一种无模旋压加工夹具的制作方法

本发明涉及旋压设备技术领域，具体涉及一种无模旋压加工夹具。

背景技术：

旋压作为重要的加工生产方式，广泛用于产品成型加工，主要应用于大型重工产品的生产中，包括风口机产品、航天航空类产品等薄壁管状类产品和环状类产品的生产。在旋压加工过程中，需要通过夹具夹持工件，并在旋压主轴的旋转驱动下进行旋压加工。

现有的卧式、立式旋压机床等，旋压加工时采用的旋压夹具通常为适用范围较小的定制夹具，而且通常还需要模具进行辅助定位。在针对不同形状和尺寸的坯料进行加工时，需要更换不同的夹具或进行转线生产。如此，转线生产成本增加，且夹具使用率低，并增加了夹具及模具的设备成本。而且，由于旋压设备体型及重量较大，夹具换型复杂且耗时长，进而降低了旋压生产效率，增加了换型的生产成本。

技术实现要素：

为解决现有技术中的旋压机床需采用模具或尾顶辅助，生产成本高，旋压生产效率低，使用范围窄的问题，本发明的目的提供了一种无模旋压加工夹具。该无模旋压加工夹具通用性强，夹持加工件的尺寸范围及种类范围广，且无需模具或尾顶辅助，能有效降低生产成本，提高旋压生产效率，适用于各种空心薄壁材料的固定。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种无模旋压加工夹具，包括夹具盘；所述夹具盘分割形成若干夹具瓣；

所述夹具瓣的夹持面上，环绕所述夹具盘的中心均匀分布有若干夹持组件；

所述夹具盘的中心设置有旋转动力传输组件；所述旋转动力传输组件包括固定基板以及导向主体；所述夹具瓣在径向上可相互合拢或分离的与所述固定基板楔合；所述导向主体与所述固定基板固定连接，并可随所述固定基板同步旋转；且所述导向主体外接有与所述夹具瓣传动连接的传动键，可传动带动所述夹具瓣转动；

所述夹具盘的中心还设置有夹具瓣牵引组件；所述夹具瓣牵引组件包括贯穿所述固定基板以及所述导向主体的外撑导向杆；所述外撑导向杆通过外撑拉杆与所述夹具瓣连接；且在所述外撑导向杆沿轴向移动时，所述外撑导向杆可通过所述外撑拉杆牵引若干的所述夹具瓣沿径向合拢或分离。

在一个优选的实施例中，所述夹持组件包括沿所述夹具盘的径向走向的导向定位条，以及设置在所述导向定位条上的夹爪；且所述夹爪在所述导向定位条上的位置可调。

在一个更优选的实施例中，所述导向定位条上沿长度方向分布有若干定位孔；所述夹爪上具有安装孔；所述安装孔与所述定位孔配合，并采用包括插销或螺钉的方式固定，使所述夹爪安装在所述导向定位条上。

在一个更优选的实施例中，所述夹爪上开设有不同型号的夹持卡槽。

在一个优选的实施例中，所述旋转动力传输组件还包括主轴连接法兰；所述主轴连接法兰设置在所述夹具盘的背离夹持面的一侧中心处，用于与旋压主轴连接；所述主轴连接法兰与所述固定基板的背离夹持面的一侧固定连接。

在一个优选的实施例中，所述外撑导向杆通过移动套管与所述外撑拉杆连接；且所述传动键通过所述移动套管与所述夹具瓣传动连接；

其中，所述移动套管套设在所述导向主体外并可沿轴向滑动，所述移动套管与所述外撑导向杆沿轴向移动方向上固定连接；所述传动键的一端固定连接在所述导向主体上，另一端沿转动方向固定连接在所述移动套管上，所述夹具瓣与所述外撑拉杆连接。

在一个更优选的实施例中，所述外撑导向杆通过前端盖板与所述移动套管沿轴向移动方向上固定连接；所述外撑导向杆的贯穿伸出至所述导向主体外的一端穿过所述前端盖板，并通过螺母将所述前端盖板与所述外撑导向杆锁紧；所述前端盖板与所述移动套管固定连接。

在一个更优选的实施例中，所述移动套管为一体式镂空套管；所述传动键的一端与所述导向主体在旋转方向上固定连接，另一端与所述移动套管连接。镂空的套管质轻，且更易安装

在一个优选的实施例中，所述外撑拉杆通过外撑块与所述夹具瓣连接；其中，所述外撑块固定在所述夹具瓣上；所述外撑拉杆的一端与所述外撑导向杆连接，所述外撑拉杆的另一端通过固定柱铰接安装在所述外撑块上。

在一个优选的实施例中，所述夹具瓣上设置有楔合锁紧件；所述楔合锁紧件的一端固定连接在所述夹具瓣上，另一端具有与所述固定基板的外缘相适配的楔槽；且所述固定基板的外缘伸入至所述楔槽内，并可在所述楔槽内沿径向伸缩。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的夹具中，夹具盘分割形成多个可相互合拢或分离的夹具瓣，且各夹具瓣上均设置有夹爪，在进行夹持工件时，通过外力顶压夹具瓣牵引组件中的外撑导向杆，使外撑导向杆牵引多个夹具瓣合拢，进而使夹具瓣上的夹爪对工件进行合拢夹持，夹持稳定性高，有利于旋压加工的进行，且无需模具或尾顶辅助，减少模具成本。

(2)本发明的夹具中，夹具盘上的夹爪的位置沿径向可调整，而且，夹爪具有多种不同型号的夹持卡槽，夹爪的夹持卡槽可根据坯料的形状确定具体形状及尺寸，夹持卡槽的修改制作简单，减少了转线成本；从而使该夹具的通用性强，夹持加工件的尺寸范围及种类范围广，增加夹具的使用次数，减少夹具成本，减少换型及设备成本，有效提高生产效率。

附图说明

图1为具体实施例中本发明的无模旋压加工夹具的立体结构示意图；

图2为具体实施例中本发明的无模旋压加工夹具的正视结构示意图；

图3为图2中沿d-d方向的剖视结构示意图；

图4为图3中沿e-e方向的剖视结构示意图；

图5为具体实施例中本发明的无模旋压加工夹具中夹持组件的结构示意图；

附图标注：1-夹具盘，10-夹具瓣，2-夹持组件，21-导向定位条，210-定位孔，22-夹爪，220-安装孔，221-夹持卡槽，23-夹爪安装基座，3-旋转动力传输组件，31-固定基板，32-导向主体，33-传动键，34-主轴连接法兰，4-夹具瓣牵引组件，41-外撑导向杆，410-空腔，42-外撑拉杆，43-移动套管，44-前端盖板，45-外撑块，46-楔合锁紧件，460-楔槽，461-锁紧板，462-连接板，5-固定柱，6-螺母，7-前端防尘罩，8-轴承。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语中的“左”、“右”等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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者仅用于区分描述，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装置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的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1～图4所示，本发明的无模旋压加工夹具，包括夹具盘1。其中，所述夹具盘1分割形成若干夹具瓣10。在可选的实施例中，夹具盘1均匀分割形成三块夹具瓣10。

在所述夹具瓣10的夹持面上，环绕所述夹具盘1的中心均匀分布有若干夹持组件2。所述夹具盘1的中心设置有旋转动力传输组件3，用于与旋压主轴连接并传递动力以驱动夹具盘1转动；而且，所述夹具盘1的中心还设置有夹具瓣牵引组件4，用于牵引夹具瓣10合拢。

采用该夹具夹持工件进行旋压工作时，首先将工件放置在夹具盘1的中间位置，调整夹持组件2的位置并夹持工件，而后夹具瓣牵引组件4工作并牵引夹具瓣10合拢，使夹具瓣10上的夹持组件2合拢夹紧工件；此时，驱动旋转主轴并向旋转动力传输组件3传递动力，驱动夹具盘1转动，进行旋压工作。

参见图5所示，所述夹持组件2包括沿所述夹具盘1的径向走向的导向定位条21，即导向定位条21的长度方向与夹具盘1的径向相同，以及设置在所述导向定位条21上的夹爪22。在对工件进行夹持时，由夹爪22直接接触并夹紧工件的棱边。

夹爪22上具有用于与工件的棱边接触并卡紧夹持的夹持卡槽221。在优选的实施例中，所述夹爪22上开设有不同型号的夹持卡槽221，并且，夹爪22上的夹持卡槽221可根据工件坯料的形状确定具体形状及尺寸。而夹持卡槽221的修改制作简单，从而使单一夹爪22即可适应多种不同尺寸及形状的工件的夹持，增加夹具的使用次数，夹持加工件的尺寸范围及种类范围广，减少了转线及换型成本。

而且，所述夹爪22在所述导向定位条21上的位置可调，具体的，导向定位条21上沿长度方向分布有若干定位孔210，而所述夹爪22上具有安装孔220；所述安装孔220与所述定位孔210配合，并采用包括插销或螺钉的方式固定，使所述夹爪22安装在所述导向定位条21上。如此，在对不同形状及尺寸的工件进行夹持时，通过调整夹爪22在导向定位条21的位置，使夹爪22靠近夹具盘1中心的距离改变以适应对不同形状或不同尺寸工件的夹持，进一步增加夹具的使用次数，夹持加工件的尺寸范围及种类范围更广，通用性更强，减少夹具成本及换型成本。

在可选的实施例中，夹爪22通过夹爪安装基座23安装在导向定位条21上。其中，夹爪安装基座23由两块相互合模的基板组成，夹爪22的底部固定安装在两个基板合模的内部，且安装孔220开设在夹爪安装基座23上，使夹爪安装基座23可采用插销或螺钉的方式稳定安装在导向定位条21上。

在可选的实施例中，单块夹具瓣10上均匀分布有六个夹持组件2，以使夹持受力更平衡，夹持更稳定。

再参见图1～图4所示，所述旋转动力传输组件3包括固定基板31以及导向主体32。

其中，所述夹具瓣10在径向上可相互合拢或分离的与所述固定基板31楔合，即夹具瓣10在径向上相互合拢或分离时均与固定基板31保持楔合，而在轴向上不会发生相互移动，固定基板31在轴向上对夹具瓣10形成卡接作用。在夹具瓣牵引组件4沿轴向移动而牵引夹具瓣10时，夹具瓣10由于在轴向上被卡接固定而在径向上则可活动，夹具瓣10将不能发生沿轴向的移动并将转化为径向上的移动，从而使若干夹具瓣10之间发生合拢。

而所述导向主体32与所述固定基板31的朝向夹持面的一侧固定连接，在固定基板31转动时，导向主体32可随固定基板31同步转动。

且所述导向主体32外接有与所述夹具瓣10传动连接的传动键33，在导向主体32随固定基板31同步转动时，导向主体32可通过传动键33带动夹具瓣10同步转动，从而实现整体夹具盘1的旋转。具体的，传动键33的一端沿旋转方向固定在导向主体32上，使导向主体32在旋转时可带动传动键33同步转动，而另一端与夹具瓣10传动连接，传动键33在随导向主体32同步转动时即可传动带动夹具瓣10转动。

此外，所述旋转动力传输组件3还包括主轴连接法兰34。具体的，所述主轴连接法兰34设置在所述夹具盘1的背离夹持面的一侧中心处，用于与旋压主轴连接；而所述主轴连接法兰34与所述固定基板31的背离夹持面的一侧固定连接。

在具体工作时，主轴连接法兰34与旋压主轴的端面连接，由旋压主轴输出动力直接驱动主轴连接法兰34转动。与主轴连接法兰34连接的固定基板31，以及与固定基板31固定连接的导向主体32也将发生同步转动，而传动键33将随同导向主体32同步转动。此时，传动键33传动带动夹具瓣10同步转动，进而驱动整体夹具盘1发生旋转。

再参见图1～图4所示，所述夹具瓣牵引组件4包括左右贯穿所述固定基板31以及所述导向主体32的外撑导向杆41，其中，外撑导向杆41的一端从左侧贯穿固定基板31并穿出至主轴连接法兰34外，外撑导向杆41的一端从右侧贯穿至导向主体32外。并且，所述外撑导向杆41通过外撑拉杆42与所述夹具瓣10连接，具体的，外撑拉杆42的两端分别铰接在外撑导向杆41的杆身和夹具瓣10上。在所述外撑导向杆41沿轴向移动时，所述外撑导向杆41可通过所述外撑拉杆42牵引若干的夹具瓣10随所述外撑导向杆41的轴向运动而沿径向合拢或分离。

而且，在具体的可选实施例中，外撑导向杆41的穿出至主轴连接法兰34的一端与包括油缸的动力顶压机构连接，用于顶/拉外撑导向杆41沿轴向移动。此外，在优选的实施例中，外撑拉杆42以同轴向左右分布的两个为一组，各夹具瓣10均分别通过两组外撑拉杆42与外撑导向杆41连接。

在工作时，在工件放置并夹持在夹具盘1的中间位置后，顶压外撑导向杆41并使外撑导向杆41沿轴向移动，外撑导向杆41沿轴向移动过程中通过外撑拉杆42沿轴向牵引夹具瓣10，由于夹具瓣10沿轴向上被固定基板31卡接限位而在径向上可活动，夹具瓣10将不能发生沿轴向的移动并将转化为径向上的移动，从而使若干夹具瓣10发生相互合拢的动作。

在优选的实施例中，所述外撑导向杆41通过移动套管43与所述外撑拉杆42连接，且传动键33通过移动套管43与夹具瓣10传动连接。其中，移动套管43套设在导向主体32外并可沿轴向滑动，使得导向主体32可带动移动管套43进行转动且不影响移动管套43轴向移动的工作特性，移动套管43与外撑导向杆41沿轴向移动方向上固定连接；而传动键33的一端固定连接在所述导向主体32上，另一端沿转动方向固定连接在所述移动套管43上，夹具瓣10与外撑拉杆42连接，外撑拉杆42的两端具体分别铰接安装在移动套管43与夹具瓣10上。由于传动键33与移动套管43的连接方式，夹具瓣10通过铰接连接以外撑拉杆42作为传递件，传动键33将可带动移动套管43实现转动，进而带动夹具瓣10转动而实现整体夹具盘1旋转；同时外撑导向杆41可沿轴向带动移动套管43沿轴向移动，并进而通过外撑拉杆42牵引若干的夹具瓣10合拢或分离。

进一步的，移动套管43通过前端盖板44与外撑导向杆41沿轴向移动方向上固定连接。具体的，前端盖板44装配在夹具中心前端，与导向主体32之间具有装配空腔410，外撑导向杆41的贯穿伸出至导向主体32外的一端穿过所述前端盖板44，并通过螺母6将所述前端盖板44与外撑导向杆41锁紧，使前端盖板44与外撑导向杆41在轴向上锁紧固定。此外，前端盖板44的边缘端部则与移动套管43右侧端面固定连接。在外撑导向杆41沿轴向移动时，将通过带动前端盖板44沿轴向同步移动，进而带动移动套管43沿轴向同步移动，并通过外撑拉杆42牵引夹具瓣10合拢或分离。

在另一个优选的实施例中，前端盖板44的背离导向主体32的一侧中心处设置前端防尘罩7，用于保护外撑导向杆41的贯穿伸出至前端盖板44的一端及螺母6防止受到灰尘污染及保护操作人员的安全，保障零部件的使用寿命及设备安全性。

在另一个优选的实施例中，所述移动套管43为一体式镂空套管。移动套管43为一体结构，三块夹具瓣10分别通过外撑拉杆42与移动套管43相连接。而且，移动套管43为一体式镂空结构，可有效减重，便于安装，降低整体夹具的负荷及装配难度。此外，在具体的可选实施例中，所述传动键33的一端与所述导向主体32在旋转方向上固定连接，另一端也在旋转方向上固定连接所述移动套管43，使得导向主体32可带动移动套管43进行转动。

在一个优选的实施例中，所述外撑拉杆42通过外撑块45与所述夹具瓣10连接。其中，具体的，所述外撑块45固定在所述夹具瓣10上，外撑块45位于夹具瓣10的靠近移动套管43的端面上，外撑拉杆42的一端通过固定柱5与移动套管43铰接，所述外撑拉杆42的另一端通过另一固定柱5铰接安装在所述外撑块45上，通过外撑拉杆42以及固定柱5将移动套管43与夹具瓣10相连接。

在一个优选的实施例中，所述夹具瓣10上设置有楔合锁紧件46。所述楔合锁紧件46的一端固定连接在所述夹具瓣10上，另一端具有与所述固定基板31的外缘相适配的楔槽460；且所述固定基板31的外缘伸入至所述楔槽460内，并可在所述楔槽460内沿径向伸缩。如此，夹具瓣10通过楔合锁紧件46与固定基板31形成在轴向上固定而在径向上可活动楔合关系。

在可选的实施例中，楔合锁紧件46由固定连接的锁紧板461及连接板462组成。锁紧板461与连接板462的位于固定基板31外侧的一端固定连接，从而在锁紧板461与连接板462之间形成与所述固定基板31的外缘相适配的楔槽460。

并且，在可选的实施例中，外撑块45与楔合锁紧件46固定连接。

以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。