CN104525996B - 一种离心力夹紧式车床夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于车床的卡盘机构技术领域，尤其是涉及一种离心力夹紧式车床夹具。其特点是包括夹具体，所述的夹具体上通过球形心轴、球形套和锁紧螺母设置有球形座，球形座上方的方槽和圆孔分别对应设置有锁紧楔条和滚轮心轴，滚轮心轴上安装有滚轮，夹具体上安装有三个杠杆心轴，每根杠杆心轴上均安装有杠杆，杠杆的左臂上设置有重块，杠杆的下臂嵌入球形座的槽中，杠杆的右臂嵌入滑座的槽中，滑座上通过螺栓安装有卡爪，定位心轴通过心轴支座固定在夹具体上。其可实现夹紧力大小和卡爪行程可调，同时结构简单、使用方便可靠，适用范围大。同时可实现三爪自动对中，适用于加工精度较高的零件；自锁设定及解除操作更加简便，更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于车床的卡盘机构技术领域，尤其是涉及一种离心力夹紧式车床夹具。
背景技术
在中小型零件批量生产中，需要频繁装夹零件，生产率较低，工人劳动强度很大，采用离心力夹紧车床夹具是一种有效的解决方法。经调查，目前的离心力夹具存在的主要问题是：卡爪不能自动对中，因此不能适合加工精度较高的零件；没有离心力夹紧自锁装置，加工过程中一旦停车，离心力立即消失，不便于进行工件的测量，同时易出现安全事故；离心力不可调，零件加工范围单一，限制了该类夹具的广泛应用；有的离心夹具实现了自动对中功能或夹紧自锁功能，但结构十分复杂，成本较高且操作不便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种离心力夹紧式车床夹具，从而解决了现有技术的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其特点是包括夹具体，所述的夹具体上通过球形心轴、球形套和锁紧螺母设置有球形座，球形座上方的方槽和圆孔分别对应设置有锁紧楔条和滚轮心轴，滚轮心轴上安装有滚轮，夹具体上安装有三个杠杆心轴，每根杠杆心轴上均安装有杠杆，杠杆的左臂上设置有重块，杠杆的下臂嵌入球形座的槽中，杠杆的右臂嵌入滑座的槽中，滑座上通过螺栓安装有卡爪，定位心轴通过心轴支座固定在夹具体上，所述的锁紧楔条一端通过支杆与夹具体相连，支杆与夹具体之间设置有第二复位弹簧，锁紧楔条另一端通过顶杆和支座与夹具体相连，顶杆与支座之间设置有第三复位弹簧，支座上对应顶杆还设置有止动螺钉，所述的夹具体外侧还安装有保护外罩。
所述的滚轮通过滚轮心轴与球形座连接，滚轮的球头与锁紧楔条上的斜面接触相连；所述的锁紧楔条穿过球形座的方槽，锁紧楔条的斜面具有自锁功能，锁紧楔条在第二复位弹簧弹性力作用下，锁紧楔条斜面始终紧密接触滚轮的球头上，滚轮通过滚轮心轴与球形座连接，使球形座同步产生轴向位移。
所述的球形座通过球形心轴、球形套和锁紧螺母套装在夹具体内，锁紧螺母实现球形座沿球形心轴轴向固定，锁紧螺母与夹具体之间的球形心轴上设置有第一复位弹簧，球形座、球形套、球形心轴和锁紧螺母组成球形运动副，球形运动副为浮动式结构，实现三个杠杆心轴和对应的杠杆、重块、滑座和卡爪均匀移动夹紧工件，实现自动对中，将工件安装在定位心轴与车床尾座后顶尖之间。
所述的心轴支座对应滑座和卡爪设置，夹具体在车床主轴驱动下旋转，三个杠杆心轴上的杠杆左臂上的重块由离心力作用沿杠杆心轴顺时针回转，同时带动杠杆下臂顺时针回转，带动球形座克服第一复位弹簧的弹性力沿轴向左移；同时杠杆右臂带动滑座及卡爪径向移动，从而夹紧工件外圆。
所述的三个杠杆心轴和对应的杠杆、重块、滑座和卡爪沿夹具体圆周均匀设置。
所述的顶杆上设置一段螺旋槽和一段直槽，顶杆在第三复位弹簧的弹簧力及支座上的止动螺钉对螺旋槽的锁紧力共同作用下处于平衡，零件被离心力夹紧；停车时，用通用内六方扳手转动顶杆，直槽对正止动螺钉处，即可推出顶杆，使楔条迅速后退，解除自锁。
本发明的有益效果：所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其球形结构和弹簧作用使三爪均匀径向移动实现自动对中；楔条、滚轮、弹簧作用使得三爪在停车时离心力消失的情况下，仍然保持卡紧位置和夹紧力不变。其可实现夹紧力大小和卡爪行程可调，同时结构简单、使用方便可靠，适用范围大。其停车时能使得离心夹紧力不变，便于测量工件；同时可实现三爪自动对中，适用于加工精度较高的零件；自锁设定及解除操作更加简便，更加安全；夹具结构较为简单，成本低，适用范围广。
附图说明：
图1本发明的剖视结构原理示意图；
图2是本发明图1的右视结构原理示意图；
图3是本发明图1的B-B处剖视结构原理示意图；
图4是本发明图1的D-D处剖视结构原理示意图；
图5是本发明图1的E-E处剖视结构原理示意图；
图6是本发明图3的C-C处剖视结构原理示意图；
图7是本发明图3的F向局部结构原理示意图。
图中所示：1.夹具体；2.外罩；3.重块；4.杠杆；5.杠杆心轴；6.滑座；7.卡爪；8.定位心轴；9.心轴支座；10.球形心轴；11.锁紧楔条；12.滚轮心轴；13.滚轮；14.球形座；15.球形套；16.锁紧螺母；17.第一复位弹簧；18.支杆；19.第二复位弹簧；20.顶杆；21.支座；22.止动螺钉；23.第三复位弹簧。
具体实施方式
下面结合附图来详细说明本发明。
如图1至7所示，所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其特点是包括夹具体1，所述的夹具体1上通过球形心轴10、球形套15和锁紧螺母16设置有球形座14，球形座14上方的方槽和圆孔分别对应设置有锁紧楔条11和滚轮心轴12，滚轮心轴12上安装有滚轮13，夹具体1上安装有三个杠杆心轴5，每根杠杆心轴5上均安装有杠杆4，杠杆4的左臂上设置有重块3，杠杆4的下臂嵌入球形座14的槽中，杠杆4的右臂嵌入滑座6的槽中，滑座6上通过螺栓安装有卡爪7，定位心轴8通过心轴支座9固定在夹具体1上，所述的锁紧楔条11一端通过支杆18与夹具体1相连，支杆18与夹具体1之间设置有第二复位弹簧19，锁紧楔条11另一端通过顶杆20和支座21与夹具体1相连，顶杆20与支座21之间设置有第三复位弹簧23，支座21上对应顶杆20还设置有止动螺钉22，所述的夹具体1外侧还安装有保护外罩2。
所述的滚轮13通过滚轮心轴12与球形座14连接，滚轮13的球头与锁紧楔条11上的斜面接触相连；锁紧楔条11穿过球形座14的方槽，锁紧楔条11的斜面具有自锁功能，锁紧楔条11在第二复位弹簧19弹性力作用下，锁紧楔条11斜面始终紧密接触滚轮13的球头上，滚轮13通过滚轮心轴12与球形座14连接，使球形座14同步产生轴向位移。
所述的球形座14通过球形心轴10、球形套15和锁紧螺母16套装在夹具体1内，锁紧螺母16实现球形座14沿球形心轴10轴向固定，锁紧螺母16与夹具体1之间的球形心轴10上设置有第一复位弹簧17，球形座14、球形套15、球形心轴10和锁紧螺母16组成球形运动副，球形运动副为浮动式结构，实现三个杠杆心轴5和对应的杠杆4、重块3、滑座6和卡爪7均匀移动夹紧工件，实现自动对中，将工件安装在定位心轴8与车床尾座后顶尖之间。
所述的心轴支座9对应滑座6和卡爪7设置，夹具体1在车床主轴驱动下旋转，三个杠杆心轴5上的杠杆4左臂上的重块3由离心力作用沿杠杆4心轴顺时针回转，同时带动杠杆4下臂顺时针回转，带动球形座14克服第一复位弹簧17的弹性力沿轴向左移；同时杠杆4右臂带动滑座6及卡爪7径向移动，从而夹紧工件外圆。
所述的三个杠杆心轴5和对应的杠杆4、重块3、滑座6和卡爪7沿夹具体圆周均匀设置。
所述的顶杆20上设置一段螺旋槽和一段直槽，顶杆20在第三复位弹簧23的弹簧力及支座21上的止动螺钉22对螺旋槽的锁紧力共同作用下处于平衡，零件被离心力夹紧；停车时，用通用内六方扳手转动顶杆，直槽对正止动螺钉处，即可推出顶杆，使楔条迅速后退，解除自锁。
所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其开车时：在离心力作用下，球形座14与滚轮13沿轴向左移，相应的锁紧楔条11在第二复位弹簧19弹簧力作用下，沿轴线方向(径向)移动，到达最大离心力时，锁紧楔条11斜面最高处与滚轮13球面相接触，并在这一位置自锁锁紧。因此，停车后仍可使工件处于夹紧状态，便于在加工过程中实现测量。所述的锁紧楔条11自锁状态的设定及解除是通过在顶杆20上设置一段螺旋槽和一段直槽，在顶杆支座21上开螺纹孔，转动通用内六方扳手顶杆通过拧入止动螺钉22用通用内六方扳手转动顶杆20，直槽对正止动螺钉22处，即可推出顶杆20，使锁紧楔条11迅速后退。初始状态下，顶杆20受楔条弹簧弹簧力及支座止动螺钉22对螺旋槽的锁紧力处于平衡，零件被离心力夹紧。加工完毕后先停车，用通用内六方扳手转动顶杆20，直槽对正止动螺钉22处，即可推出顶杆20，使锁紧楔条11迅速后退(离开轴心方向)。在解除锁紧楔条11自锁状态的同时，球形套15及滚轮13在恢复弹簧作用下迅速右移复位，复位时斜面低端处紧靠滚轮13的极端状态，卡爪7随即复位松开，此时即可安全卸下工件。使用时，需另配转接板与主轴相连，零件安装在定位心轴与后顶尖之间。装配调试过程中，三组杠杆的尺寸、重块重量及加工精度要求应一致，三只卡爪对中心的安装误差不大于0.03mm，顶杆20的直槽、锁紧楔条11的斜度和长度应与球形座14、卡爪7的位移量相互适应。夹具体1上配作孔及滑槽，以供调整重块、滑座及三卡爪用。球形连接副的球面尺寸形状应准确，表面要光滑、耐磨，连接松紧应适度。开车前，仔细检查顶杆20应处于锁紧位置。停车且需要松开零件时，操作顺序为：转动顶杆20--解除止动螺钉22锁紧--直推顶杆20--解除锁紧楔条11锁紧--顶杆20自动径向复位--反向转动顶杆20--进行螺钉22锁紧--取出扳手。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种离心力夹紧式车床夹具，其特征是包括夹具体，所述的夹具体上通过球形心轴、球形套和锁紧螺母设置有球形座，球形座上方的方槽和圆孔分别对应设置有锁紧楔条和滚轮心轴，滚轮心轴上安装有滚轮，夹具体上安装有三个杠杆心轴，每根杠杆心轴上均安装有杠杆，杠杆的左臂上设置有重块，杠杆的下臂嵌入球形座的槽中，杠杆的右臂嵌入滑座的槽中，滑座上通过螺栓安装有卡爪，定位心轴通过心轴支座固定在夹具体上，所述的锁紧楔条一端通过支杆与夹具体相连，支杆与夹具体之间设置有第二复位弹簧，锁紧楔条另一端通过顶杆和支座与夹具体相连，顶杆与支座之间设置有第三复位弹簧，支座上对应顶杆还设置有止动螺钉，所述的夹具体外侧还安装有保护外罩；所述的滚轮通过滚轮心轴与球形座连接，使球形座同步产生轴向位移，滚轮的球头与锁紧楔条上的斜面接触相连；锁紧楔条穿过球形座的方槽，锁紧楔条的斜面具有自锁功能，锁紧楔条在第二复位弹簧弹性力作用下，锁紧楔条斜面始终紧密接触滚轮的球头上；所述的球形座通过球形心轴、球形套和锁紧螺母套装在夹具体内，锁紧螺母实现球形座沿球形心轴轴向固定，锁紧螺母与夹具体之间的球形心轴上设置有第一复位弹簧，球形座、球形套、球形心轴和锁紧螺母组成球形运动副，球形运动副为浮动式结构，实现三个杠杆心轴和对应的杠杆、重块、滑座和卡爪均匀移动夹紧工件，实现自动对中，将工件安装在定位心轴与车床尾座后顶尖之间。
2.如权利要求1所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其特征在于：所述的心轴支座对应滑座和卡爪设置，夹具体在车床主轴驱动下旋转，三个杠杆心轴上的杠杆左臂上的重块由离心力作用沿杠杆心轴顺时针回转，同时带动杠杆下臂顺时针回转，带动球形座克服第一复位弹簧的弹性力沿轴向左移；同时杠杆右臂带动滑座及卡爪径向移动，从而夹紧工件外圆。
3.如权利要求2所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其特征在于：所述的三个杠杆心轴和对应的杠杆、重块、滑座和卡爪沿夹具体圆周均匀设置。
4.如权利要求2所述的一种离心力夹紧式车床夹具，其特征在于：所述的顶杆上设置一段螺旋槽和一段直槽，顶杆在第三复位弹簧的弹簧力及支座上的止动螺钉对螺旋槽的锁紧力共同作用下处于平衡，零件被离心力夹紧；停车时，用通用内六方扳手转动顶杆，直槽对正止动螺钉处，即可推出顶杆，使楔条迅速后退，解除自锁。
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