CN106965087A - 摩擦楔块式外磨自动夹具及其使用方法 - Google Patents

摩擦楔块式外磨自动夹具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种摩擦楔块式外磨自动夹具及其使用方法。它包括连接法兰、左端盖、头架顶尖、定位法兰、中间套筒、六角螺母、花键内套筒、支撑环、楔环、拨环、楔块、支撑环定位套筒、滚针轴承、右端盖。本发明的连接法兰通过螺钉安装在头架的齿轮上，连接法兰、支撑环固定、拨环依次通过螺钉固定，拨环通过3个均布的拨销与3个楔块连接，3个楔块分别嵌入在楔环的3个斜面槽内，定位法兰固定在头架的机体上，并与中间套筒固连，花键内套筒与楔环连接，中间套筒和花键内套筒之间安装有预紧过的内、外锥弹簧。本发明采用楔块自动夹紧方式代替现有常见的手动卡盘和液压驱动卡盘，简化结构的同时实现自动夹紧功能，并保证磨削精度。

Description

摩擦楔块式外磨自动夹具及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种楔块式外圆磨床夹具，特别是针对一种高精度的可自动夹紧和松开工件的快换外圆磨削自动夹具。
背景技术
磨削加工作为一种高精度加工技术，对零件的加工质量和装配精度有着非常重要的影响。实际加工时，外圆磨所消耗的劳动量和可能达到的精度与装夹方式及夹具的定心精度有很大关系。目前外圆磨床头架结构中，工件的夹紧定位及回转运动主要有：一、采用头架和尾架顶尖顶紧工件，再分别手动调整卡盘上的3个卡爪夹紧工件并带动工件回转；二、采用头架和尾架间的顶尖顶紧工件，头架上安装有偏心夹头和拨杆，磨削时夹头夹紧工件，拨杆拨动夹头和工件一起旋转。三、采用液压夹头夹紧工件和尾架顶尖顶紧工件，再由电机带动夹头及工件转动。第一种在装夹时，需要分别手动调整卡盘卡爪夹紧工件，自动化程度不高，且卡爪夹紧力不一致时易夹偏工件，导致工件回转轴线与头架主轴中心线不重合势必造成磨削时工件的偏心转动，从而影响加工精度。第二种方法采用的机电液压动力的方式，机床夹具自动化程度提高的同时，其成本也相应提高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种摩擦楔块式外磨自动夹具及其使用方法。
摩擦楔块式外磨自动夹具包括连接法兰、螺钉M6X25、左端盖、螺钉M5X25、头架顶尖、隔垫、轴承定位套筒、机床头架带轮、定位法兰、中间套筒、外锥弹簧、内锥弹簧、弹簧定位片、成套滚针轴承、六角螺母、轴承定位环、止动环、花键内套筒、支撑环、定位套筒、楔环、拨环、复位弹簧、弹簧套、拨销、拨销螺母、楔块、隔垫、支撑环定位套筒、滚针轴承、螺钉M6X50、螺钉M6X30、套筒止动环、右端盖、顶尖止动环、滚针轴承和隔垫；
连接法兰和定位法兰分别通过螺钉M6X25和螺钉M5X25与机床头架带轮的齿轮转子和定子紧固连接，中间套筒用螺钉与定位法兰连接，左端盖通过螺钉与中间套筒连接，止动环卡在头架顶尖轴肩，轴承定位环安装在花键内套筒内孔右侧通过止动环固定，成套滚针轴承安装在花键内套筒内，内环通过隔垫与头架顶尖固定连接，外环通过轴承定位套筒与花键内套筒固定，花键内套筒螺纹孔与左端盖螺纹孔对齐，内锥弹簧套在花键内套筒外圈上，外锥弹簧安装在中间套筒和花键内套筒之间，弹簧定位片套在花键内套筒上并抵住内锥弹簧右侧，六角螺母通过螺纹紧固在花键内套筒上其左侧抵住弹簧定位片，隔垫固定在中间套筒和花键内套筒之间，右端盖通过螺钉与中间套筒固定；
滚针轴承套在支撑环定位套筒上，支撑环定位套筒内嵌在支撑环安装孔内，支撑环定位套筒内孔过盈联接楔环，套筒止动环卡入楔环卡槽，定位套筒套在楔环上，其左侧抵住花间内套筒，滚针轴承安装在头架顶尖和楔环之间，楔环通过外花键与内花键套筒固定连接，隔垫套在头架顶尖上，顶尖止动环嵌套在头架顶尖右侧轴肩上抵住滚针轴承，支撑环用螺钉M6X30与连接法兰固定；
复位弹簧一端压入弹簧套，另一端压入楔块的弹簧孔内，拨环的拨销孔与楔块的拨销孔对齐，通过拨销和拨销螺母使楔块连接在拔环上，3个楔块分别嵌入楔环的3个槽内，拨环通过螺钉M6X50与支撑环固定。
所述的左端盖和花键内套筒上设置有辅助螺纹孔，在装配时通过辅助螺钉穿入螺纹孔将两者连接，之后将两者固定在工装上，再后续拧紧六角螺母。
所述的拔销与楔块之间设置有一定的间隙，楔块非夹紧端设置有斜面并与对应的楔环槽斜面形成可微小滑动的移动副，3个楔块在拨环和楔环上呈圆周均布。
摩擦楔块式外磨自动夹具的使用方法包括以下步骤：
3)磨削加工外圆工件时，首先头、尾架顶尖由液压油提供驱动力将工件顶紧，砂轮靠近工件，砂轮电机和机床头架电机启动；
4)电机带动机床头架带轮转动，带轮带动连接法兰、支撑环和拨环转动，拨环转动时，拨环上的个楔块沿楔环斜面微小移动，内锥弹簧和外锥弹簧胀紧在中间套筒和花键内套筒之间对楔块产生阻力，砂轮磨削工件对工件和楔块产生磨削阻力，楔块继续沿楔环的斜面移动直至楔块楔紧在楔环斜面和工件之间，楔块带动楔环和工件一起转动实现自动夹紧工件的目的；
3)加工完毕时，砂轮退出工件，砂轮电机停止转动，机床头架电机带动机床头架带轮、连接法兰、支撑环和拨环反向转动，电机反转瞬间内锥弹簧和外锥弹簧产生的阻力使楔环不动，楔块沿着楔环斜面槽反向移动，工件即被松开，楔块在复位弹簧作用下恢复原状。
使用本发明加工外圆工件时，采用顶尖顶紧和夹头夹紧的方式来夹持工件，头架顶尖穿入夹具内部，头、尾架顶尖由液压油提供驱动力将工件顶紧，保证工件的同轴度，电机带动头架齿轮转动，齿轮带动连接法兰、支撑环和拨环转动，进而带动拨环上的3个楔块沿楔环斜面移动，通过楔块的微小移动实现工件的自动夹紧，不仅节省夹紧时间，提高操作效率，还提高了装夹精度。本发明采用楔块自动夹紧方式代替现有常见的手动卡盘和液压驱动卡盘，简化结构的同时实现自动夹紧功能，并保证磨削精度。拨环、系列化的楔块、复位弹簧、弹簧套、拨销、拨销螺钉装配采用成套的形式，可以很好的适应工件外圆直径在一定范围内变动的实际生产情况。
附图说明
图1为本发明摩擦楔块式外磨自动夹具的整体剖视示意图；
图2为本发明摩擦楔块式外磨自动夹具拨环和楔环的局部剖视示意图；
图3为为本发明摩擦楔块式外磨自动夹具楔块和楔环的结构和相对位置的示意图；
图中，连接法兰1、螺钉M6X252、左端盖3、螺钉M5X254、头架顶尖5、隔垫6、轴承定位套筒7、机床头架带轮8、定位法兰9、中间套筒10、外锥弹簧11、内锥弹簧12、弹簧定位片13、成套滚针轴承14、六角螺母15、轴承定位环16、止动环17、花键内套筒18、支撑环19、定位套筒20、楔环21、拨环22、复位弹簧23、弹簧套24、拨销25、拨销螺母26、楔块27、隔垫28、支撑环定位套筒29、滚针轴承30、螺钉M6X5031、螺钉M6X3032、套筒止动环33、右端盖34、顶尖止动环35、滚针轴承36、隔垫37。
具体实施方式
如图1、2所示，摩擦楔块式外磨自动夹具包括连接法兰1、螺钉M6X252、左端盖3、螺钉M5X254、头架顶尖5、隔垫6、轴承定位套筒7、机床头架带轮8、定位法兰9、中间套筒10、外锥弹簧11、内锥弹簧12、弹簧定位片13、成套滚针轴承14、六角螺母15、轴承定位环16、止动环17、花键内套筒18、支撑环19、定位套筒20、楔环21、拨环22、复位弹簧23、弹簧套24、拨销25、拨销螺母26、楔块27、隔垫28、支撑环定位套筒29、滚针轴承30、螺钉M6X5031、螺钉M6X3032、套筒止动环33、右端盖34、顶尖止动环35、滚针轴承36和隔垫37；
连接法兰1和定位法兰9分别通过螺钉M6X252和螺钉M5X254与机床头架带轮8的齿轮转子和定子紧固连接，中间套筒10用螺钉与定位法兰9连接，左端盖3通过螺钉与中间套筒10连接，止动环17卡在头架顶尖5轴肩，轴承定位环16安装在花键内套筒18内孔右侧通过止动环17固定，成套滚针轴承14安装在花键内套筒18内，内环通过隔垫6与头架顶尖5固定连接，外环通过轴承定位套筒7与花键内套筒18固定，花键内套筒18螺纹孔与左端盖3螺纹孔对齐，内锥弹簧12套在花键内套筒18外圈上，外锥弹簧11安装在中间套筒10和花键内套筒18之间，弹簧定位片13套在花键内套筒18上并抵住内锥弹簧12右侧，六角螺母15通过螺纹紧固在花键内套筒18上其左侧抵住弹簧定位片13，隔垫37固定在中间套筒10和花键内套筒18之间，右端盖34通过螺钉与中间套筒10固定；
滚针轴承30套在支撑环定位套筒29上，支撑环定位套筒29内嵌在支撑环19安装孔内，支撑环定位套筒29内孔过盈联接楔环21，套筒止动环33卡入楔环21卡槽，定位套筒20套在楔环21上，其左侧抵住花间内套筒18，滚针轴承36安装在头架顶尖5和楔环21之间，楔环21通过外花键与内花键套筒18固定连接，隔垫28套在头架顶尖5上，顶尖止动环35嵌套在头架顶尖5右侧轴肩上抵住滚针轴承36，支撑环19用螺钉M6X3032与连接法兰1固定；
复位弹簧23一端压入弹簧套24，另一端压入楔块27的弹簧孔内，拨环22的拨销孔与楔块27的拨销孔对齐，通过拨销25和拨销螺母26使楔块27连接在拔环22上，3个楔块27分别嵌入楔环21的3个槽内，拨环22通过螺钉M6X5031与支撑环19固定。
如图1所示，本发明的左端盖3和花键内套筒18上设置有辅助螺纹孔，在装配时通过辅助螺钉穿入螺纹孔将两者连接，之后将两者固定在工装上，再后续拧紧六角螺母15。
如图2、3所示，本发明的拔销25与楔块27之间设置有一定的间隙，楔块27非夹紧端设置有斜面并与对应的楔环21槽斜面形成可微小滑动的移动副，3个楔块27在拨环22和楔环21上呈圆周均布。
摩擦楔块式外磨自动夹具的使用方法包括以下步骤：
1)磨削加工外圆工件时，首先头、尾架顶尖5由液压油提供驱动力将工件顶紧，砂轮靠近工件，砂轮电机和机床头架电机启动；
2)电机带动机床头架带轮8转动，带轮带动连接法兰1、支撑环19和拨环22转动，拨环22转动时，拨环上的3个楔块27沿楔环21斜面微小移动，内锥弹簧12和外锥弹簧11胀紧在中间套筒10和花键内套筒18之间对楔块产生阻力，砂轮磨削工件对工件和楔块产生磨削阻力，楔块27继续沿楔环21的斜面移动直至楔块楔紧在楔环斜面和工件之间，楔块带动楔环21和工件一起转动实现自动夹紧工件的目的；
3)加工完毕时，砂轮退出工件，砂轮电机停止转动，机床头架电机带动机床头架带轮8、连接法兰1、支撑环19和拨环22反向转动，电机反转瞬间内锥弹簧12和外锥弹簧11产生的阻力使楔环21不动，楔块27沿着楔环21斜面槽反向移动，工件即被松开，楔块27在复位弹簧23作用下恢复原状。

Claims (4)

1.一种摩擦楔块式外磨自动夹具，其特征在于包括连接法兰(1)、螺钉M6X25(2)、左端盖(3)、螺钉M5X25(4)、头架顶尖(5)、隔垫(6)、轴承定位套筒(7)、机床头架带轮(8)、定位法兰(9)、中间套筒(10)、外锥弹簧(11)、内锥弹簧(12)、弹簧定位片(13)、成套滚针轴承(14)、六角螺母(15)、轴承定位环(16)、止动环(17)、花键内套筒(18)、支撑环(19)、定位套筒(20)、楔环(21)、拨环(22)、复位弹簧(23)、弹簧套(24)、拨销(25)、拨销螺母(26)、楔块(27)、隔垫(28)、支撑环定位套筒(29)、滚针轴承(30)、螺钉M6X50(31)、螺钉M6X30(32)、套筒止动环(33)、右端盖(34)、顶尖止动环(35)、滚针轴承(36)和隔垫(37)；
连接法兰(1)和定位法兰(9)分别通过螺钉M6X25(2)和螺钉M5X25(4)与机床头架带轮(8)的齿轮转子和定子紧固连接，中间套筒(10)用螺钉与定位法兰(9)连接，左端盖(3)通过螺钉与中间套筒(10)连接，止动环(17)卡在头架顶尖(5)轴肩，轴承定位环(16)安装在花键内套筒(18)内孔右侧通过止动环(17)固定，成套滚针轴承(14)安装在花键内套筒(18)内，内环通过隔垫(6)与头架顶尖(5)固定连接，外环通过轴承定位套筒(7)与花键内套筒(18)固定，花键内套筒(18)螺纹孔与左端盖(3)螺纹孔对齐，内锥弹簧(12)套在花键内套筒(18)外圈上，外锥弹簧(11)安装在中间套筒(10)和花键内套筒(18)之间，弹簧定位片(13)套在花键内套筒(18)上并抵住内锥弹簧(12)右侧，六角螺母(15)通过螺纹紧固在花键内套筒(18)上其左侧抵住弹簧定位片(13)，隔垫(37)固定在中间套筒(10)和花键内套筒(18)之间，右端盖(34)通过螺钉与中间套筒(10)固定；
滚针轴承(30)套在支撑环定位套筒(29)上，支撑环定位套筒(29)内嵌在支撑环(19)安装孔内，支撑环定位套筒(29)内孔过盈联接楔环(21)，套筒止动环(33)卡入楔环(21)卡槽，定位套筒(20)套在楔环(21)上，其左侧抵住花间内套筒(18)，滚针轴承(36)安装在头架顶尖(5)和楔环(21)之间，楔环(21)通过外花键与内花键套筒(18)固定连接，隔垫(28)套在头架顶尖(5)上，顶尖止动环(35)嵌套在头架顶尖(5)右侧轴肩上抵住滚针轴承(36)，支撑环(19)用螺钉M6X30(32)与连接法兰(1)固定；
复位弹簧(23)一端压入弹簧套(24)，另一端压入楔块(27)的弹簧孔内，拨环(22)的拨销孔与楔块(27)的拨销孔对齐，通过拨销(25)和拨销螺母(26)使楔块(27)连接在拔环(22)上，3个楔块(27)分别嵌入楔环(21)的3个槽内，拨环(22)通过螺钉M6X50(31)与支撑环(19)固定。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦楔块式外磨自动夹具，其特征在于所述的左端盖(3)和花键内套筒(18)上设置有辅助螺纹孔，在装配时通过辅助螺钉穿入螺纹孔将两者连接，之后将两者固定在工装上，再后续拧紧六角螺母(15)。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦楔块式外磨自动夹具，其特征在于所述的拔销(25)与楔块(27)之间设置有一定的间隙，楔块(27)非夹紧端设置有斜面并与对应的楔环(21)槽斜面形成可微小滑动的移动副，3个楔块(27)在拨环(22)和楔环(21)上呈圆周均布。
4.一种如权利要求1所述的摩擦楔块式外磨自动夹具的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1)磨削加工外圆工件时，首先头、尾架顶尖(5)由液压油提供驱动力将工件顶紧，砂轮靠近工件，砂轮电机和机床头架电机启动；
2)电机带动机床头架带轮(8)转动，带轮带动连接法兰(1)、支撑环(19)和拨环(22)转动，拨环(22)转动时，拨环上的3个楔块(27)沿楔环(21)斜面微小移动，内锥弹簧(12)和外锥弹簧(11)胀紧在中间套筒(10)和花键内套筒(18)之间对楔块产生阻力，砂轮磨削工件对工件和楔块产生磨削阻力，楔块(27)继续沿楔环(21)的斜面移动直至楔块楔紧在楔环斜面和工件之间，楔块带动楔环(21)和工件一起转动实现自动夹紧工件的目的；
3)加工完毕时，砂轮退出工件，砂轮电机停止转动，机床头架电机带动机床头架带轮(8)、连接法兰(1)、支撑环(19)和拨环(22)反向转动，电机反转瞬间内锥弹簧(12)和外锥弹簧(11)产生的阻力使楔环(21)不动，楔块(27)沿着楔环(21)斜面槽反向移动，工件即被松开，楔块(27)在复位弹簧(23)作用下恢复原状。
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