一种用于管类工件的机床夹具的制作方法

本发明涉及的是一种用于管类工件的机床夹具。

背景技术：

机床夹具按专门化分类可分为以下几类：

1、通用夹具。通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。 例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹 具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主 要适用于单件、小批量的生产中。

2、专用夹具。专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期 较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定 且批量较大的生产中。

3、通用可调夹具和成组夹具。其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。

4、组合夹具。组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。

5、随行夹具。随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。

由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗 床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。

根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。

机床夹具具有以下作用：

1、保证加工精度。采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置， 工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。

2、提高生产率、降低成本。用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产 率。另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。

3、扩大机床的工艺范围。使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。

4、减轻工人的劳动强度。用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。

目前机床上用的夹具多种多样，但不管采用何等夹具标准永远是一致的，定位精度要求高、装夹便捷、能充分体现劳动生产效率，节约劳动人员的劳动操作强度等。

中国实用新型专利说明书 CN 203792068 U公开这样一种了一种机床夹具，包括夹 具体和角铁，所述角铁设置有用于夹紧所述夹具体的夹紧螺栓，所述夹紧螺栓套有双螺母， 所述夹紧螺栓的一端加工有带孔的球体，所述夹紧螺栓的另一端套有磨损块，所述夹具体上设置有凹槽，所述磨损块抵靠在所述凹槽内。本实用新型通过在夹具体上设置凹槽，在夹紧螺栓前端套装磨损块，并设置了双螺母，大大提高了夹具的结构稳定性，工作更加可靠， 还可通过将金属杆穿入球体的球孔中，来旋紧夹紧螺栓，操作更省力、方便，减少了工人的 工作量。但是这种夹具需要人力加紧，而且力度过大会损坏所夹持的物品。

中国实用新型专利说明书 CN 203254205 U 公开这样了了一种机床夹具。本实用新型的技术方案要点为：一种机床夹具，主要包括锥柄、角铁和夹具体，所述的锥柄与机床主轴孔相配，该锥柄的底部设有丝杆，锥柄的上部设有与锥柄轴线呈 90°的角铁，该角铁的竖直壁上开有螺纹孔，所述的夹具体通过与角铁上螺纹孔相配的夹紧螺母固定，该夹具体 的内侧设有凹槽。本实用新型设计简单且安装方便，主要应用于圆柱体工件的加工过程中。 但是这种夹具需要人力加紧，而且力度过大会损坏所夹持的物品。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于管类工件的机床夹具，通过若干个液压扩径机构对工件进行夹紧，并通过双重检测机构对工件进行检测，确保对工件的精确夹紧。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于管类工件的机床夹具，包括连接轴、液压油装置、液压扩径机构、位移检测装置、压力检测装置以及下位机，其中，

所述连接轴的一端与机床主轴连接，连接轴的另一端在同一平面上沿连接轴的周向均匀设置多个液压扩径机构，多个液压扩径机构支撑于工件的内侧壁上将工件支撑夹紧；

连接轴内沿连接轴的轴向设置有主油道、以及若干个与所述主油道连通设置的油道单元，每个油道单元内均设有一个液压扩径机构，每个液压扩径机构包括活塞、连杆以及弹性电磁片，其中，活塞设置于油道单元内，活塞通过所述连杆与设置于连接轴外部的弹性电磁片连接；

所述位移检测装置用于实时检测弹性电磁片与工件内侧壁之间的位移量；

所述压力检测装置用于实时检测弹性电磁片与工件内侧壁之间的支撑力；

所述下位机与所述液压油装置、位移检测装置、压力检测装置以及弹性电磁片控制连接。

所述液压扩径机构包括3~6个。

所述弹性电磁片的材料为高弹性锰钢片。

所述位移检测装置为光栅位移传感器。

所述压力检测装置为设置于弹性电磁片内的压力传感器。

所述压力检测装置为设置于液压油装置的液压回路中的压力传感器。

本发明技术方案具有以下几个有益效果：

1、本装置中的液压扩径机构可满足不同管径工件的夹紧；

2、本夹紧装置的多个液压扩径机构在同一水平面内绕工件周向均匀布置，多个液压扩径机构同时运动，使多个压杆对工件同时进行夹紧，克服了单一机构容易与工件发生虚接触或打滑现象的难题；

3、该装置通过设置压力传感器对液压扩径机构的夹紧力进行检测、以及通过位移检测装置对工件的位移进行实时检测双重保险，避免发生虚接触或夹紧力不足的现象，确保对工件的精确夹紧。

附图说明

图1是夹紧装置的俯视图；

图2是单个液压扩径机构的剖视图；

图3 是下位机控制电路原理图。

其中，1为主油道；2为油道单元；3为活塞；4为连杆；5为弹性电磁片；6为连接轴；7为工件。

具体实施方式

下面结合具体实施例以及说明书附图对本发明的技术方案做更详细的描述。

如图1所示，一种用于管类工件的机床夹具，包括连接轴、液压油装置、液压扩径机构、位移检测装置、压力检测装置以及下位机，其中，所述连接轴的一端与机床主轴连接，连接轴的另一端在同一平面上沿连接轴的周向均匀设置多个液压扩径机构，多个液压扩径机构支撑于工件的内侧壁上将工件支撑夹紧；连接轴内沿连接轴的轴向设置有主油道、以及若干个与所述主油道连通设置的油道单元，每个油道单元内均设有一个液压扩径机构，每个液压扩径机构包括活塞、连杆以及弹性电磁片，其中，活塞设置于油道单元内，活塞通过所述连杆与设置于连接轴外部的弹性电磁片连接； 所述位移检测装置用于实时检测弹性电磁片与工件内侧壁之间的位移量；所述压力检测装置用于实时检测弹性电磁片与工件内侧壁之间的支撑力；所述下位机与所述液压油装置、位移检测装置、压力检测装置以及弹性电磁片控制连接。

作为本发明一种用于管类工件的机床夹具技术方案的进一步优选方案，所述液压扩径机构包括3~6个。

作为本发明一种用于管类工件的机床夹具技术方案的进一步优选方案，所述弹性电磁片的材料选用高弹性锰钢片。

作为本发明一种用于管类工件的机床夹具技术方案的进一步优选方案，所述位移检测装置为光栅位移传感器。

作为本发明一种用于管类工件的机床夹具技术方案的进一步优选方案，所述压力检测装置为设置于弹性电磁片内的压力传感器。

作为本发明一种用于管类工件的机床夹具技术方案的进一步优选方案，所述压力检测装置为设置于液压油装置的液压回路中的压力传感器。

一种基于所述用于管类工件的机床夹具的夹紧方法，包括以下几个步骤：

第一步、下位机发送指令给液压油装置，液压油装置将液压油注入到主油道中，若干液压扩径机构同时对工件进行支撑夹紧；

第二步、当完成夹紧后，压力检测装置检测每个液压扩径机构与工件内壁之间的支撑压力，将压力信号传输给下位机，下位机上显示支撑力，方便操作者读取，如果某个液压扩径机构发生虚接触现象或者支撑力不足，则其显示的支撑力值会比较小，此时通过下位机控制液压油装置对液压油的压力进行微调，确保对工件的精确夹紧；

第三步、在对工件进行切削加工过程中，位移检测装置对液压扩径机构与工件内壁之间的位移量进行实时检测，当位移检测装置检测到工件相对液压扩径机构发生滑移时，将位移信号发送至下位机，下位机启动弹性电磁片将工件吸附固定。