CN105921774B - 鼓基外圆自动精密车削的夹具及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鼓基外圆自动精密车削的夹具，包括同轴分布的第一减震棒和第二减震棒；所述第一减震棒和所述第二减震棒为空心棒体，分别通过间隙配合各连接有一根穿过棒体中心的减震棒芯轴，所述第一减震棒和第二减震棒可在相应的减震棒芯轴上转动。本发明能够使鼓基在外圆自动车削中实现高精度、高效率和低成本的优势。

Description

鼓基外圆自动精密车削的夹具及实现方法

【技术领域】

本发明涉及机械加工的技术领域，特别是全自动鼓基外圆精密车削的技术领域。

【背景技术】

打印机和复印机内，具有一类关键部件，称其为感光鼓。根据不同工作原理，感光鼓分为硒鼓、OPC鼓等，均有铝合金鼓基根据不同方式制作而成。铝合金鼓基是一种薄壁细长铝合金管，其壁厚为0.75-1mm。

论文《我国感光鼓铝鼓基的现状与发展》(作者：广州有色金属研究院、张忠诚和黄静)中提出，铝鼓基质量的好坏，显著影响感光鼓的最终复印效果、生产成本和成品率。鼓基尺寸精度中的关键指标有：外圆圆度、外圆直线度、外圆圆柱度。若某项指标未达到设定标准，鼓基在加工过程中会出现“车不圆”的现象，使鼓基外圆表面因局部未形成镜面而造成整体报废，所以鼓基的外圆车削加工中对精度的控制极为重要。

中国专利(申请号：201220264268.2)提出一种用于铝基－光导鼓车削加工的数控车床结构，包括床身，床身两端部分别安装有主轴箱和尾架，尾架上轴向安装有定位顶尖，床身上安装有拖板，拖板上安装有刀架，还包括固定顶尖与定心圆盘，定心圆盘通过螺栓紧固于主轴箱内的主轴端部，固定顶尖与定心圆盘通过莫氏锥度同轴紧配，定位顶尖通过气动装置同轴安装于尾架，主轴、定心圆盘、固定顶尖以及定位顶尖同轴安装。该技术方案能够在一定程度上解决现有数控车床采用三爪卡盘定位装夹工件时定位精度差、装夹速度慢、产品质量低的问题，但是对于鼓基这种壁厚为0.75-1mm、长径比为10-13的特殊工件，上述装夹方式下进行鼓基外圆车削时，仍然会出现圆跳动的现象，难以保证外圆加工质量。

北京机床研究所的研究人员在论文《鼓基外圆车床的研制》中提出一种控制鼓基在外圆车削加工中减弱跳动的技术方案，具体是在鼓基的内控中插入一根减震棒，并且采用卡爪对鼓基的内孔两端面进行加持固定，这对鼓基在随主轴高速转动时降低振动具有一定的效果。但是由于减震棒的整体结构特性，使得其与鼓基的装卸需要人工操作，如果应用在全自动生产线上，需要额外安装设计专门对减震棒进行装卸的装置，此类装卸装置结构较为复杂，同时也需要大量的整体式减震棒进行周转使用，大大增加了全自动生产线的制造成本，也增加了加工操作时间，加工效率低。

所以，现在需要一种能够高效率、高精度和低成本地进行鼓基外圆自动精密车削的夹具及实现方法。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有鼓基外圆车削夹具在加工过程中无法保证精度、装卸效率低和自动化成本高的问题，提出一种鼓基外圆自动精密车削的夹具及实现方法，能够使鼓基在外圆自动车削中实现高精度、高效率和低成本的优势。

为实现上述目的，本发明提出了一种鼓基外圆自动精密车削的夹具，包括同轴向分布的第一减震棒和第二减震棒；所述第一减震棒和所述第二减震棒为空心棒体，分别通过间隙配合各连接有一根穿过棒体中心的减震棒芯轴，所述第一减震棒和第二减震棒可在相应的减震棒芯轴上转动；所述第一减震棒和第二减震棒的一端分别设置有从棒体端部穿过的第一螺钉，所述第一螺钉与插接在第一减震棒和第二减震棒内的减震棒芯轴端部螺纹连接；每颗所述第一螺钉的螺帽与所述第一减震棒和第二减震棒的端部之间还设置有带齿锁紧垫圈和特殊平垫；还包括分别与每根减震棒芯轴外侧一端螺纹连接的活塞杆，所述活塞杆另一端设置有活塞，活塞杆上套装有膨胀卡爪和活塞杆导向套，所述活塞杆导向套顶在所述活塞杆另一端的活塞上，所述膨胀卡爪通过第二螺钉固定在所述活塞杆导向套上；所述减震棒芯轴与所述膨胀卡爪的交界处设置有套在减震棒芯轴上的半球连接件，所述半球连接件的球面朝向所述膨胀卡爪；所述膨胀卡爪上与半球连接件相接的一端设置有楔形内孔。

作为优选，与第一减震棒相对应的活塞杆导向套通过第三螺钉固定在机床的气动悬浮轴上，将活塞约束在气动悬浮轴上所设置的活塞缸内；与第二减震棒相对应的活塞杆导向套通过第三螺钉固定在机床的机头主轴上。

作为优选，所述活塞上套有一个或多个O型密封圈。

一种鼓基外圆自动精密车削的实现方法，其特征在于：

包括以下步骤：

a、由外部升降装置将待加工的鼓基推举至与第一减震棒和第二减震棒同轴分布并位于第一减震棒和第二减震棒之间的位置处；

b、气动悬浮轴推动第一减震棒插接到所述鼓基一端的内孔中并带动鼓基继续朝向所述第二减震棒移动；

c、鼓基另一端套接在所述第二减震棒上；

d、气动悬浮轴继续向所述第二减震棒方向移动，使活塞杆导向套带动膨胀卡爪继续与气动悬浮轴同步、同向运动，此时第一减震棒与第二减震棒相互作用并夹紧鼓基，活塞杆与减震棒芯轴停止移动；

e、第一减震棒对应的膨胀卡爪的端部深入鼓基内孔后，在气动悬浮轴的作用下继续向第二减震棒方向移动，此时两个膨胀卡爪的楔形内孔同时受到相应半球连接件的球面挤压而径向膨胀，从而紧定鼓基的两端；

f、机头主轴转动，带动鼓基与第一减震棒和第二减震棒同步转动，通过机床刀具进行鼓基外圆切削；

g、切削结束后，气动悬浮轴复位退出，带动第一减震棒从鼓基中退出；

h、外部机械手通过接触鼓基内孔，将鼓基从第二减震棒上取走，完成单个鼓基加工，并重复上述步骤，实现鼓基外圆自动车削。

本发明的有益效果：本发明通过设置分别与机头主轴和气动悬浮轴对应的两根减震棒，并通过从鼓基两端插接减震棒的方式对鼓基进行约束，容易实现鼓基的自动装夹上料；通过半球连接件与膨胀卡爪的楔形内孔配合，巧妙利用气动悬浮轴的轴向移动，实现对鼓基的自动夹紧；通过本发明所提供的夹具技术方案和实现方法，能够使鼓基在外圆自动车削中实现高精度、高效率和低成本的优势。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明中第一减震棒的装配分解图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是本发明中第一减震棒的装配图；

图4是本发明中对鼓基进行装夹的结构示意图。

图中：1-第一螺钉、2-带齿锁紧垫圈、3-特殊平垫、4-第一减震棒、5-减震棒芯轴、6-半球连接件、7-第二螺钉、8-膨胀卡爪、9-第三螺钉、10-活塞杆导向套、11-活塞杆、12-O型密封圈、13-气动悬浮轴、14-机头主轴、15-第二减震棒、16-鼓基、17-活塞、18-楔形内孔。

【具体实施方式】

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“轴向”、“径向”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参阅图1、图2、图3和图4，本发明一种鼓基外圆自动精密车削的夹具，包括同轴向分布的第一减震棒4和第二减震棒15；所述第一减震棒4和所述第二减震棒15为空心棒体，分别通过间隙配合各连接有一根穿过棒体中心的减震棒芯轴5，所述第一减震棒4和第二减震棒15可在相应的减震棒芯轴5上转动；所述第一减震棒4和第二减震棒15的一端分别设置有从棒体端部穿过的第一螺钉1，第一螺钉1可以是内六角圆柱头螺钉GB/M6*20，所述第一螺钉1与插接在第一减震棒4和第二减震棒15内的减震棒芯轴5端部螺纹连接；每颗所述第一螺钉1的螺帽与所述第一减震棒4和第二减震棒15的端部之间还设置有带齿锁紧垫圈2和特殊平垫3；鼓基外圆自动精密车削的夹具，还包括分别与每根减震棒芯轴5外侧一端螺纹连接的活塞杆11，所述活塞杆11另一端设置有活塞17，活塞杆11上套装有膨胀卡爪8和活塞杆导向套10，所述活塞杆导向套10顶在所述活塞杆11另一端的活塞17上，所述膨胀卡爪8通过第二螺钉7固定在所述活塞杆导向套10上；所述减震棒芯轴5与所述膨胀卡爪8的交界处设置有套在减震棒芯轴5上的半球连接件6，所述半球连接件6的球面朝向所述膨胀卡爪8；所述膨胀卡爪8上与半球连接件6相接的一端设置有楔形内孔18。

与第一减震棒4相对应的活塞杆导向套10通过第三螺钉9固定在机床的气动悬浮轴13上，将活塞17约束在气动悬浮轴13上所设置的活塞缸内；与第二减震棒15相对应的活塞杆导向套10通过第三螺钉9固定在机床的机头主轴14上。

所述活塞17上套有一个或多个O型密封圈12。

一种鼓基外圆自动精密车削的实现方法，其特征在于：

包括以下步骤：

a、由外部升降装置将待加工的鼓基16推举至与第一减震棒4和第二减震棒15同轴分布并位于第一减震棒4和第二减震棒15之间的位置处；

b、气动悬浮轴13推动第一减震棒4插接到所述鼓基16一端的内孔中并带动鼓基16继续朝向所述第二减震棒15移动；

c、鼓基16另一端套接在所述第二减震棒15上；

d、气动悬浮轴13继续向所述第二减震棒15方向移动，使活塞杆导向套10带动膨胀卡爪8继续与气动悬浮轴13同步、同向运动，此时第一减震棒4与第二减震棒15相互作用并夹紧鼓基16，活塞杆11与减震棒芯轴5停止移动；

e、第一减震棒4对应的膨胀卡爪8的端部深入鼓基16内孔后，在气动悬浮轴13的作用下继续向第二减震棒15方向移动，此时两个膨胀卡爪8的楔形内孔18同时受到相应半球连接件6的球面挤压而径向膨胀，从而紧定鼓基16的两端；

f、机头主轴14转动，带动鼓基16与第一减震棒4和第二减震棒15同步转动，通过机床刀具进行鼓基16外圆切削；

g、切削结束后，气动悬浮轴13复位退出，带动第一减震棒4从鼓基16中退出；

h、外部机械手通过接触鼓基16内孔，将鼓基16从第二减震棒15上取走，完成单个鼓基16加工，并重复上述步骤，实现鼓基16外圆自动车削。

本发明通过设置分别与机头主轴和气动悬浮轴对应的两根减震棒，并通过从鼓基两端插接减震棒的方式对鼓基进行约束，容易实现鼓基的自动装夹上料；通过半球连接件与膨胀卡爪的楔形内孔配合，巧妙利用气动悬浮轴的轴向移动，实现对鼓基的自动夹紧；通过本发明所提供的夹具技术方案和实现方法，能够使鼓基在外圆自动车削中实现高精度、高效率和低成本的优势

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种鼓基外圆自动精密车削的夹具，其特征在于：包括同轴向分布的第一减震棒和第二减震棒；所述第一减震棒和所述第二减震棒为空心棒体，分别通过间隙配合各连接有一根穿过棒体中心的减震棒芯轴，所述第一减震棒和第二减震棒可在相应的减震棒芯轴上转动；所述第一减震棒和第二减震棒的一端分别设置有从棒体端部穿过的第一螺钉，所述第一螺钉与插接在第一减震棒和第二减震棒内的减震棒芯轴端部螺纹连接；每颗所述第一螺钉的螺帽与所述第一减震棒和第二减震棒的端部之间还设置有带齿锁紧垫圈和特殊平垫；还包括分别与每根减震棒芯轴外侧一端螺纹连接的活塞杆，所述活塞杆另一端设置有活塞，活塞杆上套装有膨胀卡爪和活塞杆导向套，所述活塞杆导向套顶在所述活塞杆另一端的活塞上，所述膨胀卡爪通过第二螺钉固定在所述活塞杆导向套上；所述减震棒芯轴与所述膨胀卡爪的交界处设置有套在减震棒芯轴上的半球连接件，所述半球连接件的球面朝向所述膨胀卡爪；所述膨胀卡爪上与半球连接件相接的一端设置有楔形内孔。

2.如权利要求1所述的鼓基外圆自动精密车削的夹具，其特征在于：与第一减震棒相对应的活塞杆导向套通过第三螺钉固定在机床的气动悬浮轴上，将活塞约束在气动悬浮轴上所设置的活塞缸内；与第二减震棒相对应的活塞杆导向套通过第三螺钉固定在机床的机头主轴上。

3.如权利要求2所述的鼓基外圆自动精密车削的夹具，其特征在于：所述活塞上套有一个或多个O型密封圈。

4.一种鼓基外圆自动精密车削的实现方法，其特征在于：

包括以下步骤：

a、由外部升降装置将待加工的鼓基推举至与第一减震棒和第二减震棒同轴分布并位于第一减震棒和第二减震棒之间的位置处；

b、气动悬浮轴推动第一减震棒插接到所述鼓基一端的内孔中并带动鼓基继续朝向所述第二减震棒移动；

c、鼓基另一端套接在所述第二减震棒上；

d、气动悬浮轴继续向所述第二减震棒方向移动，使活塞杆导向套带动膨胀卡爪继续与气动悬浮轴同步、同向运动，此时第一减震棒与第二减震棒相互作用并夹紧鼓基，活塞杆与减震棒芯轴停止移动；

e、第一减震棒对应的膨胀卡爪的端部深入鼓基内孔后，在气动悬浮轴的作用下继续向第二减震棒方向移动，此时两个膨胀卡爪的楔形内孔同时受到相应半球连接件的球面挤压而径向膨胀，从而紧定鼓基的两端；

f、机头主轴转动，带动鼓基与第一减震棒和第二减震棒同步转动，通过机床刀具进行鼓基外圆切削；

g、切削结束后，气动悬浮轴复位退出，带动第一减震棒从鼓基中退出；

h、外部机械手通过接触鼓基内孔，将鼓基从第二减震棒上取走，完成单个鼓基加工，并重复上述步骤，实现鼓基外圆自动车削。