CN115488762B - 一种精密磨床轴向快速定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种精密磨床轴向快速定位装置及方法，涉及机械加工领域，包括轴向定位杆，穿过锁紧接头和用于连接磨床的锥面锁紧装置，锁紧接头与锥面锁紧装置连接；锁紧接头，连接有定位件，定位件向轴向定位杆方向移动至与轴向定位杆抵紧后、将轴向定位杆与锁紧接头之间固定；连接杆，可拆卸连接于轴向定位杆的一端。能够更加迅速的调整备加工件轴向位置、同时保障精细工件的定位需求，降低生产成本。

Description

一种精密磨床轴向快速定位装置及方法

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体为一种精密磨床轴向快速定位装置及方法。

背景技术

弹簧夹头是精密磨床设备中使用频率较高的基础辅件，其主要作用是在加工过程中对备加工件进行夹紧和定位。目前常用的定位方式为：⑴用工件本身的部分作为定位基准，比如阶梯轴，螺纹等；⑵用后端定位方式：该种方式是采用一根较长的杆，从主轴后端进入主轴内，根据加工件长度的需求，通过螺母调节长杆进入弹簧夹头的长短，最后通过反扣螺母来拧紧；⑶对于高精度的工件，还可以使用镗刀、镗孔来定位。

在实际加工过程中，现有弹簧夹头轴向定位依靠螺纹调节，调节速度慢且难以满足部分精细短小工件的定位需求，且弹簧夹头需与备加工件尺寸一一对应选用，通用性差。

考虑到单一弹簧夹头定位方式操作繁琐，加工速度较低，产品加工周期较长，部分要求严格的产品尺寸加工一致性难以达到，以保证后序加工的稳定性和最终产品性能可靠性的零件来说，传统的定位方法难以满足产品加工需求。为了更加迅速的调整备加工件轴向位置、同时保障精细工件的定位需求，降低生产成本，为此研制了精密磨床快速轴向定位装置。

该装置操作简单便捷，通用性强，可通过单一更换工件组成部分或不同规格的连接杆来适应不同工件尺寸。此种装置也可用于使用装弹簧夹头的其他机床设备。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种精密磨床轴向快速定位装置，可以迅速的调整备加工件轴向位置、同时保障精细工件的定位需求，降低生产成本。

本发明的技术解决方案是：

一种精密磨床轴向快速定位装置，包括：

轴向定位杆，穿过连接装置；

连接装置，连接有定位件，定位件向轴向定位杆方向移动至与轴向定位杆抵紧后、将轴向定位杆与连接装置之间固定；

连接杆，可拆卸连接于轴向定位杆的一端。

所述连接装置包括锁紧接头和锥面锁紧装置，锁紧接头插设于锥面锁紧装置内，且锁紧接头与锥面锁紧装置连接，锥面锁紧装置设有沿着锥面锁紧装置的径向方向浮动设置的滚珠，锁紧接头插入锥面锁紧装置内的一端设有配合锥面，配合锥面用于推动滚珠向远离锥面锁紧装置轴线的方向移动；

沿着锁紧接头的插入方向，配合锥面外径逐渐减小。

所述定位件为锁紧螺钉，锁紧螺钉螺纹连接于锁紧接头。

所述锁紧接头与锥面锁紧装置螺纹连接。

所述锥面锁紧装置的一端设置有外锥面，外锥面的最大外径不小于磨床弹簧夹头内孔的内径。

所述配合锥面与锁紧接头内壁之间的夹角为13-17°。

所述滚珠靠近锥面锁紧装置远离外锥面的端部。

所述滚珠设置至少三个。

所述连接杆与轴向定位杆螺纹连接。

所述连接杆包括依次连接的螺杆、连接部、限位部，螺杆用于与轴向定位杆通过螺纹连接，连接部朝向限位部的一侧为定位面，定位面用于对备加工件抵接，限位部用于插入至备加工件的定位孔内。

一种精密磨床轴向快速定位装置的定位方法，包括：

将锥面锁紧装置插设于磨床的弹簧夹头内孔中，使外锥面周向抵接于弹簧夹头内孔的一端，锁紧接头螺纹旋入锥面锁紧装置中，直到滚珠与弹簧夹头内孔的内壁卡紧；

将轴向定位杆穿过锁紧接头和锥面锁紧装置，转动锁紧螺钉将轴向定位杆固定；

将连接杆螺纹连接于轴向定位杆的端部。

综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：

1)能精确地定位与夹紧工件(或刀具)，具有抵抗扭矩和承受来自多方向切削力的功能。

2)具有增大驱动力(拉力)和转换驱动力为工件(或刀具)夹紧力的功能。

3)具有快速松开工件(或刀具)的功能。

4)具有在不降低加工精度和使工件不受损害条件下的高重复精度。

5)具有能在较宽的主轴转速范围内工作同时仅产生极小的夹紧力损失的能力。

6)在高速切削中的转动惯量最小。

附图说明

图1为本申请实施例中的定位装置的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中的定位装置与弹簧夹头配合的剖视图；

图3为本申请实施例中的锁紧接头的结构示意图；

图4为本申请实施例中的锥面锁紧装置的结构示意图；

图5中a、b分别为本申请实施例中的轴向定位杆及各种尺寸的连接杆的结构示意图。

附图标记说明：1、锁紧螺钉；2、锁紧接头；21、配合锥面；3、锥面锁紧装置；31、滚珠；32、外锥面；4、轴向定位杆；5、连接杆；51、螺杆；52、连接部；53、限位部；6、弹簧夹头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：

本申请实施例公开一种精密磨床轴向快速定位装置及方法，如图1和图2所示，包括连接装置、轴向定位杆4和连接杆5，连接装置与磨床的弹簧夹头6连接，轴向定位杆4穿过连接装置，且轴向定位杆4可沿着自身轴线方向与连接装置之间可调节连接，连接杆5可拆卸连接于轴向定位杆4的一端。不同尺寸的备加工件需要被定位时，通过更换不同的连接杆5，能够对具有不同深度/直径的定位孔的备加工件进行定位。其次，可沿着轴向定位杆4轴线方向调整轴向定位杆4的位置，当调整至所需轴向位置时，固定轴线定位杆被紧固固定，完成轴向定位。

如图3和图4所示，连接装置包括锁紧接头2和锥面锁紧装置3，锁紧接头2插设于锥面锁紧装置3内，且锁紧接头2与锥面锁紧装置3螺纹连接，锥面锁紧装置3设有沿着锥面锁紧装置3的径向方向浮动设置的滚珠31，锁紧接头2插入锥面锁紧装置3内的细杆端面部分为配合锥面21，配合锥面21用于推动滚珠31向远离锥面锁紧装置3轴线的方向移动；沿着锁紧接头2的插入方向，配合锥面21外径逐渐减小。锥面锁紧装置3的一端设置有外锥面32，外锥面32的最大外径不小于磨床弹簧夹头6内孔的内径。配合锥面21与锁紧接头2内壁之间的夹角为13-17°本实施例中，配合锥面21设计为15°的锥面。滚珠31靠近锥面锁紧装置3远离外锥面32的端部，滚珠31设置至少三个，滚珠31绕锥面锁紧装置3的周向均匀分布。本实施例中，滚珠31在锥面锁紧装置3周向均匀设置三个。

如图3所示，锁紧接头2通过螺纹配合与锥面锁紧装置3连接，随着锁紧接头2螺纹逐渐旋入锥面锁紧装置3内，配合锥面21逐渐推动三个滚珠31向远离锥面锁紧装置3轴线的方向移动，直到均匀分布的3颗浮动的钢珠伸出从而锁紧在弹簧夹头6内壁上。利用了三点固定一个平面的原理，通过三颗浮动滚珠31的支撑及卡死，并结合锥面锁紧装置3的外锥面32与弹簧夹头6内孔配合，实现工装整体与弹簧夹头6内孔的径向、轴向定位夹紧，实现了定位装置的精准定位。

如图1所示，连接装置连接有定位件，定位件向轴向定位杆4方向移动至与轴向定位杆4抵紧后、将轴向定位杆4与连接装置之间固定；定位件为锁紧螺钉1，锁紧螺钉1螺纹连接于锁紧接头。通过锁紧螺钉1及锁紧接头2实现轴向定位杆4在自身轴向位置的固定锁紧。该锁紧接头2的滚花部分有一个螺纹孔，锁紧螺钉1在此位置顶紧其内部的轴向定位杆4，实现轴向位置的锁紧固定。锁紧螺钉1为一字槽螺钉。通过调节轴向定位杆4在锥面锁紧装置3中的位置实现轴向定位；依靠锁紧螺钉1及锁紧接头2实现轴向位置的固定锁紧。

采用特定设计的定位装夹装置后，加工出的关键零件质量稳定，缩短了生产周期、提高了生产效率、节约大量生产成本，此种装置可以为类似用于使用弹簧夹头6的其他机床设备提供有力的技术支持。

如图5a和图5b所示，此外，轴向定位杆4的大端设计为内螺纹，通过内螺纹与不同尺寸的连接杆5配合，以满足加工各种精细零件的尺寸要求和形状需求。连接杆5包括依次连接的螺杆51、连接部52、限位部53，螺杆51用于与轴向定位杆4通过螺纹连接，连接部52朝向限位部53的一侧为定位面，定位面用于对备加工件抵接，限位部53用于插入至备加工件的定位孔内。不同的连接杆5的限位部53的长度和外径不同。

本申请的实施原理为：

将定位装置将磨床的弹簧夹头6中安装时：

首先，锥面锁紧装置3的外锥面32与弹簧夹头6内孔配合，锁紧接头2通过内螺纹与锥面锁紧装置3连接，随着锁紧接头2逐渐旋入锥面锁紧装置3内，锁紧接头2右端的配合锥面21逐渐支撑起配合锥面21前端的三颗浮动滚珠31。当锁紧接头2螺纹拧紧时，配合锥面21将支撑三颗钢珠卡死在弹簧夹头6的内孔壁上。

当不同尺寸的备加工件需要被定位时：

首先可旋转连接杆5，在轴向定位杆4上更换不同的连接杆5，不同的连接杆5能够对具有不同深度和直径定位孔的备加工件进行定位。其次，可拧松锁紧螺钉1，此时，轴向定位杆4可以沿着锁紧接头的轴线方向自由伸缩，当调整至所需轴向位置时，通过拧紧锁紧螺钉1，轴线定位杆被紧固固定，完成轴向定位。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：包括

轴向定位杆(4)，穿过用于连接磨床的连接装置；

连接装置，连接有定位件，定位件向轴向定位杆(4)方向移动至与轴向定位杆(4)抵紧后、将轴向定位杆(4)与连接装置之间固定；

连接杆(5)，可拆卸连接于轴向定位杆(4)的一端；

所述连接装置包括相连接的锁紧接头(2)和锥面锁紧装置(3)，锁紧接头(2)一端插设于锥面锁紧装置(3)内，锥面锁紧装置(3)设有沿着锥面锁紧装置(3)径向方向浮动设置的滚珠(31)，锁紧接头(2)插入锥面锁紧装置(3)内的一端设有配合锥面(21)，配合锥面(21)用于推动滚珠(31)向远离锥面锁紧装置(3)轴线的方向移动；

沿着锁紧接头(2)的插入方向，配合锥面(21)外径逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述定位件为锁紧螺钉(1)，锁紧螺钉(1)螺纹连接于锁紧接头(2)。

3.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述锁紧接头(2)与锥面锁紧装置(3)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述锥面锁紧装置(3)的一端设置有外锥面(32)，外锥面(32)的最大外径不小于磨床弹簧夹头(6)内孔的内径。

5.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述配合锥面(21)与锁紧接头(2)内壁之间的夹角为13°~17°。

6.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述滚珠(31)设置至少三个；滚珠(31)绕锥面锁紧装置(3)的周向均匀分布；滚珠(31)靠近锥面锁紧装置(3)远离外锥面(32)的端部。

7.根据权利要求1所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述连接杆(5)与轴向定位杆(4)螺纹连接。

8.根据权利要求7所述的一种精密磨床轴向快速定位装置，其特征在于：所述连接杆(5)包括依次连接的螺杆(51)、连接部(52)、限位部(53)，螺杆(51)用于与轴向定位杆(4)通过螺纹连接，连接部(52)朝向限位部(53)的一侧为定位面，定位面用于对备加工件抵接，限位部(53)用于插入至备加工件的定位孔内。

9.权利要求1-8任一所述的一种精密磨床轴向快速定位装置的定位方法，其特征在于：包括

将锥面锁紧装置(3)插设于磨床的弹簧夹头(6)内孔中，使外锥面(32)周向抵接于弹簧夹头(6)内孔的一端，锁紧接头(2)螺纹旋入锥面锁紧装置(3)中，直到滚珠(31)与弹簧夹头(6)内孔的内壁卡紧；

将轴向定位杆(4)穿过锁紧接头(2)和锥面锁紧装置(3)，转动锁紧螺钉(1)将轴向定位杆(4)固定；

将连接杆(5)螺纹连接于轴向定位杆(4)的端部。