CN118237931A - 机械产品设计用工件夹持设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械产品设计用工件夹持设备，属于机械加工设备技术领域。该机械产品设计用工件夹持设备包括设于机床溜板箱上的安装板，还包括：两个夹持机构，设于车刀的左右两侧；两个夹持机构结构相同，均包括环形套壳、驱动机构和多个夹紧轮，多个夹紧轮沿环形套壳的周向均设于环形套壳内，每个夹紧轮均能与棒料抵接，驱动机构与环形套壳连接，驱动机构的输出端能驱动多个夹紧轮沿环形套壳的径向运动。本发明的机械产品设计用工件夹持设备，能在对长径比较大的棒料进行车削加工时，对棒料位于车刀两侧的部分进行支撑，从而防止棒料在进行车削加工时由于车削力过大而发生弯曲变形，从而保证棒料的加工精度。

Description

机械产品设计用工件夹持设备

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种机械产品设计用工件夹持设备。

背景技术

机械产品在设计阶段往往需要试产一些样品，通过这些样品进行试用，根据试用的效果的反馈及时调整设计方案。这些样品在试产过程中，需要使用到各种各样的机床，其中，最常用的就是车床和铣床。而在利用车床或铣床在对机械零件进行车削或铣削加工时，需要使用夹持设备对工件进行夹持固定，以辅助车床或铣床对工件进行加工。

现有的工件夹持设备，一般包括安装板、支架和夹紧机构，安装板设于车床的主轴上，支架设于安装板上，夹紧机构设于支架上。使用时，将待加工工件夹紧于夹紧机构上，利用机床主轴带动安装板转动，从而带动支架和夹紧机构转动，夹紧机构带动工件转动，利用车刀对转动的工件进行车削加工。

现有的工件夹持设备，在辅助车床对长径比较大的棒料进行车削加工时，大都只能对棒料的端部进行夹持，因此，在对长径比较大的棒料进行车削加工时，车刀向棒料施加的车削力容易导致棒料发生弯曲变形，从而难以保证棒料的加工精度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供机械产品设计用工件夹持设备，能在利用车床对长径比较大的棒料进行车削加工时，随车刀沿棒料长度方向进给，始终对棒料位于车刀两侧的部分进行有效支撑，从而在对长径比较大的棒料进行车削加工时，能够防止棒料发生弯曲变形，从而保证棒料的加工精度。

本发明提供了一种机械产品设计用工件夹持设备，包括安装板，其特征在于，所述安装板设于机床溜板箱上，安装板上位于车刀刀架两侧均设有一个夹持机构，所述两个夹持机构对称设置于车刀的左右两侧；

所述两个夹持机构结构相同，均包括环形套壳、驱动机构和多个夹紧轮，所述环形套壳与所述安装板连接，待加工的棒料能穿过环形套壳的环孔，所述多个夹紧轮沿环形套壳的周向均设于环形套壳内，每个夹紧轮均能与棒料抵接，每个夹紧轮的两端与环形套壳滑动连接，所述驱动机构与所述环形套壳连接，驱动机构的输出端与每个夹紧轮的一端均连接，驱动机构的输出端能驱动多个夹紧轮沿环形套壳的径向运动。

较佳地，所述环驱动机构包括转盘，所述转盘与环形套壳同轴设置，转盘轴枢连接于所述环形套壳内，转盘上设有通料孔和多条弧形滑槽，多条弧形滑槽沿转盘周向均布，每条弧形滑槽呈渐开线状，所述环形套壳侧壁设有多条长条形滑槽，多条长条形滑槽呈放射状沿环形套壳的周向均布，每条长条形滑槽对应一条弧形滑槽，每个夹紧轮的与一条长条形滑槽和一条弧形滑槽均滑动连接，转动转盘时，能驱动多个夹紧轮向棒料方向运动。

较佳地，所述每个夹紧轮均包括转轴和轮体，所述夹紧轮设于环形套壳的内腔内，夹紧轮能与棒料外壁抵接，所述转轴与轮体轴承连接，转轴一端滑动连接于所述长条形滑槽与弧形滑槽内。

较佳地，还包括驱动装置，所述驱动装置包括传动轴和驱动器，所述传动轴轴承连接于所述环形套壳内，传动轴上设有齿轮，所述转盘外壁设有齿圈，所述齿轮与所述齿圈轴承连接。

较佳地，所述传动轴上设有扭力传感器，所述扭力传感器电连接有控制器，所述控制器与所述驱动器电连接，扭力传感器用于检测传动轴所受实时扭力值，控制器内预设最大扭力阈值，控制器将所述实时扭力值与所述最大扭力阈值做对比，控制器根据对比结果控制驱动器动作，以使传动轴上所受的实时扭力值与最大扭力阈值相等。

较佳地，所述转轴上设有限位环，所述限位环与环形套壳内侧壁抵接，限位环用于限制转轴沿转轴轴向运动。

较佳地，所述每个轮体的外壁均为弧形面结构。

较佳地，所述每个轮体外壁均设有橡胶垫。

较佳地，所述环形套壳与安装板可拆卸连接。

较佳地，所述转盘外壁设有耐磨涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的机械产品设计用工件夹持设备，能在利用车床对长径比较大的棒料进行车削加工时，随车刀沿棒料长度方向进给，始终对棒料位于车刀两侧的部分进行有效支撑，从而在对长径比较大的棒料进行车削加工时，能够防止棒料发生弯曲变形，从而保证棒料的加工精度。

本设备的驱动机构，能在驱动夹紧轮沿长条形滑槽的长度方向运动时，不影响夹紧轮相对于驱动机构转动，从而保证棒料正常带动夹紧轮转动，从而防止夹持机构对棒料施加的沿棒料周向的扭转力对棒料的加工精度造成的影响，保证棒料的加工精度。本设备夹持机构的夹紧轮，能降低轮体转动时所受的阻力，从而进一步降低整个夹持机构对棒料转动产生的阻力，从而进一步防止夹持机构对棒料施加的沿棒料周向的扭转力对棒料的加工精度造成的影响。通过设置驱动装置，能够提精确控制转盘的转动角度，从而精确控制多个夹紧轮的位移量，从而能精确控制多个夹紧轮向棒料施加的支撑力。通过设置扭力传感器，能够保证多个夹紧轮向棒料施加的夹紧力恒定，从而保证夹持机构对棒料的支撑效果，从而进一步保证棒料的加工精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明A-A面的结构示意图；

图3为本发明B-B面的结构示意图；

图4为本发明C-C面的结构示意图。

附图标记说明：

1.棒料，101.溜板箱，102.安装板，103.夹持机构，104.车刀，105.环形套壳，106.驱动机构，107.夹紧轮，201.转盘，202.通料孔，203.弧形滑槽，204.长条形滑槽，301.转轴，302.轮体，401.传动轴，402.驱动器，403.齿轮，404.齿圈，5.扭力传感器，6.限位环，7.橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图1-4，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。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的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。

长径比的较大的棒料在进行车削加工时，由于棒料的刚度较小，若只对棒料的端部进行夹持时，棒料在受到车刀车削力的作用时，容易发生弯曲变形。弯曲的棒料在进行后形成的轴类工件的圆度和同轴度不高，且加工完成后的工件的外表面会形成波纹等加工缺陷，从而导致棒料的加工精度不高。若在加工时能始终对棒料位于车刀两侧靠近车刀的位置进行支撑，对抗棒料的弯曲变形，能够有效提成工件的加工精度。

如图1-4所示，本发明提供的一种机械产品设计用工件夹持设备，包括安装板102，其特征在于，所述安装板102设于机床溜板箱101上，安装板102上位于车刀104刀架两侧均设有一个夹持机构，所述两个夹持机构103对称设置于车刀104的左右两侧；所述两个夹持机构103结构相同，均包括环形套壳105、驱动机构106和多个夹紧轮107，所述环形套壳105与所述安装板102连接，待加工的棒料1能穿过环形套壳105的环孔，所述多个夹紧轮107沿环形套壳105的周向均设于环形套壳105内，每个夹紧轮107均能与棒料1抵接，每个夹紧轮107的两端与环形套壳105滑动连接，所述驱动机构106与所述环形套壳105连接，驱动机构106的输出端与每个夹紧轮107的一端均连接，驱动机构106的输出端能驱动多个夹紧轮107沿环形套壳105的径向运动。

现简述上述实施例的工作原理：

本装置在使用时，通过安装板102将本装置固定在车床的溜板箱101上。在利用车床对长径比较大的棒料1进行车削时，将棒料1穿过两个夹持机构103的套壳的环孔内，此时，棒料1处于多个夹紧轮107的中间，然后通过每个夹持机构103的驱动机构106驱动每个夹持机构103的多个夹紧轮107向棒料1的中心部位运动，使得多个夹紧轮107将棒料1夹紧。此时，打开机床主轴，机床主轴驱动棒料1转动，利用位于两个夹持机构103中间的车刀104对棒料1表面进行车削加工，当车刀104与棒料1外壁接触时，车刀104向棒料1施加的切削力有驱动棒料1弯曲变形的趋势。此时，位于车刀104两侧的夹持机构103通过其内的多个夹紧轮107向棒料1施加支撑力，提升棒料1的刚度，从而防止棒料1发生弯曲变形，保证棒料1的车削加工精度。由于两个夹持机构103通过安装板102固定安装在溜板箱101上，当溜板箱101驱动车刀104沿棒料1的长度方向运动，两个夹持机构103能随着车刀104的运动而运动，从而保证车刀104与两个夹持机构103的间距始终恒定，从而保证两个夹持机构103对棒料1的支撑效果。且由于本设备通过多个夹紧轮107向棒料1施加支撑力，在棒料1转动时，棒料1带动多个夹紧轮107转动，从而在多个夹紧轮107向棒料1施加足够的支撑力的情况下，防止夹持机构103对棒料1的转动造成影响，从而棒料1的正常加工。

本发明的机械产品设计用工件夹持设备，能在利用车床对长径比较大的棒料1进行车削加工时，随车刀104沿棒料1长度方向进给，始终对棒料1位于车刀104两侧的部分进行有效支撑，从而在对长径比较大的棒料1进行车削加工时，能够防止棒料1发生弯曲变形，从而保证棒料1的加工精度。

在上述实施例的基础上，为了防止夹持机构103对棒料1施加的沿棒料1周向的扭转力对棒料1的加工精度造成的影响，保证棒料1的加工精度。

如图1和4所示，其中，所述环驱动机构106包括转盘201，所述转盘201与环形套壳105同轴设置，转盘201轴枢连接于所述环形套壳105内，转盘201上设有通料孔202和多条弧形滑槽203，多条弧形滑槽203沿转盘201周向均布，每条弧形滑槽203呈渐开线状，所述环形套壳105侧壁设有多条长条形滑槽204，多条长条形滑槽204呈放射状沿环形套壳105的周向均布，每条长条形滑槽204对应一条弧形滑槽203，每个夹紧轮107的与一条长条形滑槽204和一条弧形滑槽203均滑动连接，转动转盘201时，能驱动多个夹紧轮107向棒料1方向运动。

在车床上装夹棒料1时，倒转驱动机构106的转盘201，由于弧形滑槽203呈渐开线状设置在转盘201上，且长条形滑槽204呈放射状设置在环形套壳105侧壁，因此，转盘201通过其上的弧形滑槽203驱动夹紧轮107沿长条形滑槽204的长度方向向远离棒料1的方向运动，从而使得多个个夹紧轮107相互远离，此时，两个夹持机构103打开。将棒料1穿过两个夹持机构103的环形套壳105内腔。然后，正转驱动机构106的转盘201，转盘201通过其上的弧形滑槽203驱动夹紧轮107沿长条形滑槽204的长度方向向靠近棒料1方向运动，从而驱动多个夹紧轮107将棒料1夹紧，以向棒料1施加支撑力，由于每个夹紧轮107的一端滑动连接于一条长条形滑槽204和与该长条形滑槽204对应的弧形滑槽203内，因此，在驱动机构106驱动夹紧轮107沿长条形滑槽204的长度方向运动时，能够不影响夹紧轮107相对于驱动机构106转动，从而保证棒料1正常带动夹紧轮107转动，进一步防止夹持机构103对棒料1的转动形成阻碍，从而防止夹持机构103对棒料1施加的沿棒料1周向的扭转力对棒料1的加工精度造成的影响，保证棒料1的加工精度。

作为一种优选方案，如图1-4所示，其中，所述每个夹紧轮107均包括转轴301和轮体302，所述夹紧轮107设于环形套壳105的内腔内，夹紧轮107能与棒料1外壁抵接，所述转轴301与轮体302轴承连接，转轴301一端滑动连接于所述长条形滑槽204与弧形滑槽203内。在转动转盘201时，转盘201通过其上的弧形滑槽203驱动转轴301沿长条形滑槽204的长度方向运动，从而驱动轮体302靠近或远离棒料1，通过轮体302向棒料1施加支撑力。与此同时，棒料1在转动时，转动的棒料1驱动轮体302转动，由于轮体302与转轴301通过轴承连接，能降低轮体302转动时所受的阻力，从而进一步降低整个夹持机构103对棒料1转动产生的阻力，从而进一步防止夹持机构103对棒料1施加的沿棒料1周向的扭转力对棒料1的加工精度造成的影响。

作为一种优选方案，如图1-4所示，其中，还包括驱动装置，所述驱动装置包括传动轴401和驱动器402，所述传动轴401轴承连接于所述环形套壳105内，传动轴401上设有齿轮403，所述转盘201外壁设有齿圈404，所述齿轮403与所述齿圈404轴承连接。利用驱动装置的驱动器402驱动传动轴401转动，从而驱动齿轮403转动，从而通过齿圈404驱动转盘201转动，以驱动夹紧轮107靠近或远离棒料1。通过设置驱动装置，能够提精确控制转盘201的转动角度，从而精确控制多个夹紧轮107的位移量，从而能精确控制多个夹紧轮107向棒料1施加的支撑力。

作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述传动轴401上设有扭力传感器5，所述扭力传感器5电连接有控制器，所述控制器与所述驱动器402电连接，扭力传感器5用于检测传动轴401所受实时扭力值，控制器内预设最大扭力阈值，控制器将所述实时扭力值与所述最大扭力阈值做对比，控制器根据对比结果控制驱动器402动作，以使传动轴401上所受的实时扭力值与最大扭力阈值相等。通过设置扭力传感器5，利用扭力传感器5检测传动轴401所受实时扭力值，当传动轴401通过齿轮403驱动转盘201转动，从而驱动多个夹紧轮107夹紧棒料1时，传动轴401上所受的实时扭力值越大，多个夹紧轮107向棒料1施加的夹紧力越大。控制器将传动轴401上所受的实时扭力值与最大扭力阈值做对比，以使传动轴401上所受的实时扭力值与最大扭力阈值相等，从而保证多个夹紧轮107向棒料1施加的夹紧力恒定，从而保证夹持机构103对棒料1的支撑效果，从而进一步保证棒料1的加工精度。

作为一种优选方案，如图1-4所示，其中，所述转轴301上设有限位环6，所述限位环6与环形套壳105内侧壁抵接，限位环6用于限制转轴301沿转轴301轴向运动。通过设置限位环6，利用限位环6限制转轴301沿转轴301轴向运动，从而防止夹紧轮107在转动时带动转轴301沿转轴301轴向发生窜动，从而防止棒料1在加工时发生振动，从而进一步保证棒料1的加工精度。

作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述每个轮体302的外壁均为弧形面结构。将轮体302外壁设置为弧形面结构，能减小轮体302与棒料1之间的接触面积，因此，在棒料1沿其长度方向的直径发生变化时，能在溜板箱101驱动两个夹持机构103沿棒料1的长度方向运动时，降低轮体302受到的沿棒料1长度方向的阻力，保证夹紧机构能正常随车刀104沿棒料1的长度方向运动。

作为一种优选方案，如图1和2所示，其中，所述每个轮体302外壁均设有橡胶垫7。通过在轮体302外壁设置橡胶垫7，能够防止轮体302将棒料1压伤。

作为一种优选方案，如图1-4所示，其中，所述环形套壳105与安装板102可拆卸连接。将环形套壳105与安装板102设置为可拆卸连接，能够方便环形套壳105的安装与拆卸，从而方便本装置的维护。

作为一种优选方案，如图1所示，其中，所述转盘201外壁设有耐磨涂层。通过设置耐磨涂层，能够提升转盘201的耐磨性，从而提升整个设备的使用寿命。

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 (10)

1.机械产品设计用工件夹持设备，包括安装板(102)，其特征在于，所述安装板(102)设于机床溜板箱(101)上，安装板(102)上位于车刀(104)刀架两侧均设有一个夹持机构，所述两个夹持机构(103)对称设置于车刀(104)的左右两侧；

所述两个夹持机构(103)结构相同，均包括环形套壳(105)、驱动机构(106)和多个夹紧轮(107)，所述环形套壳(105)与所述安装板(102)连接，待加工的棒料(1)能穿过环形套壳(105)的环孔，所述多个夹紧轮(107)沿环形套壳(105)的周向均设于环形套壳(105)内，每个夹紧轮(107)均能与棒料(1)抵接，每个夹紧轮(107)的两端与环形套壳(105)滑动连接，所述驱动机构(106)与所述环形套壳(105)连接，驱动机构(106)的输出端与每个夹紧轮(107)的一端均连接，驱动机构(106)的输出端能驱动多个夹紧轮(107)沿环形套壳(105)的径向运动。

2.如权利要求1所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述环驱动机构(106)包括转盘(201)，所述转盘(201)与环形套壳(105)同轴设置，转盘(201)轴枢连接于所述环形套壳(105)内，转盘(201)上设有通料孔(202)和多条弧形滑槽(203)，多条弧形滑槽(203)沿转盘(201)周向均布，每条弧形滑槽(203)呈渐开线状，所述环形套壳(105)侧壁设有多条长条形滑槽(204)，多条长条形滑槽(204)呈放射状沿环形套壳(105)的周向均布，每条长条形滑槽(204)对应一条弧形滑槽(203)，每个夹紧轮(107)的与一条长条形滑槽(204)和一条弧形滑槽(203)均滑动连接，转动转盘(201)时，能驱动多个夹紧轮(107)向棒料(1)方向运动。

3.如权利要求2所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述每个夹紧轮(107)均包括转轴(301)和轮体(302)，所述夹紧轮(107)设于环形套壳(105)的内腔内，夹紧轮(107)能与棒料(1)外壁抵接，所述转轴(301)与轮体(302)轴承连接，转轴(301)一端滑动连接于所述长条形滑槽(204)与弧形滑槽(203)内。

4.如权利要求3所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置包括传动轴(401)和驱动器(402)，所述传动轴(401)轴承连接于所述环形套壳(105)内，传动轴(401)上设有齿轮(403)，所述转盘(201)外壁设有齿圈(404)，所述齿轮(403)与所述齿圈(404)轴承连接。

5.如权利要求4所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述传动轴(401)上设有扭力传感器(5)，所述扭力传感器(5)电连接有控制器，所述控制器与所述驱动器(402)电连接，扭力传感器(5)用于检测传动轴(401)所受实时扭力值，控制器内预设最大扭力阈值，控制器将所述实时扭力值与所述最大扭力阈值做对比，控制器根据对比结果控制驱动器(402)动作，以使传动轴(401)上所受的实时扭力值与最大扭力阈值相等。

6.如权利要求3所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述转轴(301)上设有限位环(6)，所述限位环(6)与环形套壳(105)内侧壁抵接，限位环(6)用于限制转轴(301)沿转轴(301)轴向运动。

7.如权利要求3所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述每个轮体(302)的外壁均为弧形面结构。

8.如权利要求3所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述每个轮体(302)外壁均设有橡胶垫(7)。

9.如权利要求1所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述环形套壳(105)与安装板(102)可拆卸连接。

10.如权利要求2所述的机械产品设计用工件夹持设备，其特征在于，所述转盘(201)外壁设有耐磨涂层。