CN101722439B - 分度装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分度装置，包括机架(31)、芯轴(32)、轴承座(33)、固定法兰(34)、工件固定装置(35)、调节装置(36)、定位装置(37)；机架(31)两端分别设有用于固定芯轴(32)的轴承座(33)；芯轴(32)位于两个轴承座(33)内侧的部分一端固定设置有固定法兰(34)，另一端设置有工件固定装置(35)；芯轴(32)一端设有用于控制分度精度的调节装置(36)；机架(32)靠调节装置(36)的一侧设有定位装置(37)。本发明分度装置可对冶金机械卷筒部件的棱锥套等大型设备进行分度，不仅造价低，操作简便，而且能保证棱锥套的分度精度。本发明还公开了该分度装置的使用方法。

Description

分度装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种机械加工设备，具体涉及一种分度装置，本发明还涉及该分度装置的使用方法。

背景技术

卷筒是冶金机械中开卷机及卷取机设备的主要部件，而四棱锥套又是卷筒的核心零件。经过粗加工的四棱锥套的结构如图1、图2所示，四棱锥套的表面设有若干棱锥体10，各棱锥体沿四棱锥套纵向排列的同时以四棱锥套的旋转轴线为中心圆周均布(图1、图2所示的四棱锥套圆周均布有4组棱锥体，每组棱锥体包括互相对称的2个棱锥体，即圆周上分布有8个棱锥体；该四棱锥套在纵向排列有5组棱锥体，则该四棱锥套上共设有40个棱锥体)。

根据使用规范的要求，圆周均布的各棱锥体的圆周等分度要求误差在0.05mm以内，因此在对四棱锥套进行精加工的过程中，必须要对各棱锥体进行分度。

目前，国内卷筒制造厂主要采用数控分度头或者简单的铣削工艺分度基准面的方法，对四棱锥套的各棱锥体进行分度。

采用数控分度头是通过数控分度的方法来控制四棱锥套的各棱锥体的圆周等分性。采用数控分度头将图2所示的四棱锥套的圆周分为四等分，即可满足该四棱锥套的分度要求。

从产品质量方面看，采用数控分度头能够实现较精确的各棱锥体的圆周等分性。但是加工四棱锥套时所使用的数控分度头必须是大型的，其承重的吨位需在4吨以上，工作长度需在3米左右，圆周尺寸需在1米左右。如此大规格的数控分度头在国内一般是没有现货的，需要专门制作，或者需要从国外进口。因此，采用数控分度头的方法需要较高的制造成本，费用昂贵，不经济。

而采用铣削工艺分度基准面或附加工艺装置的圆周等分度基准面对四棱锥套的各棱锥体进行分度的方法，虽然成本较低、制造简单，但是很难保证加工的精度。原因是四等分基准面的准确与否直接影响四棱锥套的棱锥体圆周等分度的精确度，如果铣削或附加的圆周等分度基准面的精度较低，或出现意外的质量缺陷误差，则这种误差就会转移到四棱锥套的棱锥体圆周等分性精度上，降低制造精度。

这样就对四等分基准面的加工提出较高的要求，要求在铣削圆周等分基准面或附加工艺基准面时，精度非常准确，这对工艺方法及操作机床都提出较高的精度要求。而且，采用该方法每次加工完四棱锥套圆周上某一纵向的各棱锥体后，需要松夹工件，将工件圆周转位实现分度后，再重新定位和夹紧，存在着重新定位误差和对刀误差，况且调整也较不方便，需反复装夹和校正。由此可见这种加工方法效率低，质量不稳定，操作繁琐，甚至很难保证精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分度装置，它结构简单，造价低，易于操作。

为解决上述技术问题，本发明分度装置的技术解决方案为：

包括机架、芯轴、轴承座、固定法兰、工件固定装置、调节装置、定位装置；

机架两端分别设有轴承座，轴承座上部设有与之相配合的轴承盖，轴承座与轴承盖共同将芯轴固定于机架上；芯轴位于两个轴承座内侧的部分一端固定设置有固定法兰，另一端设置有工件固定装置；芯轴一端设有用于控制分度精度的调节装置；机架靠调节装置的一侧设有用于使调节装置定位的定位装置。

所述设置于芯轴上的固定法兰的外壁为锥面；固定法兰的外壁与工件内孔相配合；固定法兰的内壁与芯轴之间为过盈配合。

所述工件固定装置包括弹性胀套、安装螺母；弹性胀套、安装螺母套设于芯轴上；弹性胀套与芯轴之间为锥面配合(即弹性胀套与芯轴的配合面为锥面，芯轴的该对应部位也为锥面)；弹性胀套的外壁与工件的内孔相配合；安装螺母设置于弹性胀套一侧。

所述弹性胀套上圆周均布有若干开槽。

所述调节装置包括定盘、动盘、防转压块；定盘、动盘分别套设于芯轴上，定盘固定于芯轴上；动盘设置于定盘的一侧，动盘与芯轴之间为间隙配合；定盘与动盘之间通过防转压块及压紧螺钉连接；动盘上圆周均布有若干锥孔。

所述定位装置包括支架、定位销、拉销插片；支架固定设置于机架上；定位销穿过支架的销孔，定位销的一端为锥形，定位销的锥形端与动盘的锥孔相配合；拉销插片的开槽与定位销的定位槽相配合。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种分度装置的使用方法，该方法分度精度高。

为解决上述技术问题，本发明分度装置的使用方法的技术解决方案为：

通过以下步骤对工件进行圆周分度：

第一步、将芯轴穿入已经过粗加工的工件，先将工件一端的内孔套装于固定法兰的外壁，紧固法兰螺栓，使工件与固定法兰之间无间隙刚性连接；

第二步、将弹性胀套安装于工件另一端的内孔，此时，弹性胀套与工件的内孔之间为间隙配合；将安装螺母装于芯轴上，紧固安装螺母，使弹性胀套逐渐向工件内部移动，直至弹性胀套与工件的内孔之间变为紧配合，使芯轴、弹性胀套、工件之间无间隙刚性连接；

第三步、将与工件无间隙刚性连接的芯轴置于轴承座上，旋转芯轴，使工件的任意顶面处于水平位置；

第四步、安装轴承盖，通过轴承座与轴承盖将芯轴及工件紧固于机架上；此时处于水平位置的顶面即为分度基准；

第五步、松开压紧螺钉，使动盘在芯轴上转动，将动盘的任意一个锥孔对准定位销；推动定位销，使定位销的锥形端插入动盘的锥孔内，使定位销与动盘之间无间隙刚性定位，使动盘被固定而无法继续转动；将拉销插片插入定位销的定位槽，使定位销轴向固定；

第六步、旋紧压紧螺钉，将动盘紧固于定盘上，使动盘无法在芯轴上转动；此时处于水平位置的顶面即为分度基准；

第七步、松开轴承盖及夹紧装置，使芯轴能够在轴承座上转动；取下拉销插片，将定位销从动盘上取出；

第八步、转动芯轴，芯轴带动动盘一同转动，直至动盘的下一个锥孔(即与第五步中所述的锥孔相邻的锥孔)对准定位销，将定位销插入动盘的该锥孔，使定位销与动盘再次无间隙刚性固定；紧固轴承盖，使芯轴再次固定于机架上；

芯轴带动动盘及工件以分度基准为起点所旋转的角度，即是工件要求的分度角度，从而实现对工件的一次分度过程。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明分度装置可对冶金机械卷筒部件的棱锥套等大型设备进行分度，圆周等分度的精度在0.03mm以内，能够满足棱锥套的圆周各工作斜面的圆周等分度精度0.05mm的要求。本发明分度装置的使用，不仅可大大降低造价，而且能保证棱锥套的分度精度。同时本发明分度装置的操作简便，能够提高加工效率，降低劳动强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是冶金机械卷筒部件的四棱锥套工件的示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明分度装置的结构示意图；

图4是本发明安装有四棱锥套工件的示意图；

图5是图4中A的局部放大图；

图6是图4中B的局部放大图；

图7是弹性胀套的结构示意图；

图8是图4中C的局部放大图；

图9是动盘的结构示意图；

图10是图9中B-B的剖面图；

图11是图4中D的局部放大图；

图12是拉销插片的示意图；

图13是夹紧装置的示意图。

图中，1四棱锥套工件，10四棱锥套的棱锥体，T顶面，31机架，32芯轴，33轴承座，331轴承盖，34固定法兰，341固定法兰的外壁，342固定法兰的内壁，35工件固定装置，351弹性胀套，3511弹性胀套的开槽，3512弹性胀套的外壁，3513弹性胀套与芯轴的配合面，352安装螺母，353垫圈，36调节装置，361定盘，362动盘，363防转压块，364压紧螺钉，365压缩弹簧，37定位装置，371支架，372定位销，3721定位槽，373拉销插片，374弹簧座，375弹簧，381支撑座，382压板，383螺栓。

具体实施方式

如图3所示，本发明分度装置，包括机架31、芯轴32、轴承座33、固定法兰34、工件固定装置35、调节装置36、定位装置37；

机架31两端分别设有轴承座33，轴承座33上部设有与之相配合的轴承盖331，轴承座33与轴承盖331共同将芯轴32固定于机架31上；芯轴32位于两个轴承座33内侧的部分一端固定设置有固定法兰34，另一端设置有工件固定装置35。芯轴32一端还设有调节装置36，调节装置36用于控制本分度装置的分度精度。机架32靠调节装置36的一侧设有定位装置37，定位装置37用于使调节装置36定位，以便于机械加工。

使用时，将工件1固定于芯轴32上，如图4所示。

如图5所示，固定法兰34套设于芯轴32上，固定法兰34的外壁341为锥面，该锥面的斜度可以是1：200。固定法兰34的内壁342与芯轴32之间为过盈配合；工件1套设于固定法兰34的外壁341，并通过法兰螺栓使工件1的端面紧固于法兰面上。

如图6所示，工件固定装置35包括弹性胀套351、安装螺母352、垫圈353；弹性胀套351、安装螺母352、垫圈353均套设于芯轴32上；弹性胀套351一侧设有安装螺母352，弹性胀套351与安装螺母352之间设有垫圈353。

如图7所示，弹性胀套351上圆周均布有若干开槽3511，使胀套351成为直径可变化的弹性体；弹性胀套351与芯轴32的配合面3513为锥面，芯轴32的该对应部位也为锥面。弹性胀套351的外壁3512与工件1的内孔相配合，弹性胀套351的外径小于工件1的内孔径，故初始状态时弹性胀套351与工件1的内孔为间隙配合。

如图8所示，调节装置36包括定盘361、动盘362、防转压块363；定盘361、动盘362分别套设于芯轴32上，定盘361通过螺栓紧固于芯轴32上；动盘362设置于定盘361的一侧，动盘362与芯轴32之间为间隙配合。

定盘361与动盘362之间通过防转压块363及压紧螺钉364连接，动盘362与防转压块363之间设置有压缩弹簧365。

如图8所示，当压紧螺钉364处于松开状态时，防转压块363与定盘361之间有间隙，动盘362及与其连接的防转压块363能够在芯轴32上自由转动；当压紧螺钉364处于紧固状态时，压紧螺钉364将防转压块363紧压在定盘361上，从而使动盘362紧固于定盘361上，由于定盘361是不能转动的，此时动盘362也无法在芯轴32上转动。

如图9、图10所示，动盘362上圆周均布有若干锥孔。动盘362的作用是固定在工件1上的高精度分度盘。动盘362上圆周均布的各锥孔的形位公差的精度决定了本分度装置的精度。通过动盘362上各锥孔的分布精度可控制本分度装置的分度精度。动盘362上锥孔的个数与工件1的圆周等分数相一致。即当工件需要四等分时，动盘362上圆周均布有4个锥孔。

根据不同的设备要求，动盘的锥孔可以是3个、4个或多个，无论设备要求多少圆周等分，均可满足需要，因此本发明的通用性很强。

如图11所示，定位装置37设置于机架31靠动盘362的一端，定位装置37包括支架371、定位销372、拉销插片373；支架371固定设置于机架31上；定位销372穿过支架371的销孔，定位销372的一端为锥形，定位销372的锥形端与动盘362的锥孔相配合。支架371一侧设有弹簧座374，弹簧座374内设有弹簧375。

由于定位销372上设有弹簧375，借助该弹簧375的弹力，很容易将定位销372从动盘362的锥孔内取出。

定位销372设有周向设置的定位槽3721。如图12所示的拉销插片373的开槽与定位槽3721相配合，拉销插片373能够插入定位销372的定位槽3721，使定位销372轴向定位。

由于工件1的长度较长，为避免工件1发生变形，机架31中部还设置有夹紧装置。如图13所示，夹紧装置包括支撑座381和压板382，支撑座381固定设置于机架31上，压板382通过螺栓383紧固于机架31上。支撑座381和压板382分别固定于工件1的阶梯面上。

支撑座381从下部顶住工件1，压板382从上部压紧工件1，使工件1紧固于机架31上。夹紧装置能够确保加工工件1时的稳定性。

本发明分度装置可用于对棱锥套(如三棱锥套、四棱锥套及多棱锥套)进行分度。本实施例以四棱锥套为例具体说明本发明的操作过程，该实施例中分度装置的动盘的锥孔为4个。

本发明分度装置的操作过程如下：

1、将芯轴32穿入已经过粗加工的四棱锥套工件1，先将工件1一端的内孔套装于固定法兰34的外壁，如图5所示，紧固法兰螺栓，使工件1紧固于固定法兰34上。

由于固定法兰34与工件1配合的外壁341为锥面，将工件1装配于固定法兰34上时，随着法兰螺栓的紧固，工件1向固定法兰34的法兰面移动，工件1与固定法兰34之间的配合由间隙配合逐渐变为紧配合。这种外壁为锥面的固定法兰34，使工件1能够紧固于固定法兰34上，实现固定法兰34与工件1之间的无间隙刚性配合。

2、将弹性胀套351安装于工件1另一端的内孔，如图6所示，此时，弹性胀套351与工件1的内孔之间为间隙配合。将垫圈353、安装螺母352依次装于芯轴32上，紧固安装螺母352，使弹性胀套351逐渐向工件1内部移动，由于弹性胀套351与芯轴32的配合面为锥面，随着弹性胀套351的移动，弹性胀套351的直径逐渐变大，直至弹性胀套351与工件1的内孔之间变为紧配合，从而实现芯轴32、弹性胀套351、工件1之间的无间隙刚性配合。

3、将与工件1无间隙刚性连接的芯轴32置于轴承座33上，旋转芯轴32，使工件1的任意顶面T处于水平位置，即处于图2所示的状态。

4、安装轴承盖331，通过轴承座33与轴承盖331将芯轴32紧固于机架31上。

5、松开压紧螺钉364，使动盘362在芯轴32上转动，将动盘362的任意一个锥孔对准定位销372；推动定位销372，使定位销372的锥形端插入动盘362的锥孔内，如图11所示，使动盘362被固定而无法继续转动。

6、将拉销插片373插入定位销372的定位槽3721，使定位销372轴向固定。此时压缩弹簧365处于压缩状态。

由于定位销372与动盘362之间的配合面为锥面，因此定位销372与动盘362之间为无间隙刚性定位。

7、如图8所示，旋紧压紧螺钉364，将动盘362紧固于定盘361上，使动盘362无法在芯轴32上转动。

此时处于水平位置的顶面T即为分度基准。

8、松开轴承盖331及夹紧装置，使芯轴32能够在轴承座33上转动。取下拉销插片373，将定位销372从动盘362上取出。

转动芯轴32，芯轴32带动动盘362一同转动，直至动盘362的下一个锥孔(即与第5步中的锥孔相邻的锥孔)对准定位销372，将定位销372插入动盘362的该锥孔，使定位销372与动盘362再次无间隙刚性固定；紧固轴承盖331，使芯轴32再次固定于机架31上。

芯轴32带动动盘362及工件1以分度基准为起点所旋转的角度，即是工件1要求的分度角度，从而实现对工件1的一次分度过程。

由于动盘362、定盘361、芯轴32、工件1之间均为无间隙刚性连接，动盘362转动的角度，也就是工件1转动的角度。而动盘362转动的角度，是由动盘362上相邻两锥孔之间的夹角来决定的，因此，动盘362上圆周均布的各锥孔的形位公差的精度决定了本分度装置的精度。由于动盘362上各锥孔的分布满足精度要求，则由动盘362控制的分度角度能够满足分度的精度要求。

Claims (4)

1.一种分度装置，其特征在于：包括机架(31)、芯轴(32)、轴承座(33)、固定法兰(34)、工件固定装置(35)、调节装置(36)、定位装置(37)；

机架(31)两端分别设有轴承座(33)，轴承座(33)上部设有与之相配合的轴承盖(331)，轴承座(33)与轴承盖(331)共同将芯轴(32)固定于机架(31)上；芯轴(32)位于两个轴承座(33)内侧的部分一端固定设置有固定法兰(34)，另一端设置有工件固定装置(35)；芯轴(32)一端设有用于控制分度精度的调节装置(36)；机架(31)靠调节装置(36)的一侧设有用于使调节装置(36)定位的定位装置(37)；

所述设置于芯轴(32)上的固定法兰(34)的外壁(341)为锥面；固定法兰(34)的外壁(341)与工件(1)内孔相配合；固定法兰(34)的内壁(342)与芯轴(32)之间为过盈配合；

所述工件固定装置(35)包括套设于芯轴(32)上的弹性胀套(351)及安装螺母(352)；弹性胀套(351)与芯轴(32)之间为锥面配合；弹性胀套(351)的外壁(3512)与工件(1)的内孔相配合；安装螺母(352)设置于弹性胀套(351)一侧；

所述调节装置(36)包括定盘(361)、动盘(362)、防转压块(363)；定盘(361)、动盘(362)分别套设于芯轴(32)上，定盘(361)固定于芯轴(32)上；动盘(362)设置于定盘(361)的一侧，动盘(362)与芯轴(32)之间为间隙配合；定盘(361)与动盘(362)之间通过防转压块(363)及压紧螺钉(364)连接；动盘(362)上圆周均布有若干锥孔；

所述定位装置(37)包括支架(371)、定位销(372)；支架(371)固 定设置于机架(31)上；定位销(372)穿过支架(371)的销孔，定位销(372)的一端为锥形，定位销(372)的锥形端与动盘(362)的锥孔相配合。

2.根据权利要求1所述的分度装置，其特征在于：所述弹性胀套(351)上圆周均布有若干开槽(3511)。

3.一种分度装置，其特征在于：包括机架(31)、芯轴(32)、轴承座(33)、固定法兰(34)、工件固定装置(35)、调节装置(36)、定位装置(37)；

机架(31)两端分别设有轴承座(33)，轴承座(33)上部设有与之相配合的轴承盖(331)，轴承座(33)与轴承盖(331)共同将芯轴(32)固定于机架(31)上；芯轴(32)位于两个轴承座(33)内侧的部分一端固定设置有固定法兰(34)，另一端设置有工件固定装置(35)；芯轴(32)一端设有用于控制分度精度的调节装置(36)；机架(31)靠调节装置(36)的一侧设有用于使调节装置(36)定位的定位装置(37)；

所述设置于芯轴(32)上的固定法兰(34)的外壁(341)为锥面；

所述工件固定装置(35)包括弹性胀套(351)、安装螺母(352)；弹性胀套(351)、安装螺母(352)套设于芯轴(32)上；弹性胀套(351)与芯轴(32)之间为锥面配合；弹性胀套(351)的外壁(3512)与工件(1)的内孔相配合；安装螺母(352)设置于弹性胀套(351)一侧,

所述调节装置(36)包括定盘(361)、动盘(362)、防转压块(363)；定盘(361)、动盘(362)分别套设于芯轴(32)上，定盘(361)固定于芯轴(32)上；动盘(362)设置于定盘(361)的一侧，动盘(362)与芯轴(32)之间为间隙配合；定盘(361)与动盘(362)之间通过防转压块 (363)及压紧螺钉(364)连接；动盘(362)上圆周均布有若干锥孔；

所述定位装置(37)包括支架(371)、定位销(372)、拉销插片(373)；支架(371)固定设置于机架(31)上；定位销(372)穿过支架(371)的销孔，定位销(372)的一端为锥形，定位销(372)的锥形端与动盘(362)的锥孔相配合；拉销插片(373)的开槽与定位销(372)的定位槽(3721)相配合。

4.一种根据权利要求1所述的分度装置的使用方法，其特征在于：通过以下步骤对工件进行圆周分度：

第一步、将芯轴(32)穿入已经过粗加工的工件(1)，先将工件(1)一端的内孔套装于固定法兰(34)的外壁，紧固法兰螺栓，使工件(1)与固定法兰(34)之间无间隙刚性连接；

第二步、将弹性胀套(351)安装于工件(1)另一端的内孔，此时，弹性胀套(351)与工件(1)的内孔之间为间隙配合；将安装螺母(352)装于芯轴(32)上，紧固安装螺母(352)，使弹性胀套(351)逐渐向工件(1)内部移动，直至弹性胀套(351)与工件(1)的内孔之间变为紧配合，使芯轴(32)、弹性胀套(351)、工件(1)之间无间隙刚性连接；

第三步、将与工件(1)无间隙刚性连接的芯轴(32)置于轴承座(33)上，旋转芯轴(32)，使工件(1)的任意顶面(T)处于水平位置；

第四步、安装轴承盖(331)，通过轴承座(33)与轴承盖(331)将芯轴(32)及工件(1)紧固于机架(31)上；

第五步、松开压紧螺钉(364)，使动盘(362)在芯轴(32)上转动，将动盘(362)的任意一个锥孔对准定位销(372)；推动定位销(372)，使 定位销(372)的锥形端插入动盘(362)的锥孔内，使定位销(372)与动盘(362)之间无间隙刚性定位，使动盘(362)被固定而无法继续转动；将拉销插片(373)插入定位销(372)的定位槽(3721)，使定位销(372)轴向固定；

第六步、旋紧压紧螺钉(364)，将动盘(362)紧固于定盘(361)上，使动盘(362)无法在芯轴(32)上转动；此时处于水平位置的顶面(T)即为分度基准；

第七步、松开轴承盖(331)及夹紧装置，使芯轴(32)能够在轴承座(33)上转动；取下拉销插片(373)，将定位销(372)从动盘(362)上取出；

第八步、转动芯轴(32)，芯轴(32)带动动盘(362)一同转动，直至动盘(362)的下一个锥孔对准定位销(372)，将定位销(372)插入动盘(362)的该锥孔，使定位销(372)与动盘(362)再次无间隙刚性固定；紧固轴承盖(331)，使芯轴(32)再次固定于机架(31)上；

芯轴(32)带动动盘(362)及工件(1)以分度基准为起点所旋转的角度，即是工件(1)要求的分度角度，从而实现对工件(1)的一次分度过程。 

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