CN105922045A - 自旋转偏心夹具旋转机构 - Google Patents
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Abstract
自旋转偏心夹具旋转机构涉及金属切削加工夹具。该自旋转偏心夹具旋转机构包括机床配油器、机床主轴、钢油管、配油法兰、过渡板、旋转油缸、夹具体、回转轴、两个角接触球轴承、平面滚针轴承、两个锁紧螺母、两套活塞、油缸盖、孔用档圈；机床高压油由机床配油器、机床主轴、钢油管、配油法兰、过渡板进入旋转油缸的两活塞处，由机床程序控制活塞进退推动回转轴旋转、并带动夹具体自动转位调整偏心。本发明只需一次装夹，在加工完偏心工件同心外圆后，由机床数控程序自动调整偏心加工偏心内孔，定心精度高，加工效率高，自动化程度高、综合经济效益显著。本发明可推广运用于所有机械制造企业，尤其适用于加工偏心盖类零件的生产企业。
Description
技术领域
本发明涉及金属切削加工夹具，尤其是加工偏心类零件夹具的自旋转偏心夹具旋转机构。
背景技术
偏心盖类零件一般是采用数控车床进行加工，在加工同心外圆或内孔后，需要采用第二套夹具重新装夹后再加工偏心孔，由于工件需要二次装夹，定位精度差，零件的偏心精度很难保证；而普通偏心夹具采用手动旋转夹具加工偏心，在加工完同心外圆后需停机旋转夹具调整偏心，因此加工工效低，不利于大批量生产。为解决以上问题，本申请人设计了一种无需二次装夹、定心精度高，无需停机、通过机床程序控制实现自动旋转调整偏心、加工效率高，适用于加工偏心盖类零件的自旋转偏心夹具用的自旋转偏心夹具旋转机构，满足高精度、高效率需求，综合经济效益显著。
根据检索，国内尚未有与本发明相同的专利申请。
发明内容
针对上述所述，本发明提供一种结构紧凑、性能可靠、无需二次装夹、定心精度高，无需停机、通过机床程序控制实现自动旋转调整偏心、加工效率高，加工偏心盖类零件夹具的自旋转偏心夹具旋转机构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种自旋转偏心夹具旋转机构包括机床配油器1、机床主轴2、钢油管3、配油法兰4、过渡板5、旋转油缸6、夹具体7、回转轴8、角接触球轴承一9、角接触球轴承二10、平面滚针轴承11、锁紧螺母12、活塞二13、油缸盖14、孔用档圈15、活塞一16；所述的机床配油器1是装置在机床主轴2尾端的三凸台状密封盖，在上部第一凸台外圆作油管D及油管E的穿入并固定位，在第三凸台平面上、圆周均布作6个内六角螺钉孔，用以穿入内六角螺钉、将机床配油器1与机床主轴2尾端固定连接；所述的机床主轴2尾端环状端面上圆周均布作6个内六角螺纹孔，用以固定机床配油器1；所述的钢油管3是穿入并固定在机床主轴2内孔中的油管D及油管E；所述的配油法兰4其中心作螺纹通孔，用以通过螺钉与过渡板5中心连接成一体，在配油法兰4平面中心线上、在相同半径R处作两个二阶梯内孔作为油管连接口，分别与油管D及油管E固定连接；所述的过渡板5其正面中心作内凹台，用以装置配油法兰4，在正面平面上圆周均布外圈作6个内六角螺钉通孔、用以装入内六角螺钉与旋转油缸6固定连接、内圈作6个通孔，用以从背面穿入内六角螺钉、与机床主轴2前端环状端面上作的内六角螺纹孔连接，将过渡板5与机床主轴2固定成一体，在过渡板5背面中心作内六角螺钉通孔，用以从背面穿入内六角螺钉，将过渡板5与配油法兰4固定连接，在过渡板5背面中心线上、在相同半径处作两个向内的、与过渡板5轴心线夹角为45°的斜通孔，使该两通孔分别与配油法兰4上油管D及油管E连接口连通；所述的旋转油缸6在其前端面中心作内凹台及不通孔，内凹台用以装置过渡板5，不通孔的深度用以装入锁紧螺母12，在该内凹台底平面上圆周均布作6个螺纹孔与过渡板5外圈所作6个内六角螺钉通孔相对应，用以装入内六角螺钉将过渡板5与旋转油缸6固定连接成一体，在旋转油缸6的后端面上作四阶梯内孔，用以承装回转轴8，最大内孔是角接触球轴承一9的轴承位和油缸右密封位，第二阶梯内孔是活塞一16和活塞二13的油缸下腔，第三阶梯内孔是角接触球轴承二10的轴承位和油缸左密封位、平面滚针轴承11的轴承位，第四阶梯内孔与前端面不通孔相通，其孔径与回转轴8的最小轴径间隙配合，在与旋转油缸6轴心线垂直的、过第二阶梯内孔的C-C剖面处，在旋转油缸6的外圆周轴心线之上向下作与水平中心线夹角为10°的斜孔、用以装入活塞一16，该斜孔为二阶梯内孔、其大内孔与活塞一16的活塞滑动配合、其小内孔与活塞一16的小轴动配合，并使向下斜孔轴心线与C-C剖面处垂直向上的中心线相交、其交点与C-C剖面中心点距离为17mm，在此大内孔端口作油缸盖14的外止口、并切安装孔用档圈15的档圈槽，在与旋转油缸6轴心线垂直的C-C剖面处，在旋转油缸6的外圆周轴心线之下向上作与水平中心线夹角为28°的斜孔、用以装入活塞二13，该斜孔为二阶梯内孔、其大内孔与活塞二13的活塞滑动配合、其小内孔与活塞二13的小轴动配合，并使向上斜孔轴心线与C-C剖面处垂直向上的中心线相交，其交点与C-C剖面中心点距离为20mm，在此大内孔端口也作油缸盖14的外止口、并切安装孔用档圈15的档圈槽，两个斜孔直径一致；过渡板5上的D、E油口采用静压密封的方式通过旋转油缸6内部加工出的横向油道与活塞一、活塞二处的D、E油口相通；所述的夹具体7是自旋转偏心夹具体的旋转部分，其前端面作内凹台，用以装置回转轴8的最大轴，其后端面圆周均布外圈作6个内六角螺纹孔，用以由内六角螺钉将自旋转偏心夹具与夹具体7固定连接，其内圈作6个内六角螺钉孔，与回转轴8的最大轴端面所作的螺纹孔对应，装入内六角螺钉将回转轴8与夹具体7固定连接；所述的回转轴8是五阶梯轴，其最大轴外圆与夹具体7的内凹台过渡配合，在最大轴端面上圆周均布作6个螺纹孔，与夹具体7内圈的6个内六角螺钉孔对应，用以由内六角螺钉将回转轴8与夹具体7固定连接，其第二阶梯轴上切槽，装入油缸右密封O型密封圈，其第三阶梯轴前端作轴承位，装角接触球轴承一9，第三阶梯轴后端加工为四方轴，四方轴后端留轴肩，其第四阶梯轴前端作轴承位，装角接触球轴承二10，其后端切槽装入油缸左密封O型密封圈，第四阶梯轴端面为装平面滚针轴承11的轴承位，最小轴上作螺纹，用以装置两个锁紧螺母12；所述的活塞二13作成三阶梯轴，其大轴为活塞、活塞直径与28°斜孔大内孔滑动配合，活塞圆周切槽装入O型密封圈，其小轴与28°斜孔小内孔动配合，小轴端部作成34°锥体，其锥体上下两面铣平面；所述的油缸盖14安装在两个斜孔大内孔的端口，其朝外一端的端面中心作拆卸用螺纹孔，其最大直径圆周与斜孔的外止口动配合、第二大直径圆周与斜孔滑动配合，在该圆周上切槽安装O型密封圈；所述的孔用档圈15为孔用弹性档圈、安装在两个斜孔的档圈槽中，对活塞轴向定位；所述的活塞一16作成三阶梯轴，其大轴为活塞、活塞直径与10°斜孔大内孔滑动配合，活塞圆周切槽装入O型密封圈，其小轴与10°斜孔小内孔动配合，小轴端部作单侧斜面、其斜角为20°，斜面上下两面铣平面；以上零件组合后则装配完成自旋转偏心夹具旋转机构；
机床高压油通过D口或E口油路进入机床配油器1、流经机床主轴2内安装的钢油管3到达配油法兰4，并通过过渡板5分配进入到旋转油缸6中的活塞一16和活塞二13内，当数控程序未给出供油指令时，活塞二13的上腔会持续处于供油状态，机床处于加工偏心工件同心外圆位置；当机床数控程序发出供油指令时，高压油通过D口进油同时E口回油，此时活塞一16前进同时活塞二13后退，推动活塞一16向轴心方向移动，通过活塞一16前端的斜面拨动回转轴8的四方轴转动45°；接着通过机床液压站延时继电器电磁阀自动换向功能，高压油接着通过E口进油同时D口回油，此时活塞一16向离开轴心方向退回，而活塞二13向轴心方向移动，通过活塞二13前端的斜面拨动回转轴8的四方轴再转动45°，完成一个循环实现回转轴8转动90°；当机床程序再次发出供油指令后，上述动作会重复一遍，回转轴8又转动了90°，机床通过数控程序两次发出供油指令后回转轴8转动了180°，即回转轴8带动夹具体7完成偏心夹具的180°转位，此时活塞二13的上腔会持续供油，使偏心夹具由加工偏心工件同心外圆位置调整为加工偏心工件偏心内孔位置，并同时由活塞二13前端的斜面作用对夹具体7进行锁紧，此时可开始进行偏心孔加工。
本发明的有益效果是：
①本发明无需二次装夹、定心精度高，无需停机、通过机床程序控制实现自动旋转偏心夹具调整偏心、加工效率高，可满足高精度、高效率加工偏心盖类零件的需求，综合经济效益显著。
②本发明结构紧凑、性能可靠、使用方便、具有加工自动化的功能，满足大批量、高精度偏心盖盖类零件加工的需要，提高工作效率、降低劳动强度、降低产品成本。
本发明可推广运用于所有机械制造企业，尤其适用于加工偏心盖类零件的生产企业。
附图说明
图1是本发明加工偏心工件同心外圆的结构示意图。图2是图1的A-A剖面图。
图3是本发明加工偏心工件偏心内孔的结构示意图。图4是图3的A-A剖面图。
图5是本发明的配油法兰结构示意图。
图6是本发明的过渡板结构示意图。图7是图6的B-B剖面图。
图8是本发明的旋转油缸结构示意图。图9是图8的C-C剖面图.
图10是本发明的回转轴结构示意图。
图11是本发明的活塞一结构示意图。
图12是本发明的活塞二结构示意图。
图13是本发明的油缸盖结构示意图。
具体实施方式
利用附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，本发明一种自旋转偏心夹具旋转机构包括机床配油器1、机床主轴2、钢油管3、配油法兰4、过渡板5、旋转油缸6、夹具体7、回转轴8、角接触球轴承一9、角接触球轴承二10、平面滚针轴承11、锁紧螺母12、活塞二13、油缸盖14、孔用档圈15、活塞一16；将机床高压油管穿入机床配油器1的D口及E口油路与机床主轴2内孔中安装的钢油管D及E固定连接后，用内六角螺钉将机床配油器1与机床主轴2尾端固定连接成一体；用内六角螺钉将配油法兰4固定在过渡板5的内凹台上，将过渡板5与机床主轴2前端固定连接成一体，再将旋转油缸6与过渡板5连接成一体；在旋转油缸6的第三阶梯内孔底平面上装入平面滚针轴承11，用内六角螺钉将回转轴8最大端固定在夹具体7的内凹台中，在回转轴8第二阶梯轴上装上右密封O型密封圈，在第三阶梯轴前端装上角接触球轴承一9，在第四阶梯轴上装上角接触球轴承二10，装上左密封O型密封圈，再将回转轴8装到旋转油缸6的四阶梯孔中，使回转轴8的最小轴穿入旋转油缸6前端面不通孔中，旋紧锁紧螺母12，将回转轴8与旋转油缸6连成一体；最后用内六角螺钉将夹具体7与旋转油缸6连接成一体，偏心工件固定在自旋转偏心夹具的夹具体7上。
当机床高压油通过D口或E口油路进入机床配油器1、流经机床主轴2内安装的钢油管3到达配油法兰4，并通过过渡板5分配进入到旋转油缸6中的活塞一16和活塞二13内，当数控程序未给出供油指令时，活塞二13的上腔会持续处于供油状态，机床处于加工偏心工件同心外圆位置上，此时可加工偏心工件同心外圆；当机床数控程序发出供油指令时，高压油通过D口进油同时E口回油，此时活塞一16前进同时活塞二13后退，推动活塞一16向轴心方向移动，通过活塞一16前端的斜面拨动回转轴8的四方轴转动45°；接着通过机床液压站延时继电器电磁阀自动换向功能，高压油接着通过E口进油同时D口回油，此时活塞一16向离开轴心方向退回，而活塞二13向轴心方向移动，通过活塞二13前端的斜面拨动回转轴8的四方轴再转动45°，完成一个循环实现回转轴8转动90°；当机床程序再次发出供油指令后，上述动作会重复一遍，回转轴8又转动了90°，机床通过数控程序两次发出供油指令后回转轴8转动了180°，即回转轴8带动夹具体7完成偏心夹具的180°转位，此时活塞二13的上腔会持续供油，使偏心夹具由加工偏心工件同心外圆位置调整为加工偏心工件偏心内孔位置，并同时由活塞二13前端的斜面作用对夹具体7进行锁紧，此时可加工偏心工件的偏心内孔。
本发明自旋转偏心夹具旋转机构与自旋转偏心夹具为一个整体。偏心盖类零件使用本发明只需一次装夹，在加工完偏心工件同心外圆后，由机床数控程序自动调整偏心加工偏心内孔，定心精度高，加工效率高，自动化程度高、综合经济效益显著。
本发明可推广运用于所有机械制造企业，尤其适用于加工偏心盖类零件的生产企业。
Claims (1)
1.一种自旋转偏心夹具旋转机构，其特征在于：该一种自旋转偏心夹具旋转机构包括机床配油器(1)、机床主轴(2)、钢油管(3)、配油法兰(4)、过渡板(5)、旋转油缸(6)、夹具体(7)、回转轴(8)、角接触球轴承一(9)、角接触球轴承二(10)、平面滚针轴承(11)、锁紧螺母(12)、活塞二(13)、油缸盖(14)、孔用档圈(15)、活塞一(16)；所述的机床配油器(1)是装置在机床主轴(2)尾端的三凸台状密封盖，在上部第一凸台外圆作油管D及油管E的穿入并固定位，在第三凸台平面上、圆周均布作6个内六角螺钉孔，用以穿入内六角螺钉、将机床配油器(1)与机床主轴(2)尾端固定连接；所述的机床主轴(2)尾端环状端面上圆周均布作6个内六角螺纹孔，用以固定机床配油器(1)；所述的钢油管(3)是穿入并固定在机床主轴(2)内孔中的油管D及油管E；所述的配油法兰(4)其中心作螺纹通孔，用以通过螺钉与过渡板(5)中心连接成一体，在配油法兰(4)平面中心线上、在相同半径R处作两个二阶梯内孔作为油管连接口，分别与油管D及油管E固定连接；所述的过渡板(5)其正面中心作内凹台，用以装置配油法兰(4)，在正面平面上圆周均布外圈作6个内六角螺钉通孔、用以装入内六角螺钉与旋转油缸(6)固定连接、内圈作6个通孔，用以从背面穿入内六角螺钉、与机床主轴(2)前端环状端面上作的内六角螺纹孔连接，将过渡板(5)与机床主轴(2)固定成一体，在过渡板(5)背面中心作内六角螺钉通孔，用以从背面穿入内六角螺钉，将过渡板(5)与配油法兰(4)固定连接，在过渡板(5)背面中心线上、在相同半径处作两个向内的、与过渡板(5)轴心线夹角为45°的斜通孔，使该两通孔分别与配油法兰(4)上油管D及油管E连接口连通；所述的旋转油缸(6)在其前端面中心作内凹台及不通孔，内凹台用以装置过渡板(5)，不通孔的深度用以装入锁紧螺母(12)，在该内凹台底平面上圆周均布作6个螺纹孔与过渡板(5)外圈所作6个内六角螺钉通孔相对应，用以装入内六角螺钉将过渡板(5)与旋转油缸(6)固定连接成一体，在旋转油缸(6)的后端面上作四阶梯内孔，用以承装回转轴(8)，最大内孔是角接触球轴承(9)的轴承位和油缸右密封位，第二阶梯内孔是活塞一(16)和活塞二(13)的油缸下腔，第三阶梯内孔是角接触球轴承二(10)的轴承位和油缸左密封位、平面滚针轴承(11)的轴承位，第四阶梯内孔与前端面不通孔相通，其孔径与回转轴(8)的最小轴径间隙配合，在与旋转油缸(6)轴心线垂直的、过第二阶梯内孔的C-C剖面处，在旋转油缸(6)的外圆周轴心线之上向下作与水平中心线夹角为10°的斜孔、用以装入活塞一(16)，该斜孔为二阶梯内孔、其大内孔与活塞一(16)的活塞滑动配合、其小内孔与活塞一(16)的小端动配合，并使向下斜孔轴心线与C-C剖面处垂直向上的中心线相交、其交点与C-C剖面中心点距离为17mm，在此大内孔端口作油缸盖(14)的外止口、并切安装孔用档圈(15)的档圈槽，在与旋转油缸(6)轴心线垂直的C-C剖面处，在旋转油缸(6)的外圆周轴心线之下向上作与水平中心线夹角为28°的斜孔、用以装入活塞二(13)，该斜孔为二阶梯内孔、其大内孔与活塞二(13)的活塞滑动配合、其小内孔与活塞二(13)的小端动配合，并使向上斜孔轴心线与C-C剖面处垂直向上的中心线相交，其交点与C-C剖面中心点距离为20mm，在此大内孔端口作油缸盖(14)的外止口、并切安装孔用档圈(15)的档圈槽，两个斜孔直径一致；过渡板(5)上的D、E油口采用静压密封的方式通过旋转油缸(6)内部加工出的横向油道与活塞一、活塞二上的D、E油口相通；所述的夹具体(7)是自旋转偏心夹具体的旋转部分，其前端面作内凹台，用以装置回转轴(8)的最大轴，其后端面圆周均布外圈作6个内六角螺纹孔，用以由内六角螺钉将自旋转偏心夹具与夹具体(7)固定连接，其内圈作6个内六角螺钉孔，与回转轴(8)的最大轴端面所作的螺纹孔对应，装入内六角螺钉将回转轴(8)与夹具体(7)固定连接；所述的回转轴(8)是五阶梯轴，其最大轴外圆与夹具体(7)的内凹台过渡配合，在最大轴端面上圆周均布作6个螺纹孔，与夹具体(7)内圈的6个内六角螺钉孔对应，用以由内六角螺钉将回转轴(8)与夹具体(7)固定连接，其第二阶梯轴上切槽，装入油缸右密封O型密封圈，其第三阶梯轴前端作轴承位，装角接触球轴承一(9)，第三阶梯轴后端加工为四方轴，四方轴后端留轴肩，其第四阶梯轴前端作轴承位，装角接触球轴承二(10)，其后端切槽装入油缸左密封O型密封圈，第四阶梯轴端面为装平面滚针轴承(11)的轴承位，最小轴上作螺纹，用以装置两个锁紧螺母(12)；所述的活塞二(13)作成三阶梯轴，其大轴为活塞、活塞直径与28°斜孔大内孔滑动配合，活塞圆周切槽装入O型密封圈，其小轴与28°斜孔小内孔动配合，小轴端部作成34°锥体，其锥体上下两面铣平面；所述的油缸盖(14)安装在两个斜孔大内孔的端口，其朝外一端的端面中心作拆卸用螺纹孔，其最大直径圆周与斜孔的外止口动配合、第二大直径圆周与斜孔滑动配合，在该圆周上切槽安装O型密封圈；所述的孔用档圈(15)为孔用弹性档圈、安装在两个斜孔的档圈槽中，对活塞轴向定位；所述的活塞一(16)作成三阶梯轴，其大轴为活塞、活塞直径与10°斜孔大内孔滑动配合，活塞圆周切槽装入O型密封圈，其小轴与10°斜孔小内孔动配合，小轴端部作单侧斜面、其斜角为20°，斜面上下两面铣平面；以上零件组合后则装配完成自旋转偏心夹具旋转机构；
机床高压油通过D口或E口油路进入机床配油器(1)、流经机床主轴(2)内安装的钢油管(3)到达配油法兰(4)，并通过过渡板(5)分配进入到旋转油缸(6)中的活塞一(16)和活塞二(13)内，当数控程序未给出供油指令时，活塞二(13)的上腔会持续处于供油状态，机床处于加工偏心工件同心外圆位置；当机床数控程序发出供油指令时，高压油通过D口进油同时E口回油，此时活塞一(16)前进同时活塞二(13)后退，推动活塞一(16)向轴心方向移动，通过活塞一(16)前端的斜面拨动回转轴(8)的四方轴转动45°；接着通过机床液压站延时继电器电磁阀自动换向功能，高压油接着通过E口进油同时D口回油，此时活塞一(16)向离开轴心方向退回，而活塞二(13)向轴心方向移动，通过活塞二(13)前端的斜面拨动回转轴(8)的四方轴再转动45°，完成一个循环实现回转轴(8)转动90°；当机床程序再次发出供油指令后，上述动作会重复一遍，回转轴(8)又转动了90°，机床通过数控程序两次发出供油指令后回转轴(8)转动了180°，即回转轴(8)带动夹具体(7)完成偏心夹具的180°转位，此时活塞二(13)的上腔会持续供油，使偏心夹具由加工偏心工件同心外圆位置调整为加工偏心工件偏心内孔位置，并同时由活塞二(13)前端的斜面作用对夹具体(7)进行锁紧，此时可开始进行偏心孔加工。
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