表面和所述拉钉安装孔的内锥面，所述拉钉安装孔的内锥面与所述定心拉钉工作面相配合。

在一些实施例中，所述托盘还包括托盘工作面，所述托盘工作面位于所述托盘的下表面。

在一些实施例中，所述定心拉钉工作面、所述工装定位盘工作面和所述托盘工作面以端面和锥面形成hsk定位配合。

在一些实施例中，所述加工工装可用于车床、立式加工中心、插齿机和三坐标计量仪的定位。

在一些实施例中，所述工装定位盘通过气动或液压方式实现夹紧或者放松。

在一些实施例中，所述工装定位盘安装于具有气源的平整工作台面上。

因此，根据本公开实施例所提供的一种基于hsk定位原理的加工工装，通过hsk原理进行工件定位，同时在加工工装上设计夹具进行工件加工，且夹具可根据使用情况进行独立设计，因而具有结构简单、定位准确、装夹快速、可使用场合广泛和可根据需求独立设计的特点。

下面结合附图1-4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本发明提供的一种加工工件的定位装置，可用于任何一种具备气源的设备如车床、立式加工中心、插齿机和三坐标计量仪等，包括：工装定位盘1；定心拉钉2和工件装夹组件，包括托盘5、工件定位单元3和工件夹紧单元4。其中定心拉钉2与工装夹具组件的托盘5连接为一体，装置工作时，工装定位盘与定心拉钉2和托盘5以hsk原理相互配合，完成工装定心的过程。装置单独使用同样可以保证定位精度。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述工装定位盘1为使用hsk原理的结构元件之一，控制方式多样，可通过气动或液压实现夹紧或者放松。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述定心拉钉2为使用hsk原理的结构元件之一，拉钉装配于工件装夹组件的托盘5之上，其外圆的短锥b为工作面。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述工件装夹组件为使用hsk原理的结构元件之一，其中装配定心拉钉的托盘端面c为工作面。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述工件装夹组件包括的工件定位单元3和工件夹紧单元4和组件本身的形式并不局限于某种固定形式，而是可以根据工件加工需要进行独立设计。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述使用hsk原理是由工装定位盘工作面a、定心拉钉工作面b和工件装夹组件托盘的工作面c共同完成。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述工装定位盘1可安装于任何具有气源的平整工作台面上，不局限于某种加工设备或检验设备。

基于上述技术方案，本发明实施例具有结构简单、定位准确、装夹快速、可使用场合广泛和可根据需求独立设计的特点。

本发明快捷离合器采用hsk的结构，结构可靠、定位准确，具体的技术方案为：

工装定位盘1安装在平整工作台面上，定心拉钉2通过螺纹和止口安装在工件装夹组件的托盘5上，工件定位单元3和工件夹紧单元4通过螺钉安装在托盘5上。

本发明快捷离合器的工作过程是：工装定位盘1的工作面a与定心拉钉2的短锥工作面b，托盘5工作面c同时接触，进行工装的定位。待加工工件安装在工件装夹组件的工件定位单元3上，并有工件夹紧单元4夹紧限位。

本实施例结构可靠，定位准确，可应用于各种加工场合，工作时仅需要气源对工装定位盘进行夹紧和放开动作，工件装夹组件可以根据需求进行自由独立设计。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明外，上述词语并没有特殊的含义。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。