CN117226568A - 用于盘类零件加工的夹具转换结构、夹具及夹具更换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于盘类零件加工的夹具转换结构、夹具及夹具更换方法,属于机械加工技术领域;其中,夹具转换结构包括:转接口机构和转接头结构;转接头结构的一端与转接口结构同轴且可拆卸连接,另一端用于与夹具本体同轴连接;转接口机构内设置有夹头,转接头结构内设置有可与夹头配合连接的连接轴;当同轴连接转接口机构与转接头结构时,转接口机构与转接头结构接触,且连接轴的端部位于夹头内,夹头能够闭合,对连接轴进行轴向限位;当分离转接口机构与转接头结构时,夹头可打开,解除对连接轴的轴向限位;本发明能够实现夹具与车床主轴快速准确连接和更换,从而保证加工的精确性以及提高生产效率,降低人工成本。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域,具体涉及一种用于盘类零件加工的夹具转换结构、夹具及夹具更换方法。
背景技术
空天涡轮发动机装置中盘类零部组件具有精细和结构复杂的特点,传统对于盘类零件的加工主要采用中型数控车床单机加工,在加工过程中,需要根据加工需求对盘类零件的夹具进行更换,如在需要加工外圆及端面时,需将夹具更换为涨套夹具,涨套夹具一端与车床主轴连接,另一端伸入盘类零件的中心孔后膨胀,实现对盘类零件进行夹取;在需要加工内孔及型面时,需将夹具更换为动力卡盘,动力卡盘一端与车床主轴对接,另一端沿圆周设置有卡爪,利用卡爪固定盘类零件的外圆周,实现对盘类零件的夹取。
传统的夹具与车床主轴夹具与车床主轴通过螺纹连接,并通过螺栓连接夹具与车床主轴以进行周向旋转限位,由人工和吊车配合安装连接,从而实现夹具与车床主轴的定心与连接,以上连接方式主要存在以下两个问题:其一,不能保证加工的精确性。由于采用人工连接夹具和主轴,无法保证夹具能够与车床主轴精准同轴连接,导致盘类零件可能在加工时产生误差,从而需要重新加工甚至重新设计,增加盘类零件的制造成本;其二,加工效率低,人工成本高。由于需要人力配合吊车对夹具进行更换和螺纹连接等,所以在对盘类零件进行加工的过程中,占用了大量的时间,导致盘类零件的生产周期长,生产效率低,且人工成本高。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种用于盘类零件加工的夹具转换结构、夹具及夹具更换方法,能够实现夹具与车床主轴快速准确连接和更换,从而保证加工的精确性以及提高生产效率,降低人工成本。
本发明是通过下述技术方案实现的:
一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,包括:转接口机构和转接头结构;
外围部件为:车床主轴;
转接口机构与车床主轴端部同轴固定连接;
转接头结构的一端与转接口结构同轴且可拆卸连接,另一端用于与夹具本体同轴连接;转接头结构能随床主轴同步旋转;
转接口机构内设置有夹头,转接头结构内设置有可与夹头配合连接的连接轴;
当同轴连接转接口机构与转接头结构时,转接口机构与转接头结构接触,且连接轴的端部位于夹头内,夹头能够闭合,闭合后,夹头与连接轴配合,对连接轴进行轴向限位;
当分离转接口机构与转接头结构时,夹头可打开,以解除对连接轴的轴向限位。
进一步的,转接口结构还包括:驱动源、拉杆、套筒和法兰;
车床主轴为管状结构,法兰与车床主轴的端面通过固定件同轴固定连接;
套筒为一端设置有通孔C、另一端开口的壳体结构,套筒的开口端同轴设置在法兰内部,且与法兰固定连接;套筒的设置有通孔C的一端位于车床主轴内部;
拉杆穿过套筒的通孔C设置,令拉杆位于套筒外部的一端为A端,位于套筒内部的一端为B端,拉杆的A端与驱动源连接,B端与夹头连接,夹头位于套筒内,套筒的开口端的内孔为圆台形孔,圆台形孔大端位于套筒的开口端;圆台形孔的小端位于套筒的通孔所在端;驱动源能够驱动拉杆沿套筒的通孔C进行轴向伸缩运动,当驱动源驱动拉杆向法兰方向运动时,夹头在圆台形孔的配合下可张开;当驱动源驱动拉杆远离法兰方向运动时,夹头在圆台形孔的配合下可闭合。
进一步的,夹头包括两个以上夹爪和夹头张开装置,两个以上夹爪设置在拉杆的外圆周,且径向相对;每个夹爪的主体部分的两端均设置有向同一方向弯曲的勾爪,令每个夹爪两端的勾爪分别为勾爪Ⅰ和勾爪Ⅱ;
拉杆的位于套筒内的外圆周设置有与夹爪数量相同的凹槽Ⅰ,两个夹爪的勾爪Ⅰ一一对应设置于拉杆的凹槽Ⅰ内;夹爪的主体部分向拉杆的B端延伸且伸出于拉杆的B端,勾爪Ⅱ用于与转接头结构配合连接;
进一步的,夹头包括两个夹爪,拉杆上凹槽Ⅰ与B端端面之间设置有径向的通孔D,且通孔D的两端与两个夹爪一一相对;
所述夹头张开装置为弹簧,弹簧设置在通孔D内,弹簧的一端与一个夹爪的底板内侧相抵;另一端与另一个夹爪的底板内侧相抵,在夹头闭合时,弹簧处于压缩状态;
当驱动源驱动拉杆向法兰方向运动时,夹爪的底板在弹簧的弹力作用下沿套筒的内壁张开;当驱动源驱动拉杆远离法兰方向运动时,夹爪的底板闭合,压缩弹簧。
进一步的,每个夹爪的主体部分的外侧与勾爪Ⅰ相对的位置设置有凹槽Ⅱ;
所述夹头张开装置为固定圈,所述固定圈为弹性圈,固定圈同轴套设在所有夹爪的凹槽Ⅱ内;
夹爪的勾爪Ⅰ的端面与主体部分呈锐角θ;当夹爪闭合时,勾爪Ⅰ的端面与拉杆的凹槽Ⅰ的内底面呈锐角θ;当驱动拉杆向法兰方向运动时,勾爪Ⅰ的端面在弹性圈的作用力下,向拉杆的凹槽Ⅰ的内底面贴合,锐角θ减小为0,夹头张开。
进一步的,每个夹爪底板的外侧面设置有呈钝角γ的“V”形槽,令“V”形槽上靠近勾爪Ⅰ所在侧的内壁面为壁面F,另一个壁面为壁面E;在轴向方向上,壁面F由夹爪的端部起始,延伸至夹爪的主体部分的中部;
套筒的内壁设置有朝向开口端的台阶面,套筒的台阶面的过渡角小于“V”形槽的角度γ;当夹头张开时,套筒台阶面处的过渡角位于夹爪的“V”形槽内,“V”形槽的壁面F与套筒的内壁面贴合。
进一步的,转接头结构还包括定位盘;
所述连接轴由一端到另一端依次为小径段、大径段和中径段,小径段端部设置有环形边沿Ⅱ,环形边沿Ⅱ与大径段之间形成环形的卡槽,在转接口机构的夹头闭合时,卡槽可与夹头的勾爪Ⅱ配合,以实现转接头结构与转接口机构的连接;连接轴中径段用于与夹具本体同轴连接;
定位盘固定套设在夹具本体的外圆周,定位盘的一个端面可与法兰通过固定件Ⅱ可拆卸连接,定位盘可随法兰同步旋转。
进一步的,连接轴的小径段的端部同轴设置有定心凹槽,转接口机构的拉杆的B端端面设置有定心块,定心块的顶部为圆锥形,定心凹槽的内底面为圆锥形,定心块的顶部能够与定心凹槽的内底面配合,实现转接头结构与转接口机构的定心。
一种用于盘类零件加工的夹具,基于一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,包括:转接头结构和夹具本体;转接头结构与夹具本体同轴固定连接;所述夹具本体为涨套夹具本体或动力卡盘本体。
一种用于盘类零件加工的夹具更换方法,基于一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,具体步骤为:
步骤S1:将转接口机构与车床主轴固定连接;将转接头结构与相应的夹具本体固定连接形成夹具;
步骤S2:进行夹具与车床主轴上的转接口机构的连接或拆卸;
S21:夹具与车床主轴连接的具体步骤为:
首先,通过控制驱动源使拉杆向法兰方向运动,夹头打开;
其次,人工或者利用机械手夹取夹具,将一体结构中的连接轴的端部移动进入转接口机构中的法兰内,且通过定心块和定心凹槽进行定心后,控制驱动源驱动拉杆向远离法兰的方向运动,夹头对连接轴进行夹取,实现车床主轴与夹具的定心和初步可拆卸连接;
最后,通过固定件Ⅱ固定定位盘与法兰,从而使一体结构与车床主轴的同步旋转,完全实现车床主轴与夹具的可拆卸连接;
S22:夹具从车床主轴上拆卸的具体步骤为:
通过控制驱动源使拉杆向法兰方向运动夹头打开,再通过人工或利用机械手拆除夹具。
步骤S3:重复上述步骤S2,对夹具进行更换。
有益效果:
(1)本发明通过设置转接口机构和转接头结构,转接口机构和车床主轴同轴连接,转接头结构与夹具本体同轴连接,转接口机构内设置有夹头,转接头结构内设置有连接轴,当连接轴的端部位于夹头内,夹头能够闭合,实现转接口机构和转接头结构的快速连接,从而能够节省夹具的更换时间,提高工作效率。
(2)本发明利用车床主轴内部的空间,套筒、拉杆和夹头位于车床主轴的内部,节省空间。
(3)本发明套筒的内壁围成圆台形孔,夹头包括两个以上夹爪和夹头张开装置,当驱动源驱动拉杆4向法兰方向运动时,夹头5在圆台形孔的配合下可张开;当驱动源驱动拉杆4远离法兰方向运动时,夹头5在圆台形孔的配合下可闭合,通过夹爪、套筒内壁和张开装置的配合,实现了夹爪在轴向运动的同时开闭,以对连接轴进行夹取,能够节省夹具的更换时间,提高工作效率。
(4)本发明夹头张开装置为弹簧,拉杆上凹槽Ⅰ与B端端面之间设置有径向的通孔D,且通孔D的两端与两个夹爪一一相对;弹簧设置在通孔D内,弹簧的一端与一个夹爪的底板内侧相抵;另一端与另一个夹爪的底板内侧相抵;弹簧的设置,能够保证拉杆4在向法兰方向运动时,夹爪顺利张开。
(5)本发明夹头张开装置还可为固定圈,每个夹爪的底板外侧与勾爪Ⅰ相对的位置设置有凹槽Ⅱ,固定圈同轴套设在所有夹爪的凹槽Ⅱ内,以确保夹爪Ⅰ的勾爪Ⅰ稳定位于凹槽Ⅰ内。
此外,固定圈为弹性圈,当夹爪闭合时,勾爪Ⅰ的端面与拉杆的凹槽Ⅰ的内底面呈锐角;当驱动拉杆向法兰方向运动时,勾爪Ⅰ的端面在弹性圈的作用力下,锐角减小为0,实现夹头的张开,上述弹性圈与夹爪勾爪Ⅰ形状的配合,能够保证拉杆在向法兰方向运动时,夹头顺利张开。
(6)本发明套筒的台阶面处的过渡角与夹爪“V”形槽的配合设置,能够使夹爪的角度发生突变,在夹爪的张开和闭合的过程中,减少拉杆的运动行程,提高工作效率,同时可减小套筒的长度,减轻重量,降低生产成本;且套筒的台阶面的过渡角小于“V”形槽的角度γ,能够保证夹头顺利闭合,避免在夹头收缩闭合时,夹爪的壁面E与套筒的台阶面相抵。
(7)本发明连接轴的小径段的端部同轴设置有定心凹槽,转接口机构的拉杆4的B端端面设置有定心块,定心块的顶部能够与定心凹槽的内底面配合,实现转接头结构与转接口机构的自动定心,以保证转接口机构和转接头结构同轴连接的精确,进而保证加工的精确性。
(8)本发明还提供一种用于盘类零件加工的夹具,包括转接头结构和夹具本体,夹具本体为涨套夹具本体或动力卡盘本体;通过使转接头结构与夹具本体固定连接,在需要在需要更换夹具时,仅需要选取相应的夹具直接与车床主轴上的转接口机构连接即可,无需再进行转接头结构与夹具本体之间的装配,提高更换夹具的效率。
(9)本发明提供一种一种用于盘类零件加工的夹具更换方法,利用该方法更换夹具,能够实现夹具与车床主轴快速准确连接和更换,从而保证加工的精确性以及提高生产效率,降低人工成本。且经实践证明,复合夹具每次更换所需时间最短可达30秒,夹持精度能够维持0.005mm以内并,且此种方案不仅适用于盘类零件切削,还可用于切削轴类、中空轴类零件。
综上,本发明可节省甚至除去人工装卸、找正所耗费的时间,在提高生产效率的同时能够以更短的生产周期满足对更高质量产品的期望,且能够适应数字化生产线的需要,满足产线数字化智能转型的需要。
附图说明
图1是转接头结构与转接口机构连接示意图;
图2时是转接口机构与车床主轴连接示意图;
图3是转接头结构示意图;
图4是涨套夹具立体图;
图5是涨套夹具平面剖视图;
图6是动力卡盘立体图;
图7是动力卡盘平面剖视图;
图8是不同直径的卡爪立体图;
图9是不同直径的卡爪剖视图,其中,(1)正视图,(2)侧视图。
其中,1-液压油缸,2-驱动轴,3-车床主轴,4-拉杆,5-夹头,6-套筒,7-法兰,8-固定件Ⅰ,9-弹簧,10-定心块,11-固定件Ⅱ,12-定位盘,121-定位盘Ⅰ,122-定位盘Ⅱ,13-固定环,15-连接轴,151-定心凹槽,152-卡槽,153-连接轴Ⅰ,154-连接轴Ⅱ,16-涨套夹具本体,17-动力卡盘本体,171-卡瓦,172-卡爪。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
实施例1:
本实施例提供了一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,参见附图1和2,包括转接口机构和转接头结构;
转接口机构与车床主轴的端部同轴固定连接;
转接头结构的一端与转接口结构同轴且可拆卸连接,另一端用于与夹具本体同轴连接;
参见附图1和2,转接口机构包括:驱动源、拉杆4、夹头5、套筒6、法兰7和弹簧9;
外围部件为:车床主轴3;
车床主轴3为管状结构,法兰7与车床主轴3的端面通过固定件8同轴固定连接;
套筒6为一端设置有通孔C、另一端开口的壳体结构,套筒6的开口端设置有环形边沿Ⅰ,套筒6的环形边沿Ⅰ同轴设置在法兰7内部,且与法兰7固定连接;套筒6的设置有通孔C的一端位于车床主轴内部;
拉杆4穿过套筒6的通孔C设置,令拉杆4位于套筒6外部的一端为A端,位于套筒6内部的一端为B端,拉杆4的A端与驱动源连接,B端与夹头5连接,夹头5位于套筒6内,套筒6的开口端的内孔为圆台形孔,圆台形孔大端位于套筒6的开口端;圆台形孔的小端位于套筒6的通孔所在端;驱动源能够驱动拉杆4沿套筒6的通孔C进行轴向伸缩运动,当驱动源驱动拉杆4向法兰方向运动时,夹头5在圆台形孔的配合下可张开;当驱动源驱动拉杆4远离法兰方向运动时,夹头5在圆台形孔的配合下可闭合。
夹头5包括两个以上夹爪和夹头张开装置,夹头张开装置为弹簧9和/或固定圈13;以下分别对夹头张开装置为弹簧9和夹头张开装置为固定圈13进行展开说明。
具体实施例中,采用两个夹爪,两个夹爪设置在拉杆4的外圆周,且径向相对;每个夹爪的主体部分的两端均设置有向同一方向弯曲的勾爪,令每个夹爪两端的勾爪分别为勾爪Ⅰ和勾爪Ⅱ;拉杆4的位于套筒6内的外圆周设置有与夹爪数量相同的凹槽Ⅰ,两个夹爪的勾爪Ⅰ一一对应设置于拉杆4的凹槽Ⅰ内;夹爪的主体部分向拉杆的B端延伸且伸出于拉杆的B端,勾爪Ⅱ用于与转接头结构配合连接;
当夹头张开装置为弹簧9时,拉杆4上凹槽Ⅰ与B端端面之间设置有径向的通孔D,且通孔D的两端与两个夹爪一一相对;弹簧9设置在通孔D内,弹簧9的一端与一个夹爪的底板内侧相抵;另一端与另一个夹爪的底板内侧相抵,在夹头5闭合时,弹簧处于压缩状态;
当驱动源驱动拉杆4向法兰方向运动时,夹爪4的底板在弹簧9的弹力作用下沿套筒6的内壁张开;当驱动源驱动拉杆4远离法兰方向运动时,夹爪4的底板闭合,压缩弹簧9;在拉杆2伸缩运动过程中,套筒6的内壁始终对夹爪进行限位,使夹爪的勾爪Ⅰ位于凹槽Ⅰ内。
当夹头张开装置为固定圈13时,每个夹爪的主体部分的外侧与勾爪Ⅰ相对的位置设置有凹槽Ⅱ,固定圈13同轴套设于两个夹爪的凹槽Ⅱ内,以确保夹爪Ⅰ的勾爪Ⅰ稳定位于凹槽Ⅰ内;
固定圈13还可采用弹性圈,夹爪的勾爪Ⅰ的端面与底板呈锐角θ;当夹爪4闭合时,勾爪Ⅰ的端面与拉杆4的凹槽Ⅰ的内底面呈锐角θ;当驱动拉杆4向法兰方向运动时,勾爪Ⅰ的端面在弹性圈的作用力下,向拉杆4的凹槽Ⅰ的内底面贴合,锐角θ减小为0,夹头4张开;
此外,每个夹爪4底板的外侧面设置有呈钝角γ的“V”形槽,令“V”形槽上靠近勾爪Ⅰ所在侧的内壁面为壁面F,另一个壁面为壁面E;在轴向方向上,壁面F由夹爪4的端部起始,延伸至夹爪的主体部分的中部,上述凹槽Ⅱ设置在壁面F上;
套筒6的内壁设置有朝向开口端的台阶面,套筒6的台阶面的过渡角小于“V”形槽的角度γ;当夹头5张开时,套筒6台阶面处的过渡角位于夹爪4的“V”形槽内,“V”形槽的壁面F与套筒6的内壁面贴合;套筒6的台阶面处的过渡角与夹爪4“V”形槽的配合设置,能够使夹爪的角度发生突变,在夹爪的张开和闭合的过程中,减少拉杆4的运动行程,提高工作效率,同时可减小套筒6的长度,减轻重量,降低生产成本;且套筒6的台阶面的过渡角小于“V”形槽的角度γ,能够保证夹头顺利闭合,避免在夹头收缩闭合时,夹爪的壁面E与套筒的台阶面相抵。
具体实施例中,驱动源采用液压油缸1和驱动轴2,驱动轴2一端与液压油缸连接,另一端与拉杆4的A端同轴连接,通过控制液压油缸1驱动驱动轴2进行轴向运动,从而带动拉杆4进行轴向伸缩运动。
参见附图1和3,转接头结构包括连接轴15和定位盘12;
连接轴15由一端到另一端依次为小径段、大径段和中径段,小径段端部设置有环形边沿Ⅱ,环形边沿Ⅱ与大径段之间形成环形的卡槽152,在转接口机构的夹头4闭合时,卡槽152可与夹头4的勾爪Ⅱ配合,以实现转接头结构与转接口机构的连接;连接轴15中径段用于与夹具本体同轴连接;
连接轴15的小径段的端部同轴设置有定心凹槽151,转接口机构的拉杆4的B端端面设置有定心块10,定心块10的顶部为圆锥形,定心凹槽151的内底面为圆锥形,定心块10的顶部能够与定心凹槽151的内底面配合,以保证在连接转接头结构与转接口机构时,实现二者的准确定心连接。
定位盘12固定套设在夹具本体的外圆周,定位盘12的一个端面可与法兰7通过固定件Ⅱ可拆卸连接,从而使夹具本体相对于车床主轴连接,且能够随车床主轴同步旋转。具体实施例中,固定件Ⅱ采用快速固定螺栓,实现快速安装。
实施例2:
本实施例提供一种用于盘类零件加工的夹具,基于实施例1中所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,包括:转接头结构和夹具本体;
转接头结构与夹具本体同轴固定连接;
在一个具体实施例中,参见附图4和5,转接头结构包括连接轴Ⅰ153和定位盘Ⅰ121;夹具本体为涨套夹具本体16,连接轴Ⅰ153与涨套夹具本体16的中心轴同轴连接,定位盘Ⅰ121同轴套设在涨套夹具本体16与连接轴Ⅰ153连接的一端的外圆周,且与涨套夹具本体16固定连接;涨套夹具本体16与盘类零件配合的直径可根据盘类零件内孔的大小进行设计。
在一个具体实施例中,参见附图5和6,转接头结构包括连接轴Ⅱ154和定位盘Ⅱ122,夹具本体为动力卡盘本体17;连接轴Ⅱ154与动力卡盘本体17同轴连接,定位盘Ⅱ122同轴套设在动力卡盘本体17与连接轴Ⅱ154连接的一端的外圆周,且与动力卡盘本体17固定连接;
参见附图6,动力卡盘17远离定位盘Ⅱ122的一端端面上沿圆周设置有均匀分布的卡瓦171,卡瓦171上可拆卸连接有卡爪172,可根据盘类零件直径的大小更换相应尺寸的卡爪172,参见附图8和9,以适应不同直径盘类零件的需求。
实施例3:
本实施例提供一种用于盘类零件加工的夹具更换方法,基于实施例1或者实施例2,具体步骤为:
步骤S1:将转接口机构与车床主轴固定连接;将转接头结构与相应的夹具本体固定连接形成夹具;
步骤S2:进行夹具与车床主轴上的转接口机构的连接或拆卸;
S21:夹具与车床主轴连接的具体步骤为:
首先,通过控制驱动源使拉杆4向法兰方向运动夹头4打开;
其次,人工或者利用机械手夹取夹具,将一体结构中的连接轴15的端部移动进入转接口机构中的法兰7内,且通过定心块10和定心凹槽151进行定心后,控制驱动源驱动拉杆4向远离法兰7的方向运动,夹头4对连接轴15进行夹取,实现车床主轴与夹具的定心和初步可拆卸连接;
最后,通过固定件Ⅱ12固定定位盘12与法兰7,从而使一体结构与车床主轴的同步旋转,完全实现车床主轴与夹具的可拆卸连接;
S22:夹具从车床主轴上拆卸的具体步骤为:
通过控制驱动源使拉杆4向法兰方向运动夹头4打开,人工或利用机械手拆除夹具。
步骤S3:对夹具进行更换,重复上述步骤S2。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,包括:转接口机构和转接头结构;
外围部件为:车床主轴;
转接口机构与车床主轴端部同轴固定连接;
转接头结构的一端与转接口结构同轴且可拆卸连接,另一端用于与夹具本体同轴连接;转接头结构能随床主轴同步旋转;
转接口机构内设置有夹头,转接头结构内设置有可与夹头配合连接的连接轴;
当同轴连接转接口机构与转接头结构时,转接口机构与转接头结构接触,且连接轴的端部位于夹头内,夹头能够闭合,闭合后,夹头与连接轴配合,对连接轴进行轴向限位;
当分离转接口机构与转接头结构时,夹头可打开,以解除对连接轴的轴向限位。
2.如权利要求1所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,
转接口结构还包括:驱动源、拉杆、套筒和法兰;
车床主轴为管状结构,法兰与车床主轴的端面通过固定件同轴固定连接;
套筒为一端设置有通孔C、另一端开口的壳体结构,套筒的开口端同轴设置在法兰内部,且与法兰固定连接;套筒的设置有通孔C的一端位于车床主轴内部;
拉杆穿过套筒的通孔C设置,令拉杆位于套筒外部的一端为A端,位于套筒内部的一端为B端,拉杆的A端与驱动源连接,B端与夹头连接,夹头位于套筒内,套筒的开口端的内孔为圆台形孔,圆台形孔大端位于套筒的开口端;圆台形孔的小端位于套筒的通孔所在端;驱动源能够驱动拉杆沿套筒的通孔C进行轴向伸缩运动,当驱动源驱动拉杆向法兰方向运动时,夹头在圆台形孔的配合下可张开;当驱动源驱动拉杆远离法兰方向运动时,夹头在圆台形孔的配合下可闭合。
3.如权利要求2所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,夹头包括两个以上夹爪和夹头张开装置,两个以上夹爪设置在拉杆的外圆周,且径向相对;每个夹爪的主体部分的两端均设置有向同一方向弯曲的勾爪,令每个夹爪两端的勾爪分别为勾爪Ⅰ和勾爪Ⅱ;
拉杆的位于套筒内的外圆周设置有与夹爪数量相同的凹槽Ⅰ,两个夹爪的勾爪Ⅰ一一对应设置于拉杆的凹槽Ⅰ内;夹爪的主体部分向拉杆的B端延伸且伸出于拉杆的B端,勾爪Ⅱ用于与转接头结构配合连接。
4.如权利要求3所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,夹头包括两个夹爪,拉杆上凹槽Ⅰ与B端端面之间设置有径向的通孔D,且通孔D的两端与两个夹爪一一相对;
所述夹头张开装置为弹簧,弹簧设置在通孔D内,弹簧的一端与一个夹爪的底板内侧相抵;另一端与另一个夹爪的底板内侧相抵,在夹头闭合时,弹簧处于压缩状态;
当驱动源驱动拉杆向法兰方向运动时,夹爪的底板在弹簧的弹力作用下沿套筒的内壁张开;当驱动源驱动拉杆远离法兰方向运动时,夹爪的底板闭合,压缩弹簧。
5.如权利要求3或4所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,每个夹爪的主体部分的外侧与勾爪Ⅰ相对的位置设置有凹槽Ⅱ;
所述夹头张开装置为固定圈,所述固定圈为弹性圈,固定圈同轴套设在所有夹爪的凹槽Ⅱ内;
夹爪的勾爪Ⅰ的端面与主体部分呈锐角θ;当夹爪闭合时,勾爪Ⅰ的端面与拉杆的凹槽Ⅰ的内底面呈锐角θ;当驱动拉杆向法兰方向运动时,勾爪Ⅰ的端面在弹性圈的作用力下,向拉杆的凹槽Ⅰ的内底面贴合,锐角θ减小为0,夹头张开。
6.如权利要求3所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,每个夹爪底板的外侧面设置有呈钝角γ的“V”形槽,令“V”形槽上靠近勾爪Ⅰ所在侧的内壁面为壁面F,另一个壁面为壁面E;在轴向方向上,壁面F由夹爪的端部起始,延伸至夹爪的主体部分的中部;
套筒的内壁设置有朝向开口端的台阶面,套筒的台阶面的过渡角小于“V”形槽的角度γ;当夹头张开时,套筒台阶面处的过渡角位于夹爪的“V”形槽内,“V”形槽的壁面F与套筒的内壁面贴合。
7.如权利要求3-6任意一项所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,转接头结构还包括定位盘;
所述连接轴由一端到另一端依次为小径段、大径段和中径段,小径段端部设置有环形边沿Ⅱ,环形边沿Ⅱ与大径段之间形成环形的卡槽,在转接口机构的夹头闭合时,卡槽可与夹头的勾爪Ⅱ配合,以实现转接头结构与转接口机构的连接;连接轴中径段用于与夹具本体同轴连接;
定位盘固定套设在夹具本体的外圆周,定位盘的一个端面可与法兰通过固定件Ⅱ可拆卸连接,定位盘可随法兰同步旋转。
8.如权利要求7所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,其特征在于,连接轴的小径段的端部同轴设置有定心凹槽,转接口机构的拉杆的B端端面设置有定心块,定心块的顶部为圆锥形,定心凹槽的内底面为圆锥形,定心块的顶部能够与定心凹槽的内底面配合,实现转接头结构与转接口机构的定心。
9.一种用于盘类零件加工的夹具,基于权利要求1-8所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,包括:转接头结构和夹具本体;转接头结构与夹具本体同轴固定连接;所述夹具本体为涨套夹具本体或动力卡盘本体。
10.一种用于盘类零件加工的夹具更换方法,基于权利要求8所述一种用于盘类零件加工的夹具转换结构,具体步骤为:
步骤S1:将转接口机构与车床主轴固定连接;将转接头结构与相应的夹具本体固定连接形成夹具;
步骤S2:进行夹具与车床主轴上的转接口机构的连接或拆卸;
S21:夹具与车床主轴连接的具体步骤为:
首先,通过控制驱动源使拉杆向法兰方向运动,夹头打开;
其次,人工或者利用机械手夹取夹具,将一体结构中的连接轴的端部移动进入转接口机构中的法兰内,且通过定心块和定心凹槽进行定心后,控制驱动源驱动拉杆向远离法兰的方向运动,夹头对连接轴进行夹取,实现车床主轴与夹具的定心和初步可拆卸连接;
最后,通过固定件Ⅱ固定定位盘与法兰,从而使一体结构与车床主轴的同步旋转,完全实现车床主轴与夹具的可拆卸连接;
S22:夹具从车床主轴上拆卸的具体步骤为:
通过控制驱动源使拉杆向法兰方向运动夹头打开,再通过人工或利用机械手拆除夹具。
步骤S3:重复上述步骤S2,对夹具进行更换。
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