一种刀具加工夹具装置及方法

本发明涉及刀具加工工装领域，具体涉及一种刀具加工夹具装置及方法。

背景技术：

1、在车刀刀具的批量加工过程中，通过夹具对刀具进行定位和夹持。由于传统多工位的夹紧装置均由单个夹紧装置驱动，圆柱零件的误差会导致夹紧装置发生倾斜或者夹不紧状态，从而产生加工精度不足的问题。一些夹具重工采用v型板来作为承载部分，结合夹紧件实现定位和夹紧过程，虽然能够避免铣削夹具装夹面尺寸偏差时造成松动,但是并未考虑形面精度问题。

2、中国专利申请(公开号cn 110948268 a)中公开了一种智能检测夹紧力的多工位车刀刀头铣削夹具系统，对工件的六个自由度完全限制进行定位，但其所设计的端面夹紧机构并不合理，其原因在于刀具的前刀面在工艺设计时为了有利于切削和切屑排出，通常会设定一定倾斜角度，这一角度的存在致使该专利中的端面夹紧机构与刀具前刀面接触方式变为了线接触甚至是点接触，增大了接触压强，更容易使接触部分出现凹坑，使得夹紧装置失效，夹紧不可靠；另外，在刀具进行加工过程中，往往需要进行姿态调整，一般需要先接触对刀具的夹持限制，夹持刀具后通过翻转装置调整姿态后重新装夹，而由于是批量夹持，同时不同刀具毛坯在夹持位置的尺寸存在偏差，存在尺寸波动范围，批量夹持采用统一驱动夹持动作时，会出现部分刀具毛坯因偏差而导致的夹紧不可靠问题，夹持力无法准确稳定施加到所以刀具毛坯上，翻转过程中刀具毛坯容易出现偏移，影响后续装夹精度和加工精度。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种刀具加工夹具装置及方法，采用浮动压头适应刀具端面的倾斜状态，使得端部夹紧力能够稳定施加于刀具端部，采用浮动夹爪来提供夹持余量，爪部和爪托之间的间隙能够吸收刀具毛坯的尺寸偏差，并利用弹性件保持夹持力的稳定传递，保证装夹精度和加工精度。

2、本发明的第一目的是提供一种刀具加工夹具装置，采用以下方案：包括：

3、定位组件，设有多个承载部和多个与其相匹配的端面夹紧机构，端面夹紧机构具有浮动压头和圆弧形轨迹的浮动槽，浮动压头通过浮动块滑动配合浮动槽；

4、翻转组件，具有回转机构和安装于回转机构的浮动夹爪，浮动夹爪包括爪托和爪部，爪部通过间隙配合的转动副安装于爪托，爪部与爪托间通过设置弹性件形成供爪部活动的间隙，两个浮动夹爪对应的爪部之间形成夹持部，夹持部与承载部一一对应。

5、进一步地，所述爪托朝向爪部的一侧具有开口的腔体，爪部朝向腔体的一侧延伸出耳板，耳板上的通孔配合腔体内的销轴形成所述转动副。

6、进一步地，所述浮动夹爪成对布置，回转机构上形成多对浮动夹爪，同对浮动夹爪之间形成夹持部，同对浮动夹爪中的一个浮动夹爪连接于夹持驱动件。

7、进一步地，所述弹性件一端抵接于爪托，另一端抵接于爪部，弹性件在爪部和爪托的共同作用下伸长或缩短，适应所述间隙。

8、进一步地，所述弹性件为扭簧，扭簧的簧圈通过固定轴安装于爪托。

9、进一步地，所述浮动槽设有两条，两条浮动槽对应圆弧形轨迹所在平面相垂直，浮动压头通过浮动块可拆卸配合于同一条浮动槽。

10、进一步地，所述浮动块通过支撑架安装于浮动压头，浮动压头与支撑架之间转动连接，且转动轴线垂直于浮动块所配合浮动槽的圆弧形轨迹所在平面。

11、进一步地，所述支撑架上连接有至少两个浮动压头，支撑架上的所有浮动压头均配合于同一浮动槽。

12、本发明的第二目的是提供一种如第一目的所述的刀具加工夹具装置的工作方法，包括：

13、外部刀具放置于承载部，外部刀具的周向和一端被定位；

14、端面夹紧机构的浮动压头接触外部刀具的另一端，适应外部刀具端面以约束外部刀具；

15、解除刀具的周向和轴向定位，翻转组件上的浮动夹爪同时夹持承载部上的多个外部刀具，适应不同外部刀具的夹持位置误差，夹持外部刀具脱离承载部并翻转后重新装夹至承载部。

16、进一步地，浮动压头跟随外部刀具端部角度调节，滑动块沿浮动槽滑动以使浮动压头贴合外部刀具端部抵接位置。

17、与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

18、(1)针对目前刀具批量加工时定位效果和夹持精度不足而影响加工精度的问题，采用浮动压头适应刀具端面的倾斜状态，使得端部夹紧力能够稳定施加于刀具端部，采用浮动夹爪来提供夹持余量，爪部和爪托之间的间隙能够吸收刀具毛坯的尺寸偏差，并利用弹性件保持夹持力的稳定传递，保证装夹精度和加工精度。

19、(2)利用销轴与通孔之间的间隙配合，能够使得爪部与爪托之间形成沿垂直于夹持面的方向和平行于夹持面方向的小范围移动，不仅能够适应刀具毛坯在垂直于爪部方向上的尺寸偏差，还能够使爪部适应接触刀具毛坯位置的面部角度，提高夹持稳定性。

20、(3)采用两条浮动槽作为浮动压头的运行轨道，在一条浮动槽长时间使用而导致磨损后，能够快速切换至另一条浮动槽，另外，相较于更多条轨道，两条浮动槽能够减少对交叉位置的占用，减少交叉位置的中心空缺，减少浮动块运行时的卡滞和脱出问题，提高浮动块在浮动槽内运行的稳定性。

21、(4)相较于传统的双转轴式浮动结构，本发明利用单转轴结合圆弧形轨迹滑动轨迹来适应摆动，具有更高的可靠性，适用于长时间作业的刀具加工环境，当需要维护和更换部件时，采用浮动块和浮动槽的结构更为方便。

技术特征：

1.一种刀具加工夹具装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述爪托朝向爪部的一侧具有开口的腔体，爪部朝向腔体的一侧延伸出耳板，耳板上的通孔配合腔体内的销轴形成所述转动副。

3.如权利要求2所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述浮动夹爪成对布置，回转机构上形成多对浮动夹爪，同对浮动夹爪之间形成夹持部，同对浮动夹爪中的一个浮动夹爪连接于夹持驱动件。

4.如权利要求1所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述弹性件一端抵接于爪托，另一端抵接于爪部，弹性件在爪部和爪托的共同作用下伸长或缩短，适应所述间隙。

5.如权利要求4所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述弹性件为扭簧，扭簧的簧圈通过固定轴安装于爪托。

6.如权利要求1所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述浮动槽设有两条，两条浮动槽对应圆弧形轨迹所在平面相垂直，浮动压头通过浮动块可拆卸配合于同一条浮动槽。

7.如权利要求6所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述浮动块通过支撑架安装于浮动压头，浮动压头与支撑架之间转动连接，且转动轴线垂直于浮动块所配合浮动槽的圆弧形轨迹所在平面。

8.如权利要求7所述的刀具加工夹具装置，其特征在于，所述支撑架上连接有至少两个浮动压头，支撑架上的所有浮动压头均配合于同一浮动槽。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述刀具加工夹具装置的工作方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的刀具加工夹具装置的工作方法，其特征在于，浮动压头跟随外部刀具端部角度调节，滑动块沿浮动槽滑动以使浮动压头贴合外部刀具端部抵接位置。

技术总结
本发明提供一种刀具加工夹具装置及方法，涉及刀具加工工装领域，针对目前刀具批量加工时定位效果和夹持精度不足而影响加工精度的问题，采用浮动压头适应刀具端面的倾斜状态，使得端部夹紧力能够稳定施加于刀具端部，采用浮动夹爪来提供夹持余量，爪部和爪托之间的间隙能够吸收刀具毛坯的尺寸偏差，并利用弹性件保持夹持力的稳定传递，保证装夹精度和加工精度。

技术研发人员：张泽晨,李长河,周宗明,徐培明,王伟,许文昊
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6