CN110814857B - 棘轮棘爪锁紧的数控分度台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其包括涡轮蜗杆组件、棘轮棘爪组件和分度台组件，涡轮蜗杆组件，包括分度蜗轮、分度蜗杆、行星减速器和伺服电机，分度蜗轮的中央设有圆柱孔，分度蜗轮的中央圆柱孔和分度轴的中部固连。棘轮棘爪组件，包括锁紧棘爪、锁紧棘轮、丝杠、挡圈、螺母、锁紧手柄、销轴、U型叉架和自润滑轴套，自润滑轴套为工字形回转体结构，螺母为T字形回转体结构，挡圈是一个带有中央圆柱通孔的圆盘，U型叉架由底板和立板构成，U型叉架的立板上设有圆柱通孔，锁紧棘轮的中部设有圆柱通孔，锁紧棘轮的圆柱通孔和分度轴固连，锁紧棘轮和锁紧棘爪啮合。本发明利用机械自锁，锁紧更加安全和可靠，并且易于保证加工精度。

Description

棘轮棘爪锁紧的数控分度台

技术领域

本发明涉及数控机床部件制造领域，特别涉及一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台。

背景技术

数控分度台是许多机械制造厂的重要工装之一，也是一些机床的主要部件之一。数控分度台在每一次分度后都必须锁紧，如果锁紧不可靠，将会产生加工误差，甚至出现废品。

以往数控分度台的锁紧多采用手动摩擦锁紧方式，其缺点是：锁紧力的大小很大程度上取决于操作者的臂力，故在数控分度台锁紧后由于切削力的作用仍会微量传动而造成加工误差的现象时有发生。

发明内容

针对传统回中性能试验存在的问题，本发明提供一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台，主要为了简化操作流程，改善加载精度，提高检测精度，减轻工人的劳动强度，获得更加贴合实际的实验数据。

本发明提供一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其包括涡轮蜗杆组件、棘轮棘爪组件和分度台组件。所述涡轮蜗杆组件，其包括分度蜗轮、分度蜗杆、行星减速器和伺服电机，所述分度蜗轮的中央设有圆柱孔，所述分度蜗轮的中央圆柱孔和所述分度轴的中部固定连接，所述分度蜗杆由蜗杆、第一轴段、第二轴段和第三轴段组成，所述第一轴段和所述第二轴段分别通过滚动轴承的内径和所述箱体连接，所述蜗杆和所述分度蜗轮啮合，所述分度蜗杆的第三轴段的端部和所述行星减速器的输出轴的端部固定连接，所述行星减速器的输入轴和所述伺服电机的输出轴固定连接，所述行星减速器的壳体和所述箱体的壁板固定连接，所述伺服电机的壳体和所述行星减速器的壳体固定连接。所述棘轮棘爪组件，其包括锁紧棘爪、锁紧棘轮、板弹簧A、丝杠、挡圈、螺母、锁紧手柄、板弹簧B、销轴、U型叉架、L形导向键和自润滑轴套，所述自润滑轴套为工字形回转体结构，且中部设有圆柱通孔，所述螺母为T字形回转体结构，且中部设有内螺纹圆柱通孔，所述挡圈是一个带有中央圆柱通孔的圆盘，所述U型叉架由底板和立板构成，所述U型叉架的立板上设有圆柱通孔，所述锁紧棘爪的中下部设有圆柱通孔。所述锁紧棘轮的中部设有圆柱通孔，所述锁紧棘轮的圆柱通孔和所述分度轴固定连接，所述锁紧棘轮和所述锁紧棘爪啮合连接，所述丝杠的一侧面设有与轴线平行的键槽，所述L形导向键的第一端和所述丝杠的键槽间隙配合，所述L形导向键的第二端和所述箱体的内壁固定连接。所述分度台组件，其包括箱体、分度轴、分度工作台和滚动轴承，滚动轴承，其包括第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承和第四滚动轴承，所述箱体的相邻壁板上设有轴承圆柱通孔和轴套圆柱通孔，所述滚动轴承的外径和所述箱体的轴承圆柱通孔连接，所述分度轴通过所述滚动轴承的内径和所述箱体的两侧连接，并从所述箱体的一侧悬出，所述分度轴的悬出轴端和所述分度工作台固定连接。

可优选的是，在所述棘轮棘爪组件中，所述自润滑轴套的上下端面和所述箱体壁板的轴套圆柱通孔间隙配合，所述螺母外径的小圆柱侧面和所述自润滑轴套的圆柱通孔连接，所述挡圈的一端面和所述螺母外径的小圆柱端面固定连接，所述螺母外径大圆柱的第一端面和所述自润滑轴套的一端面连接，所述丝杠和所述螺母内径螺纹连接，所述丝杠分别从所述箱体的一壁板的内外侧悬出，所述U型叉架底板的外表面和所述丝杠悬伸到箱体壁板内的端部固定连接，所述锁紧棘爪的圆柱通孔通过所述销轴和所述U型叉架两侧立板的圆柱通孔连接，所述锁紧手柄和所述螺母外径的大圆柱第二端面固定连接，所述板弹簧A和所述板弹簧B分别和所述螺母的两侧面固定连接。

可优选的是，所述蜗杆的直径大于所述第一轴段的直径，所述第一轴段的直径和所述第二轴段的直径相等，所述第二轴段的直径大于所述第三轴段的直径。

可优选的是，所述箱体壁板上的轴承圆柱通孔的直径和所述滚动轴承的外径相等，所述箱体壁板上的轴套圆柱通孔的直径大于所述自润滑轴套的直径相等，所述挡圈的圆柱通孔的直径大于所述丝杠的外径，所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔的直径相等。

可优选的是，所述箱体壁板上的轴承圆柱通孔两两一对，作为一对的轴承圆柱通孔的轴心在同一条直线上，两对轴承圆柱通孔的轴线互相垂直，所述轴套圆柱通孔的中心线和所述分度蜗轮的中心线垂直且在两个不同的面上，所述丝杠、所述挡圈、所述螺母、所述U型叉架和所述自润滑轴套的轴心在同一条直线上。

可优选的是，所述销轴和所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔构成过盈配合，所述锁紧棘爪上的圆柱通孔的中心线和自身平面垂直，并和所述销轴构成间隙配合，所述锁紧棘爪和所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔构成间隙配合。

可优选的是，所述锁紧棘爪是一带有一个尖点、两侧为曲线轮廓、底部为直线轮廓的平板零件，所述锁紧棘爪的两平面对称于所述锁紧棘轮的中央平面，所述锁紧棘轮的中央平面垂直于所述锁紧棘轮的轴线。

可优选的是，所述锁紧棘爪底部的直线轮廓和所述U型叉架的底板内表面有2mm～3mm的间隙，以保证锁紧棘爪在外力作用下能进行一定量的左右摆动，保证锁紧棘爪能与处于任意位置的锁紧棘轮接触良好。

可优选的是，所述板弹簧A、所述板弹簧B夹住所述锁紧棘爪，保证所述锁紧棘爪在无外力作用时处于固定位置，当所述锁紧棘爪受到外力作用时，能克服所述板弹簧A和所述板弹簧B的弹性力向一侧摆动，当所受外力去除后，所述锁紧棘爪仍将返回到所述板弹簧A和所述板弹簧B所约束的固定位置。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明从机械结构出发，利用机械的自锁，摒弃传的摩擦力作为锁紧力，使得数控分度台的锁紧更加安全可靠、并且易于保证加工中的精度，使得加工的工件加工精度更高，更加的贴合实际，为后续的安装和装配提供精度基础。本发明利用机械自锁，减轻了工人的受伤强度，增加了安全性，更加人性化。本发明结构合理，具有用途广、制造成本低、性能稳定、安装和加载实施简便等特点，适用于不同类型不同型号的数控机床。

附图说明

图1为本发明棘轮棘爪锁紧的数控分度台的整体结构的主视图；

图2为本发明棘轮棘爪锁紧的数控分度台的A-A方向的剖面结构示意图；

图3为本发明棘轮棘爪锁紧的数控分度台的B-B方向的剖面结构示意图；

图4为本发明棘轮棘爪锁紧的数控分度台的C-C方向的剖面结构示意图；以及

图5为本发明棘轮棘爪锁紧的数控分度台的D-D方向的剖面结构示意图。

主要附图标记：

箱体1，第一滚动轴承2，分度轴3，分度蜗轮4，锁紧棘轮5，第二滚动轴承6、分度蜗杆7，第三滚动轴承8，第四滚动轴承9，锁紧棘爪10，板弹簧A11，丝杠12，挡圈13，螺母14，锁紧手柄15，板弹簧B16，销轴17，U型叉架18，L形导向键19，自润滑轴套20、分度工作台21、行星减速器22，伺服电机23。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

棘轮棘爪锁紧的数控分度台，如图1所示，其包括涡轮蜗杆组件、棘轮棘爪组件和分度台组件。

涡轮蜗杆组件，如图2所示，其包括分度蜗轮4、分度蜗杆7、行星减速器22和伺服电机23，分度蜗轮4的中央设有圆柱孔，分度蜗轮4的中央圆柱孔和分度轴3的中部固定连接，分度蜗杆4由蜗杆、第一轴段、第二轴段和第三轴段组成，第一轴段和第二轴段分别通过滚动轴承的内径和箱体1连接，蜗杆和分度蜗轮7啮合。

如图2所示，分度蜗杆7的第三轴段的端部和行星减速器22的输出轴的端部固定连接，行星减速器22的输入轴和伺服电机23的输出轴固定连接，行星减速器22的壳体和箱体1的壁板固定连接，伺服电机23的壳体和行星减速器22的壳体固定连接。伺服电机23含有内置绝对编码器，伺服电机23有两种工作模式：正常分度运动和低速定位运动。

棘轮棘爪组件，如图3所示，其包括锁紧棘爪10、锁紧棘轮5、板弹簧A11、丝杠12、挡圈13、螺母14、锁紧手柄15、板弹簧B16、销轴17、U型叉架18、L形导向键19和自润滑轴套20。

如图4所示，自润滑轴套20为工字形回转体结构，且中部设有圆柱通孔，螺母14为T字形回转体结构，且中部设有内螺纹圆柱通孔，挡圈13是一个带有中央圆柱通孔的圆盘，U型叉架18由底板和立板构成，U型叉架18的立板上设有圆柱通孔，锁紧棘爪10的中下部设有圆柱通孔。锁紧棘轮5的中部设有圆柱通孔，锁紧棘轮5的圆柱通孔和分度轴3固定连接，锁紧棘轮5和锁紧棘爪10啮合连接，丝杠12的一侧面设有与轴线平行的键槽，L形导向键19的第一端和丝杠12的键槽间隙配合，L形导向键19的第二端和箱体1的内壁固定连接。

如图5所示，自润滑轴套20的上下端面和箱体1壁板的轴套圆柱通孔间隙配合，螺母14外径的小圆柱侧面和自润滑轴套20的圆柱通孔连接，挡圈13的一端面和螺母14外径的小圆柱端面固定连接，螺母14外径的大圆柱的第一端面和自润滑轴套20的一端面连接，丝杠12和螺母14的内径螺纹连接，丝杠12分别从箱体1的一壁板的内外侧悬出，U型叉架18底板的外表面和丝杠12悬伸到箱体1壁板内的端部固定连接，锁紧棘爪10的圆柱通孔通过销轴17和U型叉架18两侧立板的圆柱通孔连接，锁紧手柄15和螺母14外径的大圆柱第二端面固定连接，板弹簧A11和板弹簧B16分别和螺母14的两侧面固定连接。

分度台组件，如图1所示，其包括箱体1、分度轴3、分度工作台4和滚动轴承，滚动轴承，其包括第一滚动轴承2、第二滚动轴承6、第三滚动轴承8和第四滚动轴承9，箱体1的相邻壁板上设有轴承圆柱通孔和轴套圆柱通孔，滚动轴承的外径和箱体1的轴承圆柱通孔连接，分度轴3通过滚动轴承的内径和箱体1的两侧连接，并从箱体1的一侧悬出，分度轴3的悬出轴端和分度工作台4固定连接。

蜗杆的直径大于第一轴段的直径，第一轴段的直径和第二轴段的直径相等，第二轴段的直径大于第三轴段的直径。

如图1所示，箱体1壁板上的轴承圆柱通孔的直径和滚动轴承的外径相等，箱体1壁板上的轴套圆柱通孔的直径大于自润滑轴套20的直径相等，挡圈13的圆柱通孔的直径大于丝杠12的外径，U型叉架18两个立板上的圆柱通孔的直径相等。

箱体1壁板上的轴承圆柱通孔两两一对，作为一对的轴承圆柱通孔的轴心在同一条直线上，两对轴承圆柱通孔的轴线互相垂直，轴套圆柱通孔的中心线和分度蜗轮的中心线垂直且在两个不同的面上，如图4所示，丝杠12、挡圈13、螺母14、U型叉架18和自润滑轴套20的轴心在同一条直线上。

销轴17和U型叉架18两个立板上的圆柱通孔构成过盈配合，锁紧棘爪10上的圆柱通孔的中心线和自身平面垂直，并和销轴17构成间隙配合，锁紧棘爪10和U型叉架18两个立板上的圆柱通孔构成间隙配合。

如图5所示，锁紧棘爪10是一带有一个尖点、两侧为曲线轮廓、底部为直线轮廓的平板零件，锁紧棘爪10的两平面对称于锁紧棘轮5的中央平面，锁紧棘轮5的中央平面垂直于锁紧棘轮5的轴线。

如图4所示，锁紧棘爪10底部的直线轮廓和U型叉架18的底板内表面有2mm～3mm的间隙，以保证锁紧棘爪10在外力作用下能进行一定量的左右摆动，保证锁紧棘爪10能与处于任意位置的锁紧棘轮5接触良好。

板弹簧A11、板弹簧B16夹住锁紧棘爪10，保证锁紧棘爪10在无外力作用时处于固定位置，当锁紧棘爪10受到外力作用时，能克服板弹簧A11和板弹簧B16的弹性力向一侧摆动，当所受外力去除后，锁紧棘爪10仍将返回到板弹簧A11和板弹簧B16所约束的固定位置。

以下结合实施例对本发明一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台做进一步描述：

棘轮棘爪锁紧的数控分度台分度调零的过程：

首先，逆时针旋转锁紧手柄15，带动螺母14逆时针旋转，由于L形导向键19的限制，丝杠12将向箱体1外侧方向移动，从而带动U型叉架18、销轴17、板弹簧A11、板弹簧B16和锁紧棘爪10向箱体1外侧方向移动，使锁紧棘爪10与锁紧棘轮5脱离接触。

然后，以正常分度运动模式启动伺服电机23，通过行星减速器22、分度蜗杆7、分度蜗轮4、分度轴3带动分度工作台21和锁紧棘轮5一同旋转到分度工作台21距离初始工作位置差20时，把伺服电机23的工作模式改为低速定位运动模式，使分度蜗轮4、分度轴3分度工作台21和锁紧棘轮5等以极低的转速旋转到达分度工作台21初始工作位置。

接着，顺时针旋转锁紧手柄15，带动螺母14顺时针旋转，由于L形导向键19的限制，丝杠12将向箱体1内侧方向移动，从而带动U型叉架18、销轴17、板弹簧A11、板弹簧B16和锁紧棘爪10向箱体1内侧方向移动，使锁紧棘爪10插入锁紧棘轮5的齿槽内，继续旋转锁紧手柄15时，锁紧棘爪10将推动锁紧棘轮5转动，通过分度轴3带动分度蜗轮4转动，分度蜗轮4的转动方向与分度过程的转动方向相同，使分度蜗轮4的一侧齿面与分度蜗杆7的一侧齿面紧密贴合，分度蜗杆7上的第一轴段和第二轴段的端面与滚动轴承的内环端面、内环与滚动体、滚动体与外环均紧密贴合，将此时伺服电机23内置绝对编码器的示值调为0度。

棘轮棘爪锁紧的数控分度台的分度位置调整的过程：

首先，逆时针旋转锁紧手柄15，带动螺母14逆时针旋转，由于L形导向键19的限制，丝杠12将向箱体1外侧方向移动，从而带动U型叉架18、销轴17、板弹簧A11、板弹簧B16和锁紧棘爪10向箱体1外侧方向移动，使锁紧棘爪10与锁紧棘轮5脱离接触。

接着，以正常分度运动模式启动伺服电机23，通过行星减速器22、分度蜗杆7、分度蜗轮4、分度轴3带动分度工作台21和锁紧棘轮5一同旋转到分度工作台21距离第一分度位置差20时后，把伺服电机23的工作模式改为低速定位运动模式，使分度蜗轮4、分度轴3分度工作台21和锁紧棘轮5等以极低的转速旋转到达分度工作台21的第一分度位置。

然后，顺时针旋转锁紧手柄15，带动螺母14顺时针旋转，由于L形导向键19的限制，丝杠12将向箱体1内侧方向移动，从而带动U型叉架18、销轴17、板弹簧A11、板弹簧B16和锁紧棘爪10向箱体1内侧方向移动，使锁紧棘爪10插入锁紧棘轮5的齿槽内，继续旋转锁紧手柄15时，锁紧棘爪10将推动锁紧棘轮5转动，通过分度轴3带动分度蜗轮4转动，分度蜗轮4的转动方向与分度过程的转动方向相同，使分度蜗轮4的一侧齿面与分度蜗杆7的一侧齿面紧密贴合，分度蜗杆7上的第一轴段和第二轴段的端面与滚动轴承的内环端面、内环与滚动体、滚动体与外环均紧密贴合。此时分度工作台21的位置是完全确定的，在外力，如切削力，的作用下不会发生任何摆动或晃动。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其包括涡轮蜗杆组件、棘轮棘爪组件和分度台组件，其特征在于，其具备：

所述涡轮蜗杆组件，其包括分度蜗轮、分度蜗杆、行星减速器和伺服电机，所述分度蜗轮的中央设有圆柱孔，所述分度蜗轮的中央圆柱孔和分度轴的中部固定连接，所述分度蜗杆由蜗杆、第一轴段、第二轴段和第三轴段组成，所述第一轴段和所述第二轴段分别通过滚动轴承的内径和箱体连接，所述蜗杆和所述分度蜗轮啮合，所述分度蜗杆的第三轴段的端部和所述行星减速器的输出轴的端部固定连接，所述行星减速器的输入轴和所述伺服电机的输出轴固定连接，所述行星减速器的壳体和所述箱体的壁板固定连接，所述伺服电机的壳体和所述行星减速器的壳体固定连接；

所述棘轮棘爪组件，其包括锁紧棘爪、锁紧棘轮、板弹簧A、丝杠、挡圈、螺母、锁紧手柄、板弹簧B、销轴、U型叉架、L形导向键和自润滑轴套，所述自润滑轴套为工字形回转体结构，且中部设有圆柱通孔，所述螺母为T字形回转体结构，且中部设有内螺纹圆柱通孔，所述挡圈是一个带有中央圆柱通孔的圆盘，所述U型叉架由底板和立板构成，所述U型叉架的立板上设有圆柱通孔，所述锁紧棘爪的中下部设有圆柱通孔；

所述锁紧棘轮的中部设有圆柱通孔，所述锁紧棘轮的圆柱通孔和所述分度轴固定连接，所述锁紧棘轮和所述锁紧棘爪啮合连接，所述丝杠的一侧面设有与轴线平行的键槽，所述L形导向键的第一端和所述丝杠的键槽间隙配合，所述L形导向键的第二端和所述箱体的内壁固定连接；以及

所述分度台组件，其包括箱体、分度轴、分度工作台和滚动轴承，滚动轴承，其包括第一滚动轴承、第二滚动轴承、第三滚动轴承和第四滚动轴承，所述箱体的相邻壁板上设有轴承圆柱通孔和轴套圆柱通孔，所述滚动轴承的外径和所述箱体的轴承圆柱通孔连接，所述分度轴通过所述滚动轴承的内径和所述箱体的两侧连接，并从所述箱体的一侧悬出，所述分度轴的悬出轴端和所述分度工作台固定连接。

2.根据权利要求1所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，在所述棘轮棘爪组件中，所述自润滑轴套的上下端面和所述箱体壁板的轴套圆柱通孔间隙配合，所述螺母外径的小圆柱侧面和所述自润滑轴套的圆柱通孔连接，所述挡圈的一端面和所述螺母外径的小圆柱端面固定连接，所述螺母外径大圆柱的第一端面和所述自润滑轴套的一端面连接，所述丝杠和所述螺母内径螺纹连接，所述丝杠分别从所述箱体的一壁板的内外侧悬出，所述U型叉架底板的外表面和所述丝杠悬伸到箱体壁板内的端部固定连接，所述锁紧棘爪的圆柱通孔通过所述销轴和所述U型叉架两侧立板的圆柱通孔连接，所述锁紧手柄和所述螺母外径的大圆柱第二端面固定连接，所述板弹簧A和所述板弹簧B分别和所述螺母的两侧面固定连接。

3.根据权利要求1所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述蜗杆的直径大于所述第一轴段的直径，所述第一轴段的直径和所述第二轴段的直径相等，所述第二轴段的直径大于所述第三轴段的直径。

4.根据权利要求1所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述箱体壁板上的轴承圆柱通孔的直径和所述滚动轴承的外径相等，所述箱体壁板上的轴套圆柱通孔的直径大于所述自润滑轴套的直径相等，所述挡圈的圆柱通孔的直径大于所述丝杠的外径，所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔的直径相等。

5.根据权利要求4所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述箱体壁板上的轴承圆柱通孔两两一对，作为一对的轴承圆柱通孔的轴心在同一条直线上，两对轴承圆柱通孔的轴线互相垂直，所述轴套圆柱通孔的中心线和所述分度蜗轮的中心线垂直且在两个不同的面上，所述丝杠、所述挡圈、所述螺母、所述U型叉架和所述自润滑轴套的轴心在同一条直线上。

6.根据权利要求2或者4所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述销轴和所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔构成过盈配合，所述锁紧棘爪上的圆柱通孔的中心线和自身平面垂直，并和所述销轴构成间隙配合，所述锁紧棘爪和所述U型叉架两个立板上的圆柱通孔构成间隙配合。

7.根据权利要求1或者2所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述锁紧棘爪是一带有一个尖点、两侧为曲线轮廓、底部为直线轮廓的平板零件，所述锁紧棘爪的两平面对称于所述锁紧棘轮中央平面，所述锁紧棘轮的中央平面垂直于所述锁紧棘轮的轴线。

8.根据权利要求6所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述锁紧棘爪底部的直线轮廓和所述U型叉架的底板内表面有2mm～3mm的间隙，以保证锁紧棘爪在外力作用下能进行一定量的左右摆动，保证锁紧棘爪能与处于任意位置的锁紧棘轮接触良好。

9.根据权利要求2所述的棘轮棘爪锁紧的数控分度台，其特征在于，所述板弹簧A、所述板弹簧B夹住所述锁紧棘爪，保证所述锁紧棘爪在无外力作用时处于固定位置，当所述锁紧棘爪受到外力作用时，能克服所述板弹簧A和所述板弹簧B的弹性力向一侧摆动，当所受外力去除后，所述锁紧棘爪仍将返回到所述板弹簧A和所述板弹簧B所约束的固定位置。

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