CN117283017A - 一种圆杆端面中心孔钻打装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴类零件加工技术领域，尤其是一种圆杆端面中心孔钻打装置，包括机架，所述机架上设有中心钻及用于夹持圆杆的三爪卡盘，所述三爪卡盘上设有多个辅助夹持机构以对圆杆进行夹持，所述辅助夹持机构与三爪卡盘的卡爪数量相等，本发明所提供的三爪卡盘，其卡爪是通过夹持轮对圆杆进行装夹固定的，在三爪卡盘上装夹的工件加工完成后，夹持轮会转动一定的角度，将夹持轮与圆杆发生接触的接触点移开，每次与圆杆接触的都是全新的接触点，从而预防夹持轮上的接触点因磨损而导致的装夹不稳定。

Description

一种圆杆端面中心孔钻打装置

技术领域

本发明涉及轴类零件加工技术领域，尤其涉及一种圆杆端面中心孔钻打装置。

背景技术

液压缸生产过程中加工轴类的零件时，为了保证活塞杆等轴类零件加工的位置度，解决同心度、同轴度的问题，需要预先在活塞杆及轴类工件的端面加工出中心孔，以便于后续机床加工时进行定位。

为了确保中心孔位于轴类零件的轴线上，在加工中心孔时通常采用三爪卡盘进行夹持固定，三爪卡盘基本原理是三点定圆心，利用三个卡爪同步移动定位圆心，是轴类钻孔加工中比较常见的卡盘类别。在实际使用过程中，三爪卡盘卡爪因在工作过程中长期与工件接触摩擦产生磨损，造成了三个卡爪头部形成的装夹表面变得凹凸不平，不仅会造成工件装夹不牢固，也会导致工件的轴线偏离三爪卡盘的基准线，影响中心孔加工的精准度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在三爪卡盘卡爪发生磨损导致工件装夹不牢固的缺点，而提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种圆杆端面中心孔钻打装置，包括机架，所述机架上设有中心钻及用于夹持圆杆的三爪卡盘，所述三爪卡盘上设有多个辅助夹持机构以对圆杆进行夹持，所述辅助夹持机构与三爪卡盘的卡爪数量相等，所述辅助夹持机构包括永磁体，所述永磁体磁性吸附在三爪卡盘的卡爪上，所述永磁体上固接有V型的连杆，所述连杆两端上固接有安装块，所述安装块上可转动的安装有花键轴，所述花键轴上可滑动的配合有夹持轮，花键轴顶端配合有端盖以防止夹持轮轴向窜动。

优选的，所述夹持轮表面设有防滑纹。

优选的，所述花键轴上同轴线固接有大齿轮，所述安装块上可转动的安装有连接轴，所述连接轴上同轴线固接有小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮相配合。

优选的，所述三爪卡盘上设有驱动结构以驱动连接轴单向转动，所述驱动结构包括底座，所述底座上固接有齿条，所述连接轴上等间距铰接有多个棘爪，所述连接轴可转动的配合有从动齿轮，所述从动齿轮套设在棘爪上，且从动齿轮内圈上设有限位槽，所述棘爪与限位槽相配合，所述从动齿轮与齿条相配合。

优选的，所述连接轴底部固接有正多边形棱柱，所述底座中部开设有大滑槽，所述底座两端分别开设有首端小滑槽及尾端小滑槽，首端小滑槽及尾端小滑槽两者与大滑槽连通，所述正多边形棱柱可滑动的配合在首端小滑槽及尾端小滑槽两者内，所述正多边形棱柱可转动的配合在大滑槽内。

优选的，所述正多边形棱柱具有N条棱，N为偶数，且N≥4。

优选的，所述从动齿轮每次转动弧度为2/N。

本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置，有益效果在于：本发明所提供的三爪卡盘，其卡爪是通过夹持轮对圆杆进行装夹固定的，在三爪卡盘上装夹的工件加工完成后，夹持轮会转动一定的角度，将夹持轮与圆杆发生接触的接触点移开，每次与圆杆接触的都是全新的接触点，从而预防夹持轮上的接触点因磨损而导致的装夹不稳定。

附图说明

图1为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的三爪卡盘的结构示意图。

图3为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的辅助夹持机构与卡爪连接的示意图。

图4为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的图3的俯视图。

图5为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的辅助夹持机构的结构示意图。

图6为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的夹持轮剖面的结构示意图。

图7为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的大齿轮与小齿轮配合的结构示意图。

图8为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的连接轴与底座的结构示意图。

图9为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的连接轴的结构示意图。

图10为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的从动齿轮的结构示意图。

图11为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的正多边形棱柱的结构示意图。

图12为本发明提出的一种圆杆端面中心孔钻打装置的正多边形棱柱与底座配合的结构示意图。

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。

参照图1-3，一种圆杆端面中心孔钻打装置，包括机架1，机架1上设有中心钻2及用于夹持圆杆的三爪卡盘3，三爪卡盘3上设有多个辅助夹持机构以对圆杆进行夹持，辅助夹持机构与三爪卡盘3的卡爪4数量相等，辅助夹持机构包括永磁体6，永磁体6磁性吸附在三爪卡盘3的卡爪4上，永磁体6上固接有V型的连杆7，连杆7两端上固接有安装块8，安装块8上可转动的安装有花键轴10，花键轴10上可滑动的配合有夹持轮11，夹持轮11表面设有防滑纹，花键轴10顶端配合有端盖12以防止夹持轮11轴向窜动。

在对圆杆端面进行中心钻孔时，将圆杆插入三爪卡盘3内，然后驱动三爪卡盘3的三个卡爪4向轴线位置移动，以对圆杆进行夹持固定，在三个卡爪4在移动过程中，会带动连杆7上的夹持轮11同步移动，直至夹持轮11抵靠在圆杆上对圆杆进行夹持。

夹持轮11在对圆杆进行夹持时，花键轴10处于锁止状态，以防止夹持轮11转动，从而防止钻孔过程中圆杆受中心钻2作用而发生转动。

圆杆端面钻孔完成后，再次驱动卡爪4移动，令卡爪4向远离轴线的方向进行移动，卡爪4远离轴线的过程中会带动夹持轮11远离圆杆，此时可将钻孔完成的圆杆从三爪卡盘3上取下。

此外，在夹持轮11远离圆杆的过程中，花键轴10的锁止状态被打破，使得花键轴10处于可自由转动状态，此时，驱动花键轴10偏转一角度，夹持轮11也会随之进行转动，夹持轮11转动后，原先与圆杆接触的接触点也会随之转动，在后续钻孔加工时，与新圆杆接触的即为新的全新接触点，从而防止因原先的接触点磨损而导致装夹不稳定。

相较于现有技术中三爪卡盘长期使用过程中卡爪发生磨损导致装夹不稳定，本发明所提供的三爪卡盘3，其卡爪4是通过夹持轮11对圆杆进行装夹固定的，在三爪卡盘3上装夹的工件加工完成后，夹持轮11会转动一定的角度，将夹持轮11与圆杆发生接触的接触点移开，每次与圆杆接触的都是全新的接触点，从而预防夹持轮11上的接触点因磨损而导致的装夹不稳定。

此外，夹持轮11与花键轴10通过滑动配合进行装配，花键轴10顶部通过端盖12以防止夹持轮11发生窜动，因此，当整个夹持轮11损毁后，只需打开端盖12即可对夹持轮11进行更换，维护起来也更加的方便。

实施例1

如图5-8所示，花键轴10上同轴线固接有大齿轮9，安装块8上可转动的安装有连接轴14，连接轴14上同轴线固接有小齿轮13，小齿轮13与大齿轮9相配合。

在连接轴14转动时会带动小齿轮13转动，小齿轮13转动时会驱动大齿轮9转动，大齿轮9转动则会通过花键轴10带动夹持轮11转动。

由于小齿轮13的直径远小于大齿轮9的直径，在小齿轮13转动一定角度时，大齿轮9的转动角度远小于小齿轮13的转动角度，由于夹持轮11转动角度与大齿轮9的转动角度相等，当大齿轮9转动一个较小的角度时，夹持轮11也会随之转动一个小角度。

基于上述实施例1中的描述，可知，每次转动的角度越小，进行夹持时夹持轮11所能够使用的新的接触点越多，能够对更多的圆杆进行装夹加工，从而通过小齿轮13与大齿轮9的直径比尽可能的减小大齿轮9每次的转动角度，从而延长每个夹持轮11使用寿命。

实施例2

如图8-11所示，三爪卡盘3上设有驱动结构以驱动连接轴14单向转动，驱动结构包括底座5，底座5上固接有齿条501，连接轴14上等间距铰接有多个棘爪17，连接轴14可转动的配合有从动齿轮15，从动齿轮15套设在棘爪17上，且从动齿轮15内圈上设有限位槽16，棘爪17与限位槽16相配合，从动齿轮15与齿条501相配合。

在三爪卡盘3的卡爪4带动连杆7移动过程中，连杆7会带动安装块8同步移动，安装块8通过连接轴14带动从动齿轮15直线移动，由于从动齿轮15与齿条501相啮合，从动齿轮15在移动至与齿条501接触时，从动齿轮15会被驱动进行转动，对于从动齿轮15的转动状态：

当卡爪4向轴线靠近时，从动齿轮15与齿条501啮合时的转动状态为正转；

当卡爪4向远离轴线的方向移动时，从动齿轮15与齿条啮合时的转动状态为反转。

由于从动齿轮15与连接轴14之间是通过棘爪17与限位槽16配合进行连接的，因此，从动齿轮15仅能够带动连接轴14单向转动。

本实施例中选择为：从动齿轮15反转时才会带动连接轴14转动，即仅有当卡爪4远离轴线时，连接轴14才会进行转动。

如图11-12所示，连接轴14底部固接有正多边形棱柱18，底座5中部开设有大滑槽503，底座5两端分别开设有首端小滑槽502及尾端小滑槽504，首端小滑槽502及尾端小滑槽504两者与大滑槽503连通，正多边形棱柱18可滑动的配合在首端小滑槽502及尾端小滑槽504两者内，正多边形棱柱18可转动的配合在大滑槽503内

正多边形棱柱18具有N条棱，N为偶数，且N≥4，从动齿轮15每次转动弧度为2/N，本实施例中正多边形棱柱18具体选择为正六棱柱，此时，从动齿轮15每次转动的弧度为/>/3，即每次转动60度。

正多边形棱柱18初始状态下位于尾端小滑槽504内，如图12所示，正多边形棱柱18在底座5从尾端小滑槽504移动至首端小滑槽502的过程中，正多边形棱柱18在尾端小滑槽504仅能够移动而无法发生转动，正多边形棱柱18从尾端小滑槽504移动至大滑槽503内后，从动齿轮15与齿条501进行啮合，从动齿轮15发生转动并进行反转，从动齿轮15此时带动连接轴14转动，连接轴14会带动正多边形棱柱18在大滑槽503内转动，当正多边形棱柱18从大滑槽503移动至首端小滑槽502时，正多边形棱柱18转动了/3的弧度，确保正多边形棱柱18在发生转动后也能够进入首端小滑槽502及尾端小滑槽504内。

工作原理：在进行圆杆端面中心钻孔工作时，其步骤如下：

S1：将圆杆插入三爪卡盘3内并驱动卡爪4向轴线靠近；

S2：卡爪4向轴线靠近的过程中，卡爪4通过永磁体6带动连杆7向轴线靠近，连杆7带动连接轴14及夹持轮11向圆杆靠近；

S21：连接轴14向圆杆靠近的过程中，包括如下动作：

a、连接轴14会带动正多边形棱柱18从首端小滑槽502经过大滑槽503后进入尾端小滑槽504；

b、连接轴14会带动从动齿轮15向圆杆处移动，在移动过程中，当正多边形棱柱18进入大滑槽503内时，从动齿轮15会与齿条501相啮合，从动齿轮15被齿条501驱动进行正转，由于棘爪17与限位槽16的作用，此时从动齿轮15仅会空转而不会带动连接轴14转动。

S22：夹持轮11向圆杆靠近会对圆杆进行夹持，当夹持轮11对圆杆进行夹持时，正多边形棱柱18此时位于尾端小滑槽504内，正多边形棱柱18仅能够移动而无法发生转动，从而对花键轴10进行锁止，以防止夹持轮11转动，从而防止钻孔过程中圆杆受中心钻2作用而发生转动。

S3：启动中心钻2对圆杆的端面进行钻孔加工；

S4：圆杆钻孔完成后，再次驱动卡爪4向远离轴线的方向进行移动。

S5：卡爪4向远离轴线的方向进行移动的过程中，卡爪4通过永磁体6带动连杆7远离轴线，连杆7带动连接轴14及夹持轮11远离圆杆。

S51：连接轴141远离圆杆的过程中，包括如下动作：

a、连接轴14会带动正多边形棱柱18从尾端小滑槽504经过大滑槽503后进入首端小滑槽502；

b、连接轴14会带动从动齿轮15逐渐远离圆杆，在远离圆杆的过程中，在当正多边形棱柱18进入大滑槽503内时，从动齿轮15会与齿条501相啮合，从动齿轮15被齿条501驱动进行反转，此时从动齿轮15会通过棘爪17与限位槽16的配合带动连接轴14反转。

S22：在夹持轮11远离圆杆过程中，连接轴14反转会带动小齿轮13转动，小齿轮13转动时会驱动大齿轮9转动，大齿轮9转动则会通过花键轴10带动夹持轮11转动；由于小齿轮13的直径远小于大齿轮9的直径，在小齿轮13转动一定角度时，大齿轮9的转动角度远小于小齿轮13的转动角度，由于夹持轮11转动角度与大齿轮9的转动角度相等，当大齿轮9转动一个较小的角度时，夹持轮11也会随之转动一个小角度。

S6：更换圆杆，重复上S1-S5中的步骤，直至所有的圆杆完成中心孔加工。

相较于现有技术中三爪卡盘长期使用过程中卡爪发生磨损导致装夹不稳定，本发明所提供的三爪卡盘3，其卡爪4是通过夹持轮11对圆杆进行装夹固定的，在三爪卡盘3上装夹的工件加工完成后，夹持轮11会转动一定的角度，将夹持轮11与圆杆发生接触的接触点移开，每次与圆杆接触的都是全新的接触点，从而预防夹持轮11上的接触点因磨损而导致的装夹不稳定。

此外，夹持轮11与花键轴10通过滑动配合进行装配，花键轴10顶部通过端盖12以防止夹持轮11发生窜动，因此，当整个夹持轮11损毁后，只需打开端盖12即可对夹持轮11进行更换，维护起来也更加的方便。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，包括机架（1），所述机架（1）上设有中心钻（2）及用于夹持圆杆的三爪卡盘（3），所述三爪卡盘（3）上设有多个辅助夹持机构以对圆杆进行夹持，所述辅助夹持机构与三爪卡盘（3）的卡爪（4）数量相等，所述辅助夹持机构包括永磁体（6），所述永磁体（6）磁性吸附在三爪卡盘（3）的卡爪（4）上，所述永磁体（6）上固接有V型的连杆（7），所述连杆（7）两端上固接有安装块（8），所述安装块（8）上可转动的安装有花键轴（10），所述花键轴（10）上可滑动的配合有夹持轮（11），花键轴（10）顶端配合有端盖（12）以防止夹持轮（11）轴向窜动。

2.根据权利要求1所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述夹持轮（11）表面设有防滑纹。

3.根据权利要求1所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述花键轴（10）上同轴线固接有大齿轮（9），所述安装块（8）上可转动的安装有连接轴（14），所述连接轴（14）上同轴线固接有小齿轮（13），所述小齿轮（13）与所述大齿轮（9）相配合。

4.根据权利要求3所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述三爪卡盘（3）上设有驱动结构以驱动连接轴（14）单向转动，所述驱动结构包括底座（5），所述底座（5）上固接有齿条（501），所述连接轴（14）上等间距铰接有多个棘爪（17），所述连接轴（14）可转动的配合有从动齿轮（15），所述从动齿轮（15）套设在棘爪（17）上，且从动齿轮（15）内圈上设有限位槽（16），所述棘爪（17）与限位槽（16）相配合，所述从动齿轮（15）与齿条（501）相配合。

5.根据权利要求4所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述连接轴（14）底部固接有正多边形棱柱（18），所述底座（5）中部开设有大滑槽（503），所述底座（5）两端分别开设有首端小滑槽（502）及尾端小滑槽（504），首端小滑槽（502）及尾端小滑槽（504）两者与大滑槽（503）连通，所述正多边形棱柱（18）可滑动的配合在首端小滑槽（502）及尾端小滑槽（504）两者内，所述正多边形棱柱（18）可转动的配合在大滑槽（503）内。

6.根据权利要求5所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述正多边形棱柱（18）具有N条棱，N为偶数，且N≥4。

7.根据权利要求6所述的圆杆端面中心孔钻打装置，其特征在于，所述从动齿轮（15）每次转动弧度为2π/N。