CN101168236B - 液压自动轴向定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明液压自动轴向定位装置，包括在床头架体左端设有齿条柱塞缸体，在缸体两端分别设有工作油口，在缸体内配装的齿条柱塞与齿轮轴上的齿轮啮合，齿轮轴一端穿过床头架体与顶尖套筒螺纹连接；在床头架体内通过阀板装有定容柱塞、两个电磁阀；两电磁阀均与液压站压力油口、回油口连通，且一个阀的另外二接口分别与两工作油口连通；定容柱塞右腔分别通过单向阀与一工作油口和液压站回油口连通，其左腔与另一油口连通；定位挡块固定在床身工作台上。本发明是对传统的使用电子轴向量仪进行轴向定位的一次突破，而且由于其结构简单，没有复杂的高精度零件，因此成本低廉、工作可靠、坚固耐用，其轴向定位精度不低于使用电子轴向量仪测头的轴向定位装置。

Description

液压自动轴向定位装置

技术领域

本发明涉及一种用于磨削加工时，精确控制磨削工具和工件位置的液压自动轴向定位装置。

背景技术

端面外圆磨床在磨削对基准轴肩面(即基准面)有轴向尺寸要求的工件时，在装卡工件后必须实施“轴向定位”，即使工件上的基准面与砂轮的磨削端面之间保持精确的相对位置，从而保证被磨削端面至基准面之间的尺寸要求。之所以如此是由于顶尖孔深度不一致，导致装卡工件后基准轴肩面与砂轮磨削工作面之间距不一致，而砂轮每次总是在同一特定位置结束磨削，如此势必无法满足工件加工尺寸的精度要求。

进行轴向定位的方法很多，通常均采用一个高精度(分辨率在μ级)的电子轴向量仪，定位时其检测触头压在工件的基准轴肩面上，在工件作轴向微量移动的过程中，该测头不断将检测的数据与预置数据进行比对，当两者吻合时发出工件停止运动的信号，然后量仪测头退出，至此完成轴向定位，便可进行磨削加工，如图1所示；其中具有基准面b的工件13，安装在床头顶尖9和尾座顶尖15之间，用砂轮的磨削面C磨削工件13的a端面，并达到所要求的轴向尺寸D。该方法中仅一个电子轴向量仪少则上万元，多则几万元，价格昂贵，且极易损坏，此外还要配备轴向移动装置和测头进退装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种造价低廉，性能稳定，且精度高的液压自动轴向定位装置。

本发明液压自动轴向定位装置，包括位于同一水平轴线上的床头顶尖和尾架顶尖，且床头顶尖与同轴的顶尖套筒配装，在床头顶尖和尾架顶尖之间安装具有基准面的工件；顶尖套筒滑动安装在床头架体中，在床头架体一端设有齿条柱塞缸体，在缸体的第一端盖上设有缸体第一工作油口，在缸体的第二端盖上设有缸体第二工作油口，在缸体内配装的齿条柱塞与齿轮轴上的齿轮啮合，其中齿轮轴两端分别通过轴承安装在床头架体上，且齿轮轴一端穿过床头架体与顶尖套筒螺纹连接；在床头架体内装有阀板，在阀板上装有定容柱塞、三位四通电磁阀和二位三通电磁阀；三位四通电磁阀的压力油口与液压站压力油口连通，三位四通电磁阀的回油口与液压站回油口连通；二位三通电磁阀的压力油口与液压站压力油口连通，二位三通电磁阀的回油口与液压站回油口连通，且三位四通电磁阀的三位四通第一工作油口与缸体第一工作油口连通，三位四通电磁阀的三位四通第二工作油口与缸体第二工作油口连通；定容柱塞右腔通过第一单向阀与缸体第二工作油口连通，定容柱塞右腔还通过第二单向阀与液压站回油口连通，其左腔与二位三通电磁阀上的二位三通工作油口连通；在与基准面下方相对位置处设有定位挡块，定位挡块固定在支架上，支架和床头架体固定在床身工作台上。

本发明液压自动轴向定位装置，其中在定位挡块和支架之间设有绝缘垫片，定位挡块上的定位面与工件轴线垂直，且定位挡块通过与其连通的导线引出定位信号。

本发明液压自动轴向定位装置，其中在床头架体上设有与顶尖套筒配装的导向销。

本发明液压自动轴向定位装置是对传统的使用电子轴向量仪测头进行轴向定位的一次突破，而且由于其结构简单，没有形状复杂的高精度零件，因此成本低廉、工作可靠、坚固耐用，其轴向定位精度不低于使用电子轴向量仪测头的轴向定位装置。

附图说明

图1为现有技术中轴向定位原理示意图；

图2为本发明液压自动轴向定位装置实施例结构示意图；

图3为图2的c-c剖面示意图；

图4为本发明液压自动轴向定位装置液压控制原理图；

图5为本发明液压自动轴向定位装置原理图。

具体实施方式

参见图5，本发明的原理：在磨削具有基准面b(轴肩面)的工件13时，在机床工作台上安装一个刚性极强的定位挡块11，其上的定位面F与砂轮磨削面C之间的距离E1＝E-Δ，式中E为基准面b与砂轮磨削面C之间距离。当工件13安装好后通过液压装置使其向右慢速移动，当基准面b与定位面F接触时，工件13停止移动，此时工件为一极，定位挡块为另一极，由于两者接触(短路)可取出一个电信号，通过液压装置使工件向左移动一微小距离Δ(一般约零点几毫米)，从而E＝E1+Δ，如此便完成了定位动作，便可进行磨削。显然，工件所要求的轴向尺寸，即基准面b与被磨削面a之间的距离D为E与砂轮磨削进给尺寸之差，从而保证加工精度。

之所以要移开Δ，是防止在磨削过程中工件旋转时基准面b与定位面F之间产生机械摩擦，使装置正常运行和确保定位精度。

由图2～图4可见，本发明液压自动轴向定位装置包括位于同一水平轴线上的床头顶尖9和尾架顶尖15，且床头顶尖9与同轴的顶尖套筒7配装，其中顶尖套筒7滑动安装在床头架体8中，在床头架体8一端设有齿条柱塞缸体2，在缸体2的第一端盖24上设有缸体第一工作油口A，在缸体2的第二端盖25上设有缸体第二工作油口B，在缸体2内配装的齿条柱塞3与齿轮轴4上的齿轮啮合，齿轮轴4的一端通过装有轴承1的轴承座固定在床头架体8上，齿轮轴4的另一端通过另一轴承5安装在床头架体8上，且齿轮轴4一端穿过床头架体8与顶尖套筒7螺纹连接；在床头架体8内装有阀板21，阀板21上装有定容柱塞20、三位四通电磁阀23和二位三通电磁阀22；三位四通电磁阀23和二位三通电磁阀22的压力油口P1、P2均与液压站压力油口P连通，三位四通电磁阀23和二位三通电磁阀22的回油口O1、O2均与液压站回油口O连通，且三位四通电磁阀23的三位四通第一工作油口A1与缸体第一工作油口A连通，三位四通电磁阀23的三位四通第二工作油口B1与缸体第二工作油口B连通；定容柱塞20右腔通过单向阀17与缸体第二工作油口B连通，定容柱塞20右腔还通过另一个单向阀18与液压站回油口O连通，其左腔与二位三通工作油口B2连通；在床头顶尖9和尾架顶尖15之间安装具有基准面b的工件13，在与基准面b下方相对位置处设有定位挡块11，定位挡块11通过绝缘垫片12与支架14固定连接，其上的定位面F与工件13轴线垂直，且定位挡块11通过与其连通的导线10引出定位信号给控制机构。床头架体8和支架14，以及安装尾架顶尖15的标准型尾架16均固定在床身工作台上。

其中在床头架体8上设有与顶尖套筒7配装的导向销6。

实施定位时，在电磁阀23的作用下使液压站压力油口P、缸体第一工作油口A连通，液压站回油口O、缸体第二工作油口B连通，齿条柱塞3右行，通过其上的齿条、带齿轮的齿轮轴4、顶尖套筒7和床头顶尖9带动工件13右行，而尾架顶尖15也随之右行，并经尾架内的套筒压缩弹簧。当基准b与定位面F接触时，短路的电信号使工件13停止运动，齿条柱塞3由于液压装置的自我保护功能也停止运行，两电磁阀23、22做相应转换，其结果是齿条柱塞缸体2上的缸体第一工作油口A与液压站回油口O连通，缸体第二工作油口B通过单向阀17与定容柱塞20右腔连通，定容柱塞20左腔通过二位三通电磁阀22与液压站压力油口P连通，在压力油的作用，使定容柱塞20中的柱塞右行到底，将右腔的油经缸体第二工作油口B排入缸体2中齿条柱塞3的右端，并推动齿条柱塞3左行一特定距离，即上面所述的Δ，该距离是在一定的压力油条件下，由定容柱塞20的直径和行程所确定，如0.4mm。这样，由床头、尾架顶尖9、15所夹持的工件13均左行这一特定距离0.4mm，至此完成工件的定位。

每当磨削完一个工件后，电磁阀22及23转换，使齿条柱塞3和定容柱塞20复位，液压装置的具体油路连接是缸体2的缸体第二工作油口B接通液压站压力油口P，缸体第一工作油口A与液压站回油口O连接；定容柱塞20的左腔接通液压站回油口O，在内装的弹簧19的作用下左行到底，并通过另一个单向阀18从油池中吸油。

Claims (3)

1.一种液压自动轴向定位装置，包括位于同一水平轴线上的床头顶尖(9)和尾架顶尖(15)，且所述床头顶尖(9)与同轴的顶尖套筒(7)配装，在所述床头顶尖(9)和尾架顶尖(15)之间安装具有基准面(b)的工件(13)；所述顶尖套筒(7)滑动安装在床头架体(8)中，在所述床头架体(8)一端设有齿条柱塞缸体(2)，在所述缸体(2)的第一端盖(24)上设有缸体第一工作油口(A)，在所述缸体(2)的第二端盖(25)上设有缸体第二工作油口(B)，在所述缸体(2)内配装的齿条柱塞(3)与齿轮轴(4)上的齿轮啮合，其特征是所述齿轮轴(4)两端分别通过轴承(1、5)安装在所述床头架体(8)上，且所述齿轮轴(4)一端穿过所述床头架体(8)与所述顶尖套筒(7)螺纹连接；在所述床头架体(8)内装有阀板(21)，在所述阀板(21)上装有定容柱塞(20)、三位四通电磁阀(23)和二位三通电磁阀(22)；所述三位四通电磁阀(23)的压力油口(P1)与液压站压力油口(P)连通，所述三位四通电磁阀(23)的回油口(O1)与液压站回油口(O)连通；所述二位三通电磁阀(22)的压力油口(P2)与液压站压力油口(P)连通，所述二位三通电磁阀(22)的回油口(O2)与液压站回油口(O)连通，且所述三位四通电磁阀(23)的三位四通第一工作油口(A1)与所述缸体第一工作油口(A)连通，所述三位四通电磁阀(23)的三位四通第二工作油口(B1)与所述缸体第二工作油口(B)连通；所述定容柱塞(20)右腔通过第一单向阀(17)与所述缸体第二工作油口(B)连通，所述定容柱塞(20)右腔还通过第二单向阀(18)与所述液压站回油口(O)连通，其左腔与所述二位三通电磁阀(22)上的二位三通工作油口(B2)连通；在与所述基准面(b)下方相对位置处设有定位挡块(11)，所述定位挡块(11)固定在支架(14)上，所述支架(14)和床头架体(8)固定在床身工作台上。

2.根据权利要求1所述的液压自动轴向定位装置，其特征是在所述定位挡块(11)和所述支架(14)之间设有绝缘垫片(12)，所述定位挡块(11)上的定位面(F)与所述工件(13)轴线垂直，且所述定位挡块(11)通过与其连通的导线(10)引出定位信号。

3.根据权利要求2所述的液压自动轴向定位装置，其特征是在所述床头架体(8)上设有与所述顶尖套筒(7)配装的导向销(6)。

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