CN109176096B - 一种机床工件端部夹持结构以及采用该结构的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，公开了一种机床工件端部夹持结构以及采用该结构的加工工艺，该结构包括主轴，在主轴上安装有端部夹持装置，端部夹持装置包括用于夹持工件的夹持组件以及为夹持组件提供吸附力的吸附组件，夹持组件包括固定管以及与固定管联通的夹持头，夹持头与主轴固定，吸附组件与固定管联通，且吸附组件为夹持头提供吸附力对工件吸附夹持。夹持头能够通过吸附组件对工件进行吸附，从而达到夹持工件的目的，夹持头与主轴固定，让其能进行转动，进而能够带动工件转动进行加工，在这个加工过程中，夹具不会对工件周向进行夹持，可以一次性对其进行周向进行加工，提高加工精度，另外，也不会产生夹痕，提高了生产效率和生产质量。

Description

一种机床工件端部夹持结构以及采用该结构的加工工艺

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，更具体地说，它涉及一种机床工件端部夹持结构以及采用该结构的加工工艺。

背景技术

在机加工的过程中，杆类零件一般都是需要对杆件两端进行加工。目前现有的机床一般是在机架的一侧设置有主轴，在主轴的端部安装三爪卡盘对工件进行夹紧，然后通过另一端的刀具移动到工件位置对其机芯加工，在该过程中，主轴带动工件进行旋转，让旋转的工件与刀具进行接触，从而让其进行加工，此时，刀具只能够加工工件的一端，而很多时候我们需要对工件的两端均进行加工，因此，该工件需要取下，然后反向安装后在进行加工，才能够完整的将该工件加工完毕。如图1所示，为一种工件，其包括两个台体01和中间的方形连接块02，在加工时需要分别对两个台体01以及方形连接块02进行加工。在加工时，先夹持其中一台体01，加工另外一侧，在加工完后，换夹持位置再进行加工，其工件加工需要两次进行夹持，一方面让工件的加工过程变得繁琐，同时，在工件更换夹持的时候，其难以做到轴心相同，从而两端加工完后的同轴度会有影响，进而影响产品生产的质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种机床工件端部夹持结构，其通过夹持头与吸附组件的配合，从而通过吸附的方式对工件进行夹持，其不存在夹痕，加工时表面能够一次完成，达到了提高生产效率和生产质量的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种机床工件端部夹持结构，包括用于驱动工件转动的主轴，所述主轴上安装有端部夹持装置，所述端部夹持装置包括用于夹持工件的夹持组件以及为夹持组件提供吸附力的吸附组件，所述夹持组件包括固定管以及与固定管联通的夹持头，所述夹持头与主轴固定，所述吸附组件与固定管联通，且吸附组件为夹持头提供吸附力对工件吸附夹持。

通过上述技术方案，吸附组件通过固定管让其对固定管进行吸附，而通过固定管与夹持头的之间的联通，让夹持头具有负压吸附的作用，进而让其能够进行对工件进行吸附，从而达到夹持工件的目的，而夹持头与主轴固定，让其能进行转动，进而能够带动工件转动进行加工，在这个加工过程中，夹具不会对工件周向进行夹持，可以一次性对其进行周向进行加工，提高加工精度，另外，也不会产生夹痕。

本发明进一步设置为：所述主轴采用空心主轴构成，所述固定管穿设在空心主轴内且与空心主轴转动连接，所述夹持头固定在空心主轴上，所述吸附组件与固定管联通，所述固定管与夹持头联通。

通过上述技术方案，空心主轴的设置能够让固定管安装比较方便，让其能够方便与夹持头进行联通。

本发明进一步设置为：所述主轴内设置有卡接结构，所述空心主轴上设置有卡接槽，所述空心主轴上设置有与卡接槽相匹配的锁紧机构。

通过上述技术方案，卡接结构让夹持头能够与空心主轴进行卡接固定，从而让其之间在转动时不会打滑，锁紧机构能够将夹持头进行固定。

本发明进一步设置为：所述锁紧机构包括设置在空心主轴上的锁紧环、设置在夹持头上的连接环以及连接在锁紧环和连接环之间的锁紧件。

通过上述技术方案，锁紧件将连接环以及锁紧环进行固定，从而让夹持头固定在空心主轴上。

本发明进一步设置为：所述夹持头上设置有套接轴，所述套接轴套设置在空心主轴上。

通过上述技术方案，套接轴的设置让其在空心主轴上更加稳定。

本发明进一步设置为：所述空心主轴外缘上设置有引导斜面，所述套接轴上设置有与引导斜面相匹配的贴合斜面。

通过上述技术方案，引导斜面的设置一方面能够让其安装时比较方便，同时在套接的时候，让其同轴度能够更高。

本发明进一步设置为：所述套接轴内设置有第一限制平面，所述空心主轴外缘上设置有第二限制平面，所述第一限制平面与第二限制平面贴合。

通过上述技术方案，第一限制平面和第二限制平面的设置能够让在夹持头安装时能够更加稳定。

本发明进一步设置为：所述夹持头与固定管之间设置有连接套，所述连接套一端与夹持头密封抵接，且连接套另一端与固定管转动套接，所述连接套与固定管之间设置有第一密封圈，所述连接套与夹持头之间设置有第二密封圈。

通过上述技术方案，第一密封圈和第二密封圈的设置能够让连接套与固定管以及夹持头之间的密封性比较高，同时通过连接套的设置，让摩擦力进行分段，进而让其比较稳定。

本发明进一步设置为：所述固定管端部设置有锥形头，所述夹持头上开设有锥形口，所述锥形头上套设有锥形密封套，所述锥形密封套置于锥形口内。

通过上述技术方案，锥形头和锥形口的设置能够让固定管与夹持头进行直接对接，通过锥形头代替连接套，其直接与夹持头连接，其能够让其密封性较高。

本发明的另一目的是为了提供一种加工工艺，通过端部夹持结构对工件进行夹持，让其在加工时较为方便，加工精度高。

一种圆台零件的加工工艺，包括如下工艺步骤：

S1、下料，将原料切割成圆柱坯料；

S2、粗车，将圆柱坯料端部进行车削；

S3、热处理，将车削后的圆柱坯料进行加热处理；

S4、外圆加工，将圆柱坯料夹持，对其外圆进行车削，形成毛坯件；

S5、表面处理，将毛坯件进行铣削；

其中，在S4中的圆柱坯料车削采用车床进行加工，所述车床的主轴采用空心主轴，工件夹持采用上述所述的机床工件端部夹持结构进行夹持。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)通过吸附组件与夹持头的配合，达到夹持工件的目的，在这个加工过程中，夹具不会对工件周向进行夹持，可以一次性对其进行周向进行加工，提高加工精度，另外，也不会产生夹痕；

(2)通过套接轴的设置让夹持头在安装时更加方便。

附图说明

图1为工件的结构示意图；

图2为整体系统连接结构图

图3为实施例1的结构图；

图4为实施例1中夹持头连接结构图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为实施例2的结构图；

图7为实施例2中锥形头的剖视图；

图8为实施例3的结构图。

附图标记：01、台体；02、方形连接块；1、空心主轴；11、引导斜面；12、第二限制平面；13、引导面；2、端部夹持装置；3、夹持组件；31、固定管；311、锥形头；312、本体；313、安装槽；314、锥形密封套；32、夹持头；321、套接轴；322、贴合斜面；323、第一限制平面；324、锥形口；325、滑环；33、支架；34、吸附孔；35、连接套；351、第一密封圈；352、第二密封圈；4、吸附组件；41、负压机；42、连接管道；43、过滤器；44、转动接头；441、通孔；442、套接头；5、卡接结构；51、卡接槽；52、卡块；53、锁紧机构；531、锁紧环；532、连接环；533、锁紧件；6、挤压机构；61、内轴；611、挤压斜面；612、挤压斜块；62、抵接环；63、弹性件；64、挤压杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例1

一种机床工件端部夹持结构，其主要用于对机械加工。如图1所示，为加工工件的结构图，在加工时，为了让外圆在加工时比较方便，让其在端部进行吸附固定。如图2和图3所示，该结构包括用于驱动工件转动的主轴，在主轴上安装有端部夹持装置2，通过端部夹持装置2对工件进行加工，并且让其跟随主轴转动进行加工。其中，端部夹持装置2包括用于夹持工件的夹持组件3以及为夹持组件3提供吸附力的吸附组件4，夹持组件3包括固定管31以及与固定管31联通的夹持头32，夹持头32与主轴固定，吸附组件4与固定管31联通。吸附组件4为固定管31提供吸附力，从而让夹持头32具有吸附力，进而让其对工件进行吸附固定，进而达到对工件夹持的目的，而此时，工件端部进行固定，在加工时，不需要对工件的周向进行夹持，进而让其在加工时，一方面不需要更换夹持的方向，另外，也让加工完的工件不会产生夹痕，让加工的产品质量提高。

其中，主轴采用空心主轴1构成，固定管31穿设在空心主轴1内且与空心主轴1转动连接，此时，在空心主轴1转动时，固定管31不转动，一般在外部设置支架33，将固定管31支撑，让其能够稳定的安装在空心主轴1内。而夹持头32固定在空心主轴1上，其能够跟随空心主轴1一起转动。在吸附组件4与固定管31联通时，让固定管31与夹持头32联通，从而让吸附组件4对夹持头32进行吸附，让其存在负压而对工件端部进行吸附固定，达到端部夹持的目的。

其中，如图3和图4所示，夹持头32上开设有吸附孔34，吸附孔34可以设置多个，并且让多个吸附孔34与夹持头32的另一端联通，让其能够与固定管31联通。另外，在夹持头32与固定管31联通的一端可以设置锥形口324，并且让锥形口324与吸附孔34联通。在锥形口324内可以设置锥形结构的滑环325，滑环325采用聚四氟乙烯构成。

为了方便夹持头32的安装，在空心主轴1与夹持头32之间设置有卡接结构5。如图3和图4所示，卡接结构5包括设置在空心主轴1上的卡接槽51、设置在夹持头32上的卡块52以及用于将夹持头32固定在空心主轴1上的锁紧机构53。锁紧机构53包括安装在空心主轴1上的锁紧环531、设置在夹持头32上的连接环532以及用于对锁紧环531以及连接环532进行紧固的锁紧件533，通过锁紧环531、锁紧件533以及连接环532的设置，让夹持头32能够度在空心主轴1上跟随空心主轴1转动。锁紧件533采用螺栓构成。

为了让夹持头32在安装时更加方便，并且让其在同轴度上更高，如图3和图4所示，在夹持头32上设置有套接轴321。将套接轴321套设置在空心主轴1上，而推动件与套接轴321抵接，并且，结合图5，在空心主轴1外缘上设置有引导斜面11，套接轴321上设置有与引导斜面11相匹配的贴合斜面322，让贴合斜面322沿着引导斜面11活动，进而让其能够在安装时具有引导，并且在引导完成后，通过斜面（锥形面）的设置，让其能够比较平稳的安装在空心主轴1上，此时，斜面的倾角相等（锥面的锥度相同），能够让两个斜面贴合，让其同轴度的精度更高。

在通过引导斜面11和贴合斜面322进行配合时，为了进一步提高其安装的精度，并且让其安装后更加稳定。如图4和图5所示，在套接轴321内设置有第一限制平面323，空心主轴1外缘上设置有第二限制平面12，将第一限制平面323与第二限制平面12贴合。一般第一限制平面323以及第二限制平面12均成对设置，并且对称设置在空心主轴1的轴线周侧。由于第一限制平面323与第二限制平面12在安装时的尺寸间隙比较小，因此难以安装，因此为了方便安装，在第一限制平面323和/或（可以择一设置或者都设置）第二限制平面12的端部设置有引导面13，引导面13倾斜设置，并且第一限制平面323的引导面13靠近第二限制平面12设置，而第二限制平面12的引导面13靠近第一限制平面323设置。

在夹持头32与固定管31之间转动连接时，为了让其转动的摩擦可以分离，如图3和图4所示，在夹持头32与固定管31之间设置有连接套35。其中，连接套35一端与夹持头32密封抵接，且连接套35另一端与固定管31转动套接，在夹持头32转动时，此时连接套35与夹持头32之间会相互转动，进而让连接套35与夹持头32之间存在摩擦，同时，在连接套35在受到摩擦力后会转动，进而降低其余夹持头32之间的摩擦，而在连接套35转动后，其会与固定管31之间产生摩擦，从而让原本在固定管31与夹持头32之间的转动摩擦分至夹持头32与连接套35之间以及固定管31与连接套35之间，并且让摩擦分两段，进而可以对夹持头32和固定管31起到一定的保护作用。在连接套35转动后，为了保持其密封性，在连接套35与固定管31之间设置有第一密封圈351，而在连接套35与夹持头32之间设置有第二密封圈352，第一密封圈351直接套在固定管31外表，让连接套35套在固定管31上，并且让其与第一密封圈351抵接，而第二密封圈352直接套在连接套35的端部，让其与夹持头32抵接。可以将第二密封圈352直接置于锥形口324内，从而在使用时存在挤压，能够进一步提高其密封性。为了降低转动的摩擦力，将第一密封圈351和第二密封圈352均采用聚四氟乙烯构成。

为了让第二密封圈352能够有效与夹持头32进行抵接，在空心主轴1与连接套35之间设置有挤压机构6，挤压机构6包括置于空心主轴1内部的内轴61以及设置在连接套35外缘上的抵接环62，在抵接环62与内轴61之间设置有弹性件63，弹性件63一般采用弹簧构成。弹性件63与抵接环62之间设置有推力轴承，降低其摩擦力。在内轴61上设置有挤压斜面611，并且在挤压斜面611上设置有挤压斜块612，并且在空心主轴1上穿设有挤压杆64，挤压杆64与空心主轴1螺纹连接，并且对挤压斜块612进行挤压，从而能够推动内轴61在空心主轴1内活动，达到调节弹性件63的目的。

吸附组件4包括为其提供负压的负压机41与固定管31连接的连接管道42，在连接管道42上设置有过滤器43。

实施例2：

一种机床工件端部夹持结构，其与实施例1大体相同，不同点在于固定管31与夹持头32之间的设置。如图6所示，在实施例2中，固定管31穿设在支架33上，让其能够在支架33上进行滑动，固定管31一端安装锥形头311，用于与锥形口324配合，另一端与吸附组件4联通，其与连接管道42可以通过直接固定联通的方式进行，也可以通过转动接头44的方式连接。在固定管31与空心主轴1之间设置有挤压机构6，挤压机构6包括置于空心主轴1内部的内轴61以及设置在固定管31外缘上的抵接环62，在抵接环62与内轴61之间设置有弹性件63，其余结构在实施例1中已经说明，再此不做赘述。

另外，如图6和图7所示，锥形头311包括本体312以及套在本体312上的锥形密封套314，本体312与固定管31固定，并且在本体312上开设有安装槽313，直接将锥形密封套314套在安装槽313内，在通过锥形密封套314与锥形口324抵接，从而让其达到连接的目的。由于锥形头311与固定管31固定，因此，锥形头311与锥形口324为转动连接，为降低其摩擦力，将锥形密封套314采用聚四氟乙烯构成。安装锥形密封套314时，先将其进行加热，让其受热膨胀，然后套在安装槽313内，进行冷却，从而让其锥形密封套314完成安装。由于锥形结构的设置，因此，锥形密封套314与安装槽313之间不需要胶黏剂进行胶粘，从而让锥形密封套314在安装时比较方便。

实施例3：

一种机床工件端部夹持结构，其与实施例1的不同点在于固定管31与夹持头32之间的设置。主要参照图8，在实施例3中，固定管31在实施例1中让其与支架33转动连接，即固定管31与支架33之间可以通过轴承进行连接，并且让固定管31与夹持头32插接固定，让其将吸附组件4与夹持件进行联通，吸附组件4的连接管道42与其转动连接。同时，在固定管31与连接管道42之间设置有转动接头44连接。转动接头44包括设置在固定管31端部的通孔441以及套在固定管31上的套接头442，套接头442套在固定管31上，且与固定管31转动连接，另外，套接头442与固定管31之间通过密封圈进行连接。另外，连接管道42与套接头442连接，让其通过套接头442以及通孔441与固定管31联通。

实施例4：

一种圆台零件的加工工艺，包括如下工艺步骤：

S1、下料，将原料切割成圆柱坯料；

S2、粗车，将圆柱坯料端部进行车削，即对台体01的端部进行车削，使得端部比较平整；

S3、热处理，将车削后的圆柱坯料进行加热处理，通过加热，将坯料的应力去除；

S4、外圆加工，将圆柱坯料夹持，对其外圆进行车削，分别对两台体01进行加工，形成毛坯件；

S5、表面处理，将毛坯件进行铣削，即对中间的方形连接块02进行加工。

其中，在S4中的圆柱坯料车削采用车床进行加工，车床的主轴采用空心主轴1，工件夹持采用实施例1中所述的机床工件端部夹持结构进行夹持。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机床工件端部夹持结构，包括用于驱动工件转动的主轴，其特征在于，所述主轴上安装有端部夹持装置（2），所述端部夹持装置（2）包括用于夹持工件的夹持组件（3）以及为夹持组件（3）提供吸附力的吸附组件（4），所述夹持组件（3）包括固定管（31）以及与固定管（31）联通的夹持头（32），所述夹持头（32）与主轴固定，所述主轴采用空心主轴（1）构成，所述固定管（31）穿设在空心主轴（1）内且与空心主轴（1）转动连接，所述吸附组件（4）与固定管（31）联通，且吸附组件（4）为夹持头（32）提供吸附力对工件吸附夹持，固定管（31）与空心主轴（1）之间设置有挤压机构（6），挤压机构（6）包括置于空心主轴（1）内部的内轴（61）以及设置在固定管（31）外缘上的抵接环（62），在抵接环（62）与内轴（61）之间设置有弹性件（63）。

2.根据权利要求1所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述夹持头（32）固定在空心主轴（1）上，所述吸附组件（4）与固定管（31）联通，所述固定管（31）与夹持头（32）联通。

3.根据权利要求2所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述主轴内设置有卡接结构（5），所述空心主轴（1）上设置有卡接槽（51），所述空心主轴（1）上设置有与卡接槽（51）相匹配的锁紧机构（53）。

4.根据权利要求3所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述锁紧机构（53）包括设置在空心主轴（1）上的锁紧环（531）、设置在夹持头（32）上的连接环（532）以及连接在锁紧环（531）和连接环（532）之间的锁紧件（533）。

5.根据权利要求2所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述夹持头（32）上设置有套接轴（321），所述套接轴（321）套设置在空心主轴（1）上。

6.根据权利要求5所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述空心主轴（1）外缘上设置有引导斜面（11），所述套接轴（321）上设置有与引导斜面（11）相匹配的贴合斜面（322）。

7.根据权利要求5所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述套接轴（321）内设置有第一限制平面（323），所述空心主轴（1）外缘上设置有第二限制平面（12），所述第一限制平面（323）与第二限制平面（12）贴合。

8.根据权利要求2所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述夹持头（32）与固定管（31）之间设置有连接套（35），所述连接套（35）一端与夹持头（32）密封抵接，且连接套（35）另一端与固定管（31）转动套接，所述连接套（35）与固定管（31）之间设置有第一密封圈（351），所述连接套（35）与夹持头（32）之间设置有第二密封圈（352）。

9.根据权利要求2所述的机床工件端部夹持结构，其特征在于，所述固定管（31）端部设置有锥形头（311），所述夹持头（32）上开设有锥形口（324），所述锥形头（311）上套设有锥形密封套（314），所述锥形密封套（314）置于锥形口（324）内，所述挤压机构（6）设置在空心主轴（1）与连接套（35）之间，所述连接套（35）外缘上设置有所述抵接环（62）。

10.一种圆台零件的加工工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

S1、下料，将原料切割成圆柱坯料；

S2、粗车，将圆柱坯料端部进行车削；

S3、热处理，将车削后的圆柱坯料进行加热处理；

S4、外圆加工，将圆柱坯料夹持，对其外圆进行车削，形成毛坯件；

S5、表面处理，将毛坯件进行铣削；

其中，在S4中的圆柱坯料车削采用车床进行加工，所述车床的主轴采用空心主轴（1），工件夹持采用如权利要求1-9任意一项所述的机床工件端部夹持结构进行夹持。