CN101623830B - 自动调心组合夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调心组合夹具，它包括后定位轴(1)及定位气缸(2)，后定位轴(1)安装在机床空心主轴(3)的后部内，定位气缸(2)安装在机床导轨上，它还包括外装夹自动调心卡盘机构，外装夹自动调心卡盘机构包括卡盘体、气缸组件、调心机构及锁紧机构，卡盘体安装在所述的机床空心主轴(3)的前端，气缸组件、调心机构及锁紧机构均安装在所述的卡盘体内，调心机构将所述的锁紧机构径向活动连接在所述的卡盘体上，所述的锁紧机构外套有当其轴向向后移动时能带动锁紧机构径向抱紧被加工件的气缸组件。本发明自动调心组合夹具无需手动调整钢管内孔同心度，且能提高生产效率，保证产品质量，同时又能批量生产。

Description

自动调心组合夹具

技术领域

本发明及一种夹具，更确切地说涉及自动调心组合夹具。

背景技术

通过多级精轧的低合金无缝钢管已被广泛地应用到液压、气动的缸筒等要求内腔精度较高的产品中，采用这一工艺制造的缸筒，通常其坯件内外不进行切削性初加工，加工基准以坯件轧制原始成形面为准，这种缸筒具有强度高、有一定的冷加工延伸性、可焊性好、生产效率高和制造成本低等特点。但由于精轧钢管制造成型时，内外直径之间会有不同程度的同心度偏差，特别是随着管体壁厚的增加，误差会更大，严重时可达2mm左右。当钢管作为油缸使用时，就需要加工内圆端部，以形成缸筒的密封口和卡座槽，并且钢管内端部加工时必须调整同心度。现有技术是通过机床随带的常规夹具进行外装夹下的内基准同心度调整，但此种现有技术是通过手动测量来调整钢管内孔同心度，使得生产效率低下，而且手动调整会有一定的误差，从而使产品的质量不易保证，同时也使得产品不易投入有效的批量生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种无需手动调整钢管内孔同心度，且能提高生产效率，保证产品质量，同时又能批量生产的自动调心组合夹具。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的自动调心组合夹具，它包括后定位轴及定位气缸，所述的后定位轴安装在机床空心主轴的后部内，所述的定位气缸安装在机床导轨上，它还包括外装夹自动调心卡盘机构，所述的外装夹自动调心卡盘机构包括卡盘体、气缸组件、调心机构及锁紧机构，所述的卡盘体安装在所述的机床空心主轴的前端，所述的气缸组件、调心机构及锁紧机构均安装在所述的卡盘体内，所述的调心机构将所述的锁紧机构径向活动连接在所述的卡盘体上，所述的锁紧机构外套有当其轴向向后移动时能带动锁紧机构径向抱紧被加工件的气缸组件。

本发明自动调心组合夹具与现有技术相比，具有以下显著优点和有益效果：

由于本发明自动调心组合夹具还包括外装夹自动调心卡盘机构，因此可以对一定量不同心度的缸筒加工件进行自动调心，提高产品的生产效率，同时也保证产品质量，使产品能够投入有效的批量生产。所述的外装夹自动调心卡盘机构包括卡盘体、气缸组件、调心机构及锁紧机构，所述的卡盘体安装在所述的机床主轴的前端，所述的气缸组件、调心机构及锁紧机构均安装在所述的卡盘体内，所述的调心机构将所述的锁紧机构径向活动连接在所述的卡盘体上，所述的锁紧机构外套有当其轴向向后移动时能带动锁紧机构径向抱紧被加工件的气缸组件。工作时，将具有一定量不同心度的被加工件非加工端装在机床空心主轴后部内的后定位轴上，开动定位气缸，让定位气缸的定位头沿轴向方向伸入被加工件的加工端内孔，形成被加工件内基准定位，然后向卡盘体内的气缸组件供气，气缸组件便会带动锁紧机构轴向向后移动，同时调心机构自动径向游动实行基准调心，当气缸组件移动到一定距离之后，锁紧机构便会抱紧已内基准定位的被加工件外表面；当锁紧机构抱紧被加工件之后，放松并移开定位气缸，实现了内孔的自动调心外装夹，即可进行被加工件内孔加工；由于锁紧机构是在气缸组件的压力下锁紧被加工件，保证了夹具具有足够的锁力进行切屑加工；加工结束后，气缸组件松开对锁紧机构的压力，随后锁紧机构便松开对被加工件的锁力，取出被加工件，完成被加工件内孔加工。

作为本发明的一种改进，所述的卡盘体包括卡盘座及卡盘；所述的卡盘座为成一整体的圆环盘和管筒两部分组成，所述的圆环盘部分固定在机床空心主轴的前端面上，卡盘固定在所述的圆环盘上。所述的气缸组件包括缸筒和滑配合在缸筒内的中空活塞；所述的中空活塞内壁前端向前延伸形成限位部，其端部设有径向凸环。由于所述的中空活塞内壁前端向前延伸形成限位部，其端部设有径向凸环，径向凸环对锁紧机构进行轴向限位，用于中空活塞轴向向后移动时带动锁紧机构。

作为本发明的另外一种改进，所述的调心机构是指调心定位销，所述的调心定位销有多个，该多个调心定位销均匀对称地固定在所述的卡盘座的管筒的前端面上。所述的锁紧机构包括锁紧座和锁紧锥套；所述的锁紧座由筒形连接体及锥形筒体固定连接而成，所述的筒形连接体上设有与所述的调心定位销相对应的U形径向槽孔，所述的锥形筒体上设有多个轴向延伸并贯穿锥形筒体筒壁的径向槽；所述的锁紧锥套设有形状与所述的锥形筒体的外锥形圆周面相配的内锥形面，所述的锁紧锥套的前端设有形状与所述的中空活塞的限位部的凸环形状相配的径向凹陷环。由于此种结构，所述的调心定位销安装在所述的锁紧座筒形连接体上的U形径向槽孔内，所述的调心定位销与所述的U形径向槽孔的孔壁之间留有供锁紧座径向活动的间隙，所述的锁紧座便可径向活动连接在所述的卡盘座的圆环盘上；由于所述的锥形筒体上设有多个贯穿锥形筒体筒壁的径向槽，所述的锁紧锥套套于所述的锁紧座外，所述的锁紧锥套的内锥形面贴于所述的锁紧座的外锥形面，所述的气缸组件的中空活塞套于所述的锁紧锥套外，所述的中空活塞的限位部的径向凸环安装在所述的锁紧锥套前端的径向凹陷环内，中空活塞轴向向后移动带动锁紧锥套轴向向后移动，就给锁紧座锥形筒体向下压力，因此锥形筒体便可径向抱紧被加工件。

作为本发明的还有一种改进，所述的调心定位销有四个，为优选方案。

作为本发明的还有一种改进，所述的锁紧座的锥形筒体上设有八个径向槽，为优选方案。

作为本发明的还有一种改进，所述的被加工件与所述的锁紧座之间设有衬套。所述的衬套可以防止被加工件与锁紧座表面被刮花。

附图说明

图1是本发明自动调心组合夹具的剖视结构示意图。

图2是本发明自动调心组合夹具中卡盘座4的零件结构示意图。

图3是本发明自动调心组合夹具中中空活塞7的零件结构示意图。

图4是本发明自动调心组合夹具中锁紧锥套10的零件结构示意图。

图5是本发明自动调心组合夹具中锁紧座9的主视结构示意图。

图6是本发明自动调心组合夹具中锁紧座9的右视结构示意图。

图7是本发明自动调心组合夹具中锁紧座9的后视结构示意图。

图8是本发明自动调心组合夹具切削加工时的剖视结构示意图。

如图所示：1、后定位轴，2、定位气缸，3、空心主轴，4、卡盘座，4.1、圆环盘，4.2、管筒，5、卡盘，5.1、进气旋转套，6、缸筒，7、中空活塞，7.1、限位部，7.1.1、凸环，8、调心定位销，9、锁紧座，9.1、筒形连接体，9.1.1、U形径向槽孔，9.2、锥形筒体，9.2.1、径向槽，10、锁紧锥套，10.1、凹陷环，11、衬套，12、刀架，13、车刀，14、钢管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明自动调心组合夹具作进一步详细说明。

请参阅图1所示，本发明自动调心组合夹具由内定心装置和外装夹自动调心卡盘机构组成，所述的内定心装置中包括后定位轴1及定位气缸2。所述的外装夹自动调心卡盘机构包括卡盘体、气缸组件、调心机构及锁紧机构。

在内定心装置中，所述的后定位轴1安装在机床空心主轴3的后部内，所述的后定位轴1的头部呈锥形，轴径与被加工件内孔配合间隙为0.04～0.07mm。所述的定位气缸2的端部装有定位头，所述的定位头设计为锥形，所述的定位气缸2安装在机床导轨的拖板上，安装时调整并固定定位头中心位置与机床空心主轴3的中心一致。

在所述的外装夹自动调心卡盘机构中，所述的卡盘体包括卡盘座4及卡盘5，所述的卡盘5上设有进气旋转套5.1，所述的卡盘座4为成一整体的圆环盘4.1和管筒4.2两部分组成，所述的圆环盘4.1部分固定在机床空心主轴3的前端面上，卡盘5固定在所述的圆环盘4.1上。所述的气缸组件包括缸筒6和滑配合在缸筒内的中空活塞7，所述的中空活塞7的内壁前端向前延伸形成限位部7.1，所述的限位部7.1端部设有径向凸环7.1.1。所述的调心机构是指调心定位销8，所述的调心定位销8有多个，本具体实施例中所述的调心定位销8有四个，该四个调心定位销8均匀对称地固定在所述的卡盘座4的管筒4.2的前端面上。所述的锁紧机构包括锁紧座9、锁紧锥套10和衬套11，所述的锁紧座9由筒形连接体9.1及锥形筒体9.2固定连接而成，所述的筒形连接体9.1上设有与所述的调心定位销8相对应的U形径向槽孔9.1.1，所述的锥形筒体9.2上设有多个轴向延伸并贯穿锥形筒体9.2筒壁的径向槽9.2.1，本具体实施例中所述的径向槽9.2.1有八个；所述的锁紧锥套10设有形状与所述的锥形筒体9.2的外锥形圆周面相配的内锥形面，所述的锁紧锥套10的前端设有形状与所述的中空活塞7的限位部7.1的凸环形状相配的径向凹陷环10.1；所述的衬套11置于所述的加工件与所述的锁紧座9之间。

所述的调心定位销8安装在所述的锁紧座9筒形连接体9.1上的U形径向槽孔9.1.1内，所述的调心定位销8与所述的U形径向槽孔9.1.1的孔壁之间留有供锁紧座(9)径向活动的间隙。所述的锁紧锥套10套于所述的锁紧座9外，所述的锁紧锥套10的内锥形面贴于所述的锁紧座9的外锥形面。所述的气缸组件中的中空活塞7套于所述的所述的锁紧锥套10外，所述的中空活塞7的限位部7.1的径向凸环安装在所述的锁紧锥套10的径向凹陷环10.1内。所述的卡盘5安装在所述的气缸组件的缸筒6外，其进气旋转套5.1对准缸筒6的进气孔。

工作时，首先，将内外径之间具有偏心的钢管14被加工件的非加工端插入到自动调心组合夹具的后定位轴1上，在钢管14外圆表面与锁紧座9之间插入衬套11，将已调好中心基准的定位气缸2的定位头压入到钢管14加工端内孔中，对钢管14实施内孔定位，即形成加工基准；然后，向外装夹自动调心卡盘机构的气缸组件中的缸筒6供气，中空活塞7便轴向向后移动，同时带动锁紧锥套10做轴向移动，通过锥面的作用，当锁紧座9在轴向不能移位时，借助U形径向槽孔9.1.1的间隙进行径向游动，同时锁紧座9逐渐抱紧被加工件钢管14外表面，直至锁紧；最后，松开定位气缸2，此时被加工件已被外定位，移近刀架12，车刀13即可对被加工件进行加工。

Claims (10)

1.一种自动调心组合夹具，它包括后定位轴(1)及定位气缸(2)，所述的后定位轴(1)安装在机床空心主轴(3)的后部内，所述的定位气缸(2)安装在机床导轨上，其特征在于：它还包括外装夹自动调心卡盘机构，所述的外装夹自动调心卡盘机构包括卡盘体、气缸组件、调心机构及锁紧机构，所述的卡盘体安装在所述的机床空心主轴(3)的前端，所述的气缸组件、调心机构及锁紧机构均安装在所述的卡盘体内，所述的调心机构将所述的锁紧机构径向活动连接在所述的卡盘体上，所述的锁紧机构外套有当其轴向向后移动时能带动锁紧机构径向抱紧被加工件的气缸组件。

2.根据权利要求1所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的卡盘体包括卡盘座(4)及卡盘(5)；所述的卡盘座(4)为成一整体的圆环盘(4.1)和管筒(4.2)两部分组成，所述的圆环盘(4.1)部分固定在机床空心主轴(3)的前端面上，卡盘(5)固定在所述的圆环盘(4.1)上。

3.根据权利要求2所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的气缸组件包括缸筒(6)和滑配合在缸筒(6)内的中空活塞(7)；所述的中空活塞(7)内壁前端向前延伸形成限位部(7.1)，其端部设有径向凸环(7.1.1)。

4.根据权利要求3所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的调心机构是指调心定位销(8)，所述的调心定位销(8)有多个，该多个调心定位销(8)均匀对称地固定在所述的卡盘座(4)的管筒(4.2)的前端面上。

5.根据权利要求4所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的锁紧机构包括锁紧座(9)和锁紧锥套(10)；所述的锁紧座(9)由筒形连接体(9.1)及锥形筒体(9.2)固定连接而成，所述的筒形连接体(9.1)上设有与所述的调心定位销(8)相对应的U形径向槽孔(9.1.1)，所述的锥形筒体(9.2)上设有多个轴向延伸并贯穿锥形筒体(9.2)筒壁的径向槽(9.2.1)；所述的锁紧锥套(10)设有形状与所述的锥形筒体(9.2)的外锥形圆周面相配的内锥形面，所述的锁紧锥套(10)的前端设有形状与所述的中空活塞(7)的限位部(7.1)的凸环(7.1.1)形状相配的径向凹陷环(10.1)。

6.根据权利要求5所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的调心机构将所述的锁紧机构径向活动连接在所述的卡盘体上是指，所述的调心定位销(8)安装在所述的锁紧座(9)筒形连接体(9.1)上的U形径向槽孔(9.1.1)内，所述的调心定位销(8)与所述的U形径向槽孔(9.1.1)的孔壁之间留有供锁紧座(9)径向活动的间隙。

7.根据权利要求6所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的锁紧机构外套有当其轴向向后移动能带动锁紧机构径向抱紧被加工件的气缸组件是指，所述的锁紧锥套(10)套于所述的锁紧座(9)外，所述的锁紧锥套(10)的内锥形面贴于所述的锁紧座(9)的外锥形面，所述的气缸组件的中空活塞(7)套于所述的锁紧锥套(10)外，所述的中空活塞(7)的限位部(7.1)的径向凸环(7.1.1)安装在所述的锁紧锥套(10)前端的径向凹陷环(10.1)内。

8.根据权利要求4所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的调心定位销(8)有四个。

9.根据权利要求5所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的锁紧座(9)的锥形筒体(9.2)上设有八个径向槽(9.2.1)。

10.根据权利要求5所述的自动调心组合夹具，其特征在于：所述的被加工件与所述的锁紧座(9)之间设有衬套(11)。

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