一種工具機夾具的製作方法

2023-05-11 13:43:46 1

專利名稱：一種工具機夾具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械製造加工和檢測技術領域，尤其涉及一種工具機夾具。
背景技術：
夾具為機械製造過程中用來固定加工對象，使之佔有正確的位置，以接受施工或 檢測的裝置。夾具可以分為焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、工具機夾具等，其中工具機夾具最為常見。在工具機上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術要求，加工前必須採用工具機夾具將工件定位且夾緊。工具機夾具通常由定位元件、夾緊裝置、對刀引導元件、分度裝置、連接元件以及夾具體等組成。對於各種類型的高速重載交流牽引電機機座的加工和檢測，現有技術中，通常採用臥式加工中心對機座進行加工，臥式加工中心採用工具機夾具對工件進行定位。如圖I所示，圖I為現有技術中一種工具機夾具的結構示意圖；下面簡要描述這種工具機夾具在工作中存在的缺陷。如圖I所示，該工具機夾具主要包括底板I和設於底板I上方的壓緊裝置2，加工過程中，首先將工件設置於底板I上，利用壓緊裝置2使工件的中心與底板I中心重合，由於底板I的中心與臥式加工中心的中心坐標重合設置，因此工件與臥式加工中心建立坐標系，然後以該坐標係為基準完成工件的切削加工，依靠工具機本身精度和刀具的精度保證產品的尺寸精度。然而，由於工件設於底板I上，工件將底板I的中心點遮擋，僅僅通過底板I與臥式加工中心的中心坐標重合設置來定位，因此上述工具機夾具不能檢測機座的外側端面距離其中心的準確尺寸，因此加工完成後，需將機座從臥式加工中心卸下，轉運到三坐標測量儀器，通過三坐標測量儀器，在產品上建立新的坐標系，來檢測機座的相關尺寸，若檢測不合格，需要重新上工具機返工或返修。由上述加工、檢測過程可見，現有技術的臥式加工中心無法直接檢測產品的空間相關尺寸,只有採用臥式加工中心和三坐標檢測儀相結合才能完成電機機座的加工和檢測，由於臥式加工中心加工和三坐標檢測儀檢測存在二次定位和基準的轉換，檢測結果會存在一定的誤差，產品在兩臺不同設備之間的轉運，造成效率低下，勞動強度大，且由於產品較大，容易對產品造成磕碰損傷，機座多次返工定位存在累積誤差等。有鑑於此，亟待針對現有技術的工具機夾具的結構做進一步優化設計，使得工件經工具機夾具的一次裝夾，能夠同時完成工件的加工和檢測，減小工件的檢測誤差，提高加工精度和加工製造效率。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題為提供一種工具機夾具，其能夠通過對工件的一次裝夾同時滿足工件的加工和檢測的需要，減小工件的檢測誤差，提高加工精度和加工製造效率。為解決上述技術問題，本實用新型提供一種工具機夾具，包括用於支撐工件的底板和用於固定所述工件的壓緊裝置；還包括為所述工件提供檢測基準面的定位板，所述定位板設於所述底板和所述壓緊裝置之間，所述定位板的中心、所述工件的中心設於加工所述工件的工具機的主軸軸線上，且所述定位板的中心到所述基準面的距離為基準距離。優選地，所述工具機夾具為夾裝電機的機座的工具機夾具，所述定位板的形狀為所述機座的形狀，且所述定位板的外側壁為所述基準面。優選地，還包括沿所述定位板的徑向設置的角度定位裝置，所述角度定位裝置的內端固定於所述定位板上，所述角度定位裝置的外端插裝於所述機座內部的凹槽中。優選地，所述角度定位裝置包括底座和滑動部件，所述底座與所述定位板固定連接，所述滑動部件與所述底座沿所述徑向可滑動連接，且所述滑動部件的外端插裝於所述機座內部的凹槽中。 優選地，所述定位板還設有多個機件定位孔，每個所述機件定位孔中設有定位銷，所述定位銷的頂端插裝於所述機件在相應位置的孔中。優選地，所述定位板在所述工件的外側設有第一立板，所述第一立板通過第一螺釘組件與所述工件連接。優選地，所述定位板在所述第一立板的另一側還設有第二立板，所述第二立板通過第二螺釘組件與所述工件連接。優選地，所述定位板的中心處設有凹槽，所述底板的中心處設有凸起，在所述定位板和所述底板的中心處，所述凹槽與所述凸起配合設置。優選地，所述定位板與所述底板還通過內角螺釘組件連接。優選地，所述定位板上還設有至少兩個螺杆定位孔，所述螺杆定位孔內插裝有螺杆，所述螺杆的頂端與所述壓緊裝置連接。本實用新型提供一種工具機夾具，其包括為工件提供檢測基準面的定位板，定位板設於底板和壓緊裝置之間，定位板的中心、工件的中心設於加工工件的工具機的主軸軸線上，且定位板的中心到基準面的距離為基準距離。採用這種結構，在工件的加工和檢測過程中，首先將工件設置於定位板上，通過壓緊裝置將工件定位、夾緊，由於定位板的中心、工件的中心設於加工工件的工具機的主軸軸線上，使得定位板、工件和工具機三者處於同一坐標系，工具機以該坐標係為基準對工件銑削加工後，又由於定位板的中心到基準面的距離為基準距離，可以通過測量工件外側端面到基準面的距離，然後根據基準面距離定位板中心的基準距離、工件外側端面到基準面的距離，計算出工件外側端面距離中心的準確尺寸，如果該尺寸的誤差在誤差允許範圍內，則該工件為合格產品；如果該尺寸的誤差在誤差允許範圍之外，則繼續使用工具機對工件進行進一步加工，直到產品合格。由上述工作過程可以看出，採用上述結構的工具機夾具，不僅能夠為工件提供加工坐標系，還能夠提供同一坐標系下的基準面，同時滿足工件的加工和檢測的需要，相比現有技術，無需分別建立加工坐標系和檢測坐標系，從而避免了由於坐標轉換帶來的製造誤差，大大提高了工件的加工精度和加工製造效率。


[0023]圖I為現有技術中一種工具機夾具的結構示意圖；圖2為本實用新型所提供的工具機夾具的一種具體實施方式
的主視圖3為圖2的俯視圖。其中，圖I至圖3中的附圖標記與部件名稱之間的對應關係為底板I ;壓緊裝置
2;定位板3 ;螺杆21 ;基準面31 ;角度定位裝置32 ;定位孔33 ;內角螺釘組件34 ;第一立板35 ;第二立板36 ;第一螺釘組件37 ;第二螺釘組件38 ;螺杆定位孔39。
具體實施方式
本實用新型的核心為提供一種工具機夾具，該工具機夾具能夠實現對工件的定位、夾緊，並且能夠滿足工件加工和檢測的需要，減小工件的檢測誤差，提高加工精度和加工製造效率。請參考圖2和圖3，圖2為本實用新型所提供的工具機夾具的一種具體實施方式
的主視圖；圖3為圖2的俯視圖。在一種具體實施方式
中，如圖2和圖3所示，本實用新型提供一種工具機夾具，該工具機夾具包括底板I、定位板3和壓緊裝置2，底板I用於支撐工件，壓緊裝置2用於固定工件，定位板3設於底板I和壓緊裝置2之間，定位板3為工件提供檢測基準面31，定位板3的中心、工件的中心設於加工工件的工具機的主軸軸線上，且定位板3的中心到基準面31的距離為基準距離。採用這種結構，在工件的加工和檢測過程中，首先將工件設置於定位板3上，通過壓緊裝置2將工件定位、夾緊，由於定位板3的中心、工件的中心設於加工工件的工具機的主軸軸線上，使得定位板3、工件和工具機三者處於同一坐標系，工具機以該坐標係為基準對工件銑削加工後，又由於定位板3的中心到基準面31的距離為基準距離，可以通過測量工件外側端面到基準面31的距離，然後根據基準面31距離定位板3中心的基準距離、工件外側端面到基準面31的距離，計算出工件外側端面距離中心的準確尺寸，如果該尺寸的誤差在誤差允許範圍內，則該工件為合格產品；如果該尺寸的誤差在誤差允許範圍之外，則繼續使用工具機對工件進行進一步加工，直到產品合格。由上述工作過程可以看出，採用上述結構的工具機夾具，不僅能夠為工件提供加工坐標系，還能夠提供同一坐標系下的基準面31，同時滿足工件的加工和檢測的需要，相比現有技術，無需分別建立加工坐標系和檢測坐標系，從而避免了由於坐標轉換帶來的製造誤差，大大提高了工件的加工精度和加工製造效率。需要說明的是，上述具體實施方式
並未限定工具機夾具的具體夾裝對象，也並未限定定位板3的具體形狀，事實上，凡是包括提供基準面31的定位板3，保證工件在同一位置加工和測量的工具機夾具均應當屬於本實用新型的保護範圍。還可以進一步設置上述定位板3的具體形狀。在具體的方案中，如圖2和圖3所示，上述工具機夾具為夾裝電機的機座的工具機夾具，定位板3的形狀為機座的形狀，且定位板3的外側壁為基準面31。採用這種結構形式，由於夾具的形狀與電機的機座形狀相同，使得定位板3的外側壁輪廓與機座的外側壁輪廓大體相同，即作為基準面31的定位板3的外側壁與機座的外側壁的距離相近且平行，這大大方便了機座的外側壁到基準面31的距離的測量，進一步減小了產生誤差的可能，提高了機座的加工精度。具體地，上述工具機夾具可以具體在定位板3的兩個抱軸側面設置第一基準面，並設定定位板中心與第一基準面的距離為第一基準距離a ;在懸掛側面設置第二基準面，並設定定位板中心與第二基準面的距離為b。通過檢測機座的抱軸側面與第一基準面31的距離，或機座的懸掛側面與第二基準面的距離，即可通過簡單的計算得出機座的精確尺寸。當然，上 述定位板3的基準面31並不僅限設於上述兩個位置，還可以設於其他的位置。下面以JD160電機機座為例，具體介紹採用上述工具機夾具後，機座的工藝流程。根據產品規格手冊，JD160電機機座的抱軸面到電機中心的距離為555廣8，如圖3所示，可以將定位板3的第一基準面到中心的基準距離a設置為554±0. 02，當工具機完成對電機機座的加工後，可以採用深度千分尺等工具檢測機座到第一基準面的距離，假設該距離為I. 04，那麼可以計算出機座的外端面到中心的距離為554. 01+1. 04 = 555. 05，此時的機座尺寸是符合要求的，也就是說此產品已經加工合格。如果計算出的產品尺寸不合格，則重新使用工具機對其進一步加工，然後再檢測、再加工，直至產品合格。由上述舉例可以看出，採用上述工具機夾具後，機座加工工藝流程為裝夾工件-工具機銑削加工-相關定位尺寸的檢測-調整工具機參數，工具機再次銑削加工-定位尺寸的檢測確認-下料。相比現有技術，這種工藝流程大大簡化。還可以進一步設置上述定位板3與工件的連接方式。在另一種具體實施方式
中，上述工具機夾具還可以包括沿定位板3的徑向設置的角度定位裝置32,角度定位裝置32的內端固定於定位板3上,角度定位裝置32的外端插裝於機座內部的凹槽中。具體的方案中，上述角度定位裝置32包括底座和滑動部件，底座與定位板3固定連接，滑動部件與底座沿徑向可滑動連接，且滑動部件的外端插裝於機座內部的凹槽中。這樣，將電機機座放置於定位板3之後，可以將滑動部件沿徑向向外滑動，使滑動部件的外端插裝於機座內部的凹槽中，起到定位的作用，使得機座不會在定位板3上繞其軸線旋轉，保證工具機夾具的工作穩定性。當然，上述角度定位裝置32並不僅限於上述結構形式，還可以為其他結構，凡是能夠避免工件繞軸線旋轉的角度定位裝置32均應當屬於本實用新型的保護範圍內。在角度定位裝置32的基礎上，上述定位板3的外側還可以設有第一立板35，第一定位板3通過第一螺釘組件37與工件連接。採用這種結構，使得工件與定位板3的位置更進一步固定，即使在工件受的轉矩較大導致角度定位裝置32失效的情況下，工件也不會在定位板3上發生轉動，進一步增強定位板3的定位效果。與上述第一立板35對應地，上述定位板3在第一立板35的另一側還設有第二立板36，第二立板36通過第二螺釘組件38與工件連接。這樣，在定位板3的兩側分別設置兩個立板與工件連接，保證工件無論在逆時針方向還是順時針方向均不會發生相對轉動，更進一步增強定位板3的定位效果，從而保證工具機夾具的加工精度。在另一種具體實施方式
中，如圖3所示，上述定位板3還可以設有多個機件定位孔33，每個機件定位孔33中設有定位銷，定位銷的頂端插裝於機件在相應位置的孔中。採用孔軸配合，能夠將機座與定位板3的位置進一步固定，使得機座在加工和檢測的過程中不會發生轉動，進一步保證工具機夾具的加工精度和檢測精度。特別說明的是，本文中的「軸線」指的是垂直於定位板，且穿過定位板橫截面中心的軸線，本文中的方位詞「外」指的是在定位板的橫截面上，由中心向外擴散的方向，方位詞「內」指的是在定位板的橫街面上，指向中心的方向；應當理解，這些方位詞的出現不應當影響本實用新型的保護範圍。還可以進一步設置上述底板I與定位板3的連接方式。在另一種具體實施方式
中，如圖2所示，定位板3的中心處設有凹槽，底板I的中心處設有凸起，在定位板3和底板I的中心處，凹槽與凸起配合設置。通過凸起和凹槽配合的方式，簡單方便地實現了底板I與定位板3的定位，保證了二者同軸設置，進一步提高工具機夾具的加工精度。當然，本實用新型提供的工具機夾具的底板I和定位板3還可以通過其他方式實現同軸設置。除此之外，上述定位板3與底板I還通過內角螺釘組件34連接。採用內角螺釘連接能夠簡單、方便地實現二者的固定連接，並且內角螺釘內嵌於定位板3內部，還能起到節省空間的效果，保證定位板3和底板I緊密配合。在另一種具體實施方式
中，上述定位板3上還設有至少兩個螺杆定位孔39，螺杆定位孔39內插裝有螺杆21，螺杆21的頂端與壓緊裝置2連接。通過這種結構，能夠實現定位板3和壓緊裝置2的連接，並且採用至少兩個螺杆21進行定位，能夠防止壓緊裝置2繞軸線轉動，保證壓緊裝置2與定位板3的相對位置的固定性。具體地，上述定位板3可以通過三個螺杆21與壓緊裝置2連接，當然，還可以採用其他數目的螺杆21連接定位板3和壓緊裝置2。由於壓緊裝置2的結構與現有技術相同，在此不再贅述。為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。以上對本實用新型所提供的一種工具機夾具進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1.一種工具機夾具，包括用於支撐工件的底板(I)和用於固定所述工件的壓緊裝置(2);其特徵在於，還包括為所述工件提供檢測基準面(31)的定位板(3)，所述定位板(3)設於所述底板⑴和所述壓緊裝置⑵之間，所述定位板⑶的中心、所述工件的中心設於加工所述工件的工具機的主軸軸線上，且所述定位板(3)的中心到所述基準面(31)的距離為基準距離。
2.根據權利要求I所述的工具機夾具，其特徵在於，所述工具機夾具為夾裝電機的機座的工具機夾具，所述定位板(3)的形狀為所述機座的形狀，且所述定位板(3)的外側壁為所述基準面(31)。
3.根據權利要求2所述的工具機夾具，其特徵在於，還包括沿所述定位板(3)的徑向設置的角度定位裝置(32)，所述角度定位裝置(32)的內端固定於所述定位板(3)上，所述角度定位裝置(32)的外端插裝於所述機座內部的凹槽中。
4.根據權利要求3所述的工具機夾具，其特徵在於，所述角度定位裝置(32)包括底座和滑動部件，所述底座與所述定位板(3)固定連接,所述滑動部件與所述底座沿所述徑向可滑動連接，且所述滑動部件的外端插裝於所述機座內部的凹槽中。
5.根據權利要求3所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)還設有多個機件定位孔(33)，每個所述機件定位孔(33)中設有定位銷，所述定位銷的頂端插裝於所述機件在相應位置的孔中。
6.根據權利要求3所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)在所述工件的外側設有第一立板(35)，所述第一立板(35)通過第一螺釘組件(37)與所述工件連接。
7.根據權利要求6所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)在所述第一立板(35)的另一側還設有第二立板(36)，所述第二立板(36)通過第二螺釘組件(38)與所述工件連接。
8.根據權利要求1-7任一項所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)的中心處設有凹槽，所述底板(I)的中心處設有凸起，在所述定位板(3)和所述底板(I)的中心處，所述凹槽與所述凸起配合設置。
9.根據權利要求8所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)與所述底板(I)還通過內角螺釘組件(34)連接。
10.根據權利要求1-7任一項所述的工具機夾具，其特徵在於，所述定位板(3)上還設有至少兩個螺杆定位孔(39)，所述螺杆定位孔(39)內插裝有螺杆(21)，所述螺杆(21)的頂端與所述壓緊裝置(2)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種工具機夾具，包括用於支撐工件的底板(1)和用於固定所述工件的壓緊裝置(2)；還包括為所述工件提供檢測基準面(31)的定位板(3)，所述定位板(3)設於所述底板(1)和所述壓緊裝置(2)之間，所述定位板(3)的中心、所述工件的中心設於加工所述工件的工具機的主軸軸線上，且所述定位板(3)的中心到所述基準面(31)的距離為基準距離。這種工具機夾具，不僅能夠為工件提供加工坐標系，還能夠提供同一坐標系下的基準面，同時滿足工件的加工和檢測的需要，相比現有技術，無需分別建立加工坐標系和檢測坐標系，從而避免了由於坐標轉換帶來的製造誤差，大大提高了工件的加工精度和加工製造效率。
文檔編號B23Q3/00GK202377811SQ201120569789
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者楊學軍, 石江 申請人:南車株洲電機有限公司