CN110385646A - 一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷轴承夹具技术领域。具体公开了一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，包括：活塞式动力装置、气动内撑装夹装置；活塞式动力装置通过装置中的连接盘安装在机床上，推力活塞及限位套筒与气动内撑装夹装置相连。本发明巧妙实现了集气缸外部套筒部分固定、内部芯轴回转并伸缩功能与一体，采用推力活塞端与夹紧装置相连接，活塞用气由外部气源直接供给；通过气压为夹具提供精确动力，使之准确夹紧陶瓷工件；结构简单，在实际装夹操作中简单方便，方便置换，易于夹紧，夹紧速度快，操作简便，定位精度高，使用性能优良。减少工件装夹时的形变，适用于陶瓷零件，具有极其重要的实用价值。

Description

一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置

技术领域

本发明涉及陶瓷轴承套圈夹具技术领域，具体涉及一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置。

背景技术

夹具是指机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，是机械加工系统中重要的组成部分。为了适应现代化机械工业向高、精、尖发展的需要和多品种、小批量生产的特点，机床夹具的主要发展方向表现为：标准化、系列化、通用化。

陶瓷属于硬脆性材料，具有抗腐蚀、硬度高、耐磨耐高温、刚度大等优异特性，但是其脆性、韧性差，因此其加工制造与普通金属材料有很大不同。陶瓷材料加工主要是超硬砂轮磨削加工，需要专门的夹具装夹加工，以适应所要求的加工精度。

目前陶瓷材料精加工仍受限于夹具，夹具装夹在加工工艺中至关重要。装夹技术对于轴承套圈加工有很大的影响，作为加工陶瓷轴承套圈内沟道的夹具，要对其提出更高的要求，不仅需要夹持牢固、可靠，而且要求定位精度高，此外还要满足调整方便，结构简单，制造容易，夹具使用寿命长等要求。提高装夹技术对于提高轴承精度至关重要。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，技术方案如下：

一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，包括：活塞式动力装置、气动内撑装夹装置；活塞式动力装置通过装置中的连接盘安装在机床上，通过推力活塞及限位套筒与气动内撑装夹装置相连；

其中，活塞式动力装置包括：壳体、气缸轴、轴承、推力活塞、连接盘、O型密封圈、限位套筒、输气孔；壳体外表面有输气孔；壳体内置气缸轴，二者同心，组成气缸体；轴承位于壳体内两端，置于气缸轴的外侧；所述气缸轴一端与连接盘通过螺栓连接，另一端与限位套筒螺接；推力活塞的一端配置在气缸体内，另一端依次穿过气缸体及限位套筒；推力活塞上有凹槽，内置O型密封圈；

其中，所述壳体及气缸轴上有2个相互联通的输气通道；输气通道一端与气缸轴内的气室相联通，另一端与输气孔相连；

其中，所述壳体靠近连接盘一端，与气缸轴连接处设有环形导气槽；

其中，所述推力活塞气缸体内一端的轴肩处，周向均布六个轴肩键槽，与气缸轴内固定的六个周向键相连接；推力活塞伸出端周向有六个均布的键槽，输出端顶部有三个均布的螺纹孔；

其中，气动内撑装夹装置包括底盘导座，底盘导座一端与气动内撑装夹装置的限位套筒螺接，另一端与外壳盖子相连；底盘导座内依次设置有外套圈、顶盘；外壳盖子均布六个通孔，六个夹紧滑块穿过通孔与顶盘相接；夹紧滑块上有一通孔，通过所述通孔，顶盘、夹紧滑块与可换夹具头依次通过螺栓连为一体；

其中，底盘导座与限位套筒连接端有六个均布径向导向定位槽，底盘导座内部圆周上有六个均布的轴向导向定位槽，底盘导座底部的中心有一同心通孔，活塞式动力装置的推力活塞穿过通孔，推力活塞前端与外套圈内部通过键连接，外套圈内部有滑块轨道，外部圆周有六个固定键，与底盘导座内的键槽相对应；推力活塞相对于外套圈做轴向滑动；

其中，顶盘为圆台型，中心有三个均布的通孔，孔内置定位螺栓；定位螺栓与推力活塞前端定位孔相连；

其中，可换夹具头有多种规格，夹具头规格小于夹具最大行程的三分之二；每种夹具头均为六瓣弹性连接，夹具头设有轴肩。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明巧妙实现了集气缸外部套筒部分固定、内部芯轴回转并伸缩功能与一体，采用推力活塞端与夹紧装置相连接，活塞用气由外部气源直接供给；通过气压为夹具提供精确动力，使之准确夹紧陶瓷工件；

结构简单，在实际装夹操作中简单方便，方便置换，易于夹紧，夹紧速度快，操作简便，定位精度高，使用性能优良。减少工件装夹时的形变，适用于陶瓷零件，具有极其重要的实用价值。

附图说明

图1为一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置的结构剖视图；

图2为一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置的结构示意图；

图3为气动内撑装夹装置结构示意图；

图4为气动内撑装夹装置中外套圈、夹紧滑块、顶盘的结构示意图；

图5为底盘导座的结构示意图；

图6为活塞式动力装置中推力活塞的结构示意图；

图7为活塞式动力装置中气缸轴的结构示意图；

其中，1-壳体、2-轴承、3-气缸轴、4-推力活塞、5-连接盘、6-环形导气槽、7-O型密封圈、8-输气通道、9-气室、10-限位套筒、11-底盘导座、12-外套圈、13-键、14-外壳盖子、15-夹紧滑块、16-顶盘、17-轴承内圈、18-可换夹头、19-轴肩键槽、20输气孔、21-键槽、22-轴向导向定位槽、23-径向导向定位槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述.显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以应用于加工型号为6206的陶瓷轴承为例。

如图1-2所示，本发明提供一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，包括：活塞式动力装置、气动内撑装夹装置；活塞式动力装置通过装置中的连接盘安装在机床上，通过推力活塞及限位套筒与气动内撑装夹装置相连。

如图6-7所示，活塞式动力装置，包括：壳体1、气缸轴3、轴承2、推力活塞4、连接盘5、O型密封圈7、限位套筒10、输气孔20；壳体1内置气缸轴3，二者同心，轴承2位于壳体1内两端，置于气缸轴3的外侧；壳体1、气缸轴3组成气缸体，所述气缸体一端与连接盘通过螺栓连接，另一端与限位套筒螺接；推力活塞5的一端配置在气缸体内，另一端依次穿过气缸体及限位套筒10，插入气动内撑装夹装置内；推力活塞5上有凹槽，内置O型密封圈7。

轴承2选用6020的轴承，外部气源选用SLT-30A螺旋式空气压缩机与8240D冷干机组合，外部气源与输气孔20相连接。推力活塞4气缸体内的一端轴肩处，周向均布六个轴肩键槽19，尺寸为12x3x25，与气缸轴3内固定的六个周向键相连接，实现推力活塞4与气缸轴3共同转动的同时，又规定相对运动方向。推力活塞4相对于气缸轴3做轴向运动。推力活塞4插入气动内撑装夹装置内的一端有六个均布的键槽21的尺寸为8X2X20，输出端顶部中心处有三个均布的螺纹孔，型号为M6。

壳体1及气缸轴3上有2个相互联通的输气通道8；输气通道8一端与气缸轴3内的气室9相联通；另一端与壳体表面输气孔20相连。壳体1靠近连接盘一端，与气缸轴3连接处设有环形导气槽6。

如图3-5所示，气动内撑装夹装置包括：底盘导座11，底盘导座11的一端与气动内撑装夹装置的限位套筒10螺接，另一端与外壳盖子14相连；底盘导座11与限位套筒连接端有六个均布径向导向定位槽23底盘导座11内部圆周上有六个均布的轴向导向定位槽22。底盘导座11内依次设置有外套圈12、顶盘16；外套圈12外圆周均布六个固定键，与底盘导座11内的轴向导向定位槽22相对应；外壳盖子14均布六个通孔，六个夹紧滑块15穿过通孔与顶盘16相接；夹紧滑块15上有一通孔，通过所述通孔，顶盘16、夹紧滑块15与可换夹具头18依次通过螺栓连为一体。

底盘导座11底部中心有一同心通孔，活塞式动力装置的推力活塞4穿过通孔，前端与外套圈12内部通过键13连接，实现共同转动同时规定相对运动方向。外套圈12内部有滑块轨道；推力活塞4相对于外套圈12做轴向滑动。

顶盘16为圆台型，中心有三个均布的通孔，孔内置定位螺栓；型号为M6，定位螺栓与推力活塞4前端定位孔相连。

可换夹具头18可选用规格为加工6206的陶瓷轴承内圈，选用可换夹具头的规格为可换夹具头18外涨最大行程0.5mm；可换夹具头18为六瓣弹性连接，具有自动定心的特点。可换夹具头18设有轴肩，用于轴承装夹安装时定位。

一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，工作过程如下：

步骤1：选取相应规格的夹具头，加工6206轴承，可换夹具头18的尺寸应为将可换夹具头18安装在夹紧滑块15上。

步骤2：装夹陶瓷轴承内圈17前，通过外部气源调节活塞式动力装置两端气室9的压力，使推力活塞4处于合适的位置，活塞式动力装置带动可换夹具头18缩至最小尺寸。以便于待加工的陶瓷轴承内圈17顺利安装在气动内撑装夹装置上。

步骤3：装夹时，把陶瓷轴承套进可换夹具头18，紧贴在可换夹具头18的挡肩，对陶瓷套圈轴向精确定位，以减少加工时的定位误差，并且可以防止在加工中工件发生窜动。

打开活塞式动力装置的进气阀，调节活塞式动力装置两端气室9的气压，当前方气室压力高于左侧后方气室压力时，在压力作用下推力活塞4向后运动，推力活塞4向后拉动，气动内撑装夹装置的顶盘16被推力活塞4带动向后顶，限位套筒10向外运动。限位套筒10与顶盘16接触面均为相同曲面，限位套筒9向外运动为同心扩张，限位套筒10运动带动可换夹具头18向外扩张，可换夹具头18也为同心扩张，陶瓷轴承套圈内圆表面受到张紧力被弹性内撑固定，同时对陶瓷轴承套圈径向进行精确定位。

步骤4：再适当调节两侧气室9压力，使气动内撑装夹装置持续外张，对陶瓷轴承套圈内圆有一定的撑紧力，以撑住陶瓷轴承套圈，且撑紧力可通过进气管所连接气压阀进行精准调节。机床运转，开始研磨工件。

步骤5：陶瓷轴承套圈加工完毕后，调节调节活塞式动力装置两端气室9的气压，当后方气室压力高于前方气室压力时，在压力作用下推力活塞4向前运动，气动内撑装夹装置的顶盘16被推力活塞4带动向前松，限位套筒10向内运动。限位套筒10运动带动可换夹具头18向内收缩，作用在陶瓷轴承套圈上的内撑张紧力消失，取下加工好的陶瓷轴承套圈，更换下一待加工工件。

Claims (9)

1.一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，包括：活塞式动力装置、气动内撑装夹装置；活塞式动力装置通过装置中的连接盘安装在机床上，通过推力活塞及限位套筒与气动内撑装夹装置相连。

2.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述活塞式动力装置包括：壳体、气缸轴、轴承、推力活塞、连接盘、O型密封圈、限位套筒、输气孔；壳体外表面有输气孔；壳体内置气缸轴，二者同心，组成气缸体；轴承位于壳体内两端，置于气缸轴的外侧；所述气缸轴一端与连接盘通过螺栓连接，另一端与限位套筒螺接；推力活塞的一端配置在气缸体内，另一端依次穿过气缸体及限位套筒；推力活塞上有凹槽，内置O型密封圈；活塞式动力装置通过连接盘安装在机床上。

3.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述活塞式动力装置的壳体及气缸轴上有2个相互联通的输气通道；输气通道一端与气缸轴内的气室相联通，另一端与输气孔相连。

4.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述活塞式动力装置的壳体靠近连接盘一端，与气缸轴连接处设有环形导气槽。

5.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述活塞式动力装置的推力活塞，在气缸体内一端的轴肩处，周向均布六个轴肩键槽，与气缸轴内固定的六个周向键相连接；推力活塞伸出端周向有六个均布的键槽，输出端顶部有三个均布的螺纹孔。

6.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述气动内撑装夹装置包括底盘导座，底盘导座一端与气动内撑装夹装置的限位套筒螺接，另一端与外壳盖子相连；底盘导座内依次设置有外套圈、顶盘；外壳盖子均布六个通孔，六个夹紧滑块穿过通孔与顶盘相接；夹紧滑块上有一通孔，通过所述通孔，顶盘、夹紧滑块与可换夹具头依次通过螺栓连为一体。

7.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述气动内撑装夹装置的底盘导座与限位套筒连接端有六个均布径向导向定位槽，底盘导座内部圆周上有六个均布的轴向导向定位槽，底盘导座底部的中心有一同心通孔，活塞式动力装置的推力活塞穿过通孔，推力活塞前端与外套圈内部通过键连接，外套圈内部有滑块轨道，外部圆周有六个固定键，与底盘导座内的键槽相对应；推力活塞相对于外套圈做轴向滑动。

8.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述气动内撑装夹装置的顶盘为圆台型，中心有三个均布的通孔，孔内置定位螺栓；定位螺栓与推力活塞前端定位孔相连。

9.如权利要求1所述的一种用于陶瓷轴承套圈内沟道加工的气动式内撑装夹装置，其特征在于，所述气动内撑装夹装置的可换夹具头有多种规格，夹具头规格小于夹具最大行程的三分之二；每种夹具头均为六瓣弹性连接，夹具头设有轴肩。