CN104551733B - 机床多点辅助支撑装夹装置 - Google Patents

Abstract

一种机床多点辅助支撑装夹装置，桩头基体底部设有“T”型滑块，桩头基体的两侧设有辅助支撑臂，在桩头基体和辅助支撑臂上设有多个支撑装置。所述的支撑装置为螺栓支撑，或者液压辅助支撑。本发明提供的一种机床多点辅助支撑装夹装置，能够解决法兰类零件车削装夹费时，夹持力小时装夹不稳定而引起的工件甩出安全事故；夹持力大时引起工件受切削应力影响产生震动、变形问题。实现了多点，多功能、快速，稳定装夹的效果。多点支撑吸收了由于夹紧力和切削力产生的有害挠度变形，增加了系统刚性，增加了安全系数。车削时可采用更高的线速度、较大的吃刀量，提高了生产效率。

Description

机床多点辅助支撑装夹装置

技术领域

本发明涉及机床装夹夹具领域，特别是一种用于中型或大型、立式或卧式机床，例如车床上装夹工件的机床多点辅助支撑装夹装置。

背景技术

在机械加工中，车削是最常用的加工方法。轴类零件或圆盘类零件由卡爪夹持在车床卡盘（或称花盘）上，随卡盘做回转运动，固定车刀与工件形成相对运动来切削。因此，在车削前，卡爪夹持工件时需要轴向及径向定位校调。轴类零件一端夹持，一端顶尖顶持，校调容易。而圆盘类零件只能夹持，校调时通常做法是在外圆和端面反复敲击，借助百分表校正，费时费力；为了解决这种现象，操作工通常会将卡爪车成台阶爪或在卡盘上配车几个等高圆柱垫块来用于轴向靠平。由于零件尺寸不同，台阶爪或桩头不能满足所有尺寸要求，有其局限性。

较大的薄法兰的薄板件的车削是公认的加工难题。台阶爪或支撑桩头的支撑没有刚性，夹持力较大容易挤压工件变形，夹紧力小时工件夹持不牢固。同时由于工件支撑点少，车削时容易让刀，造成工件平面度或平行度超差，表面粗糙度超差，加工效率低下。更有甚者，加工无法进行下去。因此需要一种在车床卡爪夹持之外的辅助装夹装置来解决问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机床多点辅助支撑装夹装置，能够使法兰类零件快速、可靠的装夹定位，增加薄板件装夹时的刚性，提供法兰高效率，高质量车削的条件。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种机床多点辅助支撑装夹装置，桩头基体底部设有“T”型滑块，桩头基体的两侧设有辅助支撑臂，在桩头基体和辅助支撑臂上设有多个支撑装置。

所述的支撑装置为螺栓支撑，在螺栓上设有锁紧螺母。

所述的螺栓支撑与工件的工艺螺孔螺纹连接，工件与桩头基体或辅助支撑臂之间设有垫块。

所述的支撑装置为液压辅助支撑。

液压辅助支撑的液压杆上设有压力传感器。

所述的液压辅助支撑的结构为：缸体内设有液压杆，缸体内壁设有缸体螺旋槽，液压杆上设有与缸体螺旋槽滑动配合并形成密封的挡片，缸体上设有与缸体螺旋槽两端分别相通的输液口。

在液压杆上，位于挡片下方设有杆体螺旋槽。

桩头基体通过连接螺栓与“T”型滑块固定连接，辅助支撑臂通过连接螺栓与桩头基体固定连接。

“T”型滑块安装在卡盘上卡爪之间的滑槽内。

所述的多个支撑装置分别位于不同直径的节圆。

本发明提供的一种机床多点辅助支撑装夹装置，能够解决法兰类零件车削装夹费时，夹持力小时装夹不稳定而引起的工件甩出安全事故；夹持力大时引起工件受切削应力影响产生震动、变形问题。实现了多点，多功能、快速，稳定装夹的效果。采用本装置装夹工件，减少了工人判断卡爪夹紧力大小的技能经验要求，同时由于多分支撑点，且位于不同直径的圆周，多点支撑吸收了由于夹紧力和切削力产生的有害挠度变形，增加了系统刚性，增加了安全系数。车削时可采用更高的线速度、较大的吃刀量，提高了生产效率。

特别是对于超薄的、精度较高的法兰零件车削，本装置能有效的防止法兰平面受刀具挤压变形，避免了由此带来的震动、工件走调或甩出、扎刀现象，实现了平稳的切削过程，保证了薄法兰平面度或平行度及表面粗糙度，有效的保证了产品精度。

在优选的方案中，设置的液压辅助支撑可以实现定压力的支撑，并实现自动控制的支撑，进一步提高装夹效率和装夹精度，进一步优选的，设置的带螺旋槽的液压辅助支撑，进一步提高自动控制的精度，尤其是可以实现液压杆的自锁，不受来自车削的压力变化和液压油压力变化的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明装置的整体结构俯视示意图。

图2为本发明装置的主视结构示意图。

图3为本发明装置的右视结构示意图。

图4为本发明装置在工件反面采用螺栓拧紧进行装夹时的示意图。

图5为本发明装置桩头基体的台阶远离工件圆心进行装夹时的示意图。

图6为本发明装置桩头基体的台阶靠近工件圆心进行装夹时的示意图。

图7为本发明装置采用液压辅助支撑进行装夹时的示意图。

图8为本发明装置中液压辅助支撑的结构示意图。

图中：辅助支撑装置1，桩头基体11，第一螺栓支撑12，第二螺栓支撑12'，锁紧螺母13，辅助支撑臂14，连接螺栓15，“T”型滑块16，液压辅助支撑17，液压杆171，缸体172，缸体螺旋槽173，压力传感器174，挡片175，杆体螺旋槽176，输液口177，工艺螺孔18，垫块19，卡爪2，滑槽3，卡盘4，工件5，第一辅助支撑节圆A，第二辅助支撑节圆B，桩头辅助支撑节圆C，桩头基准支撑节圆D。

具体实施方式

实施例1：

如图1~4中，一种机床多点辅助支撑装夹装置，桩头基体11底部设有“T”型滑块16，桩头基体11的两侧设有辅助支撑臂14，在桩头基体11和辅助支撑臂14上设有多个支撑装置。“T”型滑块16安装在卡盘4上卡爪2之间的滑槽3内，与各个卡爪2在圆周上相距45度。形成对于工件5在卡爪2装夹之外的辅助支撑。

如图1中所示，桩头基体11自身设有多个阶台，最高的阶台作为桩头基体11的支撑基准面，如图1 、3和6所示，另外两个阶台一个设有第一螺栓支撑12或者液压辅助支撑17，此处的第一螺栓支撑12设有六角形端头，以便用扳手拧动调节，另外一个阶台则用于通过连接螺栓15固定连接“T”型滑块16。第一螺栓支撑12上设有锁紧螺母13，用于锁紧螺栓。

如图2中所示，辅助支撑臂14上设有多个第二螺栓支撑12'，除采用和第一螺栓支撑12相同的结构之外，还可以采用螺栓穿过辅助支撑臂14的结构，锁紧螺母13位于辅助支撑臂14的下方。由此结构，便于调节支撑高度。优选的采用内六角的螺栓头，调节更为方便。

优选的如图2中，辅助支撑臂14通过连接螺栓15与桩头基体11固定连接。以便于加工。

本例中，优选的如图1所示，所述的多个支撑装置分别位于不同直径的节圆。此处所述支撑还包括桩头基体11上端面的基准面的支撑，如图1中，分别对应为辅助支撑臂14端头的第二螺栓支撑12'形成的第一辅助支撑节圆A；辅助支撑臂14中部的第二螺栓支撑12'形成的第二辅助支撑节圆B；桩头基体11上的第一螺栓支撑12形成的桩头辅助支撑节圆C；桩头基体11上端基准面形成的桩头基准支撑节圆D。由此结构，本装置中增加的辅助支撑点与支撑基面分布在不同圆周，将卡爪夹紧力形成的工件径向力矩分割为多段，减少了夹紧力引起的挠度变形。也减少了工件圆周方向的挠度变形。使卡爪夹紧力完全作用于工件夹紧，避免产生有害挠度的力矩。使用合理的夹紧力就能有效的支撑工件，保证装夹刚性。在车削时，多点支撑的刚性能承受车刀挤压力而产生的力矩挠度变形，车削时能保持较大的吃刀量，切削线速度及进给量。

采用本发明的装置，有多种的装夹方式，如图5中，利用桩头基体11上的阶台，

装夹在工件的下端和外缘，实现类似卡爪2的装夹方式，该方式适用于带有阶台的法兰件。如图1、6中的装夹方式，各个支撑装置均位于工件5的底部，则适用于平面薄壁法兰件。而如图4、7中，则适用不能夹持，需要车削整平面的法兰零件，可以通过螺栓支撑与工件5的工艺螺孔18螺纹连接，工件5与桩头基体11或辅助支撑臂14之间设有垫块19。采用工艺螺孔轴向拉紧的方法，将调整螺栓拧紧于支撑装置上，能够不采用卡爪夹持而直接车削。

实施例2：

实施例1中的结构虽然能实现良好的装夹和支撑，但是，装夹时需要拧动较多的螺栓，以及锁紧螺母13，耗时较长，对于大批量的生产，效率较低。

进一步优选的方案中，如图7、8所示，将实施例1中的第一螺栓支撑12和第二螺栓支撑12'部分或全部的替换为液压辅助支撑17，由此结构，便于实现自动控制的支撑，从而大幅提高装夹效率。

进一步优选的方案中，液压辅助支撑17的液压杆上设有压力传感器174。通过压力传感器174，可以确保每个液压辅助支撑17的顶升力均相同，避免因为液压辅助支撑17的顶升力不同而使工件产生变形。而且相比实施例1中的手工调节，精度更高。进而实现自动化控制。

本例中的液压辅助支撑17采用直线式液压缸，或者如下所述的结构。

优选的方案，如图7、8中，所述的液压辅助支撑17的结构为：缸体172内设有液压杆171，缸体172内壁设有缸体螺旋槽173，液压杆171上设有与缸体螺旋槽173滑动配合并形成密封的挡片175，缸体172上设有与缸体螺旋槽173两端分别相通的输液口177。由此结构，液压杆171在液压油对于挡片175的推力作用下，驱动液压杆171螺旋上升或下降，由于一个螺距的顶升距离被分配到整个圆周上，因此进一步提高了调整精度，而且该结构也实现了自锁，避免因为加工过程中的液压油压力波动而影响支撑时的精度。

进一步优选的方案如图8中，在液压杆171上，位于挡片175下方设有杆体螺旋槽176。由此结构，有效增大了挡片175的面积，有助于在顶升时，产生较大的推力。

本发明的包括实施例1和2中装置使用的方法，包括以下步骤：

一、根据工件直径大小调整桩头基体11卡在卡盘T型滑槽3的位置及方向；

二、松开所有锁紧螺母13，调低螺栓高度，或者降低液压辅助支撑17中液压杆171的高度；

三、将工件放置于桩头基体基准支撑面上，使用卡爪初步校圆，预压紧；

四、校调工件平面，相对应拧动调整螺栓支撑住工件即可，锁紧锁紧螺母，或者液压辅助支撑17的液压杆171上升，直到压力传感器174发送的压力信号达到要求。

本步骤中，如果工件为毛坯状态，直接调整支撑螺栓即可；如工件需借正处理，需相应调整作反变形处理；如处于精车状态，首次将各点调整为一平面后保持不变即可直接使用。

五、最后拧紧卡爪，检查各支撑点与工件之间无间隙后即可进行加工程序。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机床多点辅助支撑装夹装置，其特征是：桩头基体（11）底部设有“T”型滑块（16），“T”型滑块（16）安装在卡盘（4）上卡爪（2）之间的滑槽（3）内，桩头基体（11）的两侧设有辅助支撑臂（14），在桩头基体（11）和辅助支撑臂（14）上设有多个支撑装置；

所述的支撑装置为液压辅助支撑（17）；

液压辅助支撑（17）的液压杆上设有压力传感器（174）；

所述的液压辅助支撑（17）的结构为：缸体（172）内设有液压杆（171），缸体（172）内壁设有缸体螺旋槽（173），液压杆（171）上设有与缸体螺旋槽（173）滑动配合并形成密封的挡片（175），缸体（172）上设有与缸体螺旋槽（173）两端分别相通的输液口（177）。

2.根据权利要求1所述的一种机床多点辅助支撑装夹装置，其特征是：在液压杆（171）上，位于挡片（175）下方设有杆体螺旋槽（176）。

3.根据权利要求1所述的一种机床多点辅助支撑装夹装置，其特征是：桩头基体（11）通过连接螺栓与“T”型滑块（16）固定连接，辅助支撑臂（14）通过连接螺栓（15）与桩头基体（11）固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种机床多点辅助支撑装夹装置，其特征是：所述的多个支撑装置分别位于不同直径的节圆。