CN113385958A - 一种数控机床用高精度定心夹具 - Google Patents

一种数控机床用高精度定心夹具 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种数控机床用高精度定心夹具,包括:盘状底板、径向同步夹持机构、辅助夹套,盘状底板上设有连接机构,用于与数控机床的主轴箱连接,盘状底板上还开设有径向延伸的多个直线导轨;径向同步夹持机构的每个钳口一一对应设置在每个直线导轨内,且可在直线导轨内滑动,每个钳口的顶端均开设有相同的限位槽;辅助夹套呈圆筒状,包括相对的第一端和第二端,第一端的圆形开口的第一直径大于第二端的圆形开口的第二直径,待加工的圆形薄壁工件的外径与第一直径一致,辅助夹套环设有凸轨,且辅助夹套开设有径向延伸的纵切槽,在仰视角度(从第二端向第一端观察)下纵切槽的端点位于辅助夹套的端面内,凸轨与限位槽形状大小相互匹配。

Description

一种数控机床用高精度定心夹具
技术领域
本申请涉及数控机床领域,具体而言,涉及一种数控机床用高精度定心夹具。
背景技术
数控机床是数字控制机床(Computer numerical control machine tools)的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床,该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高效能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。
目前的数控机床可以加工复杂结构的工件,但对于薄壁工件(例如薄壁齿轮)的加工,为了保证加工精度,程序设置会很繁琐,主要原因是:目前没有较好的方式固定待加工的工件,如果粗暴地夹持薄壁工件的外缘实现对其的固定,则容易影响加工成品(薄壁工件)的精度。因此,对于薄壁工件的加工,如何在保证加工精度的同时提升加工效率,是本领域需要解决的问题。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种数控机床用高精度定心夹具,以在保证对圆形薄壁工件加工精度的同时,大大提升圆形薄壁工件的加工效率。
为了实现上述目的,本申请的实施例通过如下方式实现:
第一方面,本申请实施例提供一种数控机床用高精度定心夹具,数控机床包括主轴箱,所述高精度定心夹具包括:盘状底板、径向同步夹持机构、辅助夹套,所述盘状底板上设有连接机构,用于通过所述连接机构与所述主轴箱连接,以使所述主轴箱带动所述盘状底板转动,以及,所述盘状底板上还开设有径向延伸的多个直线导轨,且任意相邻的两个直线导轨之间的夹角相同;所述径向同步夹持机构设置在所述盘状底板上,包括驱动件和多个同质的钳口,每个钳口一一对应设置在每个直线导轨内,且可在所述直线导轨内滑动,所述驱动件用于驱动多个钳口沿对应的直线导轨同步滑动,其中,每个钳口的顶端均开设有相同的限位槽;所述辅助夹套呈圆筒状,包括相对的第一端和第二端,所述第一端同轴开设有第一直径的圆形开口,所述第二端同轴开设有第二直径的圆形开口,且所述辅助夹套开设有径向延伸的纵切槽,所述辅助夹套环设有凸轨,其中,所述第一直径大于第二直径,待加工的圆形薄壁工件的外径与所述第一直径一致,在仰视角度下所述纵切槽的端点位于所述辅助夹套的端面内,穿过所述辅助夹套的端面圆心后破开所述辅助夹套的端面边缘,以及,所述凸轨与所述限位槽形状大小相互匹配,此处的仰视角度表示从所述第二端向所述第一端观察所述辅助夹套的视角。
在本申请实施例中,数控机床包括主轴箱,高精度定心夹具包括盘状底板、径向同步夹持机构和辅助夹套,盘状底板上设有连接机构,用于通过连接机构与主轴箱连接,以使主轴箱带动盘状底板转动,以及,其上还开设有径向延伸的多个直线导轨,且任意相邻的两个直线导轨之间的夹角相同。而径向同步夹持机构中的每个钳口一一对应设置在每个直线导轨内,且可在直线导轨内滑动,驱动件可以驱动多个钳口沿对应的直线导轨同步滑动,每个钳口的顶端均开设有相同的限位槽。辅助夹套呈圆筒状,包括相对的第一端和第二端,第一端同轴开设有第一直径的圆形开口(即第一直径的圆形开口与辅助夹套同轴),第二端同轴开设有第二直径的圆形开口(即第二直径的圆形开口与辅助夹套同轴),第一直径大于第二直径,待加工的圆形薄壁工件的外径与第一直径一致。辅助夹套还开设有径向延伸的纵切槽,在仰视角度(从第二端向第一端观察辅助夹套的视角)下纵切槽的端点位于辅助夹套的端面内,穿过辅助夹套的端面圆心后破开辅助夹套的端面边缘,辅助夹套环设有凸轨,凸轨与限位槽形状大小相互匹配。因此,辅助夹套的第二端可以面向盘状底板设置,通过驱动件驱动多个钳口沿各自对应的直线导轨同步滑动,以使每个钳口运动至辅助夹套的凸轨嵌入每个钳口的限位槽内,而待加工的圆形薄壁工件则可以通过第一端的圆形开口嵌设于辅助夹套内,在驱动件的驱动下,每个钳口可以向盘状底板的中心方向推进(或者提供推力),从而对辅助夹套产生挤压,使得辅助夹套产生微弱形变(纵切槽变窄),从而压缩第一端的圆形开口的面积,从而使得第一端的圆形开口的内壁抵持住其内设置的待加工的圆形薄壁工件(此处,待加工的圆形薄壁工件可以是圆形薄壁工件,也可以是加工后成为圆形薄壁工件),从而实现对待加工的圆形薄壁工件的固定。而辅助夹套的凸轨嵌入每个钳口的限位槽内,可以使得钳口对辅助夹套起到固定和限位的作用,能够使得钳口与辅助夹套之间更加稳定牢固。而第一直径大于第二直径,则第一端的圆形开口大于第二端的圆形开口,而待加工的圆形薄壁工件的直径与第一直径一致,从而辅助夹套的第二端会对嵌入第一端的圆形开口的待加工的圆形薄壁工件起到抵持作用,从而进一步增强辅助夹套对待加工的圆形薄壁工件的固定作用,这样不仅有利于保证加工精度,还能够避免因固定不稳造成的安全隐患。另外,对于待加工的圆形薄壁工件的加工,主要是对其进行沉孔的加工,这样只需要通过简单的加工工序即可完成对待加工的圆形薄壁工件的沉孔加工,从而大大提升加工效率。另外,在取出加工完成的圆形薄壁工件时,仅需停止(或大幅削弱)钳口对辅助夹套施加的推力,而纵切槽则可以作为一个取件的“突破口”,能够非常容易地将其中的圆形薄壁工件取出(或者通过纵切槽,将待加工的圆形薄壁工件放入辅助夹套),而无需取下辅助夹套,简化下料(或上料)流程,有利于进一步提升对圆形薄壁工件的加工效率(含上料过程和下料过程)。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述盘状底板上开设有径向延伸的4个直线导轨,对应的,钳口数量为4。
在该实现方式中,高精度定心夹具选用4爪(钳口及对应的直线轨道)的方式,可以更好地适应不同直径大小的辅助夹套,从而实现对不同尺寸的待加工的圆形薄壁工件的固定,且使得辅助夹套受力更加均衡和分散。
结合第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,位于相对的两个直线导轨内的两个钳口为一组,所述径向同步夹持机构则包括2组钳口,对应的,所述驱动件包括两组驱动组件,每组驱动组件用于驱动其对应的1组钳口同步滑动,且两组驱动组件之间的驱动力的大小相等且作用时间一致。
在该实现方式中,驱动件包括两组驱动组件,每组驱动组件用于驱动其对应的1组钳口同步滑动,且两组驱动组件之间的驱动力的大小相等且作用时间一致,这样可以保证每组钳口作同步滑动,在2组钳口夹持住辅助夹套时,每个钳口对辅助夹套的推力大小也相等。而两组驱动组件之间的作用时间一致,则可以使得钳口同时作用于辅助夹套,实现自定心效果。
结合第一方面的第二种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述驱动件与所述数控机床的驱动控制部连接,所述驱动件,用于在所述驱动控制部的驱动控制下驱动多个钳口沿对应的直线导轨同步滑动,其中,所述驱动控制部为液压控制和气动控制中的一项。
在该实现方式中,驱动件与数控机床的驱动控制部连接,采用液压控制或气动控制,可以实现数控机床对高精度定心夹具的自动化控制。
结合第一方面,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述凸轨与所述第二端之间间隔第一距离,所述限位槽与所述盘状底板之间间隔第二距离,所述第一距离小于等于第二距离。
在该实现方式中,通过将第一距离(凸轨与第二端之间的距离)设定为小于等于第二距离(限位槽与盘状底板之间的距离),这样便于高精度定心夹具适应不同型号的辅助夹套,具有更强的适用性。
结合第一方面,在第一方面的第五种可能的实现方式中,仰视角度下,所述纵切槽的端点位于所述辅助夹套的端面内,且与所述端面圆心相距1/4端面直径。
在该实现方式中,将纵切槽的端点位置设定为:仰视角度下,端点位于辅助夹套的端面内,且与端面圆心相距1/4端面直径。这样能够很好地考虑到辅助夹套在受力产生微弱形变时的应力分担,防止对辅助夹套产生永久性损害,从而提升辅助夹套的使用寿命,有利于保证对圆形薄壁工件的加工效果和加工精度。
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第六种可能的实现方式中,所述纵切槽的宽度为所述第一直径的1%~5%。
在该实现方式中,纵切槽的宽度设置为第一直径的1%~5%,能够很好地考虑到辅助夹套的整体质量,能够很好地将辅助夹套的微弱形变需要平衡的应力分散到未开槽的部分,且能够应对一些因加工精度误差带来的问题(例如待加工的圆形薄壁工件由于误差导致其外径稍大或稍小),从而提升辅助夹套的适用性。
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第七种可能的实现方式中,所述端点处开设有以所述端点为焦点的椭圆形通孔,其中,所述椭圆形通孔的另一焦点位于与所述纵切槽相反的一侧。
在该实现方式中,在端点处开设有以端点为焦点的椭圆形通孔,其中,椭圆形通孔的另一焦点位于与纵切槽相反的一侧(即纵切槽的反向延长线上),这样能够将端点处的应力很好地分散到椭圆边沿上,从而能够提升辅助夹套可无损支撑的形变量,提升辅助夹套的质量。
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第八种可能的实现方式中,所述第一直径为所述端面直径的85%~90%。
在该实现方式中,通过将第一直径为设置为端面直径的85%~90%,可以很好地考虑到辅助夹套的厚度(厚度越大能够无损害承受的压力越大,使用寿命会长一些)和对其施加压力而致其形变的压力大小(即驱动钳口的动力大小)二者之间的平衡。
结合第一方面的第五种可能的实现方式,在第一方面的第九种可能的实现方式中,所述第一端开设的所述第一直径的圆形开口的深度为所述辅助夹套整体高度的80%~90%,所述第二端开设的所述第二直径的圆形开口与所述第一直径的圆形开口相接。
在该实现方式中,第一直径的圆形开口的深度为辅助夹套整体高度的80%~90%,剩余的作为第二直径的圆形开口的深度(第二直径的圆形开口与第一直径的圆形开口相接),能够很好地考虑到第二直径的圆形开口需要对嵌设在第一直径的圆形开口内的待加工的圆形薄壁工件的抵持作用,保证辅助夹套的质量。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种未安装辅助夹套的高精度定心夹具的主视图。
图2为本申请实施例提供的一种未安装辅助夹套的高精度定心夹具的侧视图。
图3为本申请实施例提供的一种辅助夹套的侧面角度的示意图。
图4为本申请实施例提供的一种辅助夹套的仰视角度的示意图。
图5为本申请实施例提供的一种辅助夹套的俯视角度的示意图。
图6为本申请实施例提供的高精度定心夹具安装辅助夹套后夹持圆形薄壁工件的示意图。
图标:100-高精度定心夹具;110-盘状底板;111-连接机构;112-直线导轨;120-径向同步夹持机构;121-钳口;1211-限位槽;130-辅助夹套;131-第一端;132-第二端;133-凸轨;134-纵切槽。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
为了便于对本方案的理解,此处先对数控机床作简要的介绍。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。由于本方案涉及的数控机床用高精度定心夹具100主要应用于机床主体部分,因此,此处仅对机床主体部分进行简要介绍。机床主机是数控机床的主体,可以包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。
请参阅图1和图2,图1为本申请实施例提供的一种未安装辅助夹套130的高精度定心夹具100的主视图;图2为本申请实施例提供的一种未安装辅助夹套130的高精度定心夹具100的侧视图。
在本实施例中,数控机床用高精度定心夹具100可以包括:盘状底板110、径向同步夹持机构120、辅助夹套130。
示例性的,盘状底板110上开设有连接机构111,用于通过连接机构111与主轴箱连接,以使主轴箱带动盘状底板110转动。
例如,主轴箱上设有卡盘(例如三爪液压卡盘、四爪液压卡盘、四爪自定心卡盘、自定心液压卡盘等),卡盘可以在主轴箱的带动下转动。而卡盘与主轴箱之间的连接,是可拆卸的(例如通过多个螺栓组连接,将卡盘固定在主轴箱上)。因此,盘状底板110上开设的连接机构111,可以与主轴箱匹配,例如,针对A型号的数控机床,其主轴箱与卡盘的连接是通过s个螺栓组连接;那么,相应的,高精度定心夹具100欲应用于A型号的数控机床,则盘状底板110上开设的连接机构111可以与A型号的数控机床的主轴箱相匹配,从而将盘状底板110通过其上的连接机构111与主轴箱连接,以使主轴箱带动盘状底板110转动。
示例性的,盘状底板110上还开设有径向延伸的多个直线导轨112(设置直线导轨112的一面不面向主轴箱)且任意相邻的两个直线导轨112之间的夹角相同。例如,3个直线导轨112,相邻的两个直线导轨112之间的夹角为120°;4个直线导轨112,相邻的两个直线导轨112之间的夹角为90°。
示例性的,径向同步夹持机构120可以设置在盘状底板110上。其中,径向同步夹持机构120可以包括驱动件和多个同质的钳口121。每个钳口121可以一一对应设置在每个直线导轨112内,且钳口121可在直线导轨112内滑动,而驱动件则可以驱动多个钳口121沿对应的直线导轨112同步滑动。另外,每个钳口121的顶端均开设有相同的限位槽1211。而限位槽1211面向盘状底板110中心,且限位槽1211设置的高度、深度、宽度等参数均一致。
请参阅图3~图5,图3为本申请实施例提供的一种辅助夹套130的侧面角度的示意图;图4为本申请实施例提供的一种辅助夹套130的仰视角度的示意图;图5为本申请实施例提供的一种辅助夹套130的俯视角度的示意图。
示例性的,辅助夹套130呈圆筒状,可以包括相对的第一端131和第二端132。第一端131同轴开设有第一直径的圆形开口,第二端132同轴开设有第二直径的圆形开口,第一直径大于第二直径,而待加工的圆形薄壁工件的外径与第一直径一致。
以及,辅助夹套130环设有凸轨133(可以理解为凸轨133环绕辅助夹套130外表面一周,且凸轨133与辅助夹套130一体化设置),此处,凸轨133与限位槽1211形状大小相互匹配。
辅助夹套130还开设有径向延伸的纵切槽134(即纵切槽134会穿过辅助夹套130的轴心),其中,在仰视角度(从第二端132向第一端131观察辅助夹套130的视角)下,纵切槽134的端点位于辅助夹套130的端面内,纵切槽134穿过辅助夹套130的端面圆心(即辅助夹套130的端面的圆心,端面为辅助夹套130的外径所包含的范围)后破开辅助夹套130的端面边缘(即,纵切槽134属于凹槽式的切槽,并非通孔式的切槽)。
利用高精度定心夹具100的此种结构,辅助夹套130的第二端132可以面向盘状底板110设置,通过驱动件驱动多个钳口121沿各自对应的直线导轨112同步滑动,以使每个钳口121运动至辅助夹套130的凸轨133嵌入每个钳口121的限位槽1211内,而待加工的圆形薄壁工件则可以通过第一端131的圆形开口嵌设于辅助夹套130内,在驱动件的驱动下,每个钳口121可以向盘状底板110的中心方向推进(或者提供推力),从而对辅助夹套130产生挤压,使得辅助夹套130产生微弱形变(纵切槽134变窄),从而压缩第一端131的圆形开口的面积,从而使得第一端131的圆形开口的内壁抵持住其内设置的待加工的圆形薄壁工件(此处,待加工的圆形薄壁工件可以是圆形薄壁工件,也可以是加工后成为圆形薄壁工件),从而实现对待加工的圆形薄壁工件的固定。而辅助夹套130的凸轨133嵌入每个钳口121的限位槽1211内,可以使得钳口121对辅助夹套130起到固定和限位的作用,能够使得钳口121与辅助夹套130之间更加稳定牢固。而第一直径大于第二直径,则第一端131的圆形开口大于第二端132的圆形开口,而待加工的圆形薄壁工件的直径与第一直径一致,从而辅助夹套130的第二端132会对嵌入第一端131的圆形开口的待加工的圆形薄壁工件起到抵持作用,从而进一步增强辅助夹套130对待加工的圆形薄壁工件的固定作用,这样不仅有利于保证加工精度,还能够避免因固定不稳造成的安全隐患。
另外,对于待加工的圆形薄壁工件的加工,主要是对其进行沉孔(即在待加工的圆形薄壁工件的中心开设通孔,使之成为圆形薄壁工件)的加工,这样只需要通过简单的加工工序即可完成对待加工的圆形薄壁工件的沉孔加工,从而大大提升加工效率。并且,在取出加工完成的圆形薄壁工件时,仅需停止(或大幅削弱)钳口121对辅助夹套130施加的推力,而纵切槽134则可以作为一个取件的“突破口”,能够非常容易地将其中的圆形薄壁工件取出(或者通过纵切槽134,将待加工的圆形薄壁工件放入辅助夹套130),而无需取下辅助夹套130,简化下料(或上料)流程,有利于进一步提升对圆形薄壁工件的加工效率(含上料过程和下料过程)。
需要说明的是,在安装辅助夹套130时,辅助夹套130的纵切槽134需朝向任意两个相邻钳口121之间的夹角范围内的方向,这样方便利用直径小于纵切槽134的工具(例如机械手、或者勾子)探入纵切槽134内,从第二端132向第一端131运动,将加工好的圆形薄壁工件从第一直径的圆形开口内取出,实现下料。或者,在上料时,也可以利用直径小于纵切槽134的工具,探入纵切槽134内,从而携带夹持的待加工的圆形薄壁工件进入第一直径的圆形开口内,实现上料。
请再次参阅图1,在本实施例中,盘状底板110上开设有径向延伸的4个直线导轨112,对应的,钳口121数量为4。高精度定心夹具100选用4爪(钳口121及对应的直线轨道)的方式,可以更好地适应不同直径大小的辅助夹套130,从而实现对不同尺寸的待加工的圆形薄壁工件的固定,且使得辅助夹套130受力更加均衡和分散。
在本实施例中,位于相对的两个直线导轨112内的两个钳口121为一组,径向同步夹持机构120则包括2组钳口121,对应的,驱动件包括两组驱动组件,每组驱动组件用于驱动其对应的1组钳口121同步滑动,且两组驱动组件之间的驱动力的大小相等且作用时间一致。两组驱动组件之间的驱动力的大小相等且作用时间一致,这样可以保证每组钳口121作同步滑动,在2组钳口121夹持住辅助夹套130时,每个钳口121对辅助夹套130的推力大小也相等。而两组驱动组件之间的作用时间一致,则可以使得钳口121同时作用于辅助夹套130,实现自定心效果。
在本实施例中,驱动件可以与数控机床的驱动控制部连接,驱动件还可以用于在驱动控制部的驱动控制下驱动多个钳口121沿对应的直线导轨112同步滑动,其中,驱动控制部采用液压控制和气动控制中的一项。这样可以实现数控机床对高精度定心夹具100的自动化控制。
示例性的,两组驱动组件可以为两个使用同一油路且作用面积相同的油缸,这样可以保证两个油缸的压力相同;而为了保证作用时间一致,可以设置相应的分流结构来保证液压油的流动,此处不作限定。当然,也可以采用现有的高精度四爪液压卡盘的设计方式来保证每个钳口121的同步运作,此处不作限定。
请再次参阅图3,在本实施例中,凸轨133与第二端132之间间隔第一距离,限位槽1211与盘状底板110之间间隔第二距离,第一距离小于等于第二距离。通过将第一距离(凸轨133与第二端132之间的距离)设定为小于等于第二距离(限位槽1211与盘状底板110之间的距离),这样便于高精度定心夹具100适应不同型号的辅助夹套130(主要是对于不同厚度的圆形薄壁工件的加工),具有更强的适用性。
需要说明的是,此处的第一距离小于等于第二距离,可以使得钳口121夹持不同厚度的辅助夹套130,从而适应于不同厚度的圆形薄壁工件的加工。另外,为了安全起见,凸轨133在辅助夹套130上的开设位置,可以靠近辅助夹套130整体长度中点与第一端131之间的范围内,防止辅助夹套130在加工过程中弹出,消除安全隐患。
请再次参阅图4,在本实施例中,仰视角度下,纵切槽134的端点位于辅助夹套130的端面内,且与端面圆心相距1/4端面直径。这样能够很好地考虑到辅助夹套130在受力产生微弱形变时的应力分担,防止对辅助夹套130产生永久性损害,从而提升辅助夹套130的使用寿命,有利于保证对圆形薄壁工件的加工效果和加工精度。
在本实施例中,纵切槽134的宽度为第一直径的1%~5%。例如,第一直径为100mm,纵切槽134的宽度可以为5mm,3mm等,当然,也可以根据实际需要选择上述范围之外的参数,例如7mm,8mm等,但不宜过高。这样能够很好地考虑到辅助夹套130的整体质量,能够很好地将辅助夹套130的微弱形变需要平衡的应力分散到未开槽的部分,且能够应对一些因加工精度误差带来的问题(例如待加工的圆形薄壁工件由于误差导致其外径稍大或稍小),从而提升辅助夹套130的适用性。
在本实施例中,端点处开设有以端点为焦点的椭圆形通孔,其中,椭圆形通孔的另一焦点位于与纵切槽134相反的一侧(即纵切槽134的反向延长线上)。这样能够将端点处的应力很好地分散到椭圆边沿上,从而能够提升辅助夹套130可无损支撑的形变量,提升辅助夹套130的质量。
示例性的,椭圆不需要太大,例如,第一直径为100mm,第二直径为40mm,那么椭圆的长轴可以为10mm,短轴可以为6mm;又如,第一直径为100mm,第二直径为60mm,椭圆的长轴可以为10mm,短轴可以为6mm,那么,此时端点位置位于第二直径的圆形开口的范围内,而椭圆的一部分位于第二直径的圆形开口的范围外,与第二直径的圆形开口相接。这两种情况均为可行的,且有利于将形变带来的应力很好地分散到椭圆边沿上,防止对辅助夹套130的损害。
在本实施例中,第一直径为端面直径的85%~90%。这样可以很好地考虑到辅助夹套130的厚度(厚度越大能够无损害承受的压力越大,使用寿命会长一些)和对其施加压力而致其形变的压力大小(即驱动钳口121的动力大小)二者之间的平衡。
请再次参阅图3,在本实施例中,第一端131开设的第一直径的圆形开口的深度为辅助夹套130整体高度的80%~90%,第二端132开设的第二直径的圆形开口与第一直径的圆形开口相接。
通过将第一直径的圆形开口的深度设定为辅助夹套130整体高度的80%~90%,剩余的作为第二直径的圆形开口的深度(第二直径的圆形开口与第一直径的圆形开口相接),能够很好地考虑到第二直径的圆形开口需要对嵌设在第一直径的圆形开口内的待加工的圆形薄壁工件的抵持作用,保证辅助夹套130的质量。
为了便于对本方案的理解,请参阅图6,图6为本申请实施例提供的高精度定心夹具100安装辅助夹套130后夹持圆形薄壁工件的示意图。
在本实施例中,辅助夹套130的第二端132可以面向盘状底板110设置,通过驱动件驱动多个钳口121沿各自对应的直线导轨112同步滑动,以使每个钳口121运动至辅助夹套130的凸轨133嵌入每个钳口121的限位槽1211内(注意,此处的辅助夹套130的纵切槽134朝向任意两个钳口121之间形成的夹角范围内,不被钳口121遮挡),而待加工的圆形薄壁工件则可以通过第一端131的圆形开口嵌设于辅助夹套130内,在驱动件的驱动下,每个钳口121可以向盘状底板110的中心方向推进,从而对辅助夹套130产生挤压,使得辅助夹套130产生微弱形变(纵切槽134变窄),从而压缩第一端131的圆形开口的面积,使得第一端131的圆形开口的内壁抵持住其内设置的待加工的圆形薄壁工件。由此可以实现待加工的圆形薄壁工件的上料过程。而数控机床可以利用铣刀或者内孔车刀实现对圆形薄壁工件的沉孔加工(加工过程可以是一次加工完成:从一面将待加工的圆形薄壁工件加工穿孔;也可以是两次加工:将待加工的圆形薄壁工件的一面开设沉孔后,将加工好一面的圆形薄壁工件翻面放入辅助夹套130内夹紧后加工另一面,从而实现对圆形薄壁工件的加工,此处不作限定)。
加工完成后,驱动件停止对钳口121施加压力,从而撤销钳口121对辅助夹套130施加的推力,使得辅助夹套130与加工完成的圆形薄壁工件之间的摩擦力很小,而后可以利用工具从纵切槽134入手,将其中的圆形薄壁工件带出,实现圆形薄壁工件的下料。
综上所述,本申请实施例提供一种数控机床用高精度定心夹具100,数控机床包括主轴箱,高精度定心夹具100包括盘状底板110、径向同步夹持机构120和辅助夹套130,盘状底板110上设有连接机构111,用于通过连接机构111与主轴箱连接,以使主轴箱带动盘状底板110转动,以及,其上还开设有径向延伸的多个直线导轨112,且任意相邻的两个直线导轨112之间的夹角相同。而径向同步夹持机构120中的每个钳口121一一对应设置在每个直线导轨112内,且可在直线导轨112内滑动,驱动件可以驱动多个钳口121沿对应的直线导轨112同步滑动,每个钳口121的顶端均开设有相同的限位槽1211。辅助夹套130呈圆筒状,包括相对的第一端131和第二端132,第一端131同轴开设有第一直径的圆形开口(即第一直径的圆形开口与辅助夹套130同轴),第二端132同轴开设有第二直径的圆形开口(即第二直径的圆形开口与辅助夹套130同轴),第一直径大于第二直径,待加工的圆形薄壁工件的外径与第一直径一致。辅助夹套130还开设有径向延伸的纵切槽134,在仰视角度(从第二端132向第一端131观察辅助夹套130的视角)下纵切槽134的端点位于辅助夹套130的端面内,穿过辅助夹套130的端面圆心后破开辅助夹套130的端面边缘,辅助夹套130环设有凸轨133,凸轨133与限位槽1211形状大小相互匹配。因此,辅助夹套130的第二端132可以面向盘状底板110设置,通过驱动件驱动多个钳口121沿各自对应的直线导轨112同步滑动,以使每个钳口121运动至辅助夹套130的凸轨133嵌入每个钳口121的限位槽1211内,而待加工的圆形薄壁工件则可以通过第一端131的圆形开口嵌设于辅助夹套130内,在驱动件的驱动下,每个钳口121可以向盘状底板110的中心方向推进(或者提供推力),从而对辅助夹套130产生挤压,使得辅助夹套130产生微弱形变(纵切槽134变窄),从而压缩第一端131的圆形开口的面积,从而使得第一端131的圆形开口的内壁抵持住其内设置的待加工的圆形薄壁工件(此处,待加工的圆形薄壁工件可以是圆形薄壁工件,也可以是加工后成为圆形薄壁工件),从而实现对待加工的圆形薄壁工件的固定。而辅助夹套130的凸轨133嵌入每个钳口121的限位槽1211内,可以使得钳口121对辅助夹套130起到固定和限位的作用,能够使得钳口121与辅助夹套130之间更加稳定牢固。而第一直径大于第二直径,则第一端131的圆形开口大于第二端132的圆形开口,而待加工的圆形薄壁工件的直径与第一直径一致,从而辅助夹套130的第二端132会对嵌入第一端131的圆形开口的待加工的圆形薄壁工件起到抵持作用,从而进一步增强辅助夹套130对待加工的圆形薄壁工件的固定作用,这样不仅有利于保证加工精度,还能够避免因固定不稳造成的安全隐患。另外,对于待加工的圆形薄壁工件的加工,主要是对其进行沉孔的加工,这样只需要通过简单的加工工序即可完成对待加工的圆形薄壁工件的沉孔加工,从而大大提升加工效率。另外,在取出加工完成的圆形薄壁工件时,仅需停止(或大幅削弱)钳口121对辅助夹套130施加的推力,而纵切槽134则可以作为一个取件的“突破口”,能够非常容易地将其中的圆形薄壁工件取出(或者通过纵切槽134,将待加工的圆形薄壁工件放入辅助夹套130),而无需取下辅助夹套130,简化下料(或上料)流程,有利于进一步提升对圆形薄壁工件的加工效率(含上料过程和下料过程)。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,数控机床包括主轴箱,所述高精度定心夹具包括:盘状底板、径向同步夹持机构、辅助夹套,
所述盘状底板上设有连接机构,用于通过所述连接机构与所述主轴箱连接,以使所述主轴箱带动所述盘状底板转动,以及,所述盘状底板上还开设有径向延伸的多个直线导轨,且任意相邻的两个直线导轨之间的夹角相同;
所述径向同步夹持机构设置在所述盘状底板上,包括驱动件和多个同质的钳口,每个钳口一一对应设置在每个直线导轨内,且可在所述直线导轨内滑动,所述驱动件用于驱动多个钳口沿对应的直线导轨同步滑动,其中,每个钳口的顶端均开设有相同的限位槽;
所述辅助夹套呈圆筒状,包括相对的第一端和第二端,所述第一端同轴开设有第一直径的圆形开口,所述第二端同轴开设有第二直径的圆形开口,且所述辅助夹套开设有径向延伸的纵切槽,所述辅助夹套环设有凸轨,其中,所述第一直径大于第二直径,待加工的圆形薄壁工件的外径与所述第一直径一致,在仰视角度下所述纵切槽的端点位于所述辅助夹套的端面内,穿过所述辅助夹套的端面圆心后破开所述辅助夹套的端面边缘,以及,所述凸轨与所述限位槽形状大小相互匹配,此处的仰视角度表示从所述第二端向所述第一端观察所述辅助夹套的视角。
2.根据权利要求1所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述盘状底板上开设有径向延伸的4个直线导轨,对应的,钳口数量为4。
3.根据权利要求2所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,位于相对的两个直线导轨内的两个钳口为一组,所述径向同步夹持机构则包括2组钳口,
对应的,所述驱动件包括两组驱动组件,每组驱动组件用于驱动其对应的1组钳口同步滑动,且两组驱动组件之间的驱动力的大小相等且作用时间一致。
4.根据权利要求3中一项所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述驱动件与所述数控机床的驱动控制部连接,
所述驱动件,用于在所述驱动控制部的驱动控制下驱动多个钳口沿对应的直线导轨同步滑动,其中,所述驱动控制部为液压控制和气动控制中的一项。
5.根据权利要求1所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述凸轨与所述第二端之间间隔第一距离,所述限位槽与所述盘状底板之间间隔第二距离,所述第一距离小于等于第二距离。
6.根据权利要求1所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,仰视角度下,所述纵切槽的端点位于所述辅助夹套的端面内,且与所述端面圆心相距1/4端面直径。
7.根据权利要求6所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述纵切槽的宽度为所述第一直径的1%~5%。
8.根据权利要求6所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述端点处开设有以所述端点为焦点的椭圆形通孔,其中,所述椭圆形通孔的另一焦点位于与所述纵切槽相反的一侧。
9.根据权利要求6所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述第一直径为所述端面直径的85%~90%。
10.根据权利要求6所述的数控机床用高精度定心夹具,其特征在于,所述第一端开设的所述第一直径的圆形开口的深度为所述辅助夹套整体高度的80%~90%,所述第二端开设的所述第二直径的圆形开口与所述第一直径的圆形开口相接。
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