CN110076592A - 一种防夹手的车削小零件的装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于数控机床附件技术领域，尤其涉及一种防夹手的车削小零件的装夹装置，包括气动尾架、气动控制***和***，所述气动尾架包括尾架、气缸和顶针，所述顶针通过滑动设置在尾架内的连接轴与气缸的活塞杆连接，车床主轴上固定设置有夹具，所述车床主轴、夹具和顶针依次同轴设置；所述气动控制***包括第一换向阀，所述第一换向阀用于控制活塞杆靠近或远离夹具运动，所述第一换向阀和气缸之间连接有单向节流阀，所述***通过第二换向阀与第一换向阀连接，所述气缸上连接有压力继电器，所述压力继电器与第二换向阀电连接。有益效果：该装夹装置，实现先初定位工件，松开左手后，顶针再夹紧工件的顺序动作，彻底杜绝顶针夹手指的风险。

Description

一种防夹手的车削小零件的装夹装置

技术领域

本发明属于数控机床附件技术领域，尤其涉及一种防夹手的车削小零件的装夹装置。

背景技术

数控机床的自动化程度相对较高，为了实现快速装夹的目的，其配套的尾架通常采用气动或液动驱动。但是，该类机床不一定配套自动上料机构，比如单板机型的简易数控车床使用尾架顶针夹紧工件，顶紧工件前需要操作工用手握住工件，对于直径较大的零件和细长轴类零件手工上料不难，操作也很安全。若零件直径和长度相对较小，手握处与被顶部位靠近，操作工一旦疏忽大意或疲劳时易发生手指被夹的恶性事故，给公司和个人带来损失和伤害。此安全事故历年来已经发生多次，各车间也对此进行了防范，但基本上都是以加强培训为主，要求员工提高注意力，但效果一直不算好，因为是人就会有疏忽。因此，需要制定一个针对车削小零件的新装夹方案，减少人的影响因素，降低安全风险。

本公司针对上述风险陆续进行了改进，并实现了一定的应用，如下所述两份专利文件记载：

专利号为CN207255270U的专利文件中提供一种气动尾架防错装置，其具体公开了通过光电开关接到信号后，电磁阀关闭，阻断气体进入尾架气缸，即制止气动尾架的顶出动作，保证操作人员安全，以及设备安全的气动尾架防错装置。从应用来看，光电装置特别是光栅的成本较高，光电元件受机床振动易偏离控制点且易损坏，控制效果也易失效。光电元件是易损件，维护成本较高。

专利号为CN108941631A的专利文件中提供一种防夹手的车床机动尾座，其具体公开了由机动尾座、气动控制***和弹性顶尖组成的防夹手尾座。采用分步顶紧结构，先由外套的球头端初接触工件，初接触时弹簧轴向受力仅有1～2N，而且弹簧留有18～22mm的压缩量，若外套的球头端压到手指也较轻。第二步在初接触工件后正式施压工件。从目前的应用效果来看，防夹手的安全效果还不错。因采用分步夹紧装置，延迟了夹紧工件的时间，某种程度上影响了加工效率；同时改造机床也有一定的成本，另外，压缩弹簧不停地被压缩，也易失效。总之，此专利也不能从根本上杜绝顶针夹手指的风险。

发明内容

为解决现有技术的气动尾架存在操作工手指有被夹风险的问题，本发明提供一种防夹手的车削小零件的装夹装置，该装夹装置结构简单、制作容易、使用安全、能从根本上杜绝夹手指的风险。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种防夹手的车削小零件的装夹装置，包括气动尾架、气动控制***和***，所述气动尾架包括尾架、气缸和顶针，所述顶针通过滑动设置在尾架内的连接轴与气缸的活塞杆连接，车床主轴上固定设置有夹具，所述车床主轴、夹具和顶针依次同轴设置；

所述气动控制***包括第一换向阀，所述第一换向阀用于控制活塞杆靠近或远离夹具运动，所述第一换向阀和气缸之间连接有单向节流阀，所述***通过第二换向阀与第一换向阀连接，所述气缸上连接有压力继电器，所述压力继电器与第二换向阀电连接。

作为优选，车床上固定设置有固定架，所述***固定设置在固定架上。***可卡接在固定架上，便于***的放置，提高该装夹装置工作环境的整齐度，便于现场操作，提高操作安全性。

作为优选，所述***选用蛇形金属软管。***是形状可调的蛇形金属软管，具有适度的刚性和柔性；每次更换待加工的工件之前，可手动弯曲金属软管，调整吹气位置和吹气角度，使喷***直吹工件，便于***吹气方向的控制与调节，达到以气流初定位工件的最佳效果。

作为优选，所述气缸包括位于活塞两侧的第一活塞腔和第二活塞腔，当所述活塞向第一活塞腔运动时，所述活塞杆靠近夹具运动；所述第一换向阀选用二位四通手动换向阀，所述第一换向阀的工作口A与第一活塞腔连通，所述第一换向阀的工作口B与第二活塞腔连通，所述第一换向阀的进气口T与压缩空气连通，所述第一换向阀的出气口P与大气连通，所述单向节流阀和第二换向阀分别与第一换向阀的工作口B连通。

进一步地，所述第二换向阀选用二位三通电磁换向阀，所述第二换向阀的工作口A与***连通，所述第二换向阀的进气口T与第一换向阀的工作口B连通。

有益效果：本发明的防夹手的车削小零件的装夹装置，压缩空气同时经第一换向阀的工作口B兵分两路：一路：经第二换向阀进入***，此时右手拿起***用压缩气体直吹工件，使工件实现初定位后，左手松开；另一路：经单向节流阀进入气缸的第二活塞腔，推动活塞向第一活塞腔运动，同时活塞杆带动顶针靠近夹具运动，直至顶针顶紧工件。因为单向节流阀的作用，限制了活塞杆的移动速度，使顶针夹紧工件的时间比***直吹工件延时2～3秒，此时左手已松开脱离了工件，实现了先初定位工件，松开左手后，顶针再夹紧工件的顺序动作的目标，能彻底杜绝顶针夹手指的风险；且该装夹装置结构简单、不需改造机床制作容易、成本低，以及使用安全便捷。

附图说明

图1是本发明防夹手的车削小零件的装夹装置的结构示意图；

图2是本发明防夹手的车削小零件的装夹装置的气动控制***原理示意图；

图3是本发明防夹手的车削小零件的装夹装置的***工作状态示意图；

图3中箭头方向表示喷压气流方向；

图中：11、尾架，12、气缸，121、活塞，122、第一活塞腔，123、第二活塞腔，124、活塞杆，13、顶针，14、连接轴，21、第一换向阀，22、第二换向阀，23、压力继电器，24、单向节流阀，31、***，32、固定架，4、车床主轴，5、夹具，6、法兰盘，7、工件；O点为夹具的支点，G点为工件的重心。

具体实施方式

实施例

如图1～3所示，一种防夹手的车削小零件的装夹装置，包括气动尾架、气动控制***和***31，所述气动尾架包括尾架11、气缸12和顶针13，尾架11固定设置在车床机座上，气缸12通过紧固件安装在尾架11上，所述顶针13通过滑动设置在尾架11内的连接轴14与气缸12的活塞杆124连接，车床主轴4上通过法兰盘6固定设置有夹具5，所述车床主轴4、夹具5和顶针13依次同轴设置，夹具5与顶针13顶紧位置时的顶紧端的间距等于工件7的宽度；所述气缸12包括位于活塞121两侧的第一活塞腔122和第二活塞腔123，当所述活塞121向第一活塞腔122运动时，所述活塞杆124靠近夹具5运动；

如图2所示，所述气动控制***包括第一换向阀21，所述第一换向阀21用于控制活塞杆124靠近或远离夹具5运动，所述第一换向阀21和气缸12之间连接有单向节流阀24，所述***31通过第二换向阀22与第一换向阀21连接，所述气缸12上连接有压力继电器23，所述压力继电器23与第二换向阀22电连接；具体地，所述第一换向阀21选用二位四通手动换向阀，所述第一换向阀21固定设置在尾架11上，所述第一换向阀21的工作口A与第一活塞腔122连通，所述第一换向阀21的工作口B与第二活塞腔123连通，所述第一换向阀21的进气口T与压缩空气连通，所述第一换向阀21的出气口P与大气连通，所述单向节流阀24和第二换向阀22分别与第一换向阀21的工作口B连通；所述第二换向阀22选用二位三通电磁换向阀，所述第二换向阀22的工作口A与***31连通，所述第二换向阀22的进气口T与第一换向阀21的工作口B连通。

如图1所示，为了便于控制与调节***31吹气的方向，所述***31选用蛇形金属软管；为了便于***31的放置，车床上固定设置有固定架32，所述***31固定设置在固定架32上，***31可卡接在固定架32上，通过弯曲***31调整***31的吹气方向即可，提高该装夹装置工作环境的整齐度，便于现场操作，提高操作安全性。

如图3所示，本实施例待装夹的工件7以差速器锥齿轮为例，按杠杆原理，支点在齿形夹具5的下方，重心在工件7的中心，如果工件7装入夹具5，手松开后，工件7会以支点为支撑向下翻转而掉落。如图3所示，O点为夹具的支点，G点为工件7的重心，箭头方向表示喷压气流方向，根据力臂原理喷压气流应在工件7的右上方直吹，能达到最佳夹紧工件7的效果。

工作原理如下：

1、上料过程：

①预先根据待装夹的工件7弯曲***31调整其喷气的方向，如图1和图3所示；

②清理夹具5上的铁屑等杂物后，左手拿工件7，装入夹具5上；

③右手向左推第一换向阀21，第一换向阀21的左位接通压缩空气，压缩空气同时经第一换向阀21的工作口B兵分两路：一路：经第二换向阀22进入***31，***31用压缩空气直吹工件7的右上方，使工件7实现初定位后，再左手松开；另一路：经单向节流阀24进入气缸12的第二活塞腔123，推动活塞121向第一活塞腔122运动，同时活塞杆124带动顶针13靠近夹具5运动，直至顶针13顶紧工件7。因为单向节流阀24的作用，限制了活塞杆124的移动速度，使顶针13夹紧工件7的时间比***31直吹工件7延时2～3秒(当然通过调节单向节流阀24的开口可控制该延时时长)，此时左手已松开脱离了工件7，实现了首先初定位工件7，松开左手后，顶针13再夹紧工件7的顺序动作的目标，能彻底杜绝顶针13夹手指的风险；

2、加工过程：

④左手按下车床主轴4启动开关，车床主轴4开始旋转，车削工件7。此时气缸12的第二活塞腔123的压力升高到压力继电器23起作用，压力继电器23控制第二换向阀22通电开始换向，第二电磁阀控制***31停止喷气；

3、卸料过程：

⑤待加工完毕，车床主轴4停转。左手按住工件7，右手向右推第一换向阀21，第一换向阀21的右位接通压缩空气，压缩空气经第一换向阀21的工作口A进入气缸12的第一活塞腔122，推动活塞121向第二活塞腔123运动，同时活塞杆124带动顶针13远离夹具5运动，退回原位，气缸12的第二活塞腔123经单向节流阀24从第一换向阀21的出气口P直通大气。此时，左手可卸下工件7，完成工件7的加工。再重复步骤②～⑤加工完成一批工件7。

Claims (5)

1.一种防夹手的车削小零件的装夹装置，其特征在于：包括气动尾架、气动控制***和***(31)，所述气动尾架包括尾架(11)、气缸(12)和顶针(13)，所述顶针(13)通过滑动设置在尾架(11)内的连接轴(14)与气缸(12)的活塞杆(124)连接，车床主轴(4)上固定设置有夹具(5)，所述车床主轴(4)、夹具(5)和顶针(13)依次同轴设置；

所述气动控制***包括第一换向阀(21)，所述第一换向阀(21)用于控制活塞杆(124)靠近或远离夹具(5)运动，所述第一换向阀(21)和气缸(12)之间连接有单向节流阀(24)，所述***(31)通过第二换向阀(22)与第一换向阀(21)连接，所述气缸(12)上连接有压力继电器(23)，所述压力继电器(23)与第二换向阀(22)电连接。

2.根据权利要求1所述的防夹手的车削小零件的装夹装置，其特征在于：车床上固定设置有固定架(32)，所述***(31)固定设置在固定架(32)上。

3.根据权利要求2所述的防夹手的车削小零件的装夹装置，其特征在于：所述***(31)选用蛇形金属软管。

4.根据权利要求1、2或3所述的防夹手的车削小零件的装夹装置，其特征在于：所述气缸(12)包括位于活塞(121)两侧的第一活塞腔(122)和第二活塞腔(123)，当所述活塞(121)向第一活塞腔(122)运动时，所述活塞杆(124)靠近夹具(5)运动；所述第一换向阀(21)选用二位四通手动换向阀，所述第一换向阀(21)的工作口A与第一活塞腔(122)连通，所述第一换向阀(21)的工作口B与第二活塞腔(123)连通，所述第一换向阀(21)的进气口T与压缩空气连通，所述第一换向阀(21)的出气口P与大气连通，所述单向节流阀(24)和第二换向阀(22)分别与第一换向阀(21)的工作口B连通。

5.根据权利要求4所述的防夹手的车削小零件的装夹装置，其特征在于：所述第二换向阀(22)选用二位三通电磁换向阀，所述第二换向阀(22)的工作口A与***(31)连通，所述第二换向阀(22)的进气口T与第一换向阀(21)的工作口B连通。