CN205888151U - 端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，包括工件端面定位机构和工件主夹紧机构。本实用新型提出的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，结构紧凑，工件定中心准确，满足圆柱形工件高速自动定中心夹紧钻孔，并适应气爪机械手自动抓取工件的要求，而且加工效率提高，同时，由于工件良好的夹持状态，刀具磨损减小，刀具寿命延长。

Description

端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构

技术领域

本实用新型属于深孔加工设备领域，具体涉及一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构。

背景技术

目前，公知的圆形棒类工件钻孔时采用工件与钻头旋转方向相反的反向回转，并采用卡盘夹紧或前后锥盘夹紧；卡盘外型尺寸比较大，锥盘必须两侧同时顶紧并且定中心精度差；这两种结构都不适合小直径圆柱零件的高精度定中心和夹紧。也有采用旋转缸通过套筒推动弹簧夹头在锥孔内定位夹紧的，但其结构使气门杆工件封闭在推动弹簧夹头的套筒内,无法观测气门杆工件的夹紧状态和工作时的状态,并且其端面定位杆的端面跳动也无法保证。在钻孔完成弹簧夹头松开后，工件被钻套顶紧弹簧顶出工件位置不能保持，工件甚至可能弹出弹簧夹头孔而掉入机台，不能很好满足机械手自动抓取工件的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，克服上述缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，包括工件端面定位机构和工件主夹紧机构，

所述工件端面定位机构包括床身、直线导轨、滚珠丝杆系统、定位主轴、伺服电机、减速电机、电机座、定位主轴座、定位调节轴和定位杆，所述直线导轨和滚珠丝杆系统安装于所述床身上，所述直线导轨上设有滑板，所述滚珠丝杆系统包括滚珠丝杆和滚珠丝杆螺母，所述滚珠丝杆系统与所述伺服电机连接，所述伺服电机带动所述滚珠丝杆转动，所述滚珠丝杆螺母套设在所述滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆螺母与所述滑板固定连接，所述滑板上安装有所述定位主轴座和电机座，所述定位主轴座设有一水平向通孔，所述定位主轴贯穿所述水平向通孔，前轴承和后轴承分别设置于所述水平向通孔内，所述前轴承和后轴承套设于所述定位主轴的外圆上，所述后轴承靠近大带轮，所述前轴承靠近所述定位调节轴，所述减速电机固定安装于所述电机座的一侧，所述减速电机连接有减速电机带轮，所述定位主轴的一端安装有所述大带轮，所述减速电机带轮通过同步带带动所述大带轮转动，所述定位主轴的另一端安装有所述定位调节轴和所述定位杆，所述定位调节轴套设在所述定位杆上，

所述工件主夹紧机构包括定心回转缸、气缸前盖；防转进气环、夹紧活塞和弹簧夹头，所述防转进气环套设于所述定心回转缸上，所述定心回转缸内设有所述夹紧活塞，所述夹紧活塞内设有所述弹簧夹头，所述气缸前盖盖设于所述定心回转缸的缸口。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述工件端面定位机构还包括用于调节同步带的松紧的皮带调节架，所述皮带调节架与所述电机座及所述减速电机固定连接。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述工件端面定位机构还包括用于调节定位杆的位置的定位调节螺套和用于锁定定位杆的位置的锁紧螺钉。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构还包括压缩弹簧夹紧机构，

所述压缩弹簧夹紧机构包括压缩弹簧、调节螺套和夹紧筒，

所述压缩弹簧套设在所述定位调节轴上，所述压缩弹簧的左端接触所述定位调节轴，所述压缩弹簧的右端接触所述调节螺套，所述调节螺套套设在所述定位调节轴上，所述调节螺套与所述定位调节轴滑动连接，所述夹紧筒套设在所述调节螺套上，所述夹紧筒接触所述夹紧活塞。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述调节螺套的外部螺纹与所述夹紧筒的内螺纹相配合。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述压缩弹簧夹紧机构还包括弹簧夹头限位块，所述弹簧夹头限位块设置于所述定心回转缸内，所述弹簧夹头限位块接触所述弹簧夹头的一侧。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述压缩弹簧夹紧机构还包括用于调节并固定压缩弹簧的锁紧螺母，所述锁紧螺母接触所述调节螺套。

作为本实用新型所述一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的一种优选方案，所述压缩弹簧夹紧机构还包括弹簧保护套，所述弹簧保护套套设于所述压缩弹簧上，所述弹簧保护套一端连接所述定位主轴。

与现有技术相比，本实用新型提出的一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，具有以下优点：

1：结构紧凑，端面位置可调，定位准确并且端面跳动小；

2：工件定中心准确，夹紧快捷稳定可靠的圆柱形工件定中心夹紧装置，并且能在工件夹紧后检测工件夹紧后的外圆径向跳动和左端定位面端面跳动。所述压缩弹簧夹紧机构包含两组夹紧装置，第一组夹紧装置为主，在夹紧后能检测工件夹紧后的外圆径向跳动和左端定位面端面跳动，以确定工件夹紧状态是否正确；两组夹紧装置全部夹紧后能确保工件在右端钻孔时确保工件受力后夹紧状态不发生任何改变；

3：当工件钻孔完成第二组夹紧装置松开后，工件夹持状态不变，满足圆柱形工件高速自动定中心夹紧钻孔，并适应气爪机械手自动抓取工件的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中，

图1为本实用新型所述的一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的结构示意图。

其中：1为床身、2为直线导轨、3为滑板、4为滚珠丝杆系统、5为伺服电机、6为减速电机、7为皮带调节架、8为电机座、9为减速电机带轮、10为同步带、11为大带轮、12为定位主轴座、13为后轴承、14为定位主轴、15为前轴承、16为定位调节轴、17为压缩弹簧、18为调节螺套、19为弹簧保护套、20为夹紧筒、21为锁紧螺母、22为定位调节螺套、23为定位杆、24为工件、25为气缸前盖、26为弹簧夹头、27为夹紧活塞、28为防转进气环、29为弹簧夹头限位块、30为导套顶紧弹簧、31为定心回转缸、32为导套、33为排屑箱、34为枪钻、35为锁紧螺钉、36为钻套座。

具体实施方式

本实用新型所述的一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其包括工件端面定位机构(未图示)和工件主夹紧机构(未图示)。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

其次，本实用新型利用结构示意图等进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间。

请参阅图1，图1为本实用新型所述的一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构的结构示意图。如图1所示，本实用新型所述的一种端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，工件端面定位机构(未图示)和工件主夹紧机构(未图示)。

所述工件端面定位机构包括床身1、直线导轨2、滚珠丝杆系统4、定位主轴14、伺服电机5、减速电机6、电机座8、定位主轴座12、定位调节轴16和定位杆23。

由图1可知：床身1上装有直线导轨2，直线导轨2上设有滑板3，床身1上还装有滚珠丝杆系统4，所述滚珠丝杆系统4包括滚珠丝杆(未图示)和滚珠丝杆螺母(未图示)，伺服电机5与所述滚珠丝杆连接；滚珠丝杆螺母与滑板3固定连接，数控系统(未图示)控制所述伺服电机5通过所述滚珠丝杆系统4精确控制所述滑板3的运动和定位，即所述直线导轨2和滚珠丝杆系统4安装于所述床身1上，所述直线导轨2上设有滑板3，所述滚珠丝杆系统4包括滚珠丝杆和滚珠丝杆螺母，所述滚珠丝杆系统4与所述伺服电机5通过弹性联轴器连接，所述伺服电机5带动所述滚珠丝杆转动，所述滚珠丝杆螺母套设在所述滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆螺母与所述滑板3固定连接，所述滑板3上安装有所述定位主轴座12和电机座8。

所述定位主轴座12设有一水平向通孔，所述定位主轴14贯穿所述水平向通孔，前轴承15和后轴承13分别设置于所述水平向通孔内，所述前轴承15和后轴承13套设于所述定位主轴14上，所述后轴承13靠近大带轮11，所述前轴承15靠近所述定位调节轴16，所述减速电机6固定安装于所述电机座8的一侧，所述减速电机6连接有减速电机带轮9，所述定位主轴14的一端安装有所述大带轮11，所述减速电机带轮9通过同步带10带动所述大带轮11转动，所述定位主轴14的另一端安装有所述定位调节轴16和所述定位杆23，所述定位调节轴16套设在所述定位杆23上。换而言之，所述滑板3上装有定位主轴14和电机座8，所述电机座8上安装减速电机6，通过所述减速电机带轮9，同步带10和装在定位主轴14上的大带轮11可使定位主轴14做与枪钻34相反方向的转动。电机座8上还可安装皮带调节架7，可调节同步带10的松紧。

由此可知，通过装在滑板3上的定位主轴座12，定位主轴14及前轴承15，后轴承13，以及固定安装在定位主轴14上的定位调节轴16，定位杆23及定位调节螺套22可调节定位杆23的轴端位置，使多个定位杆23端面处于同一平面位置，并可用锁紧螺钉35锁定这一位置。在现有技术中，通过单一调整螺杆调节定位面，由于内外螺纹配合精度低，定位螺杆旋转时定位面跳动达到0.2mm，而本实用新型所述的上述结构中，定位调节轴16右侧内孔与定位杆23左侧圆柱是轴与孔的精密滑动配合来调节所述定位杆23的右端面，其制造精度高，再通过定位杆23外部的定位调节螺套22来调节定位杆23的端面位置，可很好保证定位杆23右端面和定位调节轴16内孔的垂直度，并通过锁紧螺钉35来锁定这一位置，使定位杆23在旋转时端面跳动控制在0.02mm以内，使工件24端面得到精确稳定的定位状态。

所述工件主夹紧机构包括定心回转缸31、气缸前盖25；防转进气环28、夹紧活塞27和弹簧夹头26，所述防转进气环28套设于所述定心回转缸31上，所述定心回转缸31内设有所述夹紧活塞27，所述夹紧活塞27内设有所述弹簧夹头26，所述气缸前盖25盖设于所述定心回转缸31的缸口。其原理为：在伺服电机5和滚珠丝杆系统4的作用下，滑板3及安装在滑板3上的所有零件一起动作，使定位杆23对工件24左端面定位，利用所述定心回转缸31、气缸前盖25、防转进气环28和夹紧活塞27使弹簧夹头26径向收缩，夹紧工件24，此时，滑板3及其上面所有零件在伺服电机5和滚珠丝杆系统4的作用下退回到设定位置，所述工件24左端露出，机床操作员可以检测工件24的外圆跳动和左端面跳动。即上述结构可以在工件定位夹紧后，进行夹紧状态和夹紧精度检测。这种结构避免了如现有技术中，由于夹紧筒20必须始终顶在弹簧夹头26的夹紧外套上，工件24被包围在夹紧筒20内，无法检测工件的位置状态。而且如果没有由气缸前盖25、夹紧活塞27和防转进气环28这3个零件组成的气缸主夹紧机构继续推动弹簧夹头26继续夹紧工件24；当枪钻34通过导套32对工件24完成钻孔加工后，在导套顶紧弹簧30的弹簧力的作用下，弹簧夹头26快速松开工件24，工件24会在导套顶紧弹簧30通过钻套座36和导套32加入施加作用力时，弹射至弹簧夹头26的孔外，无法使机床所配的机械手来完成工件24的自动抓取。

所述端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构还包括压缩弹簧夹紧机构，所述压缩弹簧夹紧机构包括压缩弹簧17、调节螺套18和夹紧筒20。

所述压缩弹簧17套设在所述定位调节轴16上，所述压缩弹簧17的左端接触所述定位调节轴16，所述压缩弹簧17的右端接触所述调节螺套18，所述调节螺套18套设在所述定位调节轴16上，所述调节螺套18与所述定位调节轴16滑动连接，所述调节螺套18的外部螺纹与所述夹紧筒20的内螺纹相配合。所述夹紧筒20套设在所述调节螺套18上，所述夹紧筒20接触所述夹紧活塞27。在一个优选方案中，所述压缩弹簧夹紧机构还包括用于调节并固定压缩弹簧17的锁紧螺母21，所述锁紧螺母21接触所述调节螺套18。在其他一个优选方案中，所述压缩弹簧夹紧机构还包括安全美观的弹簧保护套19，所述弹簧保护套19套设于所述压缩弹簧17上，所述弹簧保护套19一端连接所述定位主轴14，另一端呈自由状态。

上述结构具体原理为：定位调节轴16外部设置压缩弹簧17,所述定位调节轴16右端作用在所述压缩弹簧17上，调节螺套18与定位调节轴16滑动连接，可通过锁紧螺母21来调节压缩弹簧17初始力并加以固定。所述调节螺套18外部螺纹与夹紧筒20内螺纹连接，可对所述夹紧筒20推动所述夹紧活塞27使弹簧夹头26径向收缩，从而夹紧弹簧夹头26内工件24的力度与定位杆23对工件24左端面的定位时间进行调节配合，使定位杆23对工件24左端面完成定位的同时，所述压缩弹簧17也以适当的力度对工件24完成辅助夹紧。

在一个优选方案中，所述压缩弹簧夹紧机构还包括弹簧夹头限位块29，所述弹簧夹头限位块29设置于所述定心回转缸31内，所述弹簧夹头限位块29接触所述弹簧夹头26的一侧。所述弹簧夹头限位块29防止弹簧夹头26向右移动而影响弹簧夹头26对工件24的夹紧，以上组件均可安装于排屑箱33上。

同时，由于压缩弹簧17的弹簧力的作用，调节螺套18以及与调节螺套18螺纹连接的夹紧筒20会随定位调节轴16和定位主轴14一起转动，带动夹紧活塞27一起转动；弹簧夹头26因夹紧活塞27的右移而夹紧工件24，所以工件24也随夹紧筒20一起与枪钻34转动方向相反的回转，以起到双回转加工工件24的效果。

由气缸前盖25，夹紧活塞27和防转进气环28这三个零件组成的气缸主夹紧机构在气压作用下推动夹紧活塞27右移从而使弹簧夹头26径向收缩而夹紧工件24，此为主夹紧机构。

压缩弹簧17左端作用在定位调节轴16端面，右端作用在调节螺套18端面，调节螺套18外部螺纹与夹紧筒20内螺纹连接，所以在定位杆23对工件24端面定位的同时，压缩弹簧17的弹簧力传递到夹紧筒20上，同样推动夹紧活塞27右移，使弹簧夹头26径向收缩而夹紧工件24。此为辅助夹紧机构。

主辅两套夹紧机构定位并夹紧工件后能同时退开定位杆23和辅助夹紧筒20，对工件夹紧状态进行检测。同时，主辅两套夹紧机构能确保工件在进行右端钻孔时夹紧状态不被外力改变，使加工孔径向跳动缩小一半，大大提高了加工精度，而且，在机床加工时能以更高的进给速度进行钻孔，加工效率提高，由于工件良好的夹持状态，使得刀具磨损减小，刀具寿命延长。

当工件24钻孔完成，端面定位及辅助夹紧机构退回后，由于主夹紧机构仍然夹紧工件，因此，工件24不会因导套顶紧弹簧30通过钻套座36和导套32的作用力产生移位甚至弹射出弹簧夹头26的孔外落在机台上，导致无法使机床所配的气爪机械手来完成工件24的自动抓取料。

由此可知，本实用新型所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，具有以下优点：

1：左端定位调节轴16、定位杆23、定位调节螺套22和锁紧螺钉35组成的工件端面定位准确可靠，调节方便；适合一台机器多组定位机构共用以提高工件的加工效率，此结构与定位杆23直接螺纹调节长度相比，定位杆23的端面旋转跳动值为直接螺纹调节长度端面跳动值的十分之一；

2.此机构具备主辅两套夹紧机构，工件主辅两套夹紧机构定位并夹紧工件后能同时退开定位杆23和辅助夹紧筒20，便于对工件夹紧状态进行检测。同时，主辅两套夹紧机构能确保工件在进行右端钻孔时夹紧状态不被外力改变，大大提高加工精度，使加工孔径向跳动缩小一半。而且，机床加工时能以更高的进给速度进行钻孔，加工效率提高，同时，由于工件良好的夹持状态，刀具磨损减小，刀具寿命延长；

3.由气缸前盖25，夹紧活塞27和防转进气环28这三个零件组成的气缸主夹紧装置在定位杆23和辅助夹紧筒20退开后能继续夹紧工件24，在抓取机械手夹持工件24的同时松开，不会因定位杆23和辅助夹紧筒20的退开，而在导套顶紧弹簧30的作用下工件24无法保持位置甚至掉入机台无法完成气爪机械手对工件24的自动抓取，可确保工件24的自动上下料无误。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于，包括工件端面定位机构和工件主夹紧机构，

所述工件端面定位机构包括床身(1)、直线导轨(2)、滚珠丝杆系统(4)、定位主轴(14)、伺服电机(5)、减速电机(6)、电机座(8)、定位主轴座(12)、定位调节轴(16)和定位杆(23)，所述直线导轨(2)和滚珠丝杆系统(4)安装于所述床身(1)上，所述直线导轨(2)上设有滑板(3)，所述滚珠丝杆系统(4)包括滚珠丝杆和滚珠丝杆螺母，所述滚珠丝杆系统(4)与所述伺服电机(5)连接，所述伺服电机(5)带动所述滚珠丝杆转动，所述滚珠丝杆螺母套设在所述滚珠丝杆上，所述滚珠丝杆螺母与所述滑板(3)固定连接，所述滑板(3)上安装有所述定位主轴座(12)和电机座(8)，所述定位主轴座(12)设有一水平向通孔，所述定位主轴(14)贯穿所述水平向通孔，前轴承(15)和后轴承(13)分别设置于所述水平向通孔内，所述前轴承(15)和后轴承(13)套设于所述定位主轴(14)的外圆上，所述后轴承(13)靠近大带轮(11)，所述前轴承(15)靠近所述定位调节轴(16)，所述减速电机(6)固定安装于所述电机座(8)的一侧，所述减速电机(6)连接有减速电机带轮(9)，所述定位主轴(14)的一端安装有所述大带轮(11)，所述减速电机带轮(9)通过同步带(10)带动所述大带轮(11)转动，所述定位主轴(14)的另一端安装有所述定位调节轴(16)和所述定位杆(23)，所述定位调节轴(16)套设在所述定位杆(23)上，

所述工件主夹紧机构包括定心回转缸(31)、气缸前盖(25)；防转进气环(28)、夹紧活塞(27)和弹簧夹头(26)，所述防转进气环(28)套设于所述定心回转缸(31)上，所述定心回转缸(31)内设有所述夹紧活塞(27)，所述夹紧活塞(27)内设有所述弹簧夹头(26)，所述气缸前盖(25)盖设于所述定心回转缸(31)的缸口。

2.如权利要求1所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述工件端面定位机构还包括用于调节同步带(10)的松紧的皮带调节架(7)，所述皮带调节架(7)与所述电机座(8)及所述减速电机(6)固定连接。

3.如权利要求1所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述工件端面定位机构还包括用于调节定位杆(23)的位置的定位调节螺套(22)和用于锁定定位杆(23)的位置的锁紧螺钉(35)。

4.如权利要求1所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构还包括压缩弹簧夹紧机构，

所述压缩弹簧夹紧机构包括压缩弹簧(17)、调节螺套(18)和夹紧筒(20)，所述压缩弹簧(17)套设在所述定位调节轴(16)上，所述压缩弹簧(17)的左端接触所述定位调节轴(16)，所述压缩弹簧(17)的右端接触所述调节螺套(18)，所述调节螺套(18)套设在所述定位调节轴(16)上，所述调节螺套(18)与所述定位调节轴(16)滑动连接，所述夹紧筒(20)套设在所述调节螺套(18)上，所述夹紧筒(20)接触所述夹紧活塞(27)。

5.如权利要求4所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述调节螺套(18)的外部螺纹与所述夹紧筒(20)的内螺纹相配合。

6.如权利要求4所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述压缩弹簧夹紧机构还包括弹簧夹头限位块(29)，所述弹簧夹头限位块(29)设置于所述定心回转缸(31)内，所述弹簧夹头限位块(29)接触所述弹簧夹头(26)的一侧。

7.如权利要求4所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述压缩弹簧夹紧机构还包括用于调节并固定压缩弹簧(17)的锁紧螺母(21)，所述锁紧螺母(21)接触所述调节螺套(18)。

8.如权利要求4所述的端面定位的空心气门杆自定心主辅双重夹紧机构，其特征在于：所述压缩弹簧夹紧机构还包括弹簧保护套(19)，所述弹簧保护套(19)套设于所述压缩弹簧(17)上，所述弹簧保护套(19)一端连接所述定位主轴(14)。