CN113787369B - 一种机床主轴用装夹夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机床夹具技术领域，公开了一种机床主轴用装夹夹具，包括：主轴，所述主轴一端的中心处开设有定位盲孔，另一端与机床连接；负吸定位件，所述负吸定位件可配合插入至定位盲孔内，且负吸定位件的一端负吸连接有工件；均匀分布于主轴一端的三个圆柱形的夹柱，所述工件夹紧于三个夹柱之间，且每个夹柱均与主轴形成独立的偏心转动连接；综上，将负吸定位件负吸固定于工件的加工位置处，然后将负吸定位件插入定位盲孔内，以此实现主轴与工件之间的精准定位，接着利用三个可独立偏心转动的夹柱实现工件的夹紧固定，由此能在不改变刀具位置的前提下实现工件加工位置与刀具的精确对准，整体夹具操作简单、夹紧稳定且加工精度高。
Description
技术领域
本发明属于机床夹具技术领域，具体涉及一种机床主轴用装夹夹具。
背景技术
目前，在利用机床进行工件加工时，大多采用三爪卡盘固定待加工工件，三爪卡盘上均匀分布有三个沿径向同步移动的卡爪，并利用卡爪的移动实现工件的夹紧和定位；这种固定方式在进行工件固定后，大多会使得主轴轴心与工件轴心同心，适用于工件旋转加工，而若需要在工件端部进行偏心加工时，则需要调整机床刀具的位置，但是对于现有机床而言，刀具的调节操作较为麻烦，并且易造成刀具松动而影响工件加工精度。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明提供了一种机床主轴用装夹夹具，并且该装夹夹具能在不改变刀具位置的前提下有效实现工件夹紧及偏心加工。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种机床主轴用装夹夹具，包括：
主轴，所述主轴一端的中心处开设有定位盲孔，另一端与机床连接；
负吸定位件，所述负吸定位件可配合插入至定位盲孔内，且负吸定位件的一端负吸连接有工件；
均匀分布于主轴一端的三个圆柱形的夹柱，所述工件夹紧于三个夹柱之间，且每个夹柱均与主轴形成独立的偏心转动连接。
优选的，在每个所述夹柱的一端均连接有转动马达，且所述转动马达嵌入固定有所述主轴内。
优选的，在每个所述夹柱的外壁上均固定有压力传感器，且所述转动马达响应于对应的压力传感器的检测值超过阈值时停止转动驱动。
优选的，所述负吸定位件包括：
一端开口的负吸桶，且负吸桶的开口端与工件接触；
滑动配合于所述负吸桶内部的活塞板，且所述活塞板上固定有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿负吸桶的另一端。
优选的，在所述活塞板与负吸桶内壁之间连接有限位弹簧，且所述限位弹簧用于限定活塞板远离负吸桶的开口端；在所述螺纹杆的中心处开设有第一通孔，所述第一通孔与负吸桶开口连通，且所述第一通孔的内部设置有单向阀，所述单向阀实现负吸桶开口向螺纹杆方向的单向导通。
优选的：
在所述螺纹杆的第一通孔内固定有空心阀座，且所述单向阀安装于空心阀座内部；
在所述空心阀座内贯穿有可移动的连杆，所述连杆位于单向阀的外侧，且沿单向阀的导通方向分别在连杆的两端固定有密封套和多孔滤板；所述第一通孔、密封套与空心阀座依次连通，所述多孔滤板与空心阀座之间连接有定位弹簧；
在所述第一通孔的一侧开设有第二通孔，且定位弹簧用于驱使密封套靠近空心阀座，并实现第一通孔与第二通孔之间的密封。
优选的，在所述螺纹杆的外部可拆卸的旋合连接有限位套，且所述限位套用于限定活塞板在负吸桶内的滑动位置。
优选的，在所述负吸桶的开口端套设有第一密封圈，且所述负吸桶通过第一密封圈与工件密封接触；在所述活塞板上固定有第二密封圈，且所述第二密封圈可密封插入所述第一密封圈内部。
优选的，所述装夹夹具还包括与负吸定位件相配合的十字型结构的标定件，且所述标定件包括一个主标定板和三个副标定板；在所述主标定板上开设有滑槽，螺纹杆滑动配合于所述滑槽内，且限位套直径大于滑槽宽度；在所述副标定板中间设置有透明标尺。
优选的，在所述主标定板的一端形成有三个延伸部，在三个延伸部与三个副标定板之间一一对应的连接有三个立板，以使所述三个副标定板均贴紧工件，所述主标定板与工件之间形成可容纳负吸桶的移动通道。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)在本发明中，将负吸定位件负吸固定于工件的加工位置处，然后将负吸定位件插入定位盲孔内，以此实现主轴与工件之间的精准定位，接着利用三个可独立偏心转动的夹柱实现工件的夹紧固定，由此能在不改变刀具位置的前提下实现工件加工位置与刀具的精确对准，整体夹具操作简单、夹紧稳定且加工精度高。
(2)针对上述负吸定位件，采用单向排气的方式进行负吸限定，结构简单、操作方便。
(3)针对上述负吸定位件，对应设有阀座结构，且该阀座结构能有效改变单向排气的限定，由此在加工完成后方便实现负吸定位件的拆卸。
(4)针对上述负吸定位件，对应配合有十字型结构的标定件，以此能更精准的实现负吸定位件与工件加工位置之间的定位。
(5)针对上述负吸定位件，对应设有可拆卸的限位套，该限位套一方面用于限定活塞板的位置，另一方面用于实现负吸定位件与标定件之间的拆装连接，由此方便在连接工件与主轴之间拆除标定件。
附图说明
图1为本发明的结构爆炸图；
图2为连接本发明中负吸定位件与工件时的结构示意图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为拆卸本发明中负吸定位件与工件时的结构示意图；
图5为本发明中负吸定位件与标定件配合的立体图；
图6为本发明中负吸定位件、标定件与工件配合的平面图；
图7为本发明中夹柱夹紧工件的原理图；
图中：主轴-1；定位盲孔-2；负吸定位件-3；负吸桶-31；活塞板-32；螺纹杆-33；限位弹簧-34；单向阀-35；空心阀座-351；连杆-352；密封套-353；多孔滤板-354；定位弹簧-355；限位套-36；第一密封圈-37；第二密封圈-38；夹柱-4；转动马达-41；压力传感器-42；工件-5；标定件-6；主标定板-61；副标定板-62；滑槽-63；延伸部-64；立板-65。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例一
请参阅图1-图2所示，在本实施例中提供一种机床主轴用装夹夹具，且该装夹夹具包括：
主轴1，主轴1一端的中心处开设有定位盲孔2，另一端与机床连接；
负吸定位件3，负吸定位件3可配合插入至定位盲孔2内，且负吸定位件3的一端负吸连接有工件5；
均匀分布于主轴1一端的三个圆柱形的夹柱4，工件5夹紧于三个夹柱4之间，且每个夹柱4均与主轴1形成独立的偏心转动连接。
具体的关于负吸定位件3，包括：
一端开口的负吸桶31，且负吸桶31的开口端与工件5接触；
滑动配合于负吸桶31内部的活塞板32，且活塞板32上固定有螺纹杆33，螺纹杆33贯穿负吸桶31的另一端(本实施例中，螺纹杆33与负吸桶31旋合连接)。
关于夹柱4：
在每个夹柱4的一端均连接有转动马达41，且转动马达41嵌入固定有主轴1内；在每个夹柱4的外壁上均固定有压力传感器42，且转动马达41响应于对应的压力传感器42的检测值超过阈值时停止转动驱动。
综上可知，在本实施例中，实现工件5在主轴1上精准装夹的原理为：
以图中圆柱形工件5为例，在工件需要加工的位置处进行标记，然后将负吸桶31的开口端抵紧于工件5的标记位置处(此时活塞板32位于负吸桶31的开口内)，转动螺纹杆33，以实现螺纹杆33与负吸桶31之间的螺旋传动，由此实现螺纹杆33及活塞板32的移动，且活塞板32在远离负吸桶31的开口端时，则会使得负吸桶31内部形成负压，由此使负吸定位件3负吸固定于工件5的加工位置处；
将完成上述固定连接的负吸定位件3插入定位盲孔2中，以此使得工件5的加工位置与主轴1的轴心形成同心配合(图7中虚线圆表示)，接着启动转动马达41，以此驱使三个夹柱4进行偏心转动，随着夹柱4的转动，使得三个夹柱4逐渐夹紧工件5，并且通过夹柱4外壁上的压力传感器42进行夹紧力的检测，当夹紧力超过阈值时，则停止转动马达41的转动驱动，进而避免因夹紧力过大造成工件5变形。具体的，结合图7可知，图7中左侧表示为工件5在三个夹柱4的夹紧下进行偏心加工，图7中右侧表示为工件5在三个夹柱4的夹紧下进行轴心加工。
上述，在本实施例中，完成加工后拆卸负吸定位件3的操作为：反向转动螺纹杆33。
另外，在本实施例中，优选的，在负吸桶31的开口端套设有第一密封圈37，且负吸桶31通过第一密封圈37与工件5密封接触；在活塞板32上固定有第二密封圈38，且第二密封圈38可密封插入第一密封圈37内部。由此进一步提高负吸桶31与工件5连接时的密封性。
实施例二
请参阅图1-图4所示，在本实施例中提供一种机床主轴用装夹夹具，且该装夹夹具包括：
主轴1，主轴1一端的中心处开设有定位盲孔2，另一端与机床连接；
负吸定位件3，负吸定位件3可配合插入至定位盲孔2内，且负吸定位件3的一端负吸连接有工件5；
均匀分布于主轴1一端的三个圆柱形的夹柱4，工件5夹紧于三个夹柱4之间，且每个夹柱4均与主轴1形成独立的偏心转动连接。
具体的关于负吸定位件3，包括：
一端开口的负吸桶31，且负吸桶31的开口端与工件5接触；
滑动配合于负吸桶31内部的活塞板32，且活塞板32上固定有螺纹杆33，螺纹杆33贯穿负吸桶31的另一端(本实施例中，螺纹杆33与负吸桶31滑动配合)。
进一步的，在活塞板32与负吸桶31内壁之间连接有限位弹簧34，且限位弹簧34用于限定活塞板32远离负吸桶31的开口端；在螺纹杆33的中心处开设有第一通孔，第一通孔与负吸桶31开口连通，且第一通孔的内部设置有单向阀35，单向阀35实现负吸桶31开口向螺纹杆33方向的单向导通。
关于夹柱4：
在每个夹柱4的一端均连接有转动马达41，且转动马达41嵌入固定有主轴1内；在每个夹柱4的外壁上均固定有压力传感器42，且转动马达41响应于对应的压力传感器42的检测值超过阈值时停止转动驱动。
综上可知，在本实施例中，实现工件5在主轴1上精准装夹的原理为：
以图中圆柱形工件5为例，在工件需要加工的位置处进行标记，然后将负吸桶31的开口端抵紧于工件5的标记位置处(此时基于限位弹簧34的限定，使得活塞板32位于距负吸桶31开口最远的位置处)，推动螺纹杆33，使得活塞板32向负吸桶31的开口端靠近，并拉伸限位弹簧34，在此过程中，基于第一通孔与单向阀35的连通，有效将负吸桶31内部的空气排出(如图3中箭头所示方向)，排出后松开螺纹杆33，由此则在限位弹簧34的回弹下带动活塞板32远离负吸桶31的开口端，进而使得负吸桶31内部形成负压，并使负吸定位件3负吸固定于工件5的加工位置处；
将完成上述固定连接的负吸定位件3插入定位盲孔2中，以此使得工件5的加工位置与主轴1的轴心形成同心配合(图7中虚线圆表示)，接着启动转动马达41，以此驱使三个夹柱4进行偏心转动，随着夹柱4的转动，使得三个夹柱4逐渐夹紧工件5，并且通过夹柱4外壁上的压力传感器42进行夹紧力的检测，当夹紧力超过阈值时，则停止转动马达41的转动驱动，进而避免因夹紧力过大造成工件5变形。具体的，结合图7可知，图7中左侧表示为工件5在三个夹柱4的夹紧下进行偏心加工，图7中右侧表示为工件5在三个夹柱4的夹紧下进行轴心加工。
在本实施例中，更进一步的：
在螺纹杆33的第一通孔内固定有空心阀座351，且单向阀35安装于空心阀座351内部；
在空心阀座351内贯穿有可移动的连杆352，连杆352位于单向阀35的外侧，且沿单向阀35的导通方向分别在连杆352的两端固定有密封套353和多孔滤板354；第一通孔、密封套353与空心阀座351依次连通，多孔滤板354与空心阀座351之间连接有定位弹簧355；
在第一通孔的一侧开设有第二通孔，且定位弹簧355用于驱使密封套353靠近空心阀座351，并实现第一通孔与第二通孔之间的密封。
由上可知，在本实施例中，完成加工后拆卸负吸定位件3的操作为：
借用图4所示的推杆工具，将多孔滤板354推向空心阀座351，由此通过连杆352推动密封套353，以此使得密封套353远离空心阀座351，并实现密封套353与第二通孔的错位，基于上述操作，形成图4所示结构时，第一通孔与第二通孔导通，由此则实现负吸桶31内部与外部环境之间的连通，从而使得负吸桶31内部的负压状态消失，进而方便拆卸负吸定位件3。
另外，在本实施例中，优选的，在负吸桶31的开口端套设有第一密封圈37，且负吸桶31通过第一密封圈37与工件5密封接触；在活塞板32上固定有第二密封圈38，且第二密封圈38可密封插入第一密封圈37内部。由此进一步提高负吸桶31与工件5连接时的密封性。
实施例三
本实施例为上述实施例一或者实施例二的进一步优选实施例，在本实施例中，包括如下优选结构：
与负吸定位件3相配合的十字型结构的标定件6，且标定件6包括一个主标定板61和三个副标定板62。
具体的：
在螺纹杆33的外部可拆卸的旋合连接有限位套36，且限位套36用于限定活塞板32在负吸桶31内的滑动位置；
在主标定板61上开设有滑槽63，螺纹杆33滑动配合于滑槽63内，且限位套36直径大于滑槽63宽度；
在副标定板62中间设置有透明标尺。
综上可知，实现负吸定位件3与工件5的精准配合原理为：
以图5为例：将螺纹杆33由下至上的插入滑槽63内，然后将限位套36由上至下的旋合连接在螺纹杆33上，由此实现负吸定位件3与标定件6之间的连接；
结合图6，将标定件6贴紧于工件5一端，利用三个副标定板62上的透明标尺进行工件5三处边缘的标识定位，以此保证标定件6的中心与工件5的中心相重合；接着沿滑槽63移动负吸定位件3，以将负吸定位件3移动至工件5所需加工的位置处，转动限位套36，完成限位套36和标定件6的拆卸，并且按照上述实施例一或者实施例二的原理完成负吸定位件3与工件5之间的负吸连接。
进一步的，在主标定板61的一端形成有三个延伸部64，在三个延伸部64与三个副标定板62之间一一对应的连接有三个立板65。
基于此：
保证三个副标定板62均贴紧工件5，从而提高透明标尺与工件5边缘定位的精准性；
主标定板61与工件5之间形成可容纳负吸桶31的移动通道，以此方便实现负吸桶31与工件5的移动定位。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于，包括：
主轴(1)，所述主轴(1)一端的中心处开设有定位盲孔(2)，另一端与机床连接；
负吸定位件(3)，所述负吸定位件(3)可配合插入至定位盲孔(2)内，且负吸定位件(3)的一端负吸连接有工件(5)；
均匀分布于主轴(1)一端的三个圆柱形的夹柱(4)，所述工件(5)夹紧于三个夹柱(4)之间，且每个夹柱(4)均与主轴(1)形成独立的偏心转动连接；
所述负吸定位件(3)包括：
一端开口的负吸桶(31)，且负吸桶(31)的开口端与工件(5)接触；
滑动配合于所述负吸桶(31)内部的活塞板(32)，且所述活塞板(32)上固定有螺纹杆(33)，所述螺纹杆(33)贯穿负吸桶(31)的另一端；
在所述活塞板(32)与负吸桶(31)内壁之间连接有限位弹簧(34)，且所述限位弹簧(34)用于限定活塞板(32)远离负吸桶(31)的开口端；
在所述螺纹杆(33)的中心处开设有第一通孔，所述第一通孔与负吸桶(31)开口连通，且所述第一通孔的内部设置有单向阀(35)，所述单向阀(35)实现负吸桶(31)开口向螺纹杆(33)方向的单向导通。
2.根据权利要求1所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：在每个所述夹柱(4)的一端均连接有转动马达(41)，且所述转动马达(41)嵌入固定有所述主轴(1)内。
3.根据权利要求2所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：在每个所述夹柱(4)的外壁上均固定有压力传感器(42)，且所述转动马达(41)响应于对应的压力传感器(42)的检测值超过阈值时停止转动驱动。
4.根据权利要求1所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：
在所述螺纹杆(33)的第一通孔内固定有空心阀座(351)，且所述单向阀(35)安装于空心阀座(351)内部；
在所述空心阀座(351)内贯穿有可移动的连杆(352)，所述连杆(352)位于单向阀(35)的外侧，且沿单向阀(35)的导通方向分别在连杆(352)的两端固定有密封套(353)和多孔滤板(354)；所述第一通孔、密封套(353)与空心阀座(351)依次连通，所述多孔滤板(354)与空心阀座(351)之间连接有定位弹簧(355)；
在所述第一通孔的一侧开设有第二通孔，且定位弹簧(355)用于驱使密封套(353)靠近空心阀座(351)，并实现第一通孔与第二通孔之间的密封。
5.根据权利要求1或4所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：
在所述螺纹杆(33)的外部可拆卸的旋合连接有限位套(36)，且所述限位套(36)用于限定活塞板(32)在负吸桶(31)内的滑动位置。
6.根据权利要求1或4所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：
在所述负吸桶(31)的开口端套设有第一密封圈(37)，且所述负吸桶(31)通过第一密封圈(37)与工件(5)密封接触；
在所述活塞板(32)上固定有第二密封圈(38)，且所述第二密封圈(38)可密封插入所述第一密封圈(37)内部。
7.根据权利要求6所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于，还包括与负吸定位件(3)相配合的十字型结构的标定件(6)，且所述标定件(6)包括一个主标定板(61)和三个副标定板(62)；
在所述主标定板(61)上开设有滑槽(63)，螺纹杆(33)滑动配合于所述滑槽(63)内，且限位套(36)直径大于滑槽(63)宽度；
在所述副标定板(62)中间设置有透明标尺。
8.根据权利要求7所述的一种机床主轴用装夹夹具，其特征在于：在所述主标定板(61)的一端形成有三个延伸部(64)，在三个延伸部(64)与三个副标定板(62)之间一一对应的连接有三个立板(65)，以使所述三个副标定板(62)均贴紧工件(5)，所述主标定板(61)与工件(5)之间形成可容纳负吸桶(31)的移动通道。
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