CN102528471A - 一种回转工作台夹紧装置及其夹紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种回转工作台夹紧装置及其夹紧方法，夹紧装置包括分别设置有相对平行的上导轨板和下导轨板的夹紧体，齿轮位于上导轨板和下导轨板之间；夹紧体的上下端均设置有一个限位机构；油缸，位于夹紧体下端限位机构的正下方，油缸具有一下端开口的油腔，油缸外侧安装有第一管接头和第二管接头，油腔中设置有活塞，活塞隔离第一油路和第二油路，活塞具有一凸环；油缸下端嵌设有压板，油缸与所述压板在竖直方向上具有间隙；活塞杆，竖直贯通夹紧体、限位机构、油缸以及压板。本发明结构简单，性能稳定，安装、调试容易；通过油压有效的保证了预紧力的稳定性；在一定程度上提高了工件的加工效率，节省了生产成本。

Description

一种回转工作台夹紧装置及其夹紧方法

技术领域

本发明涉及工作台的夹紧装置，具体地，涉及一种回转工作台夹紧装置及其夹紧方法。

背景技术

我国是一个机床需求大国，每年都需要从国外进口大量机床，特别是大型、重型机床。近年来，车铣复合机床在国内的需求量也日益增大，车铣复合机床将车床和铣床的功能融合成一体，能最大可能的满足用户对工件加工效率、加工自动化的要求。但车床与铣床的工作原理是完全不一样的，车床是采用工作台旋转，刀具不旋转的方式实现加工；铣床是采用刀具旋转，工作台不旋转的方式进行加工。对于车铣复合机床，有车功能转化为铣功能时，就要将工作台由旋转转为固定，因此，就需要一套工作台锁紧装置。

目前，回转工作台的卡紧装置大致可以分为以下几种：一种是位于工作台内部，安装在底座上的夹紧装置，该夹紧装置采用斜面夹紧齿圈内部圆环的方式夹紧（工作台内部夹紧）；另一种是安装在底座外侧的夹紧装置，该夹紧装置采用圆弧面夹紧工作台下端凸缘的方式进行夹紧。该两种夹紧方式，采用的基本原理一样，由于工作面之间的间距很小，且夹紧面为圆弧面，因此，安装调试很困难，稍有偏差，工作台的回转过程中，齿圈或工作台凸缘会与夹紧装置发生碰撞，从而影响机床的正常工作，降低生产效率。另外，还有T型托板拉紧式、钢球拉杆锁紧式，T型托板拉紧式夹紧机构采用四锥面定位支撑或中心支撑的方式，夹紧力和工作台面支撑点往往不能同心，使工作台面在夹紧力的作用下产生额外变形，直接影响回转工作台台面的精度，进而影响机床的加工精度。钢球拉杆锁紧式虽然实现了对工作台的夹紧，但夹紧力相对较小。同时操作繁琐、劳动强度大、安装不便、维修困难、工作效率低、可靠性差等。

参考图1所示的现有技术，利用夹紧主体45上端，位于齿圈内的夹紧结构34进行夹紧，接触面积较小，并且由于工作台回转，因此齿圈内的槽为圆环状，为了达到夹紧作用，夹紧结构与齿圈内的槽之间的间距很小，因此，安装调试很困难。如果，安装不合适，很可能造成工作台在回转的时候，与夹紧装置发生碰撞，损坏夹紧装置。

因此，提供一种结构简单、性能稳定的回转工作台夹紧装置以及采用这种回转工作台夹紧装置夹紧工作台的方法就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中可能造成工作台在回转的时候，与夹紧装置发生碰撞，损坏夹紧装置的不足。

本发明公开一种回转工作台夹紧装置，其中，包括：

夹紧体，其具有一水平方向开口的U型缺口，所述U型缺口的上、下两内侧面上分别设置有相对平行的上导轨板和下导轨板，齿轮位于上导轨板和下导轨板之间；

所述夹紧体的上下端均设置有一个限位机构；

油缸，位于所述夹紧体下端限位机构的正下方，所述油缸具有一下端开口的油腔，所述油缸外侧安装有第一管接头和第二管接头，所述第一管接头连接第一油路，所述第二管接头连接第二油路，所述第一油路和第二油路分别连接所述油腔的上端和下端，所述油腔中设置有活塞，所述活塞隔离所述第一油路和第二油路，所述活塞具有一凸环，所述凸环封闭所述油腔的下端开口；

所述油缸下端嵌设有压板，所述油缸与所述压板在竖直方向上具有间隙。

活塞杆，竖直贯通所述夹紧体、限位机构、油缸以及所述压板；

所述活塞杆的两端套设有锁紧螺母。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，所述限位机构包括球面配合的凸压块和凹压块，所述凸压块和凹压块均套于所述活塞杆上。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，所述活塞杆是一带阶梯的轴。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，所述油缸包括可拆分的缸体和油缸盖，所述油缸盖位于所述缸体下方，通过螺钉固定连接所述缸体。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，所述第一管接头设置在所述缸体的外侧，所述第二管接头设置在所述油缸盖的外侧。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，还包括法兰，设置在所述油缸上端，与所述夹紧体下端限位机构接触。

根据本发明的另一个方面，还公开一种采用上述的回转工作台夹紧装置夹紧工作台的方法，其中，包括：

步骤1，注油进所述第一管接头；

步骤2，油液经过所述第一油路从所述活塞上端进入所述油腔，推动所述活塞向下移动；

步骤3，所述活塞推动所述压板向下移动，所述压板带动所述活塞杆向下移动；

步骤4，所述活塞杆向所述夹紧体施加向下压力，用所述上导轨板压在所述齿轮上。

步骤5，油液推动所述缸体相对于活塞杆向上运动，推动所述夹紧体的下端部分产生变形，并带动下导轨板压紧在齿轮上。

上述的方法，其中，还包括松开所述齿轮的步骤：

步骤1a，断开第一管接头，注油进所述第二管接头；

步骤2a，油液经过所述第二油路从所述活塞下端进入所述油腔，推动所述活塞向上移动；

步骤3a，油缸在油压的作用下向下移动，所述夹紧体下端限位机构松开，所述夹紧体上的下导轨板与齿轮脱离；

步骤4a，活塞推动的阶梯活塞杆向上移动，所述夹紧体不再受向下压力，所述上导轨板与齿轮脱离。

本发明的上导轨板、下导轨板与齿轮的接触面为平面，可以在较小油压的作用下产生较大的夹紧力；通过具有弹簧特性的夹紧体，实现夹紧体的形变；设置球面接触的凸压块和凹压块形成的机构，起到调整作用，可以保证活塞杆在上下运动的过程中，只实现上下直线运动。

本发明的优点是：

1.结构简单，性能稳定，安装、调试容易；

2.通过油压有效的保证了预紧力的稳定性；

3.夹紧装置制造成本较为低廉，车铣功能转换效率高；

4.在一定程度上提高了工件的加工效率，节省了生产成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。在附图中，为清楚明了，放大了部分部件，对于相同部件，仅标示其中部分，本领域技术人员可以结合具体实施方式部分理解。

图1示出了现有技术的，一种回转工作台夹紧装置的结构示意图；以及

图2示出了根据本发明一个具体实施例的，一种回转工作台夹紧装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

参考图2所示出的一种回转工作台夹紧装置，具体地，包括：夹紧体1，其具有一水平方向开口的U型缺口（图2中未标示），所述U型缺口的上、下两内侧面，分别设置有相对平行的上导轨板7和下导轨板8，齿轮19位于上导轨板7和下导轨板8之间；所述夹紧体1的上下端均设置有一个限位机构5；油缸15，位于所述夹紧体1下端限位机构5的正下方，所述油缸15具有一下端开口的油腔23，所述油缸15外侧安装有第一管接头11和第二管接头12，所述第一管接头11连接第一油路21，所述第二管接头12连接第二油路22，所述第一油路21和第二油路22分别连接所述油腔23的上端和下端，所述油腔23中设置有活塞18，所述活塞18隔离所述第一油路21和第二油路22，所述活塞18具有一凸环（图2中未标示），所述凸环封闭所述油腔23的下端开口；所述油缸15下端嵌设有压板16，所述油缸15与所述压板16在竖直方向上具有间隙；活塞杆2，竖直贯通所述夹紧体1、限位机构5、油缸15以及所述压板16；所述活塞杆2的两端套设有锁紧螺母3（另一个未标示），图2中，锁紧螺母3的侧面设置有顶丝4，用于防止锁紧螺母3松动。

本领域技术人员理解，间隙的设置使得夹紧装置中的活塞杆2、活塞18具有活动空间，这是现有技术，在此不予赘述。

如图2所示，所述限位机构5包括球面配合的凸压块10和凹压块9，所述凸压块10和凹压块9均套于所述活塞杆2上，球面接触的凸压块10和凹压块9，其配合性很好，主要作用是起到调整中心的作用，保证活塞在上下运动过程中保持直线型，不会发生偏转。

在一个优选例中，所述活塞杆2是一带阶梯的轴，在缸体13内的一处轴肩处，轴的下端超出缸体13内侧表0.1mm。

进一步地，所述油缸15包括可拆分的缸体13和油缸盖20，所述油缸盖20位于所述缸体13下方，通过螺钉固定连接所述缸体13，这样的设计方便拆卸，使得活塞18能够放置在所述缸体13中，活塞18与缸体13内表面接触处，均分布着密封圈，用于防止缸体13内部的液压油溢出缸体13。

优选地，所述第一管接头11设置在所述缸体13的外侧，所述第二管接头12设置在所述油缸盖20的外侧。

上述的回转工作台夹紧装置，其中，还包括法兰17，设置在所述油缸15上端，如图2所示，法兰17上表面与所述夹紧体1下端限位机构5接触，本领域技术人员理解，法兰17通过螺钉安装在缸体13的上端，法兰17的内孔与活塞杆2配合，在法兰17的下端安装有密封圈，用于防止液压油溢出。

本领域技术人员理解，本发明的结构中的间隙可以根据需要设置，在一个具体实施例中，活塞18上表面与油缸13内侧表面之间保留有0.1mm的间隙，并且活塞18的下端面超出油缸盖20内侧表面0.1mm，压板16的上表面与油缸盖20内侧表面同样也保留2mm的间隙。活塞18与油缸盖20的上表面间也保留2mm的间隙。

根据本发明的另一个方面，还公开一种采用上述的回转工作台夹紧装置夹紧工作台的方法，其中，包括：步骤1，注油进所述第一管接头11；步骤2，油液经过所述第一油路21从所述活塞18上端进入所述油腔23，推动所述活塞18向下移动；步骤3，所述活塞18推动所述压板16向下移动，所述压板16带动所述活塞杆2向下移动；步骤4，所述活塞杆2向所述夹紧体1施加向下压力，用所述上导轨板7压在所述齿轮19上。

具体地，在一个具体实施例中，当机床需要夹紧工作台时，液压油通过第一管接头11，经由第一油路21，进入油腔23，活塞18在液压油的作用下向下运动，活塞18与油缸盖20之间保留的间隙和压板16与油缸盖20之间保留的间隙相同，活塞18的下端超出油缸盖0.1mm，因此，当活塞18向下运动2mm时，活塞18将会推动压板16向下做0.1mm的微位移。由于压板16的下端与下侧的锁紧螺母3紧贴，压板16向下运动的同时，会带动锁紧螺母3向下运动，而锁紧螺母3安装在活塞杆2上，因而会带动活塞杆2及安装在活塞杆2上的零件一起向下运动，进而带动夹紧体1上方的限位机构5向下运动，如图2所示，由于上方限位机构5的凹压块6与夹紧体1紧贴，便会使夹紧体1的上端部分以及上导轨板7向下运动，在一定油压的作用下，可使上导轨板7向下运动0.1mm，从而使上导轨板7夹紧齿轮19；由于上导轨板7与齿轮19间只存在0.1mm，当上压板7与齿轮19压紧后，上压板7便不再向下运动，由于缸体13在活塞杆2上处于浮动状态，因而当上压板7与齿轮19压紧后，缸体13便在油压的作用下，相对于活塞杆2向上运动，另一个位于夹紧体下方的限位机构5在缸体13与法兰17组成结构的上表面，因而也一起向上运功，并推动夹紧体1的下端部分产生变形，并带动下导轨板8压紧在齿轮19上。由于上导轨板7与下导轨板8与齿轮19之间的间距为0.1mm，因此，当夹紧体1变形时，上导轨板7与下导轨板8与齿轮19的接触面近似为平面，且接触面积较大，夹紧力较大，不易损坏。

上述的方法，其中，还包括松开所述齿轮19的步骤：步骤1a，断开第一管接头11，注油进所述第二管接头12；步骤2a，油液经过所述第二油路22从所述活塞18下端进入所述油腔23，推动所述活塞18向上移动；步骤3a，油缸15在油压的作用下向下移动，所述夹紧体1下端限位机构5松开，所述夹紧体1上的下导轨板8与齿轮19脱离；步骤4a，活塞18推动的阶梯活塞杆2向上移动，所述夹紧体1不再受向下压力，所述上导轨板7与齿轮19脱离。

具体地，液压油通过第二管接头12和第二油路22，从活塞18的下端进入油腔23，活塞18在液压油的作用下向上运动，由于在夹紧过程中，由于相对运功，导致活塞杆2上在缸体13内部的阶梯处轴肩与活塞18的上表面产生了1.9mm的间隙，而活塞18向上的运动位移为2mm，因此，活塞18会推动活塞杆2向上运动0.1mm,从而导致安装在活塞杆2上端的锁紧螺母3随着活塞杆2向上0.1mm，由于活塞杆2的向上运动，将不再有压力作用在夹紧体1的上表面，因而，夹紧体1的上端部分在弹性变形的作用下，恢复为初始状态，上导轨板7与齿轮19之间恢复为0.1mm间隙。同理，缸体13在油压的作用下也向下运动，下导轨板8也与齿轮19脱离，夹紧体1的下端部分也在弹性变形的作用下，恢复为初始状态。这样，工作台便不再被夹紧，处于松开状态。

本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种回转工作台夹紧装置，其特征在于，包括：

夹紧体，其具有一水平方向开口的U型缺口，所述U型缺口的上、下两内侧面上分别设置有相对平行的上导轨板和下导轨板，齿轮位于上导轨板和下导轨板之间；

所述夹紧体的上下端均设置有一个限位机构；

油缸，位于所述夹紧体下端限位机构的正下方，所述油缸具有一下端开口的油腔，所述油缸外侧安装有第一管接头和第二管接头，所述第一管接头连接第一油路，所述第二管接头连接第二油路，所述第一油路和第二油路分别连接所述油腔的上端和下端，所述油腔中设置有活塞，所述活塞隔离所述第一油路和第二油路，所述活塞具有一凸环，所述凸环封闭所述油腔的下端开口；

所述油缸下端嵌设有压板，所述油缸与所述压板在竖直方向上具有间隙；

活塞杆，竖直贯通所述夹紧体、限位机构、油缸以及所述压板；

所述活塞杆的两端套设有锁紧螺母。

2.根据权利要求1所述的回转工作台夹紧装置，其特征在于，所述限位机构包括球面配合的凸压块和凹压块，所述凸压块和凹压块均套于所述活塞杆上。

3.根据权利要求1所述的回转工作台夹紧装置，其特征在于，所述活塞杆是一带阶梯的轴。

4.根据权利要求1所述的回转工作台夹紧装置，其特征在于，所述油缸包括可拆分的缸体和油缸盖，所述油缸盖位于所述缸体下方，通过螺钉固定连接所述缸体。

5.根据权利要求4所述的回转工作台夹紧装置，其特征在于，所述第一管接头设置在所述缸体的外侧，所述第二管接头设置在所述油缸盖的外侧。

6.根据权利要求1所述的回转工作台夹紧装置，其特征在于，还包括法兰，设置在所述油缸上端，与所述夹紧体下端限位机构接触。

7.一种采用权利要求1至6中任意一项回转工作台夹紧装置夹紧工作台的方法，其特征在于，包括：

步骤1，注油进所述第一管接头；

步骤2，油液经过所述第一油路从所述活塞上端进入所述油腔，推动所述活塞向下移动；

步骤3，所述活塞推动所述压板向下移动，所述压板带动所述活塞杆向下移动；

步骤4，所述活塞杆向所述夹紧体施加向下压力，用所述上导轨板压在所述齿轮上；

步骤5，油液推动所述缸体相对于活塞杆向上运动，推动所述夹紧体的下端部分产生变形，并带动下导轨板压紧在齿轮上。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括松开所述齿轮的步骤：

步骤1a，断开第一管接头，注油进所述第二管接头；

步骤2a，油液经过所述第二油路从所述活塞下端进入所述油腔，推动所述活塞向上移动；

步骤3a，油缸在油压的作用下向下移动，所述夹紧体下端限位机构松开，所述夹紧体上的下导轨板与齿轮脱离；

步骤4a，活塞推动的阶梯活塞杆向上移动，所述夹紧体不再受向下压力，所述上导轨板与齿轮脱离。

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