CN102554662A - 工作台自定心及工件夹紧装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工作台自定心及工件夹紧装置及控制方法，装置包括：由活塞推动可收拢或打开的液压卡爪，本发明采用压紧的方式代替现有技术中的夹紧方式对工件进行夹紧，避免了薄壁类零件在夹紧过程中的变形，并通过集成的电磁阀控制各个出油口的关闭与开启，实现了工件的自定心，本发明的优点是：改变过去的传统人工定心和内外侧夹紧的结构，提高了工件的装夹效率，并且避免了工件在夹紧过程中的变形，提高了工件加工的可靠性，节省了生产成本。

Description

工作台自定心及工件夹紧装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及工作台自定心和工件夹紧，具体地，涉及一种工作台自定心及工件夹紧装置及其控制方法。

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。随着现代化大生产的发展，国家制造业越来越依赖于现代化的生产设备，作为制造业生产设备的核心——机床，自然越来越受到重视。现在使用的大多数机床，都不具备工件自定心及工件自动夹紧功能，一些外购的自定心工作台，成本较高，对于小规模企业而言，购买成本过高，很难承受。此外，工作台上的工件夹紧装置很多还是属于手动夹紧结构，装卡效率比较低，严重影响企业的生产效率。

目前，机床工作台的工件夹紧装置大多数是手动夹紧装置，装卡效率比较低，采用手动卡紧的时候，还有可能伤害到作业人员，造成不必要的事故。此外，工件夹紧过程中，通常都要人工参与工件的装夹，对于一些加工精度要求很高的工件而言，采用人工装夹的方式会造成很大的安装误差，使工件的中心不在工作台的旋转中心，这样加工出来的工件精度就很难足设计要求和使用要求，严重影响机床的设计质量。并且传统的工件夹紧方式，对于加工薄壁类零件是不适用的，传统的装夹方式，很容易造成薄壁零件的变形，最终影响工件的加工质量，影响机床的正常使用。

因此，提供一种适于传统机床，结构简单，稳定性好，效率高，并且可以适用与薄壁类零件的加工的工作台自定心及工件夹紧装置就显得尤为重要了。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中需要人工参与装夹所可能造成的安装误差，提高工件的加工质量，保证机床的正常使用。

本发明公开一种工作台自定心及工件夹紧装置，包括工作台，其中，还包括：

固定支架，固定在所述工作台下，与所述工作台保持同心，所述固定支架中设置有第一油路和第二油路；

集成电磁阀，设置在所涉固定支架底部，所述集成电磁阀包括第一出油口、第二出油口、第三出油口、第四出油口和两个入油口，所述两个入油口分别连接所述第一油路和第二油路；

油缸，固定在所述固定支架内，位于所述工作台中心的下端，所述油缸内具有一油腔；

活塞，位于所述油腔中，将所述油腔隔离为上下两部分，所述活塞顶端连接一活塞杆，所述活塞杆露出所述油缸顶部；

所述油缸中具有第三油路和第四油路，所述第三油路一端连接所述第一出油口，另一端连接所述油腔的顶端，所述第四油路一端连接所述第三出油口，另一端连接所述油腔的底端；

连接体，固定在所述活塞杆顶部，所述连接体两侧开槽；

两个双头压杆的卡头，每一个卡头的顶部设置有一个开槽的卡头套，每一个所述卡头的一端分别位于所述连接体一侧的槽口内，另一端分别位于一卡头套的槽口内，每一个卡头通过一卡头固定螺钉固定以限制所述卡头绕所述卡头固定螺钉旋转；

液压卡爪，安装在所述工作台的上表面，所述液压卡爪底端连接所述卡头套底端，所述液压卡爪设置有压紧入油口和放松入油口；

所述第二出油口连接第一电磁阀入口，所述第一电磁阀具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口和放松入油口；

所述第四出油口连接第二电磁阀入口，所述第二电磁阀具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口和放松入油口。

上述的工作台自定心及工件夹紧装置，其中，所述油缸包括开口向下的缸体，以及缸盖，所述缸盖通过螺钉固定在所述缸体的开口端。

上述的工作台自定心及工件夹紧装置，其中，所述卡头的双头压杆呈直角分布。

上述的工作台自定心及工件夹紧装置，其中，所述连接体通过螺钉和所述活塞杆串联，所述螺钉中穿有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于所述连接体下端，所述锁紧螺母内安装有顶丝。

上述的工作台自定心及工件夹紧装置，其中，所述集成电磁阀包括两个三位五通电磁阀。

上述的工作台自定心及工件夹紧装置，其中，所述连接体位于所述工作台中。

根据本发明的另一个方面，还公开一种上述工作台自定心及工件夹紧装置的控制方法，其中，包括：

步骤1，注油进所述第一油路和第二油路；

步骤2，控制所述集成电磁阀使所述活塞杆移动，带动所述卡头旋转，使得所述卡头套以工作台中心作径向移动；

步骤3，控制所述第一电磁阀和第二电磁阀导通所述液压卡爪的压紧入油口；

步骤4，控制所述第一电磁阀和第二电磁阀导通所述液压卡爪的放松入油口。

上述的控制方法，其中，所述步骤2中还包括：

步骤21，控制所述第一出油口关闭；

步骤22，控制所述第三出油口打开，油液从底端进入所述油腔，推动所述活塞上移，使得所述活塞杆带动所述卡头向工作台外侧旋转，以推动所述卡头套以工作台中心向外移动。

上述的控制方法，其中，所述步骤2中还包括：

步骤2a，控制所述第三出油口关闭；

步骤2b，控制所述第一出油口打开，油液从顶端进入所述油腔，推动所述活塞下移，使得所述活塞杆带动所述卡头向工作台中心旋转，以推动所述卡头套向工作台中心移动。

本发明采用压紧的方式代替现有技术中的夹紧方式对工件进行夹紧，避免了薄壁类零件在夹紧过程中的变形，并通过集成的电磁阀控制各个出油口的关闭与开启，实现了工件的自定心。

本发明的优点是：改变过去的传统人工定心和内外侧夹紧的结构，提高了工件的装夹效率，并且避免了工件在夹紧过程中的变形，提高了工件加工的可靠性，节省了生产成本。

本发明的装置结构简单，技术成熟，性能稳定可靠。

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示出了根据本发明一个具体实施例的，一种工作台自定心及工件夹紧装置的示意图。

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。

结合参考图1所示的工作台10自定心及工件夹紧装置，具体地，包括工作台10；固定支架1，固定在所述工作台10下，与所述工作台10保持同心，所述固定支架1中设置有第一油路31和第二油路32；集成电磁阀2，设置在所涉固定支架1底部，所述集成电磁阀2包括第一出油口16、第二出油口17、第三出油口18、第四出油口19和两个入油口（图1中未标号），所述两个入油口分别连接所述第一油路31和第二油路32；油缸5，固定在所述固定支架1内，位于所述工作台10中心的下端，所述油缸5内具有一油腔（图1中未标号）；活塞4，位于所述油腔中，将所述油腔隔离为上下两部分，所述活塞4顶端连接一活塞杆（图1中未标号），所述活塞杆露出所述油缸5顶部；所述油缸5中具有第三油路33和第四油路34，所述第三油路33一端连接所述第一出油口16，另一端连接所述油腔的顶端，所述第四油路34一端连接所述第三出油口18，另一端连接所述油腔的底端；连接体6，固定在所述活塞杆顶部，所述连接体6两侧开槽；两个双头压杆的卡头8，每一个卡头8的顶部设置有一个开槽的卡头套7，每一个所述卡头8的一端分别位于所述连接体6一侧的槽口内，另一端分别位于一卡头套7的槽口内，每一个卡头8通过一卡头固定螺钉13固定以限制所述卡头8绕所述卡头固定螺钉13旋转；液压卡爪9，安装在所述工作台10的上表面，所述液压卡爪9底端连接所述卡头套7底端，所述液压卡爪9设置有压紧入油口91和放松入油口92；所述第二出油口17连接第一电磁阀11入口，所述第一电磁阀11具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口91和放松入油口92；所述第四出油口19连接第二电磁阀21入口，所述第二电磁阀21具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口91和放松入油口92。

本领域技术人员理解，所述工作台10上表面为液压卡爪9滑动面。

更为具体地，所述油缸5包括开口向下的缸体51，以及缸盖3，所述缸盖3通过螺钉固定在所述缸体51的开口端。

在一个优选例中，所述卡头8的双头压杆呈直角分布。

如图1所示，所述连接体6通过螺钉12和所述活塞杆串联，所述螺钉12中穿有锁紧螺母14，所述锁紧螺母14位于所述连接体6下端，所述锁紧螺母14内安装有顶丝15，这样使得连接体6和所述活塞杆之间的连接更为稳固。

在一个具体实施例中，所述集成电磁阀2包括两个三位五通电磁阀。

参考图1所示的实施例，所述连接体6位于所述工作台10中。

本领域技术人员理解，第一电磁阀11、第二电磁阀21与所述压紧入油口91和放松入油口92之间的连接方式可以如图1所示，在工作台10中设置四条油路35、36、37和38，每一条油路的一端分别连接压紧入油口91或放松入油口92，另一端连接一个设于工作台10底端的旋转接头20，每一个旋转接头20通过油管分别连接所述第一电磁阀11和第二电磁阀21各个出油口。

优选地，油路35和油路37分别连接一个压紧入油口91，油路36和油路38分别连接一个放松入油口92。

当工件100自定心及夹紧结构工作，首先将液压卡爪9移动到合适的位置。若需加工工件100外圆，将工件100放置于液压卡爪9的外侧；若需加工工件100内圆，则将工件100放置于液压卡爪9的内侧。此时只需将工件100放置于液压卡爪9上面即可，不需要进行很精确的安装。

如下说明本发明的工作台自定心及工件夹紧装置的控制方法，其中，包括：步骤1，注油进所述第一油路31和第二油路32；步骤2，控制所述集成电磁阀2使所述活塞杆移动，带动所述卡头8旋转，使得所述卡头套7以工作台10中心作径向移动；步骤3，控制所述第一电磁阀11和第二电磁阀21导通所述液压卡爪9的压紧入油口91；步骤4，控制所述第一电磁阀11和第二电磁阀21导通所述液压卡爪9的放松入油口92。

在步骤3中，结合参考图1所示的结构，与第二出油口17连接的第一电磁阀11以及与第四出油口19联接的第二电磁阀21均为开启状态，并控制与第一电磁阀11相连的油路35和与第二电磁阀21相连的油路37为通路，油路36和油路38为关闭状态，所述第一电磁阀11和第二电磁阀21导通所述液压卡爪9的压紧入油口91，此时液压卡爪9在油压的作用下，完成自动夹紧工件100的功能。完成后，便可以开始加工工件100。

加工完成后，执行步骤4，第一电磁阀11控制油路35关闭，油路36开启，第二电磁阀21控制油路37关闭，油路38开启，这样，所述第一电磁阀11和第二电磁阀21导通所述液压卡爪9的放松入油口92，液压卡爪9在油压的作用下便放松夹紧，此时，便可以将完成加工的工件100取下。

在一个具体实施例中，若需加工工件100外圆，所述步骤2中还包括：步骤21，控制所述第一出油口16关闭；步骤22，控制所述第三出油口18打开，油液从底端进入所述油腔，推动所述活塞4上移，使得所述活塞杆带动所述卡头8向工作台10外侧旋转，以推动所述卡头套7以工作台10中心向外移动。

其中，在步骤22中，参考图1中的卡头23（卡头23与卡头8相对安装在连接体的两侧），由于受到下向上的推动，卡头23顺时针旋转，同理，卡头8逆时针旋转。

在一个又具体实施例中，若需加工工件100内圆，所述步骤2中还包括：步骤2a，控制所述第三出油口18关闭；步骤2b，控制所述第一出油口16打开，油液从顶端进入所述油腔，推动所述活塞4下移，使得所述活塞杆带动所述卡头8向工作台10中心旋转，以推动所述卡头套7向工作台10中心移动。

其中，在步骤2b中，图1中的卡头23由于受到向下的推动，卡头23逆时针旋转，同理，卡头8顺时针旋转。

在本发明的装置执行工件100夹紧的过程中，不论是外圆加工还是内圆加工，均是采取由上而下压紧的方式对工件100进行夹紧，因而适合薄壁类零件的加工，采用由上而下压紧的方式对工件100进行夹紧，不会使工件100在加工过程中产生径向变形，因而对工件100的加工质量不会造成影响。

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 (9)

1.一种工作台自定心及工件夹紧装置，包括工作台，其特征在于，还包括：

固定支架，固定在所述工作台下，与所述工作台保持同心，所述固定支架中设置有第一油路和第二油路；

集成电磁阀，设置在所涉固定支架底部，所述集成电磁阀包括第一出油口、第二出油口、第三出油口、第四出油口和两个入油口，所述两个入油口分别连接所述第一油路和第二油路；

油缸，固定在所述固定支架内，位于所述工作台中心的下端，所述油缸内具有一油腔；

活塞，位于所述油腔中，将所述油腔隔离为上下两部分，所述活塞顶端连接一活塞杆，所述活塞杆露出所述油缸顶部；

所述油缸中具有第三油路和第四油路，所述第三油路一端连接所述第一出油口，另一端连接所述油腔的顶端，所述第四油路一端连接所述第三出油口，另一端连接所述油腔的底端；

连接体，固定在所述活塞杆顶部，所述连接体两侧开槽；

两个双头压杆的卡头，每一个卡头的顶部设置有一个开槽的卡头套，每一个所述卡头的一端分别位于所述连接体一侧的槽口内，另一端分别位于一卡头套的槽口内，每一个卡头通过一卡头固定螺钉固定以限制所述卡头绕所述卡头固定螺钉旋转；

液压卡爪，安装在所述工作台的上表面，所述液压卡爪底端连接所述卡头套底端，所述液压卡爪设置有压紧入油口和放松入油口；

所述第二出油口连接第一电磁阀入口，所述第一电磁阀具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口和放松入油口；

所述第四出油口连接第二电磁阀入口，所述第二电磁阀具有两个出油口，分别连接所述压紧入油口和放松入油口。

2.根据权利要求1所述的工作台自定心及工件夹紧装置，其特征在于，所述油缸包括开口向下的缸体，以及缸盖，所述缸盖通过螺钉固定在所述缸体的开口端。

3.根据权利要求1所述的工作台自定心及工件夹紧装置，其特征在于，所述卡头的双头压杆呈直角分布。

4.根据权利要求1所述的工作台自定心及工件夹紧装置，其特征在于，所述连接体通过螺钉和所述活塞杆串联，所述螺钉中穿有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于所述连接体下端，所述锁紧螺母内安装有顶丝。

5.根据权利要求4所述的工作台自定心及工件夹紧装置，其特征在于，所述集成电磁阀包括两个三位五通电磁阀。

6.根据权利要求1所述的工作台自定心及工件夹紧装置，其特征在于，所述连接体位于所述工作台中。

7.一种权利要求1至6中任意一项工作台自定心及工件夹紧装置的控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，注油进所述第一油路和第二油路；

步骤2，控制所述集成电磁阀使所述活塞杆移动，带动所述卡头旋转，使得所述卡头套以工作台中心作径向移动；

步骤3，控制所述第一电磁阀和第二电磁阀导通所述液压卡爪的压紧入油口；

步骤4，控制所述第一电磁阀和第二电磁阀导通所述液压卡爪的放松入油口。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2中还包括：

步骤21，控制所述第一出油口关闭；

步骤22，控制所述第三出油口打开，油液从底端进入所述油腔，推动所述活塞上移，使得所述活塞杆带动所述卡头向工作台外侧旋转，以推动所述卡头套以工作台中心向外移动。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤2中还包括：

步骤2a，控制所述第三出油口关闭；

步骤2b，控制所述第一出油口打开，油液从顶端进入所述油腔，推动所述活塞下移，使得所述活塞杆带动所述卡头向工作台中心旋转，以推动所述卡头套向工作台中心移动。

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