CN204339303U - 一种电机直驱型自定心中心架 - Google Patents
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Abstract
一种电机直驱型自定心中心架，由一台伺服电机、一个滚柱丝杠螺母副、两个摇杆机构和机架组成；以三点支撑方式对工件进行夹紧，以伺服电机作为动力装置，通过行星滚柱丝杠螺母副将电机的转动转换为直线移动，以对称分布的两个摇杆机构保证被夹持工件的夹紧和轴心不偏移；利用了伺服电机和行星滚柱丝杠螺母副的自锁功能，在工件被夹紧之后仍然保持夹紧力恒定。本装置采用伺服直驱技术，简化了传动路线，提高了传动精度，系统中去除了液压油缸动力源，大幅降低了元件的加工精度和加工装配难度，改善了生产环境。使用伺服电机取代了液压系统，使系统能耗降低，更能体现节能效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机直驱型自定心中心架，属于机械加工制造及设备技术领域，用于诸如长光轴、精密丝杆，滚珠丝杠等细长轴类零件机械加工过程中的辅助支撑。
背景技术
长期以来，中心架作为一种细长轴类零件车削或磨削过程中的辅助支撑装置，对于诸如超细光轴、精密丝杆、滚珠丝杠等零件的高精度加工成为可能。现有的普通中心架采用三点或四点支撑结构，在辅助夹紧不同直径的工件时，各支撑点分别调整，因此其调整精度较低，调整费时，仅限于普通车床和磨床上修配零件时使用。普通中心架本身的支承刚度和定心精度差，对不同直径的工件定位夹紧的适应性差，装卸麻烦，难以纳入自动化加工。
1969年前后，欧美国家相继推出了“自定心中心架”(如US4754673)，该类中心架在定位和夹紧两方面都有重大突破，通过具有特殊曲线轮廓的凸轮定位，定位精度能达到5μm，在夹紧方面，通过液压油缸驱动使中心架的三个夹紧轮同时夹紧或松开工件。这种液压自定心中心架在机床加工自动化方面具有突出的优势，成为现代数控机床中重要的附属配件。
目前已有的自定心中心架采用液压油缸作为原动力，液压元件具有加工精度要求高，加工装配难度大，使用空间受限，生产环境容易受到油污等缺点。而且液压油缸驱动需要的附属零部件较多，整个系统的耗能很高，不利于生产企业节约成本和节能减排。另外，由于长期被国外企业所垄断，此种自定心中心架在国内的售价非常高，大大加重了机械加工企业的生产投入。
因此，设计一种电机直驱自定心中心架，用于诸如长光轴、丝杆，滚珠丝杠等细长轴类零件机械加工过程中的辅助支撑，对于适应现代机械加工制造企业节能降耗，提高企业的生产附加值，降低成本投入，改善生产车间的环境都具有突出的效果。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电机直驱型自定心中心架，用于诸如长光轴、精密丝杆，滚珠丝杠等细长轴类零件机械加工过程中的辅助支撑。
一种电机直驱型自定心中心架的技术方案是：由一台伺服电机2、一个滚柱丝杠螺母副、两个摇杆机构和机架1组成；一个滚柱丝杠螺母副由滚柱丝杠3和左螺母13组成；滚柱丝杠螺母副中的滚柱丝杠3转动，带动螺母13直线滑移；螺母13和凸轮4直接固连；两个摇杆机构包括由机架1、上摇杆5、左上滚轮7和右上滚轮11组成的上摇杆机构，由机架1、下摇杆6、左下滚轮8和右下滚轮12组成的下摇杆机构；滚柱丝杠螺母副水平布置，上摇杆机构和下摇杆机构对称分布在滚柱丝杠螺母副的上下两侧；工件9被左滚轮10、右上滚轮11和右下滚轮12夹持，工件9的轴线位置O保持不变。
滚柱丝杠3和伺服电机2直接相连，伺服电机2带动滚柱丝杠3转动，滚柱丝杠3带动螺母13直线滑移；螺母13带动凸轮4移动和左滚轮10压紧或松开工件9。
左上滚轮7在凸轮4的上侧面滑动，并与上摇杆5的左端铰接；右上滚轮7与上摇杆5的右端铰接，并直接压紧在工件9的上侧外圆面上；上摇杆5与机架1之间铰接。
左下滚轮8在凸轮4的下侧面滑动，并与下摇杆6的左端铰接；右下滚轮8与下摇杆6的右端铰接，并直接压紧在工件9的下侧外圆面上；下摇杆6与机架1之间铰接。
本实用新型的有益效果是一种电机直驱型自定心中心架采用交流伺服电机作为动力装置，以行星滚柱丝杠螺母副作为动力传递和转换装置，将交流伺服电机的直线运动转换为平移凸轮的直线移动。系统中去除了液压油缸动力源，大幅降低了元件的加工精度和加工装配难度，改善了生产环境。使用伺服电机取代了液压系统，使系统能耗降低，更能体现节能效果。
附图说明
图1本实用新型的机构简图
具体实施方式
如图1，一种电机直驱型自定心中心架的技术方案是：由一台伺服电机2、一个滚柱丝杠螺母副、两个摇杆机构和机架1组成；一个滚柱丝杠螺母副由滚柱丝杠3和左螺母13组成；滚柱丝杠螺母副中的滚柱丝杠3转动，带动螺母13直线滑移；螺母13和凸轮4直接固连；两个摇杆机构包括由机架1、上摇杆5、左上滚轮7和右上滚轮11组成的上摇杆机构，由机架1、下摇杆6、左下滚轮8和右下滚轮12组成的下摇杆机构；滚柱丝杠螺母副水平布置，上摇杆机构和下摇杆机构对称分布在滚柱丝杠螺母副的上下两侧；工件9被左滚轮10、右上滚轮11和右下滚轮12夹持，工件9的轴线位置O保持不变。凸轮的外轮廓曲线设计和凸轮右侧至左滚轮之间的精确距离是本装置的关键和加工制造的难点。
滚柱丝杠3和伺服电机2直接相连，伺服电机2带动滚柱丝杠3转动，滚柱丝杠3带动螺母13直线滑移；螺母13带动凸轮4移动和左滚轮10压紧或松开工件9。滚柱丝杠通过轴承连接在机架上，除了绕自身轴线旋转之外，其它的自由度被限制；螺母除了沿轴向方向的移动自由度之外，其它的自由度均被限制。
左上滚轮7在凸轮4的上侧面滑动，并与上摇杆5的左端铰接；右上滚轮7与上摇杆5的右端铰接，并直接压紧在工件9的上侧外圆面上；上摇杆5与机架1之间铰接。
左下滚轮8在凸轮4的下侧面滑动，并与下摇杆6的左端铰接；右下滚轮8与下摇杆6的右端铰接，并直接压紧在工件9的下侧外圆面上；下摇杆6与机架1之间铰接。
一种电机直驱型自定心中心架的工作原理：
如图1，一种电机直驱型自定心中心架以三点支撑方式对工件进行夹紧，以伺服电机作为动力装置，通过行星滚柱丝杠螺母副将电机的转动转换为直线移动，以对称分布的两个摇杆机构保证被夹持工件的夹紧和轴心不偏移。凸轮的外轮廓曲线采用上下对称的结构，伺服电机经行星滚柱丝杠螺母副推动凸轮直线平移，平移的凸轮推动两个与之接触的摇杆摆动，摆动摇杆的右侧滚轮压紧或松开工件。
以上机构中的三个滚轮对于工件的压紧或松开可以实现对不同直径的工件夹紧或松开，凸轮外轮廓曲线设计可以保证夹紧后工件的轴心位置不偏移。
一种电机直驱型自定心中心架采用伺服电机直接驱动行星滚柱丝杠螺母副的方式，充分利用了伺服电机和行星滚柱丝杠螺母副的自锁功能，在工件被夹紧之后仍然保持夹紧力恒定。伺服电机和行星滚柱丝杠螺母副之间没有联轴器、轴承和支承装置等零部件，简化了传动路线，提高了传动精度，降低了加工制造装配难度，是一种很好的伺服直躯的传动方案。
Claims (4)
1.一种电机直驱型自定心中心架，其特征在于一种电机直驱型自定心中心架，由一台伺服电机(2)、一个滚柱丝杠螺母副、两个摇杆机构和机架(1)组成；一个滚柱丝杠螺母副由滚柱丝杠(3)和左螺母(13)组成；滚柱丝杠螺母副中的滚柱丝杠(3)转动，带动螺母(13)直线滑移；螺母(13)和凸轮(4)直接固连；两个摇杆机构包括由机架(1)、上摇杆(5)、左上滚轮(7)和右上滚轮(11)组成的上摇杆机构，由机架(1)、下摇杆(6)、左下滚轮(8)和右下滚轮(12)组成的下摇杆机构；滚柱丝杠螺母副水平布置，上摇杆机构和下摇杆机构对称分布在滚柱丝杠螺母副的上下两侧；工件(9)被左滚轮(10)、右上滚轮(11)和右下滚轮(12)夹持，工件(9)的轴线位置O保持不变。
2.如权利要求1所述的一种电机直驱型自定心中心架，其特征在于滚柱丝杠(3)和伺服电机(2)直接相连，伺服电机(2)带动滚柱丝杠(3)转动，滚柱丝杠(3)带动螺母(13)直线滑移；螺母(13)带动凸轮(4)移动和左滚轮(10)压紧或松开工件(9)。
3.如权利要求1所述的一种电机直驱型自定心中心架，其特征在于左上滚轮(7)在凸轮(4)的上侧面滑动，并与上摇杆(5)的左端铰接；右上滚轮(7)与上摇杆(5)的右端铰接，并直接压紧在工件(9)的上侧外圆面上；上摇杆(5)与机架(1)之间铰接。
4.如权利要求1所述的一种电机直驱型自定心中心架，其特征在于左下滚轮(8)在凸轮(4)的下侧面滑动，并与下摇杆(6)的左端铰接；右下滚轮(8)与下摇杆(6)的右端铰接，并直接压紧在工件(9)的下侧外圆面上；下摇杆(6)与机架(1)之间铰接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105149979A (zh) * | 2015-06-19 | 2015-12-16 | 常盛杰 | 一种用于球形工件自动定心的夹紧夹具 |
| CN108500652A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 常州信息职业技术学院 | 中心架 |
| CN111761376A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-10-13 | 陈云飞 | 快速可换钳口自定心夹具及配套滚轮支撑模块 |
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| CN108500652A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 常州信息职业技术学院 | 中心架 |
| CN111761376A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-10-13 | 陈云飞 | 快速可换钳口自定心夹具及配套滚轮支撑模块 |
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