CN109176099B - 四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置 - Google Patents

四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，包括支撑体和旋转臂，旋转臂是可转动的；在支撑体上，横向设置有孔，横向移动顶杆横向穿过该孔，在旋转臂上设置有横向的锥形孔，在锥形孔内配合设置有钢球；钢球上设置有复位用的压簧；旋转臂的前端设置有夹紧臂，钢球被顶杆推动后推动旋转臂再带动夹紧臂径向向中心移动，产生夹紧作用力；中心顶尖设置在旋转臂前端的内侧，与夹紧臂的位置对应配合设置，顶杆、钢球和中心顶尖的中心线位于同一水平线。本发明的驱动装置，能解决待加工轴类产品外圆与中心孔不同轴的问题，仍然可以在中心孔定心情况下2个夹爪浮动夹紧外圆；其能获得很高的加工精度、能提高设备加工效率。

Description

四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置
技术领域
本发明专利涉及一种中心轴对称的零件加工的夹紧驱动结构，尤其是四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置。
背景技术
四轴立式加工中心是一种通用的机械加工设备，四轴是在X、Y、Z轴的基础上增加了联动的电动分度装置，可以方便的加工中心轴对称的零件（轴类工件）外圆不同角度方向的形状尺寸。目前轴类零件以中心孔为基准加工时，通常的做法都是两顶尖顶住中心孔，在轴的外圆上装一个鸡心夹夹紧产品后再把鸡心夹和转台端面连接，保证轴和4轴转台有一个相对的位置。常规的轴类产品在四轴立式加工中心上加工时会存在以下问题：1、这种装夹方式连接有两次转换，定位误差大，加工精度等不能满足高精度的需要；2，装夹时间长，每个工件加工前的夹紧安装和加工后的拆卸都需要单独进行，耗费时间较多，加工效率较低。
发明内容
本发明针对现有四轴立式加工中心加工轴类产品需分度驱动时，采用传统鸡心夹装置存在的上述不足，提供一种浮动夹紧驱动装置方案，使夹紧可靠、驱动精度提高以提高加工精度，还可以提高生产效率。
本发明的技术方案为：一种四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，其特征在于：包括支撑体和旋转臂，旋转臂是可转动的，与支撑体之间活动设置；在支撑体上，横向设置有孔，顶杆横向穿过该孔，顶杆后端设置有推动装置施加作用力推动顶杆横向移动；在旋转臂上与顶杆相对应，设置有横向的锥形孔，在锥形孔内配合设置有钢球；钢球上设置有复位用的压簧；旋转臂的前端设置有夹紧臂，钢球被顶杆推动向锥形孔内移动时，推动旋转臂的前端径向向中心（向下）移动，带动夹紧臂径向向中心移动，产生夹紧作用力；中心顶尖设置在旋转臂前端的内侧，与夹紧臂的位置对应配合设置，顶杆、钢球和中心顶尖的中心线位于同一水平线。
进一步的特征是：旋转臂为两块或两块以上构成，相互之间形成锥形孔供钢球移动。
旋转臂与夹紧臂之间通过铰链连接。
本发明的四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，具有如下优点：
1、本发明装置在夹紧轴类产品时，可以解决待加工轴类产品外圆与中心孔不同轴的问题，仍然可以在中心孔定心情况下2个夹爪浮动夹紧外圆。
2、本发明装置驱动夹紧臂的夹爪夹紧轴类外圆保证足够驱动力。
3、本发明装置夹紧臂的夹爪夹紧后，驱动轴转动分度精度高，远高于一般鸡心夹方案，能获得很高的加工精度。
4、本发明装置夹紧驱动分度速度快，是一般鸡心夹的5倍以上，大大提高设备加工效率。
附图说明
图1是本发明夹紧驱动装置结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步介绍；
如图1所示，本发明的四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，包括支撑体2和旋转臂3，旋转臂3是可转动的，与支撑体2之间活动设置；在支撑体2上，横向设置有孔，顶杆1横向穿过该孔，顶杆1后端设置有推动装置，该推动装置可以为常用的液压缸、气缸等，施加作用力推动顶杆1横向移动；在旋转臂3上与顶杆1位置相对应，设置有横向的锥形孔，外部孔径大、内部孔径缩小，在锥形孔内配合设置有钢球7；钢球7上设置有复位用的压簧6。旋转臂3的后端设置了锥形孔，旋转臂3的前端设置有夹紧臂4，旋转臂3的前端能够径向向上、向下移动，钢球7被顶杆1推动向锥形孔内移动时，推动旋转臂3的前端径向向中心（向下）移动或转动，带动夹紧臂4径向向中心移动，产生夹紧作用力，夹紧设置在夹紧臂4内的工件，夹紧臂4可以是多爪结构，或抱箍结构等，便于夹紧轴类工件，即图中所示的待加工工件8。中心顶尖5设置在旋转臂3前端的内侧，与夹紧臂4的位置对应配合设置，顶杆1、钢球7和中心顶尖5的中心线位于同一水平线（待加工工件的中心线），中心顶尖5用于顶紧待加工工件8的另一端。旋转臂3的优化结构为两块或两块以上组成构成，相互之间形成锥形孔供钢球7移动；图中是两个半块组成，上半块、下半块之间形成锥形孔供钢球7移动；或者旋转臂3是杠杆式结构，钢球7向右移动时，推动旋转臂3的前端径向向下移动。旋转臂3与夹紧臂4之间通过铰链连接。
钢球7为关键功能零件，由于其为圆球状，向右推动旋转臂3上半块时夹到待加工工件8（轴类零件产品）外圆受力停止时，旋转臂3上半块停止，因其球形形状可以在向右运动同时向下运动是推动旋转臂3下半块，直至旋转臂3下半块动作，直到夹紧臂4的夹爪压紧待加工工件8而停止运动，达到浮动压紧作用。也就解决了图中φD所示圆柱段与两中心孔不同轴时也可上、下压紧轴类产品的外圆。
本发明装置的工作过程，将本发明装置与四轴加工装置连接，通过A外圆和B端面与四轴加工装置的转台端面实现精确定心，通过螺钉压紧在转台端面，整个装置是可旋转的，在四轴加工装置带动下旋转；将待加工工件8通过中心顶尖5、右顶尖9装夹在本发明装置上，中心顶尖5、右顶尖9，顶位待加工工件8双侧的中心孔，保证定位可靠；启动转台后面的旋转气缸给顶杆1施加推力，顶杆1向图中右侧移动推动钢球7在锥形孔内向前运动，钢球7因为自身外形是球状的特点自适应位置来推动旋转臂3的前端向中间夹紧，旋转臂3带动前端臂上的夹紧臂4径向向内夹紧待加工工件8。采用两个铰链销的旋转充分保证夹紧臂4的圆弧与待加工工件8充分贴合，浮动压紧待加工工件8产品外圆后，加工装置带动夹紧臂4驱动待加工工件8旋转至所需要的角度；在驱动正确的角度（待加工工件8旋转到正确的角度）后，设备动力主轴移动开始加工产品外圆，如图中的键槽C；然后待加工工件8继续旋转，所需角度，加工产品外圆，如图中的键槽E、F。待加工工件8外圆全部加工完成后，夹紧装置松开，顶杆1后退，钢球7在弹簧6作用下向左退后，旋转臂3上半块、下半块打开，夹紧臂4打开待加工工件8后取下。
这个装置还可以装夹以中心孔定位外形不规则的其他零件的夹紧。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，用于夹紧外圆与中心孔不同轴的轴类产品，其特征在于：包括支撑体（2）和旋转臂（3），旋转臂（3）是可转动的，与支撑体（2）之间活动设置；在支撑体（2）上，横向设置有孔，顶杆（1）横向穿过该孔，顶杆（1）后端设置有推动装置施加作用力推动顶杆（1）横向移动；在旋转臂（3）上与顶杆（1）位置相对应，设置有横向的锥形孔，在锥形孔内配合设置有钢球（7）；钢球（7）上设置有复位用的压簧（6）；旋转臂（3）的前端设置有夹紧臂（4），钢球（7）被顶杆（1）推动向锥形孔内移动时，推动旋转臂（3）的前端径向向中心移动，带动夹紧臂（4）径向向中心移动，产生夹紧作用力；中心顶尖（5）设置在旋转臂（3）前端的内侧，与夹紧臂（4）的位置对应配合设置，顶杆（1）、钢球（7）和中心顶尖（5）的中心线位于同一水平线；
所述旋转臂（3）为两块或两块以上构成，相互之间形成锥形孔供钢球（7）移动；所述夹紧臂（4）是多爪结构，或抱箍结构。
2.根据权利要求1所述四轴加工中心轴类工件浮动夹紧驱动装置，其特征在于：旋转臂（3）与夹紧臂（4）之间通过铰链连接。
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