CN102350512B

CN102350512B - 尾架液动锁紧机构

Info

Publication number: CN102350512B
Application number: CN 201110273211
Authority: CN
Inventors: 姚顺利; 薛建林; 李伟华; 赵成利; 张春霞
Original assignee: Beijing No2 Machine Tool Works Co Ltd
Current assignee: Beijing No2 Machine Tool Works Co Ltd
Priority date: 2011-09-15
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: CN102350512A

Abstract

本发明涉及一种尾架液动锁紧机构，包括机架和与所述机架旋转连接的丝杠螺杆，所述丝杠螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，并分别旋接有用于抱紧和松开尾架套筒的两个锁紧块，所述机架上设有光孔，所述两个锁紧块位于所述光孔内并与所述光孔滑动配合。该尾架锁紧机构还包括用于驱动所述丝杠螺杆在一定角度范围内绕其自身轴线双向转动的驱动装置。本发明结构简单，安装方便，可消除任何一个锁紧块与尾架套筒之间的粘连或抱紧松脱现象，使锁紧更可靠、松开更灵活，且可实现自动化操纵，生产效率较高。

Description

尾架液动锁紧机构

技术领域

本发明涉及一种尾架（也称尾座）中顶尖的锁紧装置，具体涉及一种采用液压驱动的尾架锁紧机构。

背景技术

传统的尾架锁紧机构（如图4所示）的丝杠螺杆下部分为螺纹结构，上部分为光杆，上下部分分别设有锁紧块，当进行锁紧时，螺杆的旋转使下面的锁紧块抱紧尾架套筒，上面的锁紧块依靠下面锁紧块的移动使整个丝杠螺杆向下移动，从而使上面的锁紧块随丝杠螺杆向下运动，抱紧尾架套筒；松开时，下面锁紧块远离尾架套筒，上面锁紧块在弹簧的作用下复位，脱开尾架套筒，但是脱开时由于受弹簧作用力的影响较大，具有不确定因素，特别是当上面锁紧块施加在尾架套筒上的锁紧力较大时，容易出现上面锁紧块与尾架套筒粘连而无法松脱的现象。

另外，目前尾架锁紧机构一般采用手动操作，由于在工作过程中工人的操作对生产的影响较大，对加工准备的时间往往占用较多，往往会影响生产节拍，而且手动的尾架锁紧装置在松开过程中存在因其锁止面与尾架套筒间存在粘连而松开困难的问题，需要敲击才能脱开，这样不仅浪费时间，降低了劳动生产率，而且锁紧的可靠性差，难以保证加工过程的顺利进行。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种尾架液动锁紧机构，该机构能够可靠地将尾架套筒锁紧和松开，不会出现粘连现象，而且采用液压驱动，达到了较高的自动化程度。

本发明提供的技术方案是：

一种尾架液动锁紧机构，包括机架和与所述机架旋转连接的丝杠螺杆，还包括用于驱动所述丝杠螺杆在一定角度范围内绕其自身轴线双向转动的驱动装置，所述丝杠螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，并分别旋接有用于抱紧和松开尾架套筒的两个锁紧块，所述机架上设有光孔，所述两个锁紧块位于所述光孔内并与所述光孔滑动配合，所述尾架套筒的中心轴线呈水平方向延伸，所述光孔的中心轴线呈竖直方向延伸，所述驱动装置包括摆杆和液压缸，所述摆杆的一端固定连接在所述丝杠螺杆的一端，所述摆杆的另一端铰接于所述液压缸的活塞杆的外伸的一端，所述液压缸的缸体同所述机架铰接，前述两处所述铰接均为单自由度铰接，且所述铰接的铰接轴的轴线平行于所述丝杠螺杆的轴线。

所述两个锁紧块上优选各自设有与所述尾架套筒的外表面相对应的锁止面，所述锁止面经过表面淬火处理。

所述光孔的上部孔口处可以固定连接有一个端盖，所述端盖上设有中心通孔，所述丝杠螺杆的下部设于所述光孔中，上部为光杆，上部自所述中心通孔伸出到所述光孔之外，与所述摆杆固定连接的一端为所述丝杠螺杆的上端，所述光杆上周向设有弧形或环形的凹槽，所述凹槽内嵌有卡块或卡环，所述卡环的上端面与所述端盖的下端面接触。

所述丝杠螺杆与摆杆相连接处的具体连接方式可以为：所述丝杠螺杆的相应端部***或贯穿所述摆杆的相应端部，所述摆杆的相应端部设有沿所述丝杠螺杆的径向贯通所述丝杠螺杆和摆杆的销孔，所述销孔内紧配合有销。

所述机架上可以固定设有液压缸承载板，所述液压缸的缸体与所述液压缸承载板铰接。

所述液压缸优选为单出杆液压缸，所述液压缸承载板上固定安装有一个过渡连接块，所述液压缸的缸体的封闭端的端部与所述过渡连接块铰接。

所述摆杆位于垂直于所述丝杠螺杆的平面内。

本发明的有益效果是：

由于采用两个锁紧块同时以相反旋向旋接在丝杠螺杆上形成双向螺旋传动机构，在丝杠螺杆旋转时，两个锁紧块可同时抱紧或松开尾架套筒，操作过程简单，避免了任何一个锁紧块与尾架套筒之间的粘连现象，使锁紧更可靠、松开更灵活；

由于采用液压驱动装置为该锁紧装置提供动力，有效地提高了自动化水平，提高了生产效率。

附图说明

图1（a）和（b）为本发明的结构原理简图；

图2为本发明的结构主视图；

图3为图2的A向旋转视图；

图4为现有技术下的旋紧装置结构示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供了一种尾架液动锁紧机构，包括机架（通常相对于尾架的基座固定）和与所述机架旋转连接的丝杠螺杆1，所述丝杠螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，并分别旋接有用于抱紧和松开尾架套筒3的两个锁紧块2，优选地，所述两段螺纹除旋向相反外其他参数均相同，以严格保证两锁紧块的同步动作。所述机架上设有光孔，所述两个锁紧块位于所述光孔内并与所述光孔滑动配合。通常，所述尾架套筒的中心轴线与所述光孔的中心轴线垂直。所述丝杠螺杆与所述锁紧块构成螺旋传动机构，当所述丝杠螺杆绕自身轴线双向转动时，所述丝杠螺杆上的锁紧块将做相向或相背运动，同步动作情况下，两个所述锁紧块将会同时主动抱紧或同时主动松开所述尾架套筒，不会出现现有技术下锁紧块和尾架套筒容易粘连的现象。

由于所述丝杠螺杆在安装时其多个自由度已经受限，只剩绕自身旋转的一个自由度，而所述锁紧块也只剩余绕所述丝杠螺杆旋转和在所述光孔内滑动的自由度，因此当两个锁紧块同时脱开尾架套筒时，不会出现单边松脱，而另一边粘连无法松脱的现象，采用此种结构，安装方便，其松开和抱紧的间隙量可根据需要精确控制。

所述锁紧块抱紧和松开的面是所述尾架套筒的圆柱外表面，所述两个锁紧块上优选各自设有与所述尾架套筒的外表面相对应的锁止面。所述锁止面可以为与所述尾架套筒的圆柱外表面形状相吻合的弧形内凹表面，所述锁止面优选经过表面淬火等处理以提高其耐磨性能。

通常使用状态下，所述尾架套筒的中心轴线呈水平方向延伸，则将所述光孔的中心轴线设置成呈竖直方向延伸，且出于锁紧块抱紧尾架套筒的需要，所述光孔与所述尾架套筒所在的通孔局部相贯通。

所述尾架液动锁紧机构还可以包括用于可驱动所述丝杠螺杆在一定角度范围内绕其自身轴线双向转动的驱动装置。所述驱动装置可以包括摆杆6和液压缸4，所述液压缸为丝杠螺杆的旋转提供旋转力矩，所述摆杆的一端固定连接在所述丝杠螺杆的一端，所述摆杆的另一端铰接于所述液压缸的活塞杆5的外伸的一端，所述摆杆充当使所述丝杠螺杆旋转的力臂。所述液压缸的缸体同所述机架铰接，前述两处所述铰接均为单自由度铰接，且所述铰接的铰接轴的轴线平行于所述丝杠螺杆的轴线。所谓单自由度铰接是指相互铰接连接的两个构件之间只具有一个转动自由度。

所述驱动装置的结构原理是将液压缸中活塞杆的直线运动转化为所述丝杠螺杆的运动，更具体地是将活塞杆的伸缩往复直线运动转化为所述丝杠螺杆的双向摆动。所述缸体摆动同时所述活塞杆还相对缸体伸缩。对于本发明的这种应用情况，通常锁紧块抱紧和松开尾架套筒的直线运动行程比较小，因此摆杆双向摆动的角度范围也不大。

如图3所示，操作过程是：先通过手轮装置9控制顶尖伸出到预定位置后，然后起动所述驱动装置，使所述摆杆朝着使两个锁紧块相向运动的方向摆动，两个锁紧块抱住所述尾架套筒，从而实现锁紧；反之，使液压缸内的流体换向，摆杆反向动作，两个锁紧块向相反方向运动，尾架套筒被松开，然后操纵手轮装置缩回顶尖。

依据公式1：尾架需要的顶紧力F1=丝杠螺杆产生的抱紧力F2×摩擦系数μ、公式2：旋转力矩Tx2π=丝杠螺杆产生的抱紧力F2×螺纹螺距P和公式3：旋转力矩T×力臂R=驱动装置产生的驱动力F3，可以根据尾架需要的顶紧力的大小，经过上述三个公式的计算后确定：所述液压缸的压力大小和液压缸的行程、旋转力臂的大小和其旋转角度、锁紧块的抱紧力及丝杠螺杆的牙距等具体数值，设计、调整灵活、简单，控制精确。

如图2所示，所述光孔的上部孔口处固定连接有一个端盖，所述端盖通过其下部的圆柱形卡口定位于所述孔口内，所述端盖上设有中心通孔，所述丝杠螺杆的下部设于所述光孔中，上部为光杆，上部自所述中心通孔伸出到所述光孔之外，与所述摆杆固定连接的一端为所述丝杠螺杆的上端，所述光杆上周向设有弧形或环形的凹槽，所述凹槽内嵌有卡块或卡环，所述卡环的上端面与所述端盖的下端面接触，起到一定程度的限制所述丝杠螺杆的轴向串动的作用。所述端盖与位于上面的锁紧块之间保持一定距离，所述锁紧块完全并且始终处于所述光孔的内部。

所述丝杠螺杆与摆杆可以采用现有技术下的多种固定方式，在本发明的一个实施例中可以采用销连接方式，具体连接方式如下：所述丝杠螺杆的相应端部***或贯穿所述摆杆的相应端部，所述摆杆的相应端部设有沿所述丝杠螺杆的径向贯通所述丝杠螺杆和摆杆的销孔，所述销孔内紧配合有销。所述摆杆与所述丝杠螺杆枢接的一端下部设有一个柱形连接部7，所述柱形连接部设有中心孔，所述丝杠螺杆的相应端穿设在所述中心孔内，并利用所述销进行角向限位，从而实现所述丝杠螺杆与摆杆的固定连接。所述摆杆的有效力臂长度、可摆动角度范围的确定以及液压缸的行程的选取需依据所述丝杠螺杆上的左、右旋向的螺纹的参数和锁紧块执行抱紧与松开的实际行程而定。

所述机架上可以固定设有液压缸承载板8，所述液压缸的缸体与所述液压缸承载板铰接，以所述液压缸承载板为中间媒介实现同所述机架的铰接。优选地，所述液压缸承载板水平设在所述机架的顶面上，所述液压缸的缸***于所述液压缸承载板上，且其轴线沿水平方向延伸。

所述液压缸优选为单出杆液压缸，所述液压缸承载板上固定安装有一个过渡连接块，所述液压缸的缸体与所述液压缸承载板的铰接借助所述过渡连接块实现，具体为：所述液压缸的缸体的封闭端的端部与所述过渡连接块铰接。

所述摆杆优选位于垂直于所述丝杠螺杆的平面内，以保证所述丝杠螺杆做稳定的旋转运动。

本发明结构简单，安装方便，可以借助较小的驱动力解决中型尾架的尾架套筒抱紧不可靠或松脱粘连的问题，而且自动化程度较高，应用其可相应提高工作效率。

Claims

1.一种尾架液动锁紧机构，包括机架和与所述机架旋转连接的丝杠螺杆，其特征在于还包括用于驱动所述丝杠螺杆在一定角度范围内绕其自身轴线双向转动的驱动装置，所述丝杠螺杆上设有两段旋向相反的螺纹，并分别旋接有用于抱紧和松开尾架套筒的两个锁紧块，所述机架上设有光孔，所述两个锁紧块位于所述光孔内并与所述光孔滑动配合，所述尾架套筒的中心轴线呈水平方向延伸，所述光孔的中心轴线呈竖直方向延伸，所述驱动装置包括摆杆和液压缸，所述摆杆的一端固定连接在所述丝杠螺杆的一端，所述摆杆的另一端铰接于所述液压缸的活塞杆的外伸的一端，所述液压缸的缸体同所述机架铰接，前述两处所述铰接均为单自由度铰接，且所述铰接的铰接轴的轴线平行于所述丝杠螺杆的轴线。

2.如权利要求1所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述两个锁紧块上各自设有与所述尾架套筒的外表面相对应的锁止面，所述锁止面经过表面淬火处理。

3.如权利要求2所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述光孔的上部孔口处固定连接有一个端盖，所述端盖上设有中心通孔，所述丝杠螺杆的下部设于所述光孔中，上部为光杆，上部自所述中心通孔伸出到所述光孔之外，与所述摆杆固定连接的一端为所述丝杠螺杆的上端，所述光杆上周向设有弧形或环形的凹槽，所述凹槽内嵌有卡块或卡环，所述卡环的上端面与所述端盖的下端面接触。

4.如权利要求3所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述丝杠螺杆与摆杆相连接处的具体连接方式为：所述丝杠螺杆的相应端部***或贯穿所述摆杆的相应端部，所述摆杆的相应端部设有沿所述丝杠螺杆的径向贯通所述丝杠螺杆和摆杆的销孔，所述销孔内紧配合有销。

5.如权利要求4所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述机架上固定设有液压缸承载板，所述液压缸的缸体与所述液压缸承载板铰接。

6.如权利要求5所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述液压缸为单出杆液压缸，所述液压缸承载板上固定安装有一个过渡连接块，所述液压缸的缸体的封闭端的端部与所述过渡连接块铰接。

7.如权利要求6所述的尾架液动锁紧机构，其特征在于所述摆杆位于垂直于所述丝杠螺杆的平面内。