专利名称：用于加工半圆轴瓦的组合夹具及采用该组合夹具的车床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工技术，尤其是一种用于加工半圆轴瓦的组合夹具以及采用该组合夹具的车床。
背景技术：
半圆轴瓦在大型冶金行业中一般属于专业生产的大批量加工的备件，有专业的模具加工。但在中小机加工行业中普通车床由于受到设备加工能力的局限，没有直接加工轴瓦类工件的专用夹具，并且在使用及装配中对轴瓦的精度要求高，用一般划线找正的方法装夹加工劳动强度大、加工效率低，加工质量、精度等均达不到安装质量的要求。比如对于主要用于轨梁厂800人字轧钢机的半圆轴轴瓦，它主要是减少人字机齿轮轴接头虎口的摩擦。安装在人字机齿轮上的轴接头虎口是不能轻易更换，因此只有更换半圆轴瓦。订购轴瓦的图纸属于批量加工，可实际安装部位有不同程度的磨损，半圆轴瓦的装配尺寸存在不确定性。因此，为了满足安装要求，所有订购的轴瓦在装配前必须根据实际测量尺寸加工其燕尾槽部分，由于其加工数量多，在实际加工中装卡主要存在两方面问题:一、轴瓦的装卡难度极大。安装要求两件半圆轴瓦为一组使用，因此在加工中也必须一组两件同时加工，这就需要通过尺寸上的计算，得出两工件之间的间距，正确计算出外圆弧直径，并找出装夹位置精度，从基准面开始测量到加工部分必须相同。轴瓦就只能以两圆弧面为基准放置于工作台上，这样工件高度超出机床的加工范围，特别是加工上半部分时，卡爪只能夹紧半圆轴瓦下部一定长度的位置，其余悬空部分自然属于喇叭口状。二、无专业的机床加工轴瓦。根据加工图纸要求，用户所订购的轴瓦每次需要加工的部分是圆弧面上的两处燕尾槽。并且是根据安装测绘的实际尺寸需要及时加工。因此不可能返回原厂加工，这些情况严重制约轧钢的生产及安装时间。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于半圆轴瓦的组合夹具，所述组合夹具包括定位台阶轴，所述定位台阶轴包括位于两端的卡接部和连接卡接部的中轴部，中轴部的直径大于卡接部的直径，中轴部的长度等于一对半圆轴瓦之间的定位距离，通过将两端的卡接部插入半圆轴瓦的中心孔中而使一对半圆轴瓦固定。所述组合夹具还包括一对双头螺栓以及配套的螺母，用于在一对半圆轴瓦固定于定位台阶轴的两端之后，双头螺栓穿过半圆轴瓦的在轴向上位于中心孔两侧的油孔，螺母紧固到双头螺栓的位于半圆轴瓦外侧的端部上。该紧固装置能对两半圆轴瓦装夹定位，预防变形。所述组合夹具还包括支撑杆，所述支撑杆的长度等于一对半圆轴瓦之间的定位距离，在一对轴瓦通过定位台阶轴固定之后，支撑杆置于相面对的半圆轴瓦的端部之间。所述卡接部直径与半圆轴瓦的中心孔的内径一致；所述中轴部的外径大于所述中心孔内径，且所述中轴部的长度L通过如下公式确定:L = D-2H，其中，D为半圆轴瓦的直径，H为半圆轴瓦的厚度。进一步地，所述中轴部两端往卡接部缩窄；所述卡接部往顶端处缩窄。以上的设计能使定位台阶轴牢固地卡扣并支撑于两半圆轴瓦之间。优选地，所述中心孔位于半圆轴瓦轴对称中心。这种设计能使定位台阶轴固定于两半圆轴瓦的中心，实现圆周切削加工。本实用新型还提供一种加工半圆轴瓦的车床，用于将半圆轴瓦固定在车床上加工，其包括用于将半圆轴瓦固定于车床上的四爪卡盘，以及上述的半圆轴瓦组合夹具，所述支撑杆对应于四爪卡盘、平行所述两半圆轴瓦横截面架设在两半圆轴瓦内壁。其中，所述支撑杆长度与所述两半圆轴瓦间的定位距离相等。支撑杆的设计能抵消四爪卡盘对工件的径向压力。有益效果:1、定位台阶轴将两轴瓦固定在同一中心位置上，实现圆周切削加工。2、紧固装置对两工件上下先进一步的装夹定位，提高装夹时的上下精度一致并预防工件变形。3、支撑杆抵消四爪卡盘对工件下端的径向压力，防止因底部径向压力对两工件产生的喇叭形径向变形。提高工件装夹的定位精度。4、半圆轴瓦的组合夹具解决了半圆轴瓦在车床上装夹的定位问题；车床加工夹具实现了装夹的快捷性、方便性，使得半圆轴瓦的单件小批量不同加工要求得以实现，并保证工件在加工中的安全有效性，节约了加工的成本及缩短加工时间，经济效益十分显著。5、本实用新型的设计结构简单，加工难度低，仅需一般车床加工便能完成，很适合一般的中小型机加工自行制作，其大小可以根据工件实际尺寸需要自定。还拓宽了车床的加工范围，也为各类做圆周运动的机床加工不同形状、大小的轴瓦提供了较好的技术参考。
通过参照附图来详细描述本实用新型的示例性实施例，本实用新型的以上和其他特征及优点对本领域普通技术人员将变得更加清楚，在附图中:图1是本实用新型的半圆轴瓦的结构示意图；图2是本实用新型的组合夹具中的定位台阶轴的剖面结构示意图；图3是在本实用新型的组合夹具夹住半圆轴瓦的状态下的剖面结构示意图；图4是本实用新型支撑杆的结构示意图；图5是利用本实用新型的组合夹具夹住半圆轴瓦后固定于加工车床上的状态下的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明。本实用新型的目的在于提供一种组合夹具，使半圆轴瓦类工件利用这种组合夹具装夹后可以在一般立式车床上加工。在下面的实施例中，以加工半圆轴瓦为例，结合半圆轴瓦的加工特点和工件夹装要求，设计了本实用新型的用于加工半圆轴瓦的组合夹具，以满足轴瓦在立式车床上装卡定位以及加工的要求。由于半圆轴瓦110的装夹难度较大、且加工时必须两件半圆轴瓦110为一组同时加工。因此，在装夹工件前必须测量两件半圆轴瓦110的工件尺寸，如半圆轴瓦110的高度、厚度、外圆周直径并计算出两工件的定位距离L。这些数据直接影响组合夹具的工件尺寸。如图1所示，半圆轴瓦包括位于轴瓦中部的轴瓦中心孔111、位于轴瓦内孔111的两侧的油孔112。在下面的示例性实施例中，半圆轴瓦110高h = 728mm，厚H= 77.5mm，外圆周直径为D = 370mm ;利用如下列公式计算获得的两半圆轴瓦110之间的定位距离L为:L = D-2H = 370mm-2 X 77.5mm = 215mm确定了定位距离L，即可制作相应组合夹具工件。如图2所示，本实施例的半圆轴瓦组合夹具包括一定位台阶轴120，所述定位台阶轴120两端分别连接于两个半圆轴瓦110的中间、通过半圆轴瓦110内壁的中心孔111架设于两半圆轴瓦110之间。所述定位台阶轴120可用一般的钢管材料制作，其结构包括分别卡扣于所述两半圆轴瓦110中心孔111内的卡接部121 ;以及所述两卡接部121之间的中轴部122。所述卡接部121直径与所述中心孔111的内径一致；所述中轴部122的外径大于所述中心孔111的内径，且所述中轴部122的长度与所述两半圆轴瓦110间的定位距离L相等。这样，定位台阶轴120的圆头型卡接部121的圆周直径比中轴部122的直径较小，从剖面图看，卡接部121和中轴部122形成“台阶”状。又为了方便工件的卡接，减少工件的磨损，在“台阶”状突出处作圆滑过渡处理，即所述中轴部122的两端往卡接部121缩窄；所述卡接部121往中轴部122处缩窄。当然，定位台阶轴120的结构不限于此，例如，相应改变半圆轴瓦110中心孔111的形状，卡接部121可制作为勾型、锲型等几何结构，将两半圆轴瓦110固定即可。为了生产加工的方便，又能获得最佳的受力效果，半圆轴瓦110的中心孔111 一般制作为圆形、且在轴对称的中心处。本实施例中的半圆轴瓦110的中心孔111可例如内径为 I IOmm,深 100mm。对应于本实施例的半圆轴瓦110的参数，制作的定位台阶轴120的参数例如为:工件总长415mm(稍大于两件半圆瓦轴的直径D),其中，两边的卡接部121分别长为100mm,圆周直径为IlOmm(等于油孔的直径)；中间中轴部122长215mm(等于两半圆轴瓦110之间的定位距离L)，圆周直径为120mm(等于中心孔的直径)。中轴部122两端向卡接部121成45°缩窄,缩小部分的长度为5_ ;每个卡接部121的端部形成倒圆,便于插入到半环轴瓦的中心孔111中。把车制成型的定位台阶轴120安装于两半圆轴瓦110的两中心孔111内，可以直接固定半圆轴瓦110,保证两半圆轴瓦110两端的尺寸相同(参见图3)。本实施例的组合夹具还包括紧固装置130，该紧固装置130包括双头螺栓131及配套的螺母132。由双头螺栓131穿过半圆轴瓦110上的对应的油孔112，配合螺母132将两半圆轴瓦110固定。根据半圆轴瓦110的参数，本实施例用45#钢车制两件M12的双头螺栓131，总长可以是405mm，两端分别车制50mm的螺纹。为了获得较佳的紧固效果，平行于所述定位台阶轴120、在半圆轴瓦110的两端各设一组紧固装置130。这样，通过定位台阶轴120、紧固装置130组成的组合夹具，将两半圆轴瓦110形成内壁相向的圆柱形工件，保证两件半圆轴瓦110可以固定连接的上下位置。对于较高的半圆轴瓦一般采用立式车床加工。两个半圆轴瓦形成内壁相向的圆柱形工件，需再通过四爪卡盘固定在车床上进行加工。现有的夹持方式，四爪卡盘只能夹紧两半圆轴瓦的端部约150mm长的位置，其余部分处于悬空。圆柱形工件底部的圆弧面与立车的四爪卡盘0之间通过径向夹紧力实现紧固，同时底部径向压力会对两工件产生的喇叭形径向变形，影响加工精度。为了实现半圆瓦轴在车床上进行加工，根据本实施例的组合夹具还包括支撑杆140。如图4所示，车床160包括用于将半圆轴瓦110固定于车床160上的四爪卡盘150。在通过定定位台阶轴120以及双头螺栓131和配套的螺母132将一对半圆轴瓦固定之后放置于车床的四爪卡盘150之间，使所述支撑杆140对应于四爪卡盘150、平行所述两半圆轴瓦110横截面架设在两半圆轴瓦110内壁之间，然后使四爪卡盘150夹紧半圆轴瓦的两侧，从而将半圆轴瓦110固定于加工车床上。支撑杆140是一根外径为125mm的钢管，长度与两半圆轴瓦110之间的定位距离一致。最佳设置位置在半圆轴瓦110内、处于与四爪卡盘150水平高度相同时。利用支撑杆140抵消四爪卡盘150对两半圆轴瓦110的往圆心方向的径向压力，防止因底部径向压力使得工件产生的喇叭形径向变形。为了达到较佳的支撑效果，在本实施例中，支撑杆140的尺寸大小为长215mm,内径110mm。下面介绍利用本实用新型的组合夹具夹持两个半圆轴瓦110并装设到车床160上的过程。首先，精确计算两个半圆轴瓦110的参数，获得装夹最佳的定位距离L。然后按照定位距离车制出配套的组合夹具，包括定位台阶轴120、紧固装置130及支撑杆140。将定位台阶轴120两端的卡接部121分别对准两个半圆轴瓦110中心处的中心孔111，使卡接部121与中心孔111形成插接。然后，将两双头螺栓131分别穿过两半圆轴瓦110上的油孔112，双头螺栓131伸出半圆轴瓦110外的部分旋入螺母132初步固定，最后平行于定位台阶轴120方向，在两半圆轴瓦110的同向端部置入支撑杆140，此时再将两对螺母132旋紧，对两半圆轴瓦110上下定位，形成一圆柱形的加工件。将上述圆柱形加工件放入车床160上的四爪卡盘150上，旋紧固定。由于半圆轴瓦110通过组合夹具的定型，预防了工件在装设过程中变形，且支撑杆140的加入抵消了四爪卡盘150对工件固定端的径向压力，进一步提高了工件装夹的定位精度。进一步在装夹工件时找出0415mm对角线四点距离相等。这就表明工件在立车四爪卡盘150的中心定位尺寸符合工件圆周切削加工。因此工件可顺利、方便地在车床160上进行加工制作。这种车床加工夹具解决了半圆轴瓦在车床上装夹的定位问题；提高了装夹工件的精度和稳定性，实现圆周切削加工。车床加工夹具实现了装夹的快捷性、方便性，使得半圆轴瓦的单件小批量不同加工要求得以实现，并保证工件在加工中的安全有效性，节约了加工的成本及缩短加工时间，经济效益十分显著。本实用新型的设计结构简单，加工难度低，仅需一般车床加工便能完成，很适合一般的中小型机加工自行制作，其大小可以根据工件实际尺寸需要自定。不仅拓宽了车床的加工范围，也为各类做圆周运动的机床加工不同形状、大小的轴瓦提供了较好的技术参考。在这里已经公开了本实用新型的示例性实施例，虽然使用了特定的术语，但是使用特定的术语仅以一般的和描述性的含义来解释这些术语，并不是为了限制的目的。因此，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本申请的如权利要求阐述的精神和范围的情况下， 可在形式上和细节上作出各种改变。
权利要求1.一种用于加工半圆轴瓦的组合夹具，其特征在于，所述组合夹具包括定位台阶轴，所述定位台阶轴包括位于两端的卡接部和连接卡接部的中轴部，中轴部的直径大于卡接部的直径，中轴部的长度等于一对半圆轴瓦之间的定位距离，通过将两端的卡接部插入半圆轴瓦的中心孔中而使一对半圆轴瓦固定。
2.根据权利要求1所述的组合夹具，其特征在于，所述组合夹具还包括一对双头螺栓以及配套的螺母，用于在一对半圆轴瓦固定于定位台阶轴的两端之后，双头螺栓穿过半圆轴瓦的在轴向上位于中心孔两侧的油孔，螺母紧固到双头螺栓的位于半圆轴瓦外侧的端部上。
3.按权利要求2所述的组合夹具，其特征在于，所述组合夹具还包括支撑杆，所述支撑杆的长度等于一对半圆轴瓦之间的定位距离，在一对轴瓦通过定位台阶轴固定之后，支撑杆置于相面对的半圆轴瓦的端部之间。
4.根据权利要求3所述的组合夹具，其特征在于，所述卡接部直径与半圆轴瓦的中心孔的内径一致；所述中轴部的外径大于所述中心孔内径，且所述中轴部的长度L通过如下公式确定:L = D-2H，其中，D为半圆轴瓦的直径，H为半圆轴瓦的厚度。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的组合夹具，其特征在于，所述中轴部两端往卡接部缩窄，所述卡接部的端部被倒圆。
6.一种加工半圆轴瓦的车床，包括用于将半圆轴瓦固定于车床上的四爪卡盘，其特征在于，还包括如权利要求3-5任一项所述的组合夹具，所述支撑杆对应于四爪卡盘、平行所述两半圆轴瓦横截面架设在两半圆轴瓦内壁。
专利摘要本实用新型提供了一种用于加工半圆轴瓦的组合夹具及采用该组合夹具的车床。所述组合夹具包括定位台阶轴，所述定位台阶轴包括位于两端的卡接部和连接卡接部的中轴部，中轴部的直径大于卡接部的直径，中轴部的长度等于一对半圆轴瓦之间的定位距离，通过将两端的卡接部插入半圆轴瓦的中心孔中而使一对半圆轴瓦固定。本实用新型还提供这种半圆轴瓦加工车床，包括上述半圆轴瓦组合夹具，所述所述支撑杆对应于四爪卡盘、平行所述两半圆轴瓦横截面架设在两半圆轴瓦内壁。这种车床加工夹具解决了半圆轴瓦在车床上装夹的定位问题；提高了装夹工件的精度和稳定性，实现圆周切削加工。
文档编号B23Q3/00GK202922232SQ20122056130
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者张淑珍, 胡丙安, 李军, 王玉利, 胡彪, 夏辉 申请人:攀钢集团工程技术有限公司