保险杠限位圈的装夹工装、加工装置及加工方法与流程

【技术领域】

本发明涉及机械技术领域，具体涉及一种保险杠限位圈的装夹工装、加工装置及加工方法。

背景技术：

如图1及图2所示，保险杠限位圈300大致呈一中空圆筒状，其中一端面与其轴线之间的夹角为α。现有技术中，保险杠限位圈300是由一圆筒状工件200铣削加工而成。加工时，将该圆筒状工件200置于一工装上，调节该工装使得圆筒状工件200相对水平面倾斜α角度，再用台钳钳紧圆筒状工件200，从而将圆筒状工件200固定在立铣工作台上，最后采用合金刀片立铣盘，对圆筒状工件200进行斜度切削，其工件固定步骤较为繁琐，装夹时间过长，且用台钳钳紧，强度较低，圆筒状工件200在铣削过程中易发生松动，影响加工的精度。此外，采用铣削的方式进行加工，每个保险杠限位圈300铣削需分横，深各9次进行切削，耗时约26分钟，耗时较长，且每台铣床每次只能加工一个保险杠限位圈300，效率较低。此外，采用铣削方式加工保险杠限位圈300，需在圆筒状工件200上预留较大的切削量才能满足加工的需求，则无疑导致了材料的浪费。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，有必要提供一种能够在保险杠限位圈加工过程中提高圆筒状工件装夹效率的装夹工装。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种装夹工装，用于装夹一圆筒状工件，该圆筒状工件用于加工成保险杠限位圈，所述保险杠限位圈具有一斜面，且所述斜面与保险杠限位圈轴线之间的夹角为α角，所述装夹工装包括固定件及胀紧机构，所述胀紧机构包括定位套、螺杆、抵压件及螺母，所述定位套与所述固定件连接，所述定位套上开设有若干涨开孔，若干涨开孔环绕所述定位套的轴线间隔分布，所述定位套的轴线与所述固定件的轴线之间的夹角为β角，所述α角与所述β角的角度之和为90°，所述螺杆穿设所述定位套并与所述固定件螺接，所述抵压件套设在所述螺杆上，并且部分所述抵压件插接于所述定位套中，所述抵压件的周壁设有一锥面，所述螺母与所述螺杆连接并位于所述抵压件远离所述固定件的一侧，所述螺母背向所述固定件的侧面设有一供外部工具插入的螺母孔，所述螺母在所述外部工具的驱动下能够带动所述螺杆相对所述固定件转动，进而带动所述抵压件朝向所述固定件运动，以使得所述抵压件的锥面抵靠所述定位套，从而使得所述定位套的外径变大以与圆筒状工件的内壁紧密配合。

进一步地，所述固定件包括安装轴及固定端，所述固定端的一侧与所述安装轴的一端焊接在一起，所述固定端远离所述安装轴的一侧形成一倾斜表面，所述定位套装设在所述倾斜表面上，所述定位套的轴线与所述安装轴的轴线之间的夹角为所述α角。

进一步地，所述装夹工装还包括一安装板，所述安装板与所述固定件连接，用于将所述装夹工装安装在一外部设备上。

进一步地，所述螺杆的轴线与所述定位套的轴线重合。

本发明还提供一种保险杠限位圈加工装置，用于将一圆筒状工件加工成保险杠限位圈，所述保险杠限位圈具有一斜面，且所述斜面与保险杠限位圈轴线之间的夹角为α角，所述保险杠限位圈加工装置包括机架、装夹工装及锯刀，所述装夹工装包括固定件及胀紧机构，所述固定件与所述机架连接，所述胀紧机构包括定位套、螺杆、抵压件及螺母，所述定位套与所述固定件连接，所述定位套上开设有若干涨开孔，若干涨开孔环绕所述定位套的轴线间隔分布，所述定位套的轴线与所述固定件的轴线之间的夹角为β角，所述α角与所述β角的角度之和为90°，所述螺杆穿设所述定位套并与所述固定件螺接，所述抵压件套设在所述螺杆上，并且部分所述抵压件插接于所述定位套中，所述抵压件的周壁设有一锥面，所述螺母与所述螺杆螺合并位于所述抵压件远离所述固定件的一侧，所述螺母背向所述固定件的侧面设有一供外部工具插入的螺母孔，所述螺母在所述外部工具的驱动下能够带动所述螺杆相对所述固定件转动，进而带动所述抵压件朝向所述固定件运动，以使得所述抵压件的锥面抵靠所述定位套，从而使得所述定位套的外径变大以与圆筒状工件的内壁紧密配合，所述锯刀装设于所述机架上，并能够沿垂直所述固定件轴线的方向上对装夹于所述装夹工装上的圆筒状工件进行切割。

进一步地，所述机架包括架体及固定设于所述架体上的挡板，所述固定件与所述挡板连接并支撑于所述架体上，所述锯刀装设于所述架体上，所述保险杠限位圈加工装置还包括活动板及驱动件，所述挡板与所述活动板分别位于所述固定件的相对两侧，所述活动板滑动地装设在所述架体上，所述驱动件与所述活动板连接，以驱动所述活动板朝向所述挡板运动，进而夹紧所述固定件。

进一步地，所述装夹工装还包括一安装板，所述安装板与所述固定件连接，所述固定件通过所述安装板装设在所述挡板上。

进一步地，所述安装板与所述挡板通过螺栓固定。

进一步地，所述固定件包括安装轴及固定端，所述安装轴与所述机架连接，所述固定端的一侧与所述安装轴的一端焊接在一起，所述固定端远离所述安装轴的一侧形成一倾斜表面，所述定位套装设在所述倾斜表面上，所述定位套的轴线所述安装轴的轴线之间的夹角为所述α角。

本发明还提供一种保险杠限位圈的加工方法，用于将一圆筒状工件加工成保险杠限位圈，所述保险杠限位圈具有一斜面，且所述斜面与保险杠限位圈轴线之间的夹角为α角，所述加工方法包括以下步骤：

提供上述保险杠限位圈加工装置，将该圆筒状工件套设在所述定位套外，转动螺母以带动所述抵压件朝向所述固定件运动，以使得所述抵压件的锥面抵靠所述定位套，从而使得所述定位套的外径变大以与圆筒状工件的内壁紧密配合，以夹紧该圆筒状工件；

驱动锯刀沿垂直所述固定件轴线的方向上对装夹于所述装夹工装上的圆筒状工件进行切割，从而获得所述保险杠限位圈。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、上述装夹工装，在固定用于加工保险杠限位圈的圆筒状工件时，将圆筒状工件套设在定位套外，通过转动螺母来带动抵压件朝向固定件运动，以使得抵压件的锥面挤压定位套内侧，从而使得定位套的外径可调，达到定位套与圆筒状工件内壁紧密配合的目的，实现圆筒状工件的固定。固定件与定位套的角度设定，使得圆筒状工件在装夹过程中，无需再调节圆筒状工件的倾斜角度，相较于现有技术的装夹方式，其步骤简单，提高了圆筒状工件装夹效率，且圆筒状工件受力均匀，装夹稳固。

2、上述保险杠限位圈的加工装置及加工方法，再利用上述装夹工装固定好圆筒状工件后，可采用锯刀沿垂直固定件的轴线方向上将圆筒状工件一分为二，一次加工可同时获得两个保险杠限位圈，提高了保险杠限位圈的加工效率。同时，利用锯刀加工相较于铣削加工可节约材料的用量，进而节约了生产的成本。

【附图说明】

图1为现有技术中保险杠限位圈的结构示意图。

图2为现有技术中圆筒状工件的结构示意图。

图3为本发明一较佳实施方式中保险杠限位圈加工装置的俯视示意图。

图4为本发明实施方式中圆筒状工件的结构示意图。

图5为图3所示保险杠限位圈加工装置的部分结构示意图。

图6为图5所示保险杠限位圈加工装置在v处的放大图。

主要元件符号说明

附图中，100-保险杠限位圈加工装置、2-机架、21-架体、23-挡板、3-装夹工装、32-固定件、321-安装轴、323-固定端、325-倾斜表面、34-胀紧机构、342-定位套、343-涨开孔、344-螺杆、346-抵压件、347-锥面、348-螺母、349-螺母孔、36-安装板、37-螺栓、4-锯刀、5-活动板、6-驱动件、200-圆筒状工件、300-保险杠限位圈、310-斜面。

【具体实施方式】

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1、图3至图4，本发明一较佳实施方式提供一种保险杠限位圈加工装置100，用于将一圆筒状工件200加工成保险杠限位圈300。保险杠限位圈300具有一斜面310，且斜面310与保险杠限位圈300轴线之间的夹角为α角。保险杠限位圈加工装置100包括机架2、装夹工装3及锯刀4。

在本实施方式中，机架2包括架体21及固定设于架体21上的挡板23。装夹工装3包括固定件32及胀紧机构34。固定件32与挡板23连接并支撑于架体21上。请一并参见图5及图6，固定件32大致呈圆柱状，其包括安装轴321及固定端323。安装轴321与挡板23连接并支撑于架体21上，具体为：装夹工装3还包括一安装板36，安装板36与安装轴321连接，安装板36固定在挡板23的其中一侧面上，安装轴321通过安装板36装设在挡板23上。在本实施方式中，安装板36与挡板23通过螺栓37固定，以方便装夹工装3的拆装。在本实施方式中，安装轴321呈中空筒状，以减轻装夹工装3的整体重量。固定端323的一侧与安装轴321的一端焊接在一起，固定端323远离安装轴321的一侧形成一倾斜表面325。

胀紧机构34包括定位套342、螺杆344、抵压件346及螺母348。定位套342用于定位及固定待加工的圆筒状工件200。定位套342装设在倾斜表面325上，且定位套342的轴线与安装轴321的轴线之间的夹角为β角，α角与β角的角度之和为90°。定位套342上开设有若干涨开孔343，若干涨开孔343环绕定位套342的轴线间隔分布，以允许定位套342受力胀开。定位套342受力胀开时抵靠圆筒状工件200的内壁，以固定圆筒状工件200；外力撤销后定位套342能够恢复原状，以释放圆筒状工件200，从而允许使用者将圆筒状工件200从装夹工装3中取下。

螺杆344穿设定位套342并与固定端323螺接。在本实施方式中，螺杆344的轴线与定位套342的轴线重合。抵压件346套设在螺杆344上，并且部分抵压件346插接于定位套342中。抵压件346的周壁设有一锥面347，以使得抵压件346的横截面朝远离固定端323的方向逐渐变大。螺母348与螺杆344螺合并位于抵压件346远离固定件32的一侧。螺母348背向固定件32的侧面设有一供外部工具(未示出)插入的螺母孔349，螺母348在外部工具的驱动下能够带动螺杆344相对固定件32转动，进而带动抵压件346朝向固定件32运动，以使得抵压件346的锥面347抵靠定位套342，从而使得定位套342的外径变大以与圆筒状工件200的内壁紧密配合，以固定住待加工的圆筒状工件200。

锯刀4装设于架体21上，并能够沿垂直安装轴321的方向上对装夹于装夹工装3上的圆筒状工件200进行切割，以获得保险杠限位圈300。

在本实施方式中，保险杠限位圈加工装置100还包括活动板5及驱动件6，挡板23与活动板5分别位于固定件32的相对两侧，活动板5滑动地装设在架体21上，驱动件6与活动板5连接，以驱动活动板5朝向挡板23运动，进而夹紧安装轴321，以避免圆筒状工件200在锯刀4切割过程中发生意外运动。

保险杠限位圈加工装置100使用时，将装夹工装3装设在机架2上。然后，将圆筒状工件200的一端套设在定位套342外。转动螺母348，通过螺杆344带动抵压件346朝向固定端323运动，通过抵压件346的锥面347挤压定位套342内侧使定位套342胀开从而实现定位套342与圆筒状工件200内壁的紧密配合。此时，圆筒状工件200被精确定位。随后，驱动锯刀4沿垂直安装轴321轴线的方向上对装夹于装夹工装3上的圆筒状工件200进行切割，即可获得保险杠限位圈300。加工完毕后，需解除定位时，转动螺母348，通过螺杆344带动抵压件346朝远离固定端323的方向运动，定位套342的外径变小恢复为未胀开时的状态，从而释放保险杠限位圈300，此时，可将加工好的保险杠限位圈300从定位套342上取出。

本发明实施方式还提供一种上述保险杠限位圈300的加工方法，包括以下步骤：

提供上述保险杠限位圈加工装置100，将该圆筒状工件200套设在定位套342外，转动螺母348带动抵压件346朝向固定件32运动，以使得抵压件346的锥面347抵靠定位套342，从而使得定位套342的外径变大以与圆筒状工件200的内壁紧密配合，以夹紧该圆筒状工件200；

驱动锯刀4沿垂直固定件32轴线的方向上对装夹于装夹工装3上的圆筒状工件200进行切割，从而获得保险杠限位圈300。

将现有技术的铣削加工方式与本实施方式中的加工方法进行比较，如下表：

从上表可知，采用本实施方式的加工方法来加工保险杠限位圈300，其所需耗材及加工时间均相较于现有技术的铣削加工方法大大减少。

上述装夹工装3，在固定用于加工保险杠限位圈300的圆筒状工件200时，将圆筒状工件200套设在定位套342外，通过转动螺母348来带动抵压件346朝向固定件32运动，以使得抵压件346的锥面347挤压定位套342内侧，从而使定位套342的外径可调，达到定位套342与圆筒状工件200内壁紧密配合的目的，实现圆筒状工件200的固定。安装轴321与定位套342的角度设定，使得圆筒状工件200在装夹过程中，无需再调节圆筒状工件200的倾斜角度，相较于现有技术的装夹方式，其步骤简单，提高了圆筒状工件200装夹效率，且圆筒状工件200受力均匀，装夹稳固。上述保险杠限位圈300的加工装置及加工方法，再利用上述装夹工装3固定好圆筒状工件200后，可采用锯刀4沿垂直固定件32的轴线方向上将圆筒状工件200一分为二，一次加工可同时获得两个保险杠限位圈300，提高了保险杠限位圈300的加工效率。同时，利用锯刀4加工相较于铣削加工可节约材料的用量，进而节约生产的成本。

可以理解，保险杠限位圈加工装置100还可包括其他元件，例如，驱动锯刀4远动的驱动机构。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。