CN111015263B - 一种车床夹具自定心结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车床夹具自定心结构，包括本体，所述本体上插设有三组呈120°等间隔分布的斜拉杆，本体的底部中心处设有驱动盘，所述驱动盘的顶部设有卡齿，驱动盘通过卡齿与斜拉杆底部的卡槽相互卡接并可驱动斜拉杆斜向移动，所述本体的中心处设有阶梯通孔，所述驱动盘的中心孔插设有顶尖组件，且所述顶尖组件通过螺栓固定在本体的阶梯通孔的第一阶梯面上，三组所述斜拉杆的顶部均固定连接有卡爪，所述卡爪均朝向本体的轴线方向设置，卡爪朝向本体轴线的一侧均设有镶块。本发明结构可有效提高产品的装夹精度，且不需要再次进行校准，具有自定心功能，操作简便，生产效率大大提高。

Description

一种车床夹具自定心结构

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种车床夹具自定心结构。

背景技术

在机械加工中，经常会遇到加工同心度要求高的内孔零件，常用的装夹方式是三爪自定心夹紧，但通用三爪卡盘的夹紧后，工件与卡爪的重复定位精度不高，通常在0.05mm左右，无法满足批量零件的高精度加工需求；

同时，而且对于精密零件的车床加工，普通车床夹头由于受装夹误差等因素影响很难保证产品加工精度，且产品装夹时，其主要是三爪定心而没有轴向定心，工作效率低下精度低，废品率高，不能进行较大批量生产加工。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种车床夹具自定心结构，解决了现有的车床夹具精度不高且没有轴向定心，导致加工的工件精度低，废品率高的问题。

技术方案：本发明一种车床夹具自定心结构，包括本体，所述本体上插设有三组呈120°等间隔分布的斜拉杆，本体的底部中心处设有驱动盘，所述驱动盘的顶部设有卡齿，驱动盘通过卡齿与斜拉杆底部的卡槽相互卡接并可驱动斜拉杆斜向移动，所述本体的中心处设有阶梯通孔，所述驱动盘的中心孔插设有顶尖组件，且所述顶尖组件通过螺栓固定在本体的阶梯通孔的第一阶梯面上，三组所述斜拉杆的顶部均固定连接有卡爪，所述卡爪均朝向本体的轴线方向设置，卡爪朝向本体轴线的一侧均设有镶块；

所述顶尖组件包括顶尖套，所述顶尖套通过螺栓固定在本体的阶梯通孔的第一阶梯面上，顶尖套的中心处设有深孔，所述深孔内插设有顶尖，所述顶尖的底部螺纹连接有顶杆，且所述顶杆的底部伸出顶尖套外，位于顶尖套内的顶杆杆身上套设有弹簧，顶杆的底部位于驱动盘的中心孔内。

进一步的，所述顶尖的顶头呈圆锥状，且顶尖顶头的最大直径大于顶尖套深孔的直径。

进一步的，所述驱动盘的周侧设有缺口，所述缺口内设有驱动盘防转块，所述驱动盘防转块通过螺栓与本体固定连接。驱动盘防转块可防止加工的时候驱动盘出现转动的现象，同时还能保证三根斜拉杆移动一致性，保证自定心能力。

进一步的，三组所述斜拉杆的一侧均设有滑槽，所述滑槽对应的本体外固定连接有斜拉杆防转销，所述斜拉杆防转销的一端伸入滑槽内，并与滑槽滑动配合。斜拉杆防转销具有斜拉杆移动定向作用。

进一步的，所述滑槽内设有橡胶密封块。

进一步的，所述本体的顶端面上固定连接有支撑块，所述支撑块上固定连接有三组呈120°等间隔分布的支撑柱，所述支撑柱与卡爪间隔设置。支撑柱定位工件轴向位置，限制Z向自由度。

进一步的，所述驱动盘的底部螺纹连接有连接螺母，所述连接螺母的外周侧螺纹连接有拉杆轴，所述本体的底端面固定连接有连接盘。车床的拉杆轴作用为传递动力源，驱动整体动作，连接盘与加工法兰盘固定，保证夹具的稳定。

进一步的，三组所述斜拉杆的周侧设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设有第一O型密封圈；所述顶尖的周侧设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内设有第二O型密封圈。

进一步的，与所述本体的阶梯通孔的第二阶梯面相接触的顶尖套端面设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽内设有第三O型密封圈。第一至第三O型密封圈防止水、削、杂物进入定心结构。

本发明的有益效果：

(1)为了保证同心度，本发明能够在工件有直线度误差的状态下自动补偿轴向误差；

(2)本发明是利用径向定心和轴向定心同时定位工件；

(3)通过顶尖驱动轴向定心，顶尖具有Z向浮动定心功能，在做Z向的定心的同时支撑块的支撑柱限制Z向一个自由度，再结合径向定心夹紧工件；

(4)顶尖组件具有快速更换定心能力，卡爪的倒锥斜度能保证受力面分力压紧过程中有自锁能力，在轴向定心的同时，避免间隙产生，同时保证Z向无间隙。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明内部四分之一剖切后的结构示意图；

图3为图1的半剖图；

图4为本体结构示意图；

图5为图2去掉本体结构示意图；

图6为驱动盘四分之一剖切后的结构示意图；

图7为图2中本体与顶尖组件连接结构示意图；

图8为顶尖组件四分之一剖切后的结构示意图；

图9为工件四分之一剖切后的结构示意图；

图10为支撑块四分之一剖切后的结构示意图；

图11为斜拉杆与卡爪连接结构示意图；

图12为驱动盘与驱动盘防转块连接结构示意图；

图13为本体与支撑块连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

如图1至图13所示，本发明一种车床夹具自定心结构，包括本体1，本体1上插设有三组呈120°等间隔分布的斜拉杆2，本体1的底部中心处设有驱动盘3，驱动盘3的顶部设有卡齿31，驱动盘3通过卡齿31与斜拉杆2底部的卡槽21相互卡接并可同时驱动三组斜拉杆2斜向移动；驱动盘3的底部螺纹连接有连接螺母4，连接螺母4的外周侧螺纹连接有拉杆轴5，拉杆轴5为车床的拉杆轴，其作用是传递动力源，带动驱动盘3上下移动，从而带动斜拉杆2斜向移动，驱动整体动作；本体1的底端面固定连接有连接盘6，连接盘6与加工用的法兰盘固定，保证工作时夹具的稳定，起到固定整体机构的作用；

驱动盘3的周侧设有缺口32，缺口32内设有驱动盘防转块33，驱动盘防转块33通过螺栓与本体1固定连接，驱动盘防转块33可防止加工的时候驱动盘3出现转动的现象，同时还能保证三根斜拉杆2移动一致性，保证径向自定心能力；

本体1的中心处设有阶梯通孔11，阶梯通孔11包括第一阶梯面111和第二阶梯面112，驱动盘3的中心孔插设有顶尖组件7，且顶尖组件7通过螺栓固定在本体1的阶梯通孔11的第一阶梯面111上，三组斜拉杆2的顶部均固定连接有卡爪8，卡爪8均朝向本体1的轴线方向设置，三组卡爪8保证同时工作，且卡爪8的侧面具有倒锥斜度，而三组卡爪8形成的倒锥口在压紧过程中有自锁能力，卡爪8朝向本体1轴线的一侧均设有镶块9，三组镶块9之间插设有工件10，镶块9通过螺栓固定安装在卡爪8上，可通过快速切换镶块9，夹持不同直径工件10；

顶尖组件7包括顶尖套71，顶尖套71固定和扶持顶尖72，保证顶尖72回转中心位置，顶尖套71的顶端通过螺栓固定在本体1的阶梯通孔11的第一阶梯面111上，螺栓固定便于更换顶尖组件，实现快速更换易损件；顶尖套71的环形端面与本体1的阶梯通孔11的第二阶梯面112相接触且顶尖套71的环形端面设有第三环形凹槽12，第三环形凹槽12内设有第三O型密封圈13，第三O型密封圈13防止水、削、杂物进入顶尖组件7；

顶尖套71的中心处设有深孔711，深孔711内插设有顶尖72，顶尖72的顶头呈圆锥状，且顶尖72顶头的最大直径大于顶尖套71深孔711的直径，顶尖72的底部螺纹连接有顶杆73，且顶杆73的底部伸出顶尖套71外，位于顶尖套71内的顶杆73杆身上套设有弹簧74，顶杆73的底部位于驱动盘3的中心孔内，顶尖72由于弹簧74的使其具有浮动定心作用，弹簧74起到浮动的作用，在工件轴向定位后，顶尖72仍然有效的定位工件；顶尖72的周侧设有第二环形凹槽721，第二环形凹槽721内设有第二O型密封圈722，第二O型密封圈722防止水、削、杂物进入顶尖组件7；

三组斜拉杆2的一侧均设有滑槽22，滑槽22对应的本体1外固定连接有斜拉杆防转销14，斜拉杆防转销14的一端伸入滑槽22内，并与滑槽22滑动配合，斜拉杆防转销14具有斜拉杆2移动定向作用；滑槽22内设有橡胶密封块23，三组斜拉杆2的周侧设有第一环形凹槽24，第一环形凹槽24内设有第一O型密封圈25，橡胶密封块23弹性较好，在受到挤压的情况下仍能回复原状，橡胶密封块23和第一O型密封圈25防止水、削、杂物进入本体1内部；

本体1的顶端面上固定连接有支撑块15，支撑块15上固定连接有三组呈120°等间隔分布的支撑柱151，支撑柱151与卡爪8间隔设置，当工件10的中心孔与顶尖72轴向定心后，由于顶尖72为浮动设置，为防止工件10上下移动，则安装支撑块15，支撑块15的支撑柱151定位工件10的轴向位置，即防止工件10轴向移动，限制其Z向自由度，而顶尖72一直可以保持轴向定心的功能；

本发明通过三组镶块9对工件10进行夹紧，驱动盘3与斜拉杆2连接，带动斜拉杆2斜向运动，从而推动三组镶块9对工件10进行夹紧，由于斜拉杆2的斜拉式夹紧结构设计，实现了径向自定心夹持功能；另外本体1内部还设有顶尖组件7，其顶尖72具有浮动定心的功能，顶尖72与支撑柱151的配合进一步保证了工件10装夹精度，达到高精度加工的目的。本发明结构可有效提高产品的装夹精度，且不需要再次进行校准，具有自定心功能，操作简便，生产效率大大提高。

工作原理：

(1)动作说明

车床的拉杆轴5接受机床回转油缸驱动移动后，通过连接螺母4把动能传递给驱动盘3，带动驱动盘3上下移动，驱动盘3上下移动则带动斜拉杆2斜向移动，斜向下移动则加紧工件10，斜向上则松开工件10，斜拉杆2的顶部连接有卡爪8，迫使三组卡爪8沿两个方向同时移动，即向驱动盘和缩小直径方向移动，此时三组镶块9会连同卡爪8同步移动，三组卡爪8形成的倒锥口在压紧过程中有自锁能力，则加紧工件10直径位置保持定心能力。

(2)装夹工件10定心过程

先装载工件10，工件10底部具有中心孔，工件10底部中心孔预先接触顶尖72，顶尖套71限制了顶尖72的4个自由度，保证同心的状态下确定工件10一端的回转中心，在弹簧74的作用下顶尖72可以浮动伸缩，补偿工件10中心孔大小和与中心孔端面距离误差，保证顶尖72一直可以对工件10底部中心孔轴向定心，由于顶尖72为浮动设置，为防止工件10可上下移动，支撑块15的支撑柱151支撑定位工件10另一端面的轴向位置，即防止工件10轴向上下移动，限制其Z向自由度，而顶尖72一直可以保持轴向定心的功能，此时三组镶块9连同卡爪8同步移动定心夹紧工件10，通过顶尖72和三组卡爪8同时轴向和径向定心夹紧工件10，从而保证工件10在长度比加长的情况下，夹具加工还具有稳定的夹持定心作用。

Claims (8)

1.一种车床夹具自定心结构，包括本体，其特征在于：所述本体上插设有三组呈120°等间隔分布的斜拉杆，本体的底部中心处设有驱动盘，所述驱动盘的顶部设有卡齿，驱动盘通过卡齿与斜拉杆底部的卡槽相互卡接并可驱动斜拉杆斜向移动，所述本体的中心处设有阶梯通孔，所述驱动盘的中心孔插设有顶尖组件，且所述顶尖组件通过螺栓固定在本体的阶梯通孔的第一阶梯面上，三组所述斜拉杆的顶部均固定连接有卡爪，所述卡爪均朝向本体的轴线方向设置，卡爪朝向本体轴线的一侧均设有镶块；

所述顶尖组件包括顶尖套，所述顶尖套通过螺栓固定在本体的阶梯通孔的第一阶梯面上，顶尖套的中心处设有深孔，所述深孔内插设有顶尖，所述顶尖的底部螺纹连接有顶杆，且所述顶杆的底部伸出顶尖套外，位于顶尖套内的顶杆杆身上套设有弹簧，顶杆的底部位于驱动盘的中心孔内；

所述本体的顶端面上固定连接有支撑块，所述支撑块上固定连接有三组呈120°等间隔分布的支撑柱，所述支撑柱与卡爪间隔设置。

2.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：所述顶尖的顶头呈圆锥状，且顶尖顶头的最大直径大于顶尖套深孔的直径。

3.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：所述驱动盘的周侧设有缺口，所述缺口内设有驱动盘防转块，所述驱动盘防转块通过螺栓与本体固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：三组所述斜拉杆的一侧均设有滑槽，所述滑槽对应的本体外固定连接有斜拉杆防转销，所述斜拉杆防转销的一端伸入滑槽内，并与滑槽滑动配合。

5.根据权利要求4所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：所述滑槽内设有橡胶密封块。

6.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：所述驱动盘的底部螺纹连接有连接螺母，所述连接螺母的外周侧螺纹连接有拉杆轴，所述本体的底端面固定连接有连接盘。

7.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：三组所述斜拉杆的周侧设有第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内设有第一O型密封圈；所述顶尖的周侧设有第二环形凹槽，所述第二环形凹槽内设有第二O型密封圈。

8.根据权利要求1所述的一种车床夹具自定心结构，其特征在于：与所述本体的阶梯通孔的第二阶梯面相接触的顶尖套端面设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽内设有第三O型密封圈。

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