CN110480388A - 一种曲柄轴夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲柄轴夹具包括定位卡件、滑座、滚珠丝杠和固定座，所述固定座包括固定盘和固定杆，所述固定杆的一端与所述固定盘一侧的中心固装，所述固定杆的另一端与机床连接，所述固定盘另一侧的中间部具有贯通的滑槽；所述滑座的一侧设置有两条外凸的滑道，所述滑道与所述滑槽间隙配合，使滑座沿滑槽上下滑动，所述滑座的另一侧设置有安装槽。本发明能够通过更换定位卡件实现对于不同型号的曲柄轴的加工，具体通用性。同时，对于批量生产的工件，通过一次调整偏心距即可实现多次加工，提高了生产效率，增加了产品的合格率。

Description

一种曲柄轴夹具及其使用方法

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种曲柄轴夹具。

背景技术

目前，随着行星减速器的不断发展，对曲柄轴的加工精度要求也不断增高，而传统加工曲柄轴的设备是立式数控磨床，其加工方法是以曲柄轴的渐开线花键定位并夹紧，通过磨头自转和公转对曲柄轴进行加工。这样的加工方法刚性差、废品率很高、耗时耗力，导致生产效率低下。为了克服传统加工方式的不足，研制了一种曲柄轴夹具。通过设计专用夹具来控制精度，减少零件表面的缺陷；缩短工序时间，提高生产率；扩大机床的工艺范围；减轻劳动强度，降低成本，保障生产安全。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种曲柄轴夹具，能够通过更换定位卡件实现对于不同型号的曲柄轴的加工，具体通用性。同时，对于批量生产的工件，通过一次调整偏心距即可实现多次加工，提高了生产效率，增加了产品的合格率。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种曲柄轴夹具，包括定位卡件、滑座、滚珠丝杠和固定座，所述固定座包括固定盘和固定杆，所述固定杆的一端与所述固定盘一侧的中心固装，所述固定杆的另一端与机床连接，所述固定盘另一侧的中间部具有贯通的滑槽，所述固定盘具有滑槽一侧的四周设置有连接孔；所述滑座的一侧设置有两条外凸的滑道，所述滑道与所述滑槽间隙配合，使滑座沿滑槽上下滑动，所述滑座的另一侧设置有安装槽，所述滑座的四周设置有与所述连接孔配合的紧固孔，所述紧固孔为长条形阶梯孔，所述紧固孔的长条方向与所述滚珠丝杠平行；

所述滚珠丝杠外分别套装有第一滚珠丝杠螺母和第二滚珠丝杠螺母，所述第一滚珠丝杠螺母与所述滑槽的中心固装，所述第二滚珠丝杠螺母套装在所述滚珠丝杠的底端，所述第二滚珠丝杠螺母与所述固定盘的底端固装，所述滚珠丝杠的顶端设置有带法兰轴承，所述带法兰轴承与所述滑座的顶端固装，所述滑座随着滚珠丝杠在第一滚珠丝杠螺母和第二滚珠丝杠螺母内的旋转，实现上下滑动，从而调节所述滑座相对于所述固定座的偏心距；

所述定位卡件具有卡装部、卡装槽和凸台，所述凸台设置在所述卡装部的底部，所述卡装槽设置在所述卡装部和所述凸台的中心，并贯通所述凸台和卡装部，所述凸台与所述滑座的安装槽配合安装，曲柄轴的一端安装在所述定位卡件的卡装槽内，通过更换定位卡件可以实现加工不同的曲柄轴。

在上述技术方案中，所述定位卡件的凸台上具有轴向的螺纹通孔，所述滑座的安装槽内设置有与所述螺纹通孔配合的螺纹孔。

在上述技术方案中，所述定位卡件的卡装部上设置有径向的锁紧孔，用于紧固曲柄轴。

在上述技术方案中，所述曲柄轴还包括锁紧销，所述锁紧销的一侧具有贯通的锁紧槽，所述锁紧销的另一侧为与曲柄轴配合的弧面，所述弧面的中心具有与曲柄轴上的花键之间的槽配合的卡齿。

在上述技术方案中，所述滑道的一端设置有容纳第二滚珠螺母的开槽；所述滑道的另一端设置有与带法兰轴承配合的轴承槽。

在上述技术方案中，所述带法兰轴承具有主体和卡台，所述带法兰轴承的主体嵌装在所述轴承槽内，所述带法兰轴承的卡台通过螺栓与所述滑道固装。

在上述技术方案中，所述滚珠丝杠的两端分别具有套装带法兰轴承的光滑连接部。

在上述技术方案中，所述固定杆与机床连接的一端设置成莫氏6号锥度，通过锥度配合，将固定座安装在机床的主轴上。

在上述技术方案中，所述螺纹通孔为阶梯型通孔。

在上述技术方案中，将滚珠丝杠穿过第一滚珠丝杠螺母和第二滚珠丝杠螺母中间的通孔，在滚珠丝杠的顶端安装带法兰轴承，将滚珠丝杠中间的第一滚珠丝杠螺母通过螺栓与固定盘具有滑槽的一面的中心固装，将滚珠丝杠下端连接的第二滚珠丝杠螺母通过螺钉与固定盘的底端固装，滚珠丝杠顶端的带法兰轴承嵌装在轴承槽内并与滑座固装，两条滑道的外壁与滑槽的内壁配合；从底端旋转滚珠丝杠，滚珠丝杠在第一滚珠丝杠螺母和第二滚珠丝杠螺母内通过螺纹旋入或旋出，实现滚珠丝杠沿竖直方向上下移动，当滚珠丝杠向上移动时，顶端的带法兰轴承的带动滑座向上移动；当滚珠丝杠向下移动时，滚珠丝杠顶端的带法兰轴承的带动滑座向下移动，从而调整滑座相对于固定座的偏心距；调整好偏心距后，将滑座的长条形紧固孔和固定盘的连接孔用内六角螺钉连接，从而固定滑座和固定盘；将固定座的固定杆与机床连接；将定位卡件的凸台嵌入滑座的安装槽中，通过紧固螺钉将定位卡件和滑座进行固装，然后在定位卡件的通孔中装入曲柄轴，通过紧固螺栓旋入锁紧孔对曲柄轴进行固定；通过更换定位卡件即可实现加工不同的曲柄轴；当需要再次调整偏心距时，仅需松动内六角螺钉即可通过滚珠丝杠调整偏心距，调整好后紧固内六角螺钉即可。

本发明的优点和有益效果为：

1.采用本夹具加工时，能够保证较高的尺寸精度和形位精度，操作方便、安全、省力。固定杆与机床连接的部分设计成莫氏锥度，通过锥度配合将夹具安装在车床和磨床上，装拆简单方便，节省时间。

2.滑座上设计安装槽，用于对定位卡件的准确定位，定位卡件用紧固螺钉固定，装拆简单，通过更换定位卡件可以加工不同直径尺寸的曲柄轴；滑座另一侧的中心部位设计有滑道，安装在固定座的滑槽，保证了滑座移动的直线性，便于曲柄轴偏心尺寸调整。

3.锁紧销的一侧具有贯通的锁紧槽，锁紧销的另一侧为与曲柄轴配合的弧面，弧面的中心具有与曲柄轴上的花键之间的槽配合的卡齿。装夹时卡齿与曲柄轴上的花键之间的槽配合，从而限制曲柄轴的旋转。

4.在批量生产时，仅需一次调整滑座的偏心距，就可以实现工件的连续加工。本发明可以提高曲柄轴的加工精度，同时也提高了零件加工的生产率。

附图说明

图1是本发明爆炸图；

图2是本发明装配图；

图3是固定座的结构示意图；

图4是定位卡件的结构示意图；

图5是图4的右视图；

图6是图5中A-A方向的剖视图；

图7是滑座的主视图；

图8是图7的左视图；

图9是图7的右视图；

图10是曲柄轴的结构示意图；

图11是带法兰轴承的结构示意图；

图12是滑移夹紧键的结构示意图；

图13是滚珠丝杠的结构示意图。

其中：

1：曲柄轴，1-1：花键，2：锁紧销，2-1：弧面，2-2：卡齿，2-3：锁紧槽，3：紧固螺栓，4：定位卡件，4-1：凸台，4-2：卡装槽，4-3：锁紧孔，4-4：螺纹通孔，4-5：卡装部， 5：滑座，5-1：安装槽，5-2：紧固孔，5-3：滑道，5-4：开槽，5-5：轴承槽，6：带法兰轴承，6-1：主体，6-2：卡台，7：滚珠丝杠，7-1：连接部，8：第一滚珠丝杠螺母，9：固定座，9-1：滑槽，9-2：固定杆，9-3：固定盘，9-4：连接孔，10：第二滚珠丝杠螺母，11：内六角螺钉，12：紧固螺钉，13：螺钉，13-1：螺栓。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

一种曲柄轴夹具，包括定位卡件4、滑座5、滚珠丝杠7和固定座9，所述固定座9包括固定盘9-3和固定杆9-2，所述固定杆9-2的一端与所述固定盘9-3一侧的中心固装，所述固定杆9-2 的另一端与机床连接，所述固定盘9-3另一侧的中间部具有贯通的滑槽9-1，所述固定盘9-3具有滑槽9-1一侧的四周设置有连接孔9-4；所述滑座5的一侧设置有两条外凸的滑道5-3，所述滑道5-3与所述滑槽9-1间隙配合，使滑座5沿滑槽9-1上下滑动，所述滑座5的另一侧设置有安装槽5-1，所述滑座5的四周设置有与所述连接孔9-4配合的紧固孔5-2，所述紧固孔5-2为长条形阶梯孔，所述紧固孔5-2的长条方向与所述滚珠丝杠7平行；

所述滚珠丝杠7外分别套装有第一滚珠丝杠螺母8和第二滚珠丝杠螺母10，所述第一滚珠丝杠螺母8与所述滑槽9-1的中心固装，所述第二滚珠丝杠螺母10套装在所述滚珠丝杠7底端，所述第二滚珠丝杠螺母10与所述固定盘9-3的底端固装，所述滚珠丝杠7的顶端设置有带法兰轴承6，所述带法兰轴承6与所述滑座5的顶端固装，所述滑座5随着滚珠丝杠7在第一滚珠丝杠螺母8和第二滚珠丝杠螺母10内的旋转，实现上下滑动，从而调节所述滑座5相对于所述固定座9的偏心距；

所述定位卡件4具有卡装部4-5、卡装槽4-2和凸台4-1，所述凸台4-1设置在所述卡装部4-5 的底部，所述卡装槽4-2设置在所述卡装部4-5和所述凸台4-1的中心，并贯通所述凸台4-1和卡装部4-5，所述凸台4-1与所述滑座5的安装槽5-1配合安装，曲柄轴1的一端安装在所述定位卡件4的卡装槽4-2内，通过更换定位卡件4可以实现加工不同的曲柄轴1。

参见附图4，作为优选方式，所述定位卡件4的凸台4-1上具有轴向的螺纹通孔4-4，所述滑座5的安装槽5-1内设置有与所述螺纹通孔4-4配合的螺纹孔。

作为优选方式，所述定位卡件4的卡装部4-5上设置有径向的锁紧孔4-3，用于紧固曲柄轴1。

参见附图8，作为优选方式，所述滑道5-3的一端设置有容纳第二滚珠螺母10的开槽5-4；所述滑道5-3的另一端设置有与带法兰轴承6配合的轴承槽5-5。

参见附图11，作为优选方式，所述带法兰轴承6具有主体6-1和卡台6-2，所述带法兰轴承6的主体6-1嵌装在所述轴承槽5-5内，所述带法兰轴承6的卡台6-2通过螺栓与所述滑道 5固装。

工作方式：

将滚珠丝杠7穿过滚珠丝杠螺母8中间的通孔，在滚珠丝杠7的顶端和底端分别安装带法兰轴承6，将滚珠丝杠7中间的滚珠丝杠螺母8通过螺栓13-1与固定盘9-3具有滑槽的一面的中心固装，将滚珠丝杠7下端的带法兰轴承6穿过固定块10中间的限位孔10-1，并将固定块10通过螺钉13与滑座5上的开槽5-4固装，滚珠丝杠7顶端的带法兰轴承6嵌装在轴承槽5-5内，两条滑道5-3的外壁与滑槽9-1的内壁配合。从底端旋转滚珠丝杠7，滚珠丝杠 7可以在滚珠丝杠螺母8内通过螺纹旋入或旋出，实现滚珠丝杠7沿竖直方向上下移动，当滚珠丝杠7向上移动时，顶端的带法兰轴承6的卡台6-1与滑道5-3配合，使滑座5向上移动；当滚珠丝杠7向下移动时，滚珠丝杠7底端的带法兰轴承6的卡台6-2与固定块10配合使滑座5向下移动，从而调整滑座5相对于固定座9的偏心距。在滚珠丝杠7的底端安装表盘手轮，通过表盘手轮精确的调节滚珠丝杠7的移动距离。调整好偏心距后，在滑座5的长条形紧固孔5-2和固定盘9-3的连接孔9-4用内六角螺钉11连接，从而固定滑座5和固定盘 9-3。将固定座9的固定杆9-2与机床连接。将定位卡件4的凸台4-1嵌入滑座5的安装槽5-1 中，通过紧固螺钉12将定位卡件4和滑座5进行固装，然后在定位卡件4的通孔中装入曲柄轴1，通过紧固螺栓3旋入锁紧孔4-3对曲柄轴1进行固定。通过更换定位卡件4即可实现加工不同的曲柄轴1。当需要再次调整偏心距时，仅需松动内六角螺钉11即可通过滚珠丝杠7 调整偏心距，调整好后紧固内六角螺钉11即可。对于批量生产的工件，仅需调整一次偏心距，就可以实现后续工件的连续加工，既能保证曲柄轴加工精度和形位精度要求，同时节省了调整时间，实现加工的高效率。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上进行进一步优化。

参见附图12，作为优选方式，所述曲柄轴1还包括锁紧销2，所述锁紧销2的一侧具有贯通的锁紧槽2-3，所述锁紧销2的另一侧为与曲柄轴1配合的弧面2-1，所述弧面2-1的中心具有与曲柄轴1上的花键1-1之间的槽配合的卡齿2-2。曲柄轴上的花键齿数通常设计成偶数，曲柄轴是双向等距偏心，其双偏心对称分布，可先在加工一个方向的偏心时标记好对应的花键，加工后，将偏心轴移出并旋转到与第一次配合的槽呈180°方向对应的花键之间槽处，将曲柄轴移入定位卡件的孔中，加工对应的偏心轴。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上进行进一步优化。

参见附图13，作为优选方式，所述滚珠丝杠7的两端分别具有套装带法兰轴承6的光滑连接部7-1。

参见附图3，作为优选方式，所述固定杆9-2与机床连接的一端设置成莫氏6号锥度，通过锥度配合，将固定座9安装在机床的主轴上。

作为优选方式，所述螺纹通孔4-4为阶梯型通孔。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种曲柄轴夹具，其特征在于：包括定位卡件(4)、滑座(5)、滚珠丝杠(7)和固定座(9)，所述固定座(9)包括固定盘(9-3)和固定杆(9-2)，所述固定杆(9-2)的一端与所述固定盘(9-3)一侧的中心固装，所述固定杆(9-2)的另一端与机床连接，所述固定盘(9-3)另一侧的中间部具有贯通的滑槽(9-1)，所述固定盘(9-3)具有滑槽(9-1)一侧的四周设置有连接孔(9-4)；所述滑座(5)的一侧设置有两条外凸的滑道(5-3)，所述滑道(5-3)与所述滑槽(9-1)间隙配合，使滑座(5)沿滑槽(9-1)上下滑动，所述滑座(5)的另一侧设置有安装槽(5-1)，所述滑座(5)的四周设置有与所述连接孔(9-4)配合的紧固孔(5-2)，所述紧固孔(5-2)为长条形阶梯孔，所述紧固孔(5-2)的长条方向与所述滚珠丝杠(7)平行；

所述滚珠丝杠(7)外分别套装有第一滚珠丝杠螺母(8)和第二滚珠丝杠螺母(10)，所述第一滚珠丝杠螺母(8)与所述滑槽(9-1)的中心固装，所述第二滚珠丝杠螺母(10)套装在所述滚珠丝杠(7)的底端，所述第二滚珠丝杠螺母(10)与所述固定盘(9-3)的底端固装，所述滚珠丝杠(7)的顶端设置有带法兰轴承(6)，所述带法兰轴承(6)与所述滑座(5)的顶端固装，所述滑座(5)随着滚珠丝杠(7)在第一滚珠丝杠螺母(8)和第二滚珠丝杠螺母(10)内的旋转，实现上下滑动，从而调节所述滑座(5)相对于所述固定座(9)的偏心距；

所述定位卡件(4)具有卡装部(4-5)、卡装槽(4-2)和凸台(4-1)，所述凸台(4-1)设置在所述卡装部(4-5)的底部，所述卡装槽(4-2)设置在所述卡装部(4-5)和所述凸台(4-1)的中心，并贯通所述凸台(4-1)和卡装部(4-5)，所述凸台(4-1)与所述滑座(5)的安装槽(5-1)配合安装，曲柄轴(1)的一端安装在所述定位卡件(4)的卡装槽(4-2)内，通过更换定位卡件(4)可以实现加工不同的曲柄轴(1)。

2.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述定位卡件(4)的凸台(4-1)上具有轴向的螺纹通孔(4-4)，所述滑座(5)的安装槽(5-1)内设置有与所述螺纹通孔(4-4)配合的螺纹孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述定位卡件(4)的卡装部(4-5)上设置有径向的锁紧孔(4-3)，用于紧固曲柄轴(1)。

4.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述曲柄轴夹具还包括锁紧销(2)，所述锁紧销(2)的一侧具有贯通的锁紧槽(2-3)，所述锁紧销(2)的另一侧为与曲柄轴(1)配合的弧面(2-1)，所述弧面(2-1)上设置有与曲柄轴(1)上的花键(1-1)之间的槽配合的卡齿(2-2)。

5.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述滑道(5-3)的一端设置有容纳第二滚珠螺母(10)的开槽(5-4)；所述滑道(5-3)的另一端设置有与带法兰轴承(6)配合的轴承槽(5-5)。

6.根据权利要求5所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述带法兰轴承(6)具有主体(6-1)和卡台(6-2)，所述带法兰轴承(6)的主体(6-1)嵌装在所述轴承槽(5-5)内，所述带法兰轴承(6)的卡台(6-2)通过螺栓与所述滑道(5)固装。

7.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述滚珠丝杠(7)的两端分别具有光滑的连接部(7-1)。

8.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述固定杆(9-2)与机床连接的一端设置成莫氏6号锥度，通过锥度配合，将固定座(9)安装在机床的主轴上。

9.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具，其特征在于：所述螺纹通孔(4-4)为阶梯型通孔。

10.根据权利要求1所述的一种曲柄轴夹具的使用方法，其特征在于：将滚珠丝杠(7)穿过第一滚珠丝杠螺母(8)和第二滚珠丝杠螺母(10)中间的通孔，在滚珠丝杠(7)的顶端安装带法兰轴承(6)，将滚珠丝杠(7)中间的第一滚珠丝杠螺母(8)通过螺栓(13-1)与固定盘(9-3)具有滑槽(9-1)的一面的中心固装，将滚珠丝杠(7)下端连接的第二滚珠丝杠螺母(10)通过螺钉(13)与固定盘(9-3)的底端固装，滚珠丝杠(7)顶端的带法兰轴承(6)嵌装在轴承槽(5-5)内并与滑座(5)固装，两条滑道(5-3)的外壁与滑槽(9-1)的内壁配合；从底端旋转滚珠丝杠(7)，滚珠丝杠(7)在第一滚珠丝杠螺母(8)和第二滚珠丝杠螺母(10)内通过螺纹旋入或旋出，实现滚珠丝杠(7)沿竖直方向上下移动，当滚珠丝杠(7)向上移动时，顶端的带法兰轴承(6)带动滑座(5)向上移动；当滚珠丝杠(7)向下移动时，滚珠丝杠(7)顶端的带法兰轴承(6)的带动滑座(5)向下移动，从而调整滑座(5)相对于固定座(9)的偏心距；调整好偏心距后，将滑座(5)的长条形紧固孔(5-2)和固定盘(9-3)的连接孔(9-4)用内六角螺钉(11)连接，从而固定滑座(5)和固定盘(9-3)；将固定座(9)的固定杆(9-2)与机床连接；将定位卡件(4)的凸台(4-1)嵌入滑座(5)的安装槽(5-1)中，通过紧固螺钉(12)将定位卡件(4)和滑座(5)进行固装，然后在定位卡件(4)的通孔中装入曲柄轴(1)，通过紧固螺栓(3)旋入锁紧孔(4-3)对曲柄轴(1)进行固定；通过更换定位卡件(4)即可实现加工不同的曲柄轴(1)；当需要再次调整偏心距时，仅需松动内六角螺钉(11)即可通过滚珠丝杠(7)调整偏心距，调整好后紧固内六角螺钉(11)即可。