长工件车削加工用夹紧装置及工装的制作方法

1.本发明涉及机械加工制造行业，具体涉及长工件车削加工用夹紧装置及工装。


背景技术：

2.车削，即车床加工，是在车床上利用工件相对于刀具旋转，对工件进行切削加工，用以加工工件的内外圆柱面、端面、圆锥面、成形面和螺纹等，其属于机械加工的一部分。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。在对工件进行车削加工时，工件必须通过车床夹具进行定位并夹紧，使其保持准确的定位位置，保证加工精度和安全操作。车床夹具主要是指安装在车床主轴上的夹具，这类夹具和主轴相连接并随主轴旋转。
3.目前常见的车床夹具有三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、双顶尖、花盘、弯板等。其中，四爪单动卡盘适用于装夹大型或不规则的工件；它的每个卡爪是各自独立运动的，因此工件装夹时必须调整工件夹持部位在主轴上的位置，使工件加工面的回转中心与车床主轴的旋转中心重合。采用四爪单动卡盘进行装夹时，对于长度较长的工件来说，在车削加工过程中通常会出现以下难题：由于工件较长，而夹持部分较少，在车削加工过程中，工件因为自身重力和离心力的作用，其夹持部分容易产生位移，且工件易出现振动现象造成切削加工刀具崩裂，使得加工困难，工件表面粗糙度难以达到设计要求，加工精度难以保证；在加工过程中车床夹具只能以较低的转速运行，工件加工时间长，生产效率低；此外，由于工件尺寸偏大，调正调中心费时费事。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种长工件车削加工用夹紧装置，用以克服现有技术中存在的上述问题。本技术的长工件车削加工用夹紧装置通过设计特定的结构，可以对长工件进行可靠夹紧，其夹持部分较大，从而可以避免车削加工时工件因为自身重力和离心力的作用而产生位置变化和振动，提高了工件的加工精度；而且该夹紧装置采用组装成型，各零部件均采用独立加工制作完成，制造方便快捷、易于拆装、可互换性强。对应的，本技术还提供了一种长工件车削加工用工装。对于夹紧装置而言，本技术的技术方案为：长工件车削加工用夹紧装置，包括工件夹紧支架、工件夹紧固定头和支架定位固定结构；所述工件夹紧支架包括第一安装部、第二安装部，以及连接第一安装部和第二安装部的倾斜连接部；所述第一安装部与工件夹紧固定头之间设有调节机构，调节机构用于调节工件夹紧固定头和被加工工件之间的距离；所述第二安装部上设有用于安装固定的第一安装孔，对应的，所述支架定位固定结构上设有用于安装固定的第二安装孔；所述支架定位固定结构呈t型，用于与车床卡盘上的t型槽配合进行快速定位固定。
5.与现有技术相比，本技术的长工件车削加工用夹紧装置通过设置特定结构的工件夹紧支架、工件夹紧固定头和支架定位固定结构，当工件较长时，将工件夹紧支架安装在车床卡盘上，并通过工件夹紧固定头实现对长工件的可靠夹紧，此时夹持部分较大、紧固度
高，从而可以避免车削加工时工件因为自身重力和离心力的作用而产生位置变化和振动，提高了工件的加工精度，而且车床卡盘能够以较高的转速运行，缩短了工件加工时间，生产效率高；通过设置调节机构，可以调节夹紧固定头与被加工工件之间的距离，从而可以适用于不同规格的工件，使用范围广；此外，该夹紧装置采用组装成型，各零部件均采用独立加工制作完成，制造方便快捷、易于拆装、可互换性强。
6.作为优化，所述第二安装部的底部设有与车床卡盘上的t型槽相匹配的t型结构。由此，将工件夹紧支架安装到车床卡盘上时，通过t型结构与车床卡盘上的t型槽相互配合，可以起到导向作用，使得安装更加方便可靠。
7.作为优化，所述调节机构包括调节螺栓；所述调节螺栓穿过工件夹紧支架上的螺纹孔，并固定于工件夹紧固定头上，所述调节螺栓可相对工件夹紧支架移动。这种结构简单、易于实施、有利于控制成本。通过旋拧调节螺栓，可以实现调节螺栓相对工件夹紧支架移动，以此来调节夹紧固定头与被加工工件之间的距离，从而可以适用于不同规格的工件，使用范围广；而且通过将调节螺栓拧紧或者拧松即可实现对被加工工件的夹紧固定或者松开，操作非常方便。进一步的，所述工件夹紧固定头上设有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉用于对调节螺栓进行锁紧。由此，可以避免调节螺栓在进行车削加工过程中产生松动，导致工件夹紧固定头出现摇晃而影响对被加工工件的夹紧。进一步的，所述调节螺栓上设有环形槽，所述环形槽用于对锁紧螺钉进行限位。由此，可以防止在车削加工过程中锁紧螺钉出现偏移，进一步提高了对调节螺栓的紧固作用。
8.作为优化，所述工件夹紧固定头呈喇叭状结构，其包括用于与调节螺栓相固定的连接部，以及用于与工件的外侧壁配合接触的夹紧部。进一步的，所述夹紧部用于与工件相接触的一面呈圆弧形。此时，夹紧部可以更好的紧贴被加工工件的外侧壁，从而进一步提高了其对工件的夹紧力度，同时还可以避免工件产生过大的夹紧变形。
9.对于工装而言，本技术的技术方案为：长工件车削加工用工装，包括车床主轴；所述车床主轴上同轴设置有用于夹紧被加工长工件的卡盘；所述卡盘上沿周向开设有一组t型槽；所述t型槽内安装有夹紧装置；所述夹紧装置包括工件夹紧支架、工件夹紧固定头和支架定位固定结构；所述工件夹紧支架包括第一安装部、第二安装部，以及连接第一安装部和第二安装部的倾斜连接部；所述第一安装部与工件夹紧固定头之间设有调节机构，所述调节机构用于调节工件夹紧固定头和被加工工件之间的距离；所述支架定位固定结构呈t型，并固定于t型槽内；所述第二安装部和支架定位固定结构通过连接螺钉连接紧固。
10.与现有技术相比，本技术的长工件车削加工用工装，通过在车床卡盘上安装具有特定结构的夹紧装置，可以对长工件进行可靠夹紧，其夹持部分较大，从而可以避免车削加工时工件因为自身重力和离心力的作用而产生位置变化和振动，提高了工件的加工精度；而且车床卡盘能够以较高的转速运行，缩短了工件加工时间，生产效率高。
11.作为优化，所述第二安装部的底部设有t型结构，所述t型结构固定于t型槽内；所述调节机构包括调节螺栓和锁紧螺钉；所述调节螺栓穿过工件夹紧支架上的螺纹孔，固定于工件夹紧固定头上，并通过锁紧螺钉锁紧；所述调节螺栓可相对工件夹紧支架移动。
附图说明
12.图1是本技术实施例中的长工件车削加工用夹紧装置的结构示意图；
13.图2是本技术实施例中的工件夹紧支架的结构示意图；
14.图3是本技术实施例中的工件夹紧固定头的结构示意图；
15.图4是本技术实施例中的支架定位固定结构的结构示意图；
16.图5是本技术实施例中的调节螺栓的结构示意图；
17.图6是本技术实施例中的电机壳体(被加工工件)的结构示意图。
18.附图中的标记为：1-工件夹紧支架，101-第一安装部、1011-螺纹孔，102-第二安装部、1021-第一安装孔，103-倾斜连接部，104-t型结构；2-工件夹紧固定头，201-连接部、2011-第三安装孔、2012-第四安装孔，202-夹紧部；3-支架定位固定结构，301-第二安装孔；4-调节机构，401-调节螺栓、4011-环形槽，402-锁紧螺钉；5-连接螺钉。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。
20.参见图1至图5，本技术的长工件车削加工用夹紧装置，包括工件夹紧支架1、工件夹紧固定头2和支架定位固定结构3(工件夹紧支架1、工件夹紧固定头2和支架定位固定结构3的尺寸大小可以根据生产加工工件的尺寸大小进行相对应的调整)；所述工件夹紧支架1包括第一安装部101、第二安装部102，以及连接第一安装部101和第二安装部102的倾斜连接部103(将连接部设计为倾斜的结构，可以避免工件夹紧支架1安装到车床卡盘上后，与被加工工件发生干涉)；所述第一安装部101与工件夹紧固定头2之间设有调节机构4，所述调节机构4用于调节工件夹紧支架1和工件夹紧固定头2之间的距离；所述第二安装部102上设有用于安装固定的第一安装孔1021，对应的，所述支架定位固定结构3上设有用于安装固定的第二安装孔301(安装时，使用连接螺钉5依次穿过第一安装孔1021和第二安装孔301并拧紧，即实现对工件夹紧支架1的固定)；所述支架定位固定结构3呈t型，用于与车床卡盘上的t型槽配合进行快速定位固定。
21.当使用该夹紧装置时，可以根据车床及工件的实际加工使用需要，安装三件或者四件夹紧装置到车床卡盘上即可。
22.实施例：
23.参见图2，本实施例中，所述第二安装部102的底部设有与车床卡盘上的t型槽相匹配的t型结构104。由此，将工件夹紧支架1安装到车床卡盘上时，通过t型结构104与车床卡盘上的t型槽相互配合，可以起到导向作用，使得安装更加方便可靠。
24.本实施例中，所述调节机构4包括调节螺栓401；所述调节螺栓401穿过工件夹紧支架1上的螺纹孔1011，并固定于工件夹紧固定头2上(工件夹紧固定头2上开设有用于与调节螺栓401相固定的第三安装孔2011)，所述调节螺栓401可相对工件夹紧支架1移动。这种结构简单、易于实施、有利于控制成本。通过旋拧调节螺栓401，可以实现调节螺栓401相对工件夹紧支架1移动，以此来调节夹紧固定头2与被加工工件之间的距离，从而可以适用于不同规格的工件，使用范围广；而且通过将调节螺栓401拧紧或者拧松即可实现对被加工工件的夹紧固定或者松开，操作非常方便。
25.进一步的，所述工件夹紧固定头2上设有锁紧螺钉402(工件夹紧固定头2上开设有用于与锁紧螺钉402相固定的第四安装孔2012)，所述锁紧螺钉402用于对调节螺栓401进行
锁紧。由此，可以避免调节螺栓401在进行车削加工过程中产生松动，导致工件夹紧固定头2出现摇晃而影响对被加工工件的夹紧。锁紧螺钉402的规格可以为m6*20。
26.进一步的，参见图5，所述调节螺栓401上设有环形槽4011，所述环形槽4011用于对锁紧螺钉402进行限位(装配完毕后，锁紧螺钉402的端部位于环形槽4011内，并与槽壁相抵)。由此，可以防止在车削加工过程中锁紧螺钉402出现偏移，进一步提高了对调节螺栓401的紧固作用。
27.参见图3，本实施例中，所述工件夹紧固定头2呈喇叭状结构，其包括用于与调节螺栓401相固定的连接部201，以及用于与工件的外侧壁配合接触的夹紧部202。进一步的，所述夹紧部202用于与工件相接触的一面呈圆弧形。此时，夹紧部202可以更好的紧贴被加工工件的外侧壁，从而进一步提高了其对工件的夹紧力度，同时还可以避免工件产生过大的夹紧变形。
28.本发明的长工件车削加工用夹紧装置的夹紧方法，该方法包括以下步骤：s1、根据待加工长工件的尺寸规格，安装对应数量的夹紧装置至车床卡盘上；安装时，先将工件夹紧支架1底部的t型结构104放置于车床卡盘上的t型槽内，然后推动工件夹紧支架1使得t型结构104沿着t型槽滑动，直至t型结构104与t型槽槽壁相抵；接着将支架定位固定结构3放置于t型槽内，并推动支架定位固定结构3使其与t型结构104相抵，此时第一安装孔1021和第二安装孔301重叠，使用连接螺钉5依次穿过第一安装孔1021和第二安装孔301并拧紧，即实现对工件夹紧支架1的固定；s2、将待加工长工件插入车床卡盘内，并通过定位元件实现对长工件的定位；s3、旋拧调节螺栓401，使工件夹紧固定头2的夹紧部202与被加工工件的外侧壁配合接触，最后拧紧调节螺栓401，即实现对待加工长工件的夹紧。
29.作为本发明的长工件车削加工用夹紧装置的一个具体应用：长工件车削加工用工装，包括车床主轴；所述车床主轴上同轴设置有用于夹紧被加工长工件的卡盘(本实施例中，卡盘为四爪单动卡盘)；所述卡盘上沿周向开设有一组t型槽；所述t型槽内安装有夹紧装置；所述夹紧装置包括工件夹紧支架1、工件夹紧固定头2和支架定位固定结构3；所述工件夹紧支架1包括第一安装部101、第二安装部102，以及连接第一安装部101和第二安装部102的倾斜连接部103；所述第一安装部101与工件夹紧固定头2之间设有调节机构4，所述调节机构4用于调节工件夹紧固定头2和被加工工件之间的距离；所述支架定位固定结构3呈t型，并固定于t型槽内；所述第二安装部102和支架定位固定结构3通过连接螺钉5(型号可以为m16*65；)连接紧固，通过对连接螺钉5的拧紧或者拧松来对工件夹紧支架1进行锁紧固定或者松开。
30.在上述的具体应用案例中，本发明的长工件车削加工用工装可以用在对电机壳体的加工中，夹紧装置夹紧电机壳体初胚(参见图6，其长度l为394mm，底部直径d为273mm)。
31.上述对本技术中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。