CN103157731A - 一种用于型材弯扭的夹头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于型材弯扭的夹头，包括侧夹紧机构、底部夹紧机构；侧夹紧机构和底部夹紧机构设置在夹头套筒内部，在型材夹紧过程中，通过侧液压缸推动侧夹紧拉杆移动及底部液压缸推动底部夹紧拉杆移动，完成型材夹紧。在旋转过程中，电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，进而带动型材转动，圆光栅圈随着型材一起转动，光栅读数头可读出型材弯转的角度，扭矩传感器可测出加载在型材上的扭矩；在型材的释放过程中，侧液压缸和底部液压缸分别收回活塞杆，将上侧垫块和底部上垫块拉回，完成型材释放。本发明用于型材弯扭的夹头，可完全实现型材的夹紧、旋转弯扭、释放的功能，适用于工字型材的加工。

Description

一种用于型材弯扭的夹头

技术领域

本发明属航空制造与设备加工技术领域，具体地说,涉及一种用于型材弯扭的夹头。

背景技术

在航空制造工业领域，大型复杂空间弯扭长桁零件在多种重点机型中得到广泛运用，其加工成型包括数控切削加工、弯扭成形、后期处理等步骤。其中在弯扭成形过程中，由于零件的成形精度要求很高，所以需要对工件的扭转变形角度进行在线测量，并根据测量结果进行迭代加工。

目前工件加工过程中的旋转角度及加载扭矩的大小无法保证，不能对夹头的转角进行测量，不能测量加载在型材上的扭矩。

发明内容

为避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于型材弯扭的夹头。该夹头可实现型材的夹紧、释放、旋转的功能；在旋转过程中可以测出型材的旋转角度及电机施加在型材上的扭矩，从而实现对型材加工量的精确控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括侧夹紧机构、底部夹紧机构，其中，还包括套筒、支撑轴承座、电机、扭矩传感器、电机轴承座、主动齿轮、底座、圆光栅圈、读数头固定座、光栅读数头、从动齿轮，支撑轴承座位于底座上部两侧，套筒安装在支撑轴承座上，从动齿轮与齿轮安装盘固连在套筒上，侧夹紧机构和底部夹紧机构设置在套筒内；电机位于底座上套筒的侧下方与套筒平行安装，扭矩传感器与电机输出轴连接，扭矩传感器的另一端与主动齿轮固连，主动齿轮与从动齿轮啮合传动；圆光栅圈安装在套筒的端部，光栅读数头固定在读数头固定座上位于支撑轴承座外侧圆光栅圈的上方；

所述侧夹紧机构包括下侧垫块、上侧垫块、侧夹紧拉杆、侧拉杆安装槽、侧液压缸安装块、侧液压缸，侧液压缸与侧液压缸安装块固连在套筒的端部，侧液压缸的活塞杆与侧夹紧拉杆连接，上侧垫块与下侧垫块贴合，上侧垫块端部的凸台卡在侧夹紧拉杆中部的凹槽内，侧夹紧拉杆位于侧拉杆安装槽内，沿侧拉杆安装槽滑动；

所述底部夹紧机构包括底部下垫块、底部上垫块、底部夹紧拉杆、底部拉杆安装槽、底部液压缸安装块、底部液压缸，底部液压缸与底部液压缸安装块固连在套筒的端部，底部液压缸的活塞杆与底部夹紧拉杆连接，底部上垫块与底部下垫块贴合，底部上垫块端部的凸台卡在底部夹紧拉杆中部的凹槽内，底部夹紧拉杆位于底部拉杆安装槽内，沿底部拉杆安装槽滑动。

有益效果

本发明用于型材弯扭的夹头，可完全实现型材的夹紧、旋转弯扭、释放的功能；该夹头包括侧夹紧机构、底部夹紧机构；侧夹紧机构和底部夹紧机构设置在夹头套筒内部；在型材夹紧过程中，通过侧液压缸推动侧夹紧拉杆移动及底部液压缸推动底部夹紧拉杆移动，完成型材夹紧。在旋转过程中，电机驱动主动齿轮旋转，主动齿轮与从动齿轮啮合传动，进而带动型材转动，圆光栅圈随着型材一起转动，光栅读数头可读出型材弯转的角度，扭矩传感器可测出加载在型材上的扭矩。在型材的释放过程中，侧液压缸和底部液压缸各自收回活塞杆，将上侧垫块和底部上垫块拉回，完成型材释放。本发明用于型材弯扭的夹头结构简单、定位精度高、进给精度准确,特别适用于工字型材的加工。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于型材弯扭的夹头作进一步详细说明。

图1为本发明用于型材弯扭的夹头示意图。

图2为本发明用于型材弯扭的夹头侧向视图。

图3为夹头A-A剖视图。

图4为夹头B-B剖视图。

图5为套筒轴侧图。

图6为型材的结构图。

图中:

1.套筒2.支撑轴承座3.电机4.扭矩传感器5.电机轴承座6.主动齿轮7.底座8.主动齿轮安装座9.侧液压缸安装块10.侧液压缸11.底部液压缸安装块12.底部液压缸13.型材14.轴承安装盖15.圆光栅圈16.读数头固定座17.光栅读数头18.轴承19.下侧垫块20.上侧垫块21.侧夹紧拉杆22.底部下垫块23.底部上垫块24.底部夹紧拉杆25.底部拉杆安装槽26.型材安装底部基准面27.型材安装侧基准面28.侧拉杆安装槽29.下侧垫块安装面30.底部垫块安装面31.齿轮安装盘32.侧定位基准面33.底部定位基准面34.底部压紧面35.侧压紧面36.从动齿轮

具体实施方式

本实施例是一种用于型材弯扭的夹头。

参阅图1、图2,本发明用于型材弯扭的夹头，包括侧夹紧机构、底部夹紧机构，其中，还包括套筒1、支撑轴承座2、电机3、扭矩传感器4、电机轴承座5、主动齿轮6、底座7、圆光栅圈15、读数头固定座16、光栅读数头17、轴承18、齿轮安装盘31、从动齿轮36，支撑轴承座2安装在底座7上部两侧，套筒1两端通过轴承18安装在支撑轴承座2上，支撑轴承座2的外端装有轴承安装盖14。从动齿轮36通过齿轮安装盘31固定连接在套筒1上，并与套筒1同轴。侧夹紧机构和底部夹紧机构设置在套筒1内；电机3位于底座7上套筒1的侧下方与套筒1平行安装，扭矩传感器4与电机3输出轴连接，扭矩传感器4的另一端与主动齿轮6固连，主动齿轮6与从动齿轮36啮合传动；圆光栅圈15安装在套筒1的端部，光栅读数头17固定在读数头固定座16上位于支撑轴承座2外侧圆光栅圈15的上方。

如图3所示，侧夹紧机构由下侧垫块19、上侧垫块20、侧夹紧拉杆21、侧拉杆安装槽28、侧液压缸安装块9、侧液压缸10组成。下侧垫块19与上侧垫块20的表面贴合。下侧垫块19与下侧垫块安装面29贴合并用螺栓固连。上侧垫块20端部的凸台安装在侧夹紧拉杆21中部的凹槽内。侧夹紧拉杆21的端部有一螺纹孔，侧液压缸10的活塞杆的端部有螺纹，侧液压缸10的活塞杆通过端部的螺纹与侧夹紧拉杆21连接。侧液压缸安装块9固定在套筒1的端部，侧液压缸10固定在侧液压缸安装块9上。侧夹紧拉杆21安装在侧拉杆安装槽28内，并沿侧拉杆安装槽28滑动。

如图4所示，底部夹紧机构由底部下垫块22、底部上垫块23、底部夹紧拉杆24、底部拉杆安装槽25、底部液压缸安装块11、底部液压缸12组成；底部上垫块23与底部下垫块22的表面贴合。底部下垫块22与底部垫块安装面30贴合并用螺栓固连。底部上垫块23端部的凸台安装在底部夹紧拉杆24中部的凹槽内。底部夹紧拉杆24的端部有一螺纹孔，底部液压缸12的活塞杆的端部带有螺纹，底部液压缸12的活塞杆通过端部的螺纹与底部夹紧拉杆24连接。底部液压缸安装块11固定在套筒1的端部，底部液压缸固连在底部液压缸安装块11上。底部夹紧拉杆24安装在底部拉杆安装槽25内，并沿底部拉杆安装槽25滑动。

参见图5，套筒1的内部为异形孔，侧面和底部分别为侧拉杆安装槽28和底部拉杆安装槽25。另一侧平面为型材安装侧基准面27，与型材安装侧基准面27相对的面为下侧垫块安装面29。底部平面为底部垫块安装面30，底部垫块安装面30的上方为型材安装底部基准面26。

图6为本实施例的型材的结构，型材13是“τ”字形的型材，其竖直部分的两侧面分别为侧定位基准面32和侧压紧面35，底部的上下面分别为底部定位基准面33和底部压紧面34。型材13固定在套筒1内，侧定位基准面32与上侧垫块20的底面贴合。底部定位基准面33与型材安装底部基准面26贴合，型材安装侧基准面27与侧定位基准面32贴合。

本实施例的工作过程包括型材的夹紧、释放及夹头的旋转过程。

在夹紧过程中，首先侧液压缸10和底部液压缸12收回各自的活塞杆，带动侧夹紧拉杆21和底部夹紧拉杆24后退，将型材13置放在套筒1中间的异形孔槽中，侧液压缸10驱动侧夹紧拉杆21前进，进而推动上侧垫块20前进，使得上侧垫块20与侧压紧面35贴合，进而将型材13的侧定位基准面32压紧。然后，底部液压缸12推动底部夹紧拉杆24前进，进而推动底部上垫块23前移，使得底部上垫块23与底部压紧面34贴合，进而将型材13的底部定位基准面33夹紧。夹紧过程完成后，电机3驱动主动齿轮6旋转，主动齿轮6与从动齿轮36啮合传动，进而驱动型材13转动。在旋转过程中，圆光栅圈15随着型材13一起转动，光栅读数头17可读出型材13弯转的角度，扭矩传感器4可测出加载在型材13上的扭矩。型材13加工完成后，侧液压缸10和底部液压缸12收回各自活塞杆将上侧垫块20和底部上垫块23拉回，松开型材13，完成型材13的释放。

Claims (1)

1.一种用于型材弯扭的夹头，包括侧夹紧机构、底部夹紧机构，其特征在于还包括套筒、支撑轴承座、电机、扭矩传感器、电机轴承座、主动齿轮、底座、圆光栅圈、读数头固定座、光栅读数头、从动齿轮，支撑轴承座位于底座上部两侧，套筒安装在支撑轴承座上，从动齿轮与齿轮安装盘固连在套筒上，侧夹紧机构和底部夹紧机构设置在套筒内；电机位于底座上套筒的侧下方与套筒平行安装，扭矩传感器与电机输出轴连接，扭矩传感器的另一端与主动齿轮固连，主动齿轮与从动齿轮啮合传动；圆光栅圈安装在套筒的端部，光栅读数头固定在读数头固定座上位于支撑轴承座外侧圆光栅圈的上方；

所述侧夹紧机构包括下侧垫块、上侧垫块、侧夹紧拉杆、侧拉杆安装槽、侧液压缸安装块、侧液压缸，侧液压缸与侧液压缸安装块固连在套筒的端部，侧液压缸的活塞杆与侧夹紧拉杆连接，上侧垫块与下侧垫块贴合，上侧垫块端部的凸台卡在侧夹紧拉杆中部的凹槽内，侧夹紧拉杆位于侧拉杆安装槽内，沿侧拉杆安装槽滑动；

所述底部夹紧机构包括底部下垫块、底部上垫块、底部夹紧拉杆、底部拉杆安装槽、底部液压缸安装块、底部液压缸，底部液压缸与底部液压缸安装块固连在套筒的端部，底部液压缸的活塞杆与底部夹紧拉杆连接，底部上垫块与底部下垫块贴合，底部上垫块端部的凸台卡在底部夹紧拉杆中部的凹槽内，底部夹紧拉杆位于底部拉杆安装槽内，沿底部拉杆安装槽滑动。

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