一种用于轴类零件的加工固定装置及其调试方法与流程

1.本发明涉及加工固定装置及其调试方法，具体涉及一种用于轴类零件的加工固定装置及其调试方法。


背景技术：

2.众所周知，组合夹具制造简单，成本低廉，使用广泛，且组合形式多种多样，因此组合夹具成为使用最早、最多的装夹元件，广泛应用于机械工程的装夹定位结构中，在国民经济各领域中发挥着重要作用。然而，组合夹具组装十分繁琐，对于轴类零件定位时，为了保证零件轴线呈水平状态，需要计算和挑选合适的垫块进行高度调节。一般需要3-4片垫块进行叠加。因此，如何方便的调平轴类零件的轴线就显得尤为重要。
3.目前在新产品试制过程中，通常使用组合夹具对待加工零件进行固定，如图1所示为一种组合夹具固定装置，包括底板01、v形块02、压板03以及一系列不同厚度的垫块04；待加工零件的下方采用v形块02进行支撑，根据两个压板03与待测零件之间的第一定位点和第二定位点处对应的直径不同，通过垫块04进行高度调节，待加工零件的上方使用压板03进行压紧固定；由于使用垫块04调整高度是不连续的，计算垫块04厚度、调整垫块04数量及组装组合夹具的过程，均会严重影响零件调试时间。
4.公开号为cn207534420u的中国专利公开了一种轴类零件打孔固定夹具，该固定夹具可以通过调节托板的位置和v型卡槽的高度，实现对设置在v型槽上的待加工曲轴的高度进行调节，进而实现对曲轴不同位置的打孔。但该专利主要是调整固定夹具的高度，实现对待加工曲轴的高度调节，并没有公开待加工曲轴在v型槽上的具体调平方式。
5.公开号为cn211192577u的中国专利公开了一种轴类零件加工用定位装置，该定位装置通过转轮转动螺杆，从而利用螺杆驱动螺套向下移动，进而通过顶杆同时拉动四个与卡脚固定的滑块向圆心处移动，利用四个卡脚同时作用在轴类零件的表面，在四个卡脚同步运动时，能够将轴类零件的轴心与上卡盘的圆心进行重合。但该专利提供的定位装置是对待加工轴类零件的一端进行定位，并不涉及轴类零件沿延伸方向进行固定调平的问题。


技术实现要素：

6.本发明目的在于解决目前轴类零件在进行水平定位时操作繁琐，用时长、效率低的技术问题，提出一种用于轴类零件的加工固定装置及其调试方法。
7.本发明的技术方案为：
8.一种用于轴类零件的加工固定装置，其特殊之处在于：包括底座及设置在底座上的可调支撑组件和固定支撑组件；
9.所述可调支撑组件包括可调v型块、设置在可调v型块上端的第一可调节压紧单元及设置在可调v型块下端的调节单元；
10.所述固定支撑组件包括固定v型块及设置在固定v型块上的第二可调节压紧单元；
11.所述第一可调节压紧单元和第二可调节压紧单元用于压紧固定待加工零件；
12.所述调节单元包括u型框架、设置在u型框架内的横梁、调节螺杆及锁紧螺钉，所述横梁具有螺纹通孔，调节螺杆从横梁下端穿过螺纹通孔后与可调v型块的下端抵接；
13.所述锁紧螺钉贯穿u型框架的外侧面，且可以与可调v型块侧面抵接，用于可调v型块调节至合适位置后的锁紧固定。
14.进一步地，所述第一可调节压紧单元包括设置在可调v型块上端面的第一支撑杆、与第一支撑杆可转动连接的第一压板及第一螺旋压杆，所述第一压板上设置有第一内螺纹孔，所述第一螺旋压杆设置有与第一内螺纹孔相适配的第一外螺纹，且所述第一螺旋压杆靠近可调v型块一端设置有第一压块；
15.所述第二可调节压紧单元包括设置在固定v型块上端面的第二支撑杆、与第二支撑杆可转动连接的第二压板及第二螺旋压杆，所述第二压板上设置有第二内螺纹孔，所述第二螺旋压杆设置有与第二内螺纹孔相适配的第二外螺纹，且所述第二螺旋压杆靠近固定v型块的一端设置有第二压块。
16.进一步地，所述可调v型块下端设置有盲孔，所述调节螺杆从横梁下端穿过螺纹通孔后插入所述盲孔。
17.进一步地，所述可调v型块和固定v型块的v型槽两个斜面的夹角范围为60
°‑
120
°
。
18.进一步地，所述可调支撑组件和固定支撑组件通过固定螺钉和螺母与底座固定连接；
19.所述底座设置有多条滑动槽，所述固定螺钉的端帽与所述滑动槽相适配，用于实现固定螺钉的端帽在滑动槽内自由滑动；
20.所述滑动槽包括与待加工零件延伸方向平行的多条长滑动槽和与待加工零件延伸方向垂直且与长滑动槽11相交的多条短滑动槽。
21.同时，本发明还提供一种上述用于轴类零件的加工固定装置的调试方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
22.s1、安装加工固定装置，将圆柱标准件安装在可调v型块和固定v型块之间，拧紧锁紧螺钉；分别在圆柱标准件上端和侧端沿圆柱标准件延伸方向上进行直线度检测，测量得到圆柱标准件的上端的直线度f1和圆柱标准件的侧端的直线度f2，若f1≤0.02且f2≤0.02，则加工固定装置已调平；若f1》0.02，则对可调v型块下端的调节螺杆进行微调；若f2》0.02，则对底板进行微调；直至圆柱标准件的直线度符合要求；
23.s2、取下圆柱标准件，在待加工零件上选取第一定位圆和第二定位圆，分别测量第一定位圆和第二定位圆的直径；将步骤s1调平后的可调支撑组件和固定支撑组件移动至合适位置，使第一定位圆与可调v型块抵接，第二定位圆与固定v型块抵接；
24.s3、根据公式和公式n＝h/p，计算出调节螺杆需要旋转的圈数，其中，h为需要调节的高度，r1为第一定位圆的半径，r2为第二定位圆的半径，α为可调v型块和固定v型块上的v型槽两个斜面的夹角，n为调节螺杆需要旋转的圈数，p为调节螺杆的螺距；根据计算结果，拧松锁紧螺钉，旋转n圈调节螺杆调节可调v型块的高度，拧紧锁紧螺钉；
25.s4、对步骤s3中调整后的待加工零件的上端进行直线度f
′
的测量，若f
′
≤0.02，则加工固定装置已调平；若f
′
＞0.02，则对可调v型块下端的调节螺杆进行微调，直至待加工零件的直线度符合要求；
26.s5、向下旋转第一螺旋压杆和第二螺旋压杆，将待加工零件固定在已经调好的可调v型块和固定v型块上，加工完成后向上旋转第一螺旋压杆和第二螺旋压杆，取下加工完成的轴零件。
27.进一步地，步骤s1中，所述可调v型块和固定v型块的v型槽的夹角为90
°
，相应的，步骤s3中的计算公式为n＝h/p。
28.进一步地，对同一个批次的零件进行加工，步骤s2中，在待加工零件上选取第一定位圆和第二定位圆前，先将待加工零件放置在可调支撑组件和固定支撑组件上，使待加工零件的指定台阶与可调支撑组件或固定支撑组件的内侧面相抵接，选择待加工零件与可调v型块和固定v型块的v型槽斜面相接的位置为第一定位圆和第二定位圆，用于方便同一批次零件进行加工时轴向定位。
29.进一步地，步骤s1中，所述测量圆柱标准件的直线度f采用千分表进行测量。
30.本发明的有益效果：
31.1、本发明提供的轴类零件的加工固定装置通过调节螺杆可实现对可调v型块高度的连续调节，进而实现对轴类零件无级调平，克服了现有组合夹具不连续垫块调节的缺点，调节精度更高，使用更方便。
32.2、本发明提供的调试方法中，可以通过选取合适的第一定位圆和第二定位圆，对于同一轴类零件可以有多种装配方式，可以实现对多数的轴类零件的固定，通用性强。
附图说明
33.图1为现有一种组合夹具固定装置的结构示意图；
34.图1中的附图标记如下：
35.01-底板，02-v形块，03-压板，04-垫块；
36.图2为本发明用于轴类零件的加工固定装置实施例立体结构示意图；
37.图3为本发明用于轴类零件的加工固定装置实施例的正视图；
38.图4为本发明用于轴类零件的加工固定装置实施例的左视图；
39.图5为本发明实施例中可调支撑组件剖视图；
40.图6为本发明实施例中固定支撑组件剖视图；
41.图7为本发明用于轴类零件的加工固定装置的调试方法实施例中，测量圆柱标准件的上端的直线度示意图；
42.图8为本发明用于轴类零件的加工固定装置的调试方法实施例中，测量圆柱标准件的侧端的直线度示意图；
43.图9为本发明用于轴类零件的加工固定装置的调试方法实施例中，调整高度示意图。
44.图2-图9中的附图标记如下：
45.1-底座，11-长滑动槽，12-短滑动槽，2-可调支撑组件，21-可调v型块，22-第一螺旋压杆，23-第一压板，24-第一压块，25-第一支撑杆，26-调节单元，261-锁紧螺钉，262-u型框架，263-横梁，264-调节螺杆，27-第一螺母，28-第一固定螺钉，3-固定支撑组件，31-固定v型块，32-第二螺旋压杆，33-第二压板，34-第二压块，35-第二支撑杆，36-第二螺母，37-第二固定螺钉，4-待加工零件，5-圆柱标准件，6-千分表。
具体实施方式
46.本实例中的“上”、“下”为沿垂直于底座1的方向，底座1在下，可调v型块21和固定v型块31在上。
47.参见图2至图6，本实施例公开一种用于轴类零件的加工固定装置，该装置包括底座1及设置在底座1上的可调支撑组件2和固定支撑组件3；
48.可调支撑组件2包括可调v型块21、设置在可调v型块21上端的第一可调节压紧单元及设置在可调v型块21下端的调节单元26。
49.具体的，第一可调节压紧单元用于压紧固定待加工零件4，包括设置在可调v型块21上端面的第一支撑杆25、与第一支撑杆25可转动连接的第一压板23及第一螺旋压杆22，第一压板23上设置有第一内螺纹孔，第一螺旋压杆22设置有与第一内螺纹孔相适配的第一外螺纹，且第一螺旋压杆22靠近可调v型块21一端设置有第一压块24。
50.调节单元26包括u型框架262、设置在u型框架262内的横梁263、调节螺杆264及锁紧螺钉261，横梁263具有螺纹通孔，调节螺杆264从横梁263下端穿过螺纹通孔后与可调v型块21的下端面抵接，具体的，所述可调v型块21下端设置有盲孔，所述调节螺杆264从横梁263下端穿过螺纹通孔后插入所述盲孔；锁紧螺钉261贯穿u型框架262的外侧面，且可以与可调v型块21侧面抵接，用于可调v型块21调节至合适位置后的锁紧固定；u型框架262的下端通过第一固定螺钉28和第一螺母27固定在底座1上。
51.固定支撑组件3包括固定v型块31及设置在固定v型块31上的第二可调节压紧单元；具体的，固定v型块31通过第二固定螺钉37和第二螺母36固定在底座1上；第二可调节压紧单元用于压紧固定待加工零件4，包括设置在固定v型块31上端面的第二支撑杆35、与第二支撑杆35可转动连接的第二压板33及第二螺旋压杆32，第二压板33上设置有第二内螺纹孔，第二螺旋压杆32设置有与第二内螺纹孔相适配的第二外螺纹，且第二螺旋压杆32靠近固定v型块31的一端设置有第二压块34。
52.可调v型块21和固定v型块31的v型槽两个斜面的夹角范围为60
°‑
120
°
；优选的，v型槽的两个斜面的夹角范围为90
°
。
53.底座1设置有多条滑动槽，固定螺钉的端帽与滑动槽相适配，用于实现固定螺钉的端帽在滑动槽内自由滑动；滑动槽包括与待加工零件4延伸方向平行的多条长滑动槽11和与待加工零件4延伸方向垂直且与长滑动槽11相交的多条短滑动槽12；在进行待加工零件4水平调整时，通过可调支撑组件2和固定支撑组件3在长滑动槽11的滑动，使该装置可适用于多种长度的零件；可调支撑组件2和固定支撑组件3在滑动槽12与长滑动槽11相交处可实现在不同长滑动槽11之间的切换，适用于径向长度不同的零件。
54.上述用于轴类零件的加工固定装置的调试方法，包括以下步骤：
55.s1、安装加工固定装置，将圆柱标准件5安装在可调v型块21和固定v型块31之间，拧紧调节单元26的锁紧螺钉261；采用千分表6测量圆柱标准件5的直线度f，具体的，千分表6对圆柱标准件5进行直线度测量时，分别在圆柱标准件5上端和侧端沿圆柱标准件5延伸方向上进行直线度检测，测量得到圆柱标准件5的上端的直线度f1和圆柱标准件5的侧端的直线度f2，若f1≤0.02和f2≤0.02，则加工固定装置已调平；若f1＞0.02，则对可调v型块21下端的调节螺杆264进行微调；若f2＞0.02，则对底板1进行微调；直至圆柱标准件5的直线度符合要求，参见图7和图8。
56.s2、取下圆柱标准件5，在待加工零件上选取第一定位圆和第二定位圆，分别测量第一定位圆和第二定位圆的直径；将步骤s1调平后的可调支撑组件2和固定支撑组件3移动至合适位置，使第一定位圆与可调v型块21抵接，第二定位圆与固定v型块31抵接；具体的，若两个定位圆直径相同，则将步骤s1调平后的可调支撑组件2和固定支撑组件3移动至合适位置，将待加工零件设置在可调支撑组件2和固定支撑组件3上；若两个定位圆直径不同，将较大直径的定位圆与固定v型块31抵接，将较小直径的定位圆与可调v型块21抵接，调节时需要向上拧动调节螺杆264使可调v型块21向上移动，这种放置待加工零件的方式可以缩短调节螺杆264的设计长度，使加工固定装置结构更紧凑。
57.对同一个批次的零件进行加工时，应先将待加工零件4放置在可调支撑组件2和固定支撑组件3上，使待加工零件4的指定台阶与可调支撑组件2或固定支撑组件3的内侧面相抵接，选择待加工零件4与可调v型块21和固定v型块31的v型槽斜面相接的位置为第一定位圆和第二定位圆，用于方便同一批次零件进行加工时轴向定位。
58.s3、参见图9，根据公式和公式n＝h/p，计算出调节螺杆264需要旋转的圈数，其中，h为需要调节的高度，r1为较小直径定位圆的半径，r2为较大直径定位圆的半径，α为可调v型块21和固定v型块31上的v型槽两个斜面的夹角，n为调节螺杆264需要旋转的圈数，p为调节螺杆264的螺距；根据计算结果，拧松锁紧螺钉261，旋转n圈调节螺杆264调节可调v型块21的高度，拧紧锁紧螺钉261，使两定位圆圆心连线水平，此时零件轴线处于水平状态；
59.s4、对步骤s3中调整后的待加工零件4的上端进行直线度f
′
的测量，若f
′
≤0.02，则加工固定装置已调平；若f
′
＞0.02，则对可调v型块21下端的调节螺杆264进行微调，直至待加工零件4的直线度符合要求；对于同一批次的待加工零件中，只需要对第一个待加工零件4进行直线度f
′
的测量。
60.本实施例中，可调v型块21和固定v型块31的v型槽的夹角为90
°
，即α＝90
°
，则n＝h/p。
61.s5、向下旋转第一螺旋压杆22和第二螺旋压杆32，将待加工零件固定在已经调好的可调v型块21和固定v型块31上，加工完成后向上旋转第一螺旋压杆22和第二螺旋压杆32，取下加工完成的轴零件。
62.本实施例中的用于轴类零件的加工固定装置经过现场调试验证，调试时间在30min内，与调试大约要4-5个小时传统的组合夹具组装相比，使用本实施例提供的加工固定装置后效率提高了8-9倍。