一种液压卡盘工装及加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及零件加工技术领域，特别是涉及一种液压卡盘工装及加工设备。


背景技术：

2.如图1
‑
2所示为待加工扇环形垫块25。一般情况下，垫块毛坯壁厚为7.5mm，要加工尺寸为：壁厚5+/
‑
0.1mm(或者更小壁厚)、c1.5倒角，同时要保证光洁度ra3.2。经分析可知，该待加工垫块产品有两个加工难点：一是壁薄，5+/
‑
0.1mm壁厚(或者更小壁厚)和c1.5倒角不好加工；二是断屑切削，表面光洁度不好保证。此垫块除了要加工两端面，还要加工c1.5倒角，所以磨削的方式不适合此产品的批量加工，如按立式加工中心铣削方式加工，成本又高。因此，现急需一种加工效率高、成本又低的新型加工方法。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种液压卡盘工装及加工设备，该液压卡盘工装具有多工位，适合批量垫块加工，可解决上述现有技术存在的加工效率低的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种液压卡盘工装，主要包括：
6.液压卡盘，所述液压卡盘具有两个以上的液压软爪；
7.工件夹装瓣，所述工件夹装瓣安装于所述液压软爪上并与所述液压软爪一一对应，所述工件夹装瓣具有用于对待加工的扇环形垫块进行轴向定位的轴向定位面，且所述工件夹装瓣的局部向远离所述液压卡盘的一侧凸出，形成一与所述轴向定位面垂直的径向夹持面，所述径向夹持面用于外夹所述扇环形垫块的外圆；
8.支撑件，所述支撑件设置于由所述径向夹持面围合的空间内，所述支撑件的外周设置有若干用于支撑所述扇环形垫块的内圆的弧形支撑面；
9.所述支撑件的外周、所述径向夹持面以及所述轴向定位面形成环形工位，所述环形工位内能够沿其周向布置多个待加工的所述扇环形垫块。
10.可选的，液压卡盘工装还包括：
11.吸附件，所述吸附件设置于所述环形工位内，用于吸附所述扇环形垫块，以防止所述扇环形垫块脱落。
12.可选的，所述吸附件为钕铁硼磁铁块；所述钕铁硼磁铁块嵌置于所述轴向定位面内。
13.可选的，任意一所述工件夹装瓣均呈扇形。
14.可选的，任意一所述工件夹装瓣的内缘均设置有朝向远离所述液压卡盘的一侧凸出的内环瓣，全部所述工件夹装瓣上的所述内环瓣拼合形成径向支撑位；所述支撑件的中心开设内孔，所述支撑件通过所述内孔套装于所述径向支撑位上。其中，“内缘”是指工件夹装瓣的靠近液压卡盘中心孔的一端。
15.可选的，所述内孔与所述径向支撑位的外壁之间留有间隙。
16.可选的，所述支撑件为圆环形支撑件，全部所述工件夹装瓣上的所述径向夹持面拼合形成圆环形夹持面，所述圆环形支撑件与所述圆环形夹持面同轴布置。
17.可选的，所述液压软爪包括三个以上，所述工件夹装瓣通过螺栓副安装于所述液压软爪上。其中，螺栓副包括螺栓和与所述螺栓匹配的螺母。
18.同时，本实用新型提出一种加工设备，能够加工扇环形垫块，包括如上所述的液压卡盘工装。
19.可选的，所述加工设备为数控车床。
20.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
21.本实用新型提出的液压卡盘工装，结构简单合理，通过设置轴向定位面、径向夹持面和支撑件，并使三者之间形成环形工位，不仅同步实现了径向夹持面在液压卡盘作用下对待加工扇环形垫块的外圆面的外夹、支撑件对待加工扇环形垫块的内圆面的内顶，从而使得扇环形垫块被工位夹紧，而且环形工位内可同时容纳多块扇环形垫块，以实现多件同时加工，从而达到提高加工效率，降低生产成本的目的，适合批量垫块加工。
22.此外，在本实用新型公开的另一技术方案中，还在环形工位内设置了吸附件，比如钕铁硼磁铁块，能够在上述环形工位对扇环形垫块夹紧的基础上，进一步吸附待加工扇环形垫块，有效避免了扇环形垫块在先、后装夹过程中，产生掉件的现象。
23.本实用新型还提出一种包含上述液压卡盘工装的加工设备，比如数控车床，其能够加工扇环形垫块。由于该加工设备包括如上所述的液压卡盘工装，所以该加工设备具备上述液压卡盘工装所具备的所有特点，在此不再赘述。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为待加工扇环形垫块的结构示意图；
26.图2为待加工扇环形垫块的主视图；
27.图3为本实用新型实施例所公开的液压卡盘工装的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例所公开的扇形块焊接前液压软爪结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例所公开的5件垫块夹紧后示意图。
30.其中，附图标记为：1、液压卡盘；2、液压软爪一；3、扇形块一；4、钕铁硼磁铁块；5、扇形块三；6、螺栓孔一；7、螺栓孔二；8、磁铁安装孔；9、径向夹持面；10、轴向定位面；11、径向支撑位；12、垫块一；13、垫块二；14、垫块三；15、垫块四；16、垫块五；17、支撑件；18、支撑环内径；19、支撑环外径；20、垫块小径；21、垫块大径；22、扇形块二；23、液压软爪二；24、液压软爪三；25、待加工扇环形垫块。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.本实用新型的目的之一是提供一种液压卡盘工装，该液压卡盘工装具有多工位，适合批量垫块加工，可解决现有技术存在的加工效率低的问题
33.本实用新型的另一目的还在于提供一种具有上述液压卡盘工装的加工设备。
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
35.如图1
‑
5所示，本实施例提供一种液压卡盘工装，主要包括液压卡盘1、工件夹装瓣和支撑件17，液压卡盘1具有两个以上的液压软爪，工件夹装瓣安装于液压软爪上并与液压软爪一一对应，工件夹装瓣具有用于对待加工扇环形垫块25进行轴向定位的轴向定位面10，且工件夹装瓣的局部向远离液压卡盘1的一侧凸出，形成一与轴向定位面10垂直的径向夹持面9，径向夹持面9用于外夹待加工扇环形垫块25的外圆；支撑件17设置于由径向夹持面9围合的空间内，支撑件17的外周设置有若干用于支撑待加工扇环形垫块25的内圆的弧形支撑面；支撑件17的外周、径向夹持面9以及轴向定位面10形成环形工位，环形工位内能够沿其周向布置多个待加工扇环形垫块25，以同时实现对多个垫块的加工，有利于提高加工效率。上述“工件夹装瓣的局部”可以是工件夹装瓣上的任意位置，当工件夹装瓣拼合的轴向定位面为正方形、圆形或其他图形时，凸出的径向夹持面9可以位于该轴向定位面的任意位置。
36.本实施例中，本实施例的液压卡盘工装还设置有吸附件，吸附件设置于环形工位内，用于吸附待加工扇环形垫块25，以防止待加工扇环形垫块25在夹装过程中脱落。如图3所示，作为优选方式，本实施例将吸附件设置为钕铁硼磁铁块4，轴向定位面10上开设有磁铁安装孔8，用于嵌置安装钕铁硼磁铁块4。其中，磁铁安装孔8和钕铁硼磁铁块4均优选设置有圆形结构，即磁铁安装孔8为磁铁安装圆孔，钕铁硼磁铁块4为钕铁硼磁圆形铁块。当然磁铁安装孔8和钕铁硼磁铁块4也可以均配套设置为三角形、菱形或矩形等。同理，吸附件除了上述钕铁硼磁铁块4之外，还可以设置为其他永久性磁铁结构或非永久性磁铁结构。
37.本实施例中，如图3和5所示，任意一工件夹装瓣均呈扇形，本实施例优选设置三块工件夹装瓣，即扇形块一3、扇形块二22和扇形块三5。其中，任意一扇形块的内缘均设置有朝向远离液压卡盘1的一侧凸出的内环瓣，全部扇形块上的内环瓣拼合形成径向支撑位11，且径向支撑位11设置于由径向夹持面9围合的空间内；支撑件17的中心开设内孔，支撑件17通过该内孔套装于径向支撑位11上。径向支撑位11为柱状结构，支撑件17套装于其外圆面上，作为优选方式，上述内孔与径向支撑位11的外圆面之间留有间隙，方便支撑件17的装卸。其中，任意一扇形块的内缘均为圆弧面，各扇形块的内缘拼接形成一封闭的环状圆面。
38.本实施例中，如图3所示，支撑件17优选设置为圆环形支撑件，该圆环形支撑件具有连续外圆面，该连续外圆面由上述的若干弧形支撑面依次首尾连接而成。除了此种情况外，上述的若干弧形支撑面还可以是位于同一圆周上，但间断分布；也可以是间断分布，但分布在不同圆周上，以实现对不同规格尺寸的扇环形垫块的同时支撑。在本实施例中，还是优选上述弧形支撑面位于同一圆周上，且连续布置的方式。
39.本实施例中，如图3所示，全部工件夹装瓣上的径向夹持面9拼合形成圆环形夹持面，上述圆环形支撑件与该圆环形夹持面同轴布置。同时，该圆环形夹持面布置于同为圆形
的轴向定位面10的外周，且与轴向定位面10同轴布置。其中，优选工件夹装瓣拼合为圆形的轴向定位面10，凸出的径向夹持面9优选位于该圆形的轴向定位面10的边缘，此时，上述“工件夹装瓣的局部”便是指工件夹装瓣及轴向定位面的边缘位置。实际操作中，凸出的径向夹持面9还可以位于轴向定位面10的中心部位或任意一除边缘位置外的偏心部分。具体设置位置可根据实际情况而定。
40.本实施例中，如图3所示，液压软爪固定安装于上述液压卡盘1的端面上，拼接轴向定位面10的扇形块固定安装于液压软爪上。液压软爪为一种现有技术，在此不再赘述。
41.本实施例中，还可以在柱状的径向支撑位11的外圆面设置沿其径向向圆心内凹，且沿径向支撑位11的轴向延伸的凹槽，便于在径向支撑位11上装卸支撑件17。
42.作为一种具体实施方式，本实施例的液压卡盘工装可优选设置为下述下结构：
43.液压卡盘工装包括三个扇形块和三个液压软爪，其中三个扇形块分别为扇形块一3、扇形块二22和扇形块三5，扇形块一3、扇形块二22和扇形块三5均为弧度角为120
°
的扇形块，以便拼接成圆形的轴向定位面10；三个液压软爪分别为液压软爪一2、液压软爪二23和液压软爪三24，三个液压软爪沿液压卡盘1的圆形端面的周向间隔分布。作为优选方式，扇形块一3、扇形块二22和扇形块三5是由圆棒料用线切割三等分而成，分别焊接到对应的液压软爪上，其中扇形块三5焊接在液压软爪三24上，另外两组同理。焊接时要保证任意相邻两个扇形块之间有间隙，给液压软爪夹紧、松开留出余量，确保三个扇形互不干涉，以便能够夹紧工件。根据液压软爪三24上螺栓孔位置，在扇形块三5相对应的位置打螺栓孔一6和螺栓孔二7，液压软爪三24经螺栓孔一6、螺栓孔二7，用螺栓固定到液压卡盘1上。在液压卡盘1上，先粗车扇形块一3、扇形块二22、扇形块三5，然后将液压卡盘1拆下放在加工中心铣磁铁安装孔8，随后将工装再次装到数控车床或其他加工设备上。径向夹持面9尺寸按待加工扇环形垫块25的垫块大径21为r115(r115表示待加工扇环形垫块25的外圆半径为115)设计，径向支撑位11的直径按支撑件17的内孔尺寸，即支撑环内径18的尺寸设计，并留有间隙，以方便支撑件17自由进、出。轴向定位面10用于待加工扇环形垫块25的轴向定位。这样，径向夹持面9、轴向定位面10和径向支撑位11，这三个位置在同一工序，一次加工成形，来保证工装的定位精度。
44.为了保证工件夹紧牢靠，设计制作支撑件17，支撑件17的外圆尺寸，即支撑环外径19的尺寸按待加工扇环形垫块25的垫块小径20的尺寸r90(r90表示待加工扇环形垫块25的内圆半径为90)设计制作。在轴向定位面10的圆周方向上，分布着磁铁安装孔8，钕铁硼磁铁块4嵌置安装在磁铁安装孔8内。钕铁硼磁铁块4的作用是辅助支撑，避免垫块在先后装夹过程中，产生掉件现象。钕铁硼磁铁块4的大小、数量，由工件的重量决定。
45.鉴于本实施例中支撑件17的外圆面、径向夹持面9均为连续的圆环状，所以二者之间形成的环状工位为一种圆环状工位，该圆环状工位内可同时装夹多个待加工扇环形垫块25。如图3和5所示，圆环状工位内装夹了5个待加工扇环形垫块25，即垫块一12、垫块二13、垫块三14、垫块四15和垫块五16，这各个垫块的尺寸完全相同，且可一次加工完成，达到了提高效率，降低成本的目的。
46.上述液压卡盘工装的实际操作过程如下：
47.踩脚踏开关或启动其他模式的开关，使液压卡盘1松开，扇形块一3、扇形块二22和扇形块三5三个扇形块也随之张开。将支撑件17沿径向支撑位11推到工装底部，然后分别放
入垫块一12、垫块二13、垫块三14、垫块四15、垫块五16，五个垫块靠磁力紧贴在轴向定位面10上。再次踩脚踏开关或启动其他模式的开关，液压卡盘1夹紧工件，按加工设备，比如机床的启动按钮，开始工件加工。加工完一面后，可以松开液压卡盘1，调转垫块方向，就可以反面加工，方便快捷。
48.由此可见，本实施例提出的液压卡盘工装，结构简单合理，通过设置轴向定位面、工件径向夹持面和支撑件，并使三者之间形成圆环形工位，不仅同步实现了工件径向夹持面对待加工扇环形垫块的外圆面的外夹、支撑件对待加工垫块内圆面的内顶，从而使得垫块被工位夹紧，而且圆环形工位内可同时容纳多块扇环形垫块，以实现多件同时加工，从而达到提高加工效率，降低生产成本的目的，适合批量垫块加工。
49.此外，在通过在圆环形工位内设置了吸附件，比如钕铁硼磁铁块，能够在上述圆环形工位对垫块夹紧的基础上，进一步吸附待加工垫块，有效避免了垫块在先、后装夹过程中，产生掉件的现象。
50.需要说明的是，本实施例的液压卡盘工装并不限于加工尺寸为：壁厚5+/
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0.1mm、c1.5倒角、光洁度ra3.2的工件；还可以加工其他形状、其他尺寸的零件，具体可以根据实际情况而定。
51.实施例二：
52.本实施例提出一种加工设备，能够加工扇环形垫块，包括如实施例一所述的液压卡盘工装。作为优选方式，该加工设备可以是数控车床。液压卡盘1在数控车床上的安装方式以及工作原理均为本领域公知，液压卡盘1可以在数控车床上相应开关的控制下进行张合，在此不再赘述。
53.该加工设备由于包含上述液压卡盘工装，所以该加工设备具备实施例一中所述液压卡盘工装所具备的所有特点，在此不再赘述。
54.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
55.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。