CN103878601A - 一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,包括支撑机构、传动机构和夹紧机构，支撑机构包括中心架本体，中心架本体设置在机床导轨上，在中心架本体上设有齿圈、限位块、轴承支架、移动轴套、联动销和调整轴，所述齿圈的端面径向设有多个均布倾斜的腰形槽，与每个腰形槽对应位置的中心架本体上分别安装有移动轴套，在每个移动轴套的外圆上均安装有联动销，每个联动销配合地安装在所述齿圈均布的腰形槽内，调整轴设置在所述移动轴套内，在所述调整轴的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈、浮动夹套和球形挡圈。本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,通过齿轮轴带动齿圈转动，通过齿圈转动带动联动销沿腰形槽移动从而带动调整轴移动达到缩紧的效果。

Description

一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架

技术领域

   本发明涉及机械设备领域，特别涉及一种用于加工轴套类零件的数控机床用的自定心自动夹紧中心架。

背景技术

   在机械制造行业中，数控机床特别是数控车床被广泛用于加工盘类、轴类零件。常规的回转体类零件加工时，有许多零件需用端面及内孔作为定位夹紧面来进行外圆、端面、螺纹及轴向切断的切削加工，这种零件加工，特别是外圆、端面及螺纹等可以有许多传统的夹紧定位机构满足使用要求。而对于长径比较大的轴套类零件的端面、内孔及内螺纹的加工时，特别是零件两端的尺寸有很高的形位公差要求时，零件掉头加工就会带来装夹误差，影响零件加工精度的要求。这时需要夹持工件的外圆，对于规格较大的轴套类零件，用普通的自定心中心架夹持，由于刚性问题会造成加工过程振动，影响加工质量；或者要零件自定心固定夹紧，实现从零件两端同时完成零件加工，传统的自定心中心架也无法满足使用要求。以前也曾采用过很多其它夹紧方法和夹紧装置，但均因制造成本过高、或者因其结构的复杂且互换差，而无法达到理想效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用性广、稳定性高的用于数控机床上加工大型轴套类零件的自定心自动夹紧中心架。

为实现上述目的，本发明提供了一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,包括支撑机构、传动机构和夹紧机构，所述传动机构和夹紧机构均设置在所述支撑机构上，由所述传动机构带动所述夹紧机构运动，所述支撑机构包括中心架本体，所述中心架本体设置在机床导轨上，所述夹紧机构包括移动轴套、调整轴和联动销，在所述传动机构的端面径向设有多个均布倾斜的腰形槽，所述腰形槽沿顺时针方向向外侧倾斜，与每个所述腰形槽对应位置的中心架本体上分别安装有移动轴套，每个所述移动轴套均布安装在中心架本体上的调整孔内，在每个所述移动轴套的外圆上均安装有联动销，每个所述联动销配合地安装在所述齿圈均布的腰形槽内，所述调整轴设置在所述移动轴套内，在所述调整轴的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈、浮动夹套和球形挡圈，所述浮动夹套的上下两个端面均为球面，并在所述浮动夹套的上方安装有带内螺纹的球形挡圈，在所述浮动夹套的下方安装有光孔的球形垫圈。

其中所述传动机构包括齿圈和齿轮轴，在所述中心架本体上设有齿圈、限位块和轴承支架，所述齿圈配合装在所述中心架本体的轴上，多个限位块周向均匀安装在所述中心架本体上，并且位于所述齿圈的外侧用于限制所述齿圈的轴向位置，所述齿圈的端面径向设有多个均布倾斜的腰形槽，所述腰形槽沿顺时针方向向外侧倾斜，多个所述腰形槽与多个所述限位块相间分布，所述轴承支架设置在所述中心架本体圆周一侧，并且在所述轴承支架上设有齿轮轴和轴承，在所述齿轮轴的中间部位安装齿轮，在所述齿轮轴的两端分别设置有轴承，齿圈与齿轮轴的端部齿轮啮合，由所述齿轮轴带动所述齿圈转动，所述轴承支架上设有第一隔套、第二隔套和第三隔套，分别设置在左侧轴承和齿轮之间，右侧轴承和齿轮轴端部的台阶之间以及齿轮和右侧轴承之间。在轴承和齿轮以及齿轮轴端部的台阶之间设置轴套，可以提高运转过程中的稳定性，防止产生偏移。

本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,通过齿轮轴带动齿圈转动，通过齿圈转动带动联动销沿腰形槽移动从而带动调整轴移动达到缩紧的效果。由于零件本身的表面误差，在装夹过程中浮动夹套可能会产生微量偏心，就会有一个甚至是两个浮动夹套对零件的夹持不足，影响中心架夹持零件的稳定性，通过在调整轴的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈、浮动夹套和球形挡圈可以解决该问题，所述浮动夹套的两个端面设计为球面，所述的球面处安装球形挡圈和球形垫圈，一个为内螺纹，一个为光孔，通过带内螺纹的球形挡圈将浮动夹套与带光孔的球形垫圈固定在调整轴的端面；所述螺栓前端带光孔的球形垫圈与浮动夹套、带内螺纹的球面垫圈进行球面配合，实现夹紧浮动。

作为本发明的优选技术方案，在每个所述移动轴套内设有调整轴，在每个所述移动轴套的外侧一端设置有固定套，调整螺杆的一端安装在所述固定套上，并在所述调整螺杆上设有手柄，由销轴连接所述手柄和调整螺杆，所述调整螺杆的另一端通过螺纹与所述调整轴一端连接；所述限位块为3个，所述腰形槽、移动轴套、调整轴、联动销、球形垫圈、浮动夹套和球形挡圈均为3个；每个所述移动轴套与中心架本体上的调整孔为小间隙配合，所述球形垫圈与调整轴上的螺纹轴为大间隙配合，所述调整轴前端带光孔的球形垫圈、浮动夹套和带内螺纹的球形挡圈进行球面配合，所述球形垫圈、浮动夹套、球形挡圈相互之间为间隙配合。通过调整螺杆与调整轴的螺纹连接来调整调整轴，并在调整螺杆上设置手柄方便操作；所述球形垫圈、浮动夹套、球形挡圈相互之间为间隙配合，在移动轴套轴向运动的过程中，为球形垫圈在凹面上的浮动提供了可能，同时，通过采用球面密配合的浮动设计，有效地修正了夹紧零件时零件外圆不正的情况，提高了自定心自动夹紧中心架夹紧的稳定性，改善了加工的精度。

在所述齿轮轴的中间部位安装齿轮，两个所述轴承分别位于所述齿轮的两侧，在导向套内设有齿条，所述齿条与齿轮啮合，齿条的一端通过锁紧螺母与油缸联接，所述油缸的另一端转动连接在油缸支架上，所述油缸支架固定在所述中心架本体上；所述齿轮通过键安装在齿轮轴的中间部位。油缸带动齿条移动驱动齿轮带动齿圈转动，通过联动销带动3个调整套沿中心架本体圆周作径向移动，实现轴类零件的径向锁紧。

本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架，结构新颖、对轴套类零件装夹牢固、稳定性好，能很好地保证加工精度，缩短零件加工的辅助时间，提高了工作效率。通过调整零件的夹紧方式，即零件固定、刀具旋转，实现零件双端面及内孔加工；亦可与机床旋转夹具匹配，改变浮动夹套的端部型式，实现零件的一端与端部内孔的加工，因此该夹具有很强的推广性与实用性。

附图说明

   图1是本发明的结构示意图；

   图2是图1的A-A向剖视图；

   其中，1-机床导轨，2-中心架本体，3-齿圈，4-限位块，5-齿轮轴，6-导向套，7-齿条，8-锁紧螺母，9-油缸，10-油缸支架，11-移动轴套，12-球形垫圈，13-浮动夹套，14-球形挡圈，15-齿轮，16-轴承，17-键，18-第一隔套，19-第二隔套，20-第三隔套，21-轴承支架，22-调整轴，23-联动销，24-调整螺杆，25-固定套，26-销轴，27-手柄，28-腰形槽。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选技术方案。

如图所示，本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,包括支撑机构、传动机构和夹紧机构，所述传动机构和夹紧机构均设置在所述支撑机构上，由所述传动机构带动所述夹紧机构运动，所述支撑机构包括中心架本体2，所述中心架本体2设置在机床导轨1上。

所述传动机构包括齿圈3和齿轮轴5，在所述中心架本体2上设有齿圈3、限位块4和轴承支架21，所述齿圈3配合装在所述中心架本体2的轴上，3个限位块4周向均匀安装在所述中心架本体2上，并且位于所述齿圈3的外侧用于限制所述齿圈3的轴向位置，所述齿圈3的端面径向设有3个均布倾斜的腰形槽28，所述腰形槽28沿顺时针方向向外侧倾斜，3个所述腰形槽28与3个所述限位块4相间分布，所述轴承支架21设置在所述中心架本体2圆周一侧，并且在所述轴承支架21上设有齿轮轴5和轴承16，在所述齿轮轴5的中间部位安装齿轮15，在所述齿轮轴5上位于所述齿轮15的两侧分别设置有轴承16，在导向套6内设有齿条7，所述齿条7与齿轮15啮合，齿条7的一端通过锁紧螺母8与油缸9联接，所述油缸9的另一端转动连接在油缸支架10上，所述油缸支架10固定在所述中心架本体2上，所述齿轮15通过键17安装在齿轮轴5的中间部位，齿圈3与齿轮轴5的端部齿轮啮合，由所述齿轮轴5带动所述齿圈3转动。

所述夹紧机构包括移动轴套11、调整轴22和联动销23，与每个所述腰形槽28对应位置的中心架本体2上分别安装有移动轴套11，每个所述移动轴套11均布安装在中心架本体2上的调整孔内，在每个所述移动轴套11的外圆上均安装有联动销23，每个所述联动销23配合地安装在所述齿圈3均布的腰形槽28内，所述调整轴23设置在所述移动轴套11内，在每个所述移动轴套11的外侧一端设置有固定套25，调整螺杆24的一端安装在所述固定套25上，并在所述调整螺杆24上设有手柄27，由销轴26连接所述手柄27和调整螺杆24，所述调整螺杆24的另一端通过螺纹与所述调整轴23一端连接，在每个所述调整轴23的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈12、浮动夹套13和球形挡圈14，所述浮动夹套13的上下两个端面均为球面，并在所述浮动夹套13的上方安装有带内螺纹的球形挡圈14，在所述浮动夹套13的下方安装有光孔的球形垫圈12。

其中，所述轴承支架21上设有第一隔套18、第二隔套19和第三隔套20，分别设置在左侧轴承16和齿轮15之间，右侧轴承16和齿轮轴5端部的台阶之间以及齿轮15和右侧轴承16之间，每个所述移动轴套11与中心架本体2上的调整孔为小间隙配合，所述球形垫圈12与调整轴22上的螺纹轴为大间隙配合，所述调整轴22前端带光孔的球形垫圈12、浮动夹套13和带内螺纹的球形挡圈14进行球面配合，所述球形垫圈12、浮动夹套13、球形挡圈14相互之间为间隙配合。

本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,通过齿轮轴带动齿圈转动，通过齿圈转动带动联动销沿腰形槽移动从而带动调整轴移动达到缩紧的效果。由于零件本身的表面误差，在装夹过程中浮动夹套可能会产生微量偏心，就会有一个甚至是两个浮动夹套对零件的夹持不足，影响中心架夹持零件的稳定性，通过在调整轴的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈、浮动夹套和球形挡圈可以解决该问题，所述浮动夹套的两个端面设计为球面，所述的球面处安装球形挡圈和球形垫圈，一个为内螺纹，一个为光孔，通过带内螺纹的球形挡圈将浮动夹套与带光孔的球形垫圈固定在调整轴的端面；所述螺栓前端带光孔的球形垫圈与浮动夹套、带内螺纹的球面垫圈进行球面配合，实现夹紧浮动。

通过调整螺杆与调整轴的螺纹连接来调整调整轴，并在调整螺杆上设置手柄方便操作；所述球形垫圈、浮动夹套、球形挡圈相互之间为间隙配合，在移动轴套轴向运动的过程中，为球形垫圈在凹面上的浮动提供了可能，同时，通过采用球面密配合的浮动设计，有效地修正了夹紧零件时零件外圆不正的情况，提高了自定心自动夹紧中心架夹紧的稳定性，改善了加工的精度。

油缸带动齿条移动驱动齿轮带动齿圈转动，通过联动销带动3个调整套沿中心架本体圆周作径向移动，实现轴类零件的径向锁紧。在轴承和齿轮以及齿轮轴端部的台阶之间设置轴套，可以提高运转过程中的稳定性，防止产生偏移。

其中，本发明齿圈的大小、移动轴在中心架本体上的分布个数、调整轴端部的浮动夹套的形状、调整螺杆的调整长度、齿圈上的腰形槽的大小由所夹紧零件的大小及结构决定，但仍在本发明的保护范围内。

有益效果：本发明的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架结构新颖、对轴套类零件装夹牢固、稳定性好，能很好地保证加工精度，缩短零件加工的辅助时间，提高了工作效率。通过调整零件的夹紧方式，即零件固定、刀具旋转，实现零件双端面及内孔加工；亦可与机床旋转夹具匹配，改变浮动夹套的端部型式，实现零件的一端与端部内孔的加工，因此该夹具有很强的推广性与实用性。

结合图1、图2所示，当自定心自动夹紧中心架根据夹持的零件在机床导轨1的位置定位后，调整手柄27转动调整螺杆24移动调整轴22到适当的位置，油缸9移动带动齿条7移动，同时齿条7由导向套6限位并导向，齿条7使齿轮15逆时针转动，此时，由于齿圈3与中心架本体2配合安装，并由限位块4轴向限位，使得齿圈3只能做顺时针转动；齿圈3顺时针转动时，安装在移动轴套11上的联动销23同时也与均布在齿圈3上的3个倾斜的腰形孔配合，安装在中心架本体2上的3个移动轴套22在联动销23的带动下只能做径向移动，实现轴套类零件外圆的夹紧。为了避免由于零件本身的表面误差，在装夹过程中浮动夹套13可能会产生微量偏心，就会有一个甚至是两个浮动夹套13对零件的夹持不足，影响中心架夹持零件的稳定性，为此，浮动夹套13的两个端面设计为球面，球面处安装球形垫圈12与球形挡圈14，由球形挡圈14将浮动夹套13与球形垫圈12固定在调整轴22的端面，实现夹紧浮动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,其特征在于：包括支撑机构、传动机构和夹紧机构，所述传动机构和夹紧机构均设置在所述支撑机构上，由所述传动机构带动所述夹紧机构运动，所述支撑机构包括中心架本体（2），所述中心架本体（2）设置在机床导轨（1）上，所述夹紧机构包括移动轴套（11）、调整轴（22）和联动销（23），在所述传动机构的端面径向设有多个均布倾斜的腰形槽（28），所述腰形槽（28）沿顺时针方向向外侧倾斜，与每个所述腰形槽（28）对应位置的中心架本体上（2）分别安装有移动轴套（11），每个所述移动轴套（11）均布安装在中心架本体（2）上的调整孔内，在每个所述移动轴套（11）的外圆上均安装有联动销（23），每个所述联动销（23）配合地安装在所述齿圈（3）均布的腰形槽（28）内，所述调整轴（22）设置在所述移动轴套（11）内，在所述调整轴（22）的夹紧一端端部依次安装有球形垫圈（12）、浮动夹套（13）和球形挡圈（14），所述浮动夹套（13）的上下两个端面均为球面，并在所述浮动夹套（13）的上方安装有带内螺纹的球形挡圈（14），在所述浮动夹套（13）的下方安装有光孔的球形垫圈（12）。

2.如权利要求1所述的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,其特征在于：在每个所述移动轴套（11）内设有调整轴（22），在每个所述移动轴套（11）的外侧一端设置有固定套（25），调整螺杆（24）的一端安装在所述固定套（25）上，并在所述调整螺杆（24）上设有手柄（27），由销轴（26）连接所述手柄（27）和调整螺杆（24），所述调整螺杆（24）的另一端通过螺纹与所述调整轴（22）一端连接。

3.如权利要求1或2所述的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,其特征在于：所述传动机构包括齿圈（3）和齿轮轴（5），在所述中心架本体（2）上设有齿圈（3）、限位块（4）和轴承支架（21），所述齿圈（3）配合装在所述中心架本体（2）的轴上，多个限位块（4）周向均匀安装在所述中心架本体（2）上，并且位于所述齿圈（3）的外侧用于限制所述齿圈（3）的轴向位置，所述齿圈（3）的端面径向设有多个均布倾斜的腰形槽（28），所述腰形槽（28）沿顺时针方向向外侧倾斜，多个所述腰形槽（28）与多个所述限位块（4）相间分布，所述轴承支架（21）设置在所述中心架本体（2）圆周一侧，并且在所述轴承支架（21）上设有齿轮轴（5）和轴承（16），在所述齿轮轴（5）的中间部位安装齿轮（15），在所述齿轮轴（5）的两端分别设置有轴承（16），齿圈（3）与齿轮轴（5）的端部齿轮啮合，由所述齿轮轴（5）带动所述齿圈（3）转动，所述轴承支架（21）上设有第一隔套（18）、第二隔套（19）和第三隔套（20），分别设置在左侧轴承（16）和齿轮（15）之间，右侧轴承（16）和齿轮轴（5）端部的台阶之间以及齿轮（15）和右侧轴承（16）之间，所述齿轮（15）通过键（17）安装在齿轮轴（5）的中间部位。

4.如权利要求3所述的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,其特征在于：在所述齿轮轴（5）的中间部位安装齿轮（15），两个所述轴承（16）分别位于所述齿轮（15）的两侧，在导向套（6）内设有齿条（7），所述齿条（7）与齿轮（15）啮合，齿条（7）的一端通过锁紧螺母（8）与油缸（9）联接，所述油缸（9）的另一端转动连接在油缸支架（10）上，所述油缸支架（10）固定在所述中心架本体（2）上。

5.如权利要求4所述的一种数控机床上用的自定心自动夹紧中心架,其特征在于：所述限位块（4）为3个，所述腰形槽（28）、移动轴套（11）、调整轴（22）、联动销（23）、球形垫圈（12）、浮动夹套（13）和球形挡圈（14）均为3个。

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