CN218017869U - 一种外圆磨夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机床加工领域，公开了一种外圆磨夹具，包括顶尖；顶尖外依次套设角接触轴承、弹簧夹头、锥套、圆锥滚子轴承、活塞以及本体；活塞顶部设置盖板，盖板底部与圆锥滚子轴承顶端接触，底部设置复位弹簧，复位弹簧远离活塞的一端位于顶尖上设置的轴向凸起上开设的凹槽内部；锥套外套设连接盘，连接盘上置拨杆，拨杆远离连接盘的一端上设置用于连接磨床拨盘的拨杆连接件；活塞与本体之间设置压缩空气室，本体上开设压缩空气进孔，压缩空气进孔一端连接压缩空气室，另一端设置用于连接压缩空气源的气管接头。夹紧位置为待加工工件的光轴外圆，任意位置都可以装夹，相较需要进行寻齿的卡箍的方式，该外圆磨夹具无需寻齿，提升加工效率。

Description

一种外圆磨夹具

技术领域

本实用新型属于机床加工领域，涉及一种外圆磨夹具。

背景技术

外圆磨机床结构上属于安装顶尖的主轴不转动、拨盘旋转以及尾顶尖顶紧的结构，所以其配用的夹具首先要考虑的问题是如何夹紧工件，实现驱动工件旋转的功能。目前，针对轴齿轮外圆磨工序的装夹主要有以下方案：1)、利用卡箍人工装夹；2)、利用偏心钢珠结构；3)、利用牵引卡盘结构；4)、利用端驱顶尖。

其中，上述方案2)和方案3)方案夹具均存在自锁风险，需要机床具备反转功能才能完成工件的放松，且对驱动电机的精度要求高，方案4)需要顶尖具备驱动力，该顶尖成本高且无法在该外圆磨机床上使用。综上所述方案2)、方案3)以及方案4)均较难实现，而利用方案1)装夹时，存在的问题主要是加工质量不稳定，节拍长，无法实现自动化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中，轴齿轮外圆磨装夹困难的缺点，提供一种外圆磨夹具。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种外圆磨夹具，包括顶尖；顶尖外依次套设角接触轴承、弹簧夹头、锥套、圆锥滚子轴承、活塞以及本体；活塞顶部设置盖板，盖板底部与圆锥滚子轴承外圈顶端接触，底部设置复位弹簧，复位弹簧远离活塞的一端位于顶尖上设置的轴向凸起上开设的凹槽内部；锥套外圆与圆锥滚子轴承的内圈过盈连接，锥套顶部设置连接盘，连接盘上置拨杆，拨杆远离连接盘的一端上设置用于连接磨床拨盘的拨杆连接件；活塞与本体之间设置压缩空气室，本体上开设压缩空气进孔，压缩空气进孔一端连接压缩空气室，另一端设置用于连接压缩空气源的气管接头；压缩空气室用于基于压缩空气驱动活塞沿顶尖轴向运动，活塞用于通过带动圆锥滚子轴承带动锥套沿顶尖轴向运动，压紧弹簧夹头用于夹紧待加工工件的一端。

可选的，所述顶尖上开设气孔，所述气管一端穿过气孔与气管接头连接，气管接头通过气管连接压缩空气源。

可选的，所述气管上设置电磁换向阀或者手动换向阀。

可选的，所述活塞靠近本体的一侧侧壁上开设第一密封圈槽和第二密封圈槽，且第一密封圈槽和第二密封圈槽分别位于压缩空气室两侧，第一密封圈槽和第二密封圈槽内分别设置第一密封圈和第二密封圈。

可选的，所述第二密封圈槽设置两个。

可选的，所述本体上开设压缩空气出孔，压缩空气出孔一端连接压缩空气室，另一端设置堵头。

可选的，所述活塞与盖板螺栓固定连接。

可选的，所述连接盘与锥套螺栓固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型外圆磨夹具，利用弹簧夹头的夹紧力夹紧待加工工件的外圆来保证驱动力的问题，利用斜面夹紧产生的夹紧力比卡箍夹紧更加可靠，夹紧位置为待加工工件的光轴外圆，任意位置都可以装夹，相较现有需要进行寻齿的方式，该外圆磨夹具无需寻齿，节拍快，提升了加工效率。同时，该夹具利用圆锥滚子轴承的结构特点，将圆锥滚子轴承的外圈与盖板、活塞及本体连接在一起，圆锥滚子轴承的内圈与锥套及弹簧夹头靠摩擦力固定在一起。工作时，活塞驱动圆锥滚子轴承的外圈轴向运动产生夹紧力，拨杆驱动连接盘转动进而驱动锥套、弹簧夹头、待加工工件以及圆锥滚子轴承的内圈转动，而本体及其连接件保持不转动，该结构既传递了轴向的拉力，使弹簧夹头产生了夹紧力，又实现了夹具旋转部分与固定部分的相对转动，且转动精度高，摩擦力小。同时，通过压缩空气室及活塞实现了气动夹紧，为该工序的自动化提供了夹具基础，弹簧夹头与锥套的配合保证驱动力问题，解决了加工不稳定、跳动大的问题。并且，利用气动控制，无需要改造机床，气源干净环保，成本低，连接便捷更加安全。

进一步的，所述气管上设置电磁换向阀或者手动换向阀。通过利用电磁阀或者手动阀控制，既可以手动控制，也可以实现与机床联动，实现自动装夹，使外圆磨具备了改造升级自动线的基础。

进一步的，活塞靠近本体的一侧侧壁上开设第一密封圈槽和第二密封圈槽，且第一密封圈槽和第二密封圈槽分别位于压缩空气室两侧，第一密封圈槽和第二密封圈槽内分别设置第一密封圈和第二密封圈。通过第一密封圈和第二密封圈的设计，保证活塞与本体之间的气密性，进而保证夹具的夹紧可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的外圆磨夹具结构示意图。

其中：1-顶尖；2-拨杆连接件；3-本体；4-第一密封圈；5-活塞；6-第二密封圈；7-圆锥滚子轴承；8-拨杆；9-盖板；10-连接盘；11-待加工工件；12-弹簧夹头；13-锥套；14-堵头；15-角接触轴承；16-复位弹簧；17-气管接头；18-气管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

针对背景技术中提到的问题，即外圆磨夹具工件无法自动装夹、精度差以及节拍长的问题，发明人通过分析现有技术，总结出该技术问题面临的难点：a、如何实现自动定位夹紧，b、如何可靠的驱动工件转动、c、如何实现自动控制。

针对上述三个难点，综合对磨床特点的评估，首先自动夹紧来解决人工的问题，只能通过夹紧轴齿轮的光轴部分，但考虑到轴齿轮的定位采用双顶尖定位，所以夹紧部分与定位部分必须实现分离，可以相对转动才能解决驱动工件的问题，通过气、电以及液压等方式来实现自动控制，气源相对于电控和液压成本更低，更加清洁方便，而电控和液压对机床改动较大。

基于此，本实用新型提供了一种外圆磨夹具，将自动定位夹紧需求通过顶尖1与圆锥滚子轴承7配合使用，利用圆锥滚子轴承7的特性实现定位与夹紧的相对转动；利用气动活塞5驱动锥套13挤压弹簧夹头12变形，来实现对待加工工件11的可靠夹紧。在此基础上，可选的，利用电磁换向阀和复位弹簧16可实现自动控制；利用气动方案还需要解决供气的问题，考虑到机床的特点，可以采用在顶尖1中开气孔，内部设置气管18来供气的方式进行夹具供气。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型一实施例中，提供一种外圆磨夹具，包括顶尖1；顶尖1外依次套设角接触轴承15、弹簧夹头12、锥套13、圆锥滚子轴承7、活塞5以及本体3；活塞5顶部设置盖板9，盖板9底部与圆锥滚子轴承7顶端接触，底部设置复位弹簧16，复位弹簧16远离活塞5的一端位于顶尖1上设置的轴向凸起上开设的凹槽内部；锥套13外套设连接盘10，连接盘10上置拨杆8，拨杆8远离连接盘10的一端上设置用于连接磨床拨盘的拨杆连接件2；活塞5与本体3之间设置压缩空气室，本体3上开设压缩空气进孔，压缩空气进孔一端连接压缩空气室，另一端设置用于连接压缩空气源的气管接头17；压缩空气室用于基于压缩空气驱动活塞5沿顶尖1轴向运动，活塞5通过带动圆锥滚子轴承7带动锥套13沿顶尖1轴向运动，压紧弹簧夹头12用于夹紧待加工工件11的一端，具体的，锥套13轴向移动压紧弹簧夹头12产生变形，弹簧夹头12变形夹紧待加工工件11的一端。

具体的，该外圆磨夹具采用顶尖1对待加工工件11实现准确定位，夹紧部分利用弹簧夹头12和锥套13配合利用斜面原理实现对待加工工件11外圆的夹紧；外圆磨夹具整体用顶尖1作为固定底座，本体3安装固定在顶尖1上，活塞5外圈与本体3配合，内圈与圆锥滚子轴承7外圈配合，顶部与盖板9可以通过螺栓连接到一起，底部与复位弹簧16接触，圆锥滚子轴承7内圈与锥套13配合在一起，锥套13的内锥面与弹簧夹头12外锥面接触，弹簧夹头12通过角接触轴承15与顶尖1配合在一起，连接盘10与锥套13可以通过螺栓固定在一起，连接盘10内部有拨杆槽，拨杆8上端位于拨杆槽内，拨杆8下端与拨杆连接件2固定到一起，拨杆连接件2连接到磨床拨盘上。

本实用新型外圆磨夹具，利用弹簧夹头12的夹紧待加工工件11的外圆来保证驱动力的问题，斜面原理夹紧力比卡箍夹紧更加可靠，夹紧位置为待加工工件11的光轴外圆，任意位置都可以装夹，相较现有需要进行寻齿的卡箍的方式，该外圆磨夹具无需寻齿，节拍快，提升了加工效率。同时，该夹具利用圆锥滚子轴承7的结构特点，将圆锥滚子轴承7的外圈与盖板9、活塞5及本体3连接在一起，圆锥滚子轴承7的内圈与锥套13及弹簧夹头12靠摩擦力固定在一起。工作时，活塞5驱动圆锥滚子轴承7的外圈轴向运动产生夹紧力，拨杆8驱动连接盘10转动进而驱动锥套13、弹簧夹头12、待加工工件11以及圆锥滚子轴承7的内圈转动，而本体3及其连接件保持不转动，该结构既传递了轴向的拉力，使弹簧夹头12产生了夹紧力，又实现了夹具旋转部分与固定部分的相对转动，且转动精度高，摩擦力小。同时，通过压缩空气室及活塞5实现了气动夹紧，为该工序的自动化提供了夹具基础，弹簧夹头12与锥套13的配合保证驱动力问题，解决了加工不稳定、跳动大的问题。并且，利用气动控制，无需要改造机床，气源干净环保，成本低，连接便捷更加安全。

在一种可能的实施方式中，考虑到机床特点，故采用在顶尖1中开孔，内部设置气管18供气的方式进行夹具供气。具体的，还包括气管18，所述顶尖1上开设气孔，所述气管18一端穿过气孔与气管接头17连接，气管接头17通过气管18连接压缩空气源。

在一种可能的实施方式中，所述气管18上设置电磁换向阀或者手动换向阀。通过利用电磁阀或者手动阀控制，既可以手动控制，也可以实现与机床联动，实现自动装夹，使外圆磨具备了改造升级自动线的基础。

在一种可能的实施方式中，所述活塞5靠近本体3的一侧侧壁上开设第一密封圈槽和第二密封圈槽，且第一密封圈槽和第二密封圈槽分别位于压缩空气室两侧，第一密封圈槽和第二密封圈槽内分别设置第一密封圈4和第二密封圈6。通过第一密封圈4和第二密封圈6的设计，保证活塞5与本体3之间的气密性，进而保证夹具的夹紧力，可选的，所述第二密封圈槽设置两个。

在一种可能的实施方式中，所述本体3上开设压缩空气出孔，压缩空气出孔一端连接压缩空气室，另一端设置堵头14。

本实用新型外圆磨夹具的工作原理：

1、待加工工件11置于支撑架上，机床尾顶尖先将待加工工件11顶到顶尖1上完成待加工工件11的定位。

2、然后打开气管18的电磁换向阀或者手动换向阀，接通压缩空气，压缩空气通过顶尖1内部的气管18，然后经过气管接头17到本体3与活塞5形成的压缩空气室内部，压缩空气驱动活塞5下移，活塞5带动盖板9、圆锥滚子轴承7以及锥套13一起向下移动，锥套13内锥面挤压弹簧夹头12的外锥面，弹簧夹头12受力变形夹紧待加工工件11。

3、磨床拨盘转动，通过拨杆连接件2、拨杆8以及连接盘10带动锥套13进而带动弹簧夹头12一起转动，圆锥滚子轴承7内圈与锥套13一起转动，外圈与活塞5配合，加工过程中，活塞5与顶尖1、本体3等固定不转动，利用圆锥滚子轴承7的特性实现定位与夹紧的相对转动。

4、完成加工后，切断压缩空气，复位弹簧16将活塞5顶起，活塞5带动锥套13移动，锥套13对弹簧夹头12的压力消失，弹簧夹头12自动变形回弹，松开待加工工件11。

本实用新型外圆磨夹具的使用过程：将磨床上的夹具卸掉，并将顶尖孔后端的推杆卸掉，将本实用新型外圆磨夹具装到顶尖孔内部，将气管18通过顶尖1内部连接到本体3的气管接头17上，将气路调试好。将待加工工件11置于机床上的支撑架之上，调整支撑架的高度，保证待加工工件11预定位精度，使尾顶尖1推动待加工工件11的时候，待加工工件11与弹簧夹头12不会产生干涉；机床启动，尾顶尖顶紧待加工工件11，待加工工件11移动到顶尖1上，待加工工件11定位完成；电磁换向阀或者手动换向阀开启，活塞2下移，弹簧夹头12抱紧待加工工件11，磨床拨盘转动，驱动待加工工件11旋转，压表测量待加工工件11外圆跳动，保证跳动在0.01mm以内；开始磨削加工，加工完成后，机床停机，电磁换向阀或者手动换向阀切断，活塞5顶起，尾顶尖松开，取走待加工工件11，该工序完成，后续测量待加工工件11的加工质量。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种外圆磨夹具，其特征在于，包括顶尖(1)；

顶尖(1)外依次套设角接触轴承(15)、弹簧夹头(12)、锥套(13)、圆锥滚子轴承(7)、活塞(5)以及本体(3)；活塞(5)顶部设置盖板(9)，盖板(9)底部与圆锥滚子轴承(7)外圈顶端接触，底部设置复位弹簧(16)，复位弹簧(16)远离活塞(5)的一端位于顶尖(1)上设置的轴向凸起上开设的凹槽内部；锥套(13)外圆与圆锥滚子轴承(7)的内圈过盈连接，锥套(13)顶部设置连接盘(10)，连接盘(10)上置拨杆(8)，拨杆(8)远离连接盘(10)的一端上设置用于连接磨床拨盘的拨杆连接件(2)；活塞(5)与本体(3)之间设置压缩空气室，本体(3)上开设压缩空气进孔，压缩空气进孔一端连接压缩空气室，另一端设置用于连接压缩空气源的气管接头(17)；

压缩空气室用于基于压缩空气驱动活塞(5)沿顶尖(1)轴向运动，活塞(5)用于通过带动圆锥滚子轴承(7)带动锥套(13)沿顶尖(1)轴向运动，压紧弹簧夹头(12)用于夹紧待加工工件(11)的一端。

2.根据权利要求1所述的外圆磨夹具，其特征在于，还包括气管(18)，所述顶尖(1)上开设气孔，所述气管(18)一端穿过气孔与气管接头(17)连接，气管接头(17)通过气管(18)连接压缩空气源。

3.根据权利要求2所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述气管(18)上设置电磁换向阀或者手动换向阀。

4.根据权利要求1所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述活塞(5)靠近本体(3)的一侧侧壁上开设第一密封圈槽和第二密封圈槽，且第一密封圈槽和第二密封圈槽分别位于压缩空气室两侧，第一密封圈槽和第二密封圈槽内分别设置第一密封圈(4)和第二密封圈(6)。

5.根据权利要求4所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述第二密封圈槽设置两个。

6.根据权利要求1所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述本体(3)上开设压缩空气出孔，压缩空气出孔一端连接压缩空气室，另一端设置堵头(14)。

7.根据权利要求1所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述活塞(5)与盖板(9)螺栓固定连接。

8.根据权利要求1所述的外圆磨夹具，其特征在于，所述连接盘(10)与锥套(13)螺栓固定连接。

Images