本发明涉及一种机床附件,特别是涉及一种固定在机床主轴上且对工件进行夹固和定位的装置。
背景技术:
1、现有技术中的一种薄壁多面体零件如图1、图2和图3所示,该薄壁多面体零件100整体为方块结构,零件长210mm、宽132.5mm、高70mm,材料为q235,零件上加工有贯通零件两侧端面的通槽101,通槽101一侧具有敞开的槽口,并且通槽101为台阶槽,使得通槽101的两个槽侧壁上分别具有台阶结构102,同时也使得整个通槽101具有宽槽段109和窄槽段108。通槽101的槽底壁103位置为整个零件的薄壁处107,壁厚不足3mm,并且槽底壁103上开设有定位孔104,该定位孔104为圆孔,定位孔104直径为φ66mm,公差为(+0.01,+0.03)。组装时,该薄壁多面体零件100与第一配合零件进行装配,第一配合零件通过通槽101内的台阶结构102进行定位,以对薄壁多面体零件100进行支撑,同时第一配合零件上的销轴穿过上述定位孔104,利用定位孔104进行定位。此外,薄壁多面体零件100上的通槽101使得零件两侧形成较厚部位,两侧较厚部位上加工有贯通零件两侧端面的通孔106,通孔106的延伸方向与上述定位孔104的轴线方向垂直,薄壁多面体零件100的两个端面上于通孔106的两侧分别加工有一排沉孔105,沉孔105用于与第二配合零件进行装配,通孔106可以对第二配合零件进行定位,同时还可以对薄壁多面体零件100进行减重。
2、上述薄壁多面体零件100特征复杂,零件为整体加工,加工要素较多,零件加工前上道工序已经完成通槽101和定位孔104的加工,因此还需要加工上述的通孔106以及多排沉孔105。由于零件自身结构及型面复杂,且零件精度及粗糙度要求较高,加工时对工装夹具精度、机床动态加工精度要求极高,由于通槽101和定位孔104已经成型,加工时若采用虎钳装夹,零件的薄壁处107极易变形,并且三轴加工需要多次装夹,加工通孔106和沉孔105需要夹紧不同的部位,尤其是一侧已经加工过通孔106和沉孔105的部位作为装夹部位时,整个部位几乎为镂空结构,极易将零件夹变形。并且,多次装夹无法保证公差要求及零件平面度要求,零件加工废品率较高且加工效率较低。
3、针对上述问题,如果采用配有第四轴的立式加工中心来完成零件的加工可以大大减少零件装夹次数,实现一次装夹加工四周所有特征,但是采用何种加工工装来与零件和四轴加工中心进行配合,实现对零件的稳定定位,避免零件薄壁处产生变形,同时又不对零件待加工的几个面造成干涉,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种薄壁多面体零件加工工装,以解决现有薄壁多面体零件采用三轴加工时需要使用虎钳多次装夹而造成零件薄壁处极易变形、零件加工废品率较高且加工效率较低,而如果采用四轴加工,又缺少适配的加工工装来避免零件薄壁处产生变形的问题。
2、为实现上述目的,本发明中的薄壁多面体零件加工工装采用如下技术方案:
3、一种薄壁多面体零件加工工装,包括工装主体,工装主体包括用于与机床的四轴夹紧装置固定连接的连接部,工装主体还包括用于伸入薄壁多面体零件的通槽中的伸入部,伸入部具有用于与通槽的两个槽侧壁上的台阶结构适配的支撑台阶,伸入部还具有用于与通槽的槽底壁顶压接触的接触面,接触面上设置有用于穿过或伸入槽底壁上的定位孔且与定位孔适配的定位柱或定位凸台,薄壁多面体零件加工工装还包括与定位柱或定位凸台可拆连接的压紧件,压紧件具有用于压紧薄壁多面体零件的薄壁处的背向所述槽底壁一侧端面的压紧面。
4、上述技术方案的有益效果在于:本发明提出一种开拓性的薄壁多面体零件加工工装,该工装包括工装主体,工装主体包括用于与机床的四轴夹紧装置固定连接的连接部,利用连接部可以实现工装与机床第四轴之间的连接,进而实现零件的旋转,实现一次装夹加工四周所有特征,减少零件装夹次数,保证公差要求及零件平面度要求,降低零件加工废品率,提高加工效率。同时,工装主体还包括用于伸入薄壁多面体零件的通槽中的伸入部,伸入部具有用于与通槽的两个槽侧壁上的台阶结构适配的支撑台阶,相当于将零件的内凹结构填满,从而可以对零件进行有效的支撑,避免零件变形。并且,伸入部还具有用于与通槽的槽底壁顶压接触的接触面,接触面上设置有用于穿过或伸入槽底壁上的定位孔且与定位孔适配的定位柱或定位凸台,定位柱或定位凸台可以避免零件与工装脱离,保证对零件的定位效果。此外,薄壁多面体零件加工工装还包括与定位柱或定位凸台可拆连接的压紧件,压紧件具有用于压紧薄壁多面体零件的薄壁处的背向所述槽底壁一侧端面的压紧面,压紧面和接触面配合,共同夹紧薄壁处的两侧面,不但能够对零件进行定位和固定,还可以避免零件薄壁处的变形,提高零件加工的成品率。同时,压紧件与定位柱或定位凸台可拆连接,当拆下压紧件时,方便工装和零件之间进行组装,装上压紧件即可对零件进行定位固定,当然在加工完成后,通过拆下压紧件,还可以方便工装和零件之间进行拆卸。
5、进一步地,压紧件为压板,所述压紧面为压板的一侧端面。
6、进一步地,压板呈圆形。
7、进一步地,接触面上设置有用于伸入所述定位孔内的所述定位凸台,定位凸台的高度满足不凸出于所述薄壁处的端面,压紧件通过连接螺栓与工装主体连接,压紧件上设置有供连接螺栓穿过的螺栓穿孔,工装主体上设置有与连接螺栓螺纹配合连接的螺纹孔。
8、进一步地,连接螺栓的头部与压紧件之间夹设有垫圈。
9、进一步地,螺纹孔位于定位凸台端面的中心位置。
10、进一步地,连接部位于工装主体的一端,定位柱或定位凸台位于工装主体的另外一端。
11、进一步地,伸入部上设置有用于与通槽的槽侧壁和槽底壁之间的过渡圆角相适配的适配圆角。
12、进一步地,伸入部包括第一块体和与第一块体相连的第二块体,第一块体的宽度大于第二块体的宽度,第一块体用于与通槽的宽槽段配合,第二块体用于与通槽的窄槽段配合,第一块体在宽度方向上多出第二块体的部分构成所述的支撑台阶,所述接触面为第二块体的端面。
13、进一步地,薄壁多面体零件加工工装还包括作为机床的四轴夹紧装置的三爪卡盘,连接部为用于与三爪卡盘固定连接的连接杆。
1.一种薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,包括工装主体,工装主体包括用于与机床的四轴夹紧装置固定连接的连接部,工装主体还包括用于伸入薄壁多面体零件的通槽中的伸入部,伸入部具有用于与通槽的两个槽侧壁上的台阶结构适配的支撑台阶,伸入部还具有用于与通槽的槽底壁顶压接触的接触面,接触面上设置有用于穿过或伸入槽底壁上的定位孔且与定位孔适配的定位柱或定位凸台,薄壁多面体零件加工工装还包括与定位柱或定位凸台可拆连接的压紧件,压紧件具有用于压紧薄壁多面体零件的薄壁处的背向所述槽底壁一侧端面的压紧面。
2.根据权利要求1所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,压紧件为压板,所述压紧面为压板的一侧端面。
3.根据权利要求2所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,压板呈圆形。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,接触面上设置有用于伸入所述定位孔内的所述定位凸台,定位凸台的高度满足不凸出于所述薄壁处的端面,压紧件通过连接螺栓与工装主体连接,压紧件上设置有供连接螺栓穿过的螺栓穿孔,工装主体上设置有与连接螺栓螺纹配合连接的螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,连接螺栓的头部与压紧件之间夹设有垫圈。
6.根据权利要求4所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,螺纹孔位于定位凸台端面的中心位置。
7.根据权利要求1~3任意一项所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,连接部位于工装主体的一端,定位柱或定位凸台位于工装主体的另外一端。
8.根据权利要求1~3任意一项所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,伸入部上设置有用于与通槽的槽侧壁和槽底壁之间的过渡圆角相适配的适配圆角。
9.根据权利要求1~3任意一项所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,伸入部包括第一块体和与第一块体相连的第二块体,第一块体的宽度大于第二块体的宽度,第一块体用于与通槽的宽槽段配合,第二块体用于与通槽的窄槽段配合,第一块体在宽度方向上多出第二块体的部分构成所述的支撑台阶,所述接触面为第二块体的端面。
10.根据权利要求1~3任意一项所述的薄壁多面体零件加工工装,其特征在于,薄壁多面体零件加工工装还包括作为机床的四轴夹紧装置的三爪卡盘,连接部为用于与三爪卡盘固定连接的连接杆。