CN110421483B - 一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及精密微小零件磨削技术领域，且公开了一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，包括连接端、推进机构、涨起机构和夹紧机构，所述推进机构左侧的中间位置与连接端的右侧连接，所述涨起机构的左侧与推进机构的右侧连通，所述夹紧机构的左侧与涨起机构的右侧通过螺纹可拆卸连接。本发明通过顶针的右侧缓慢进入六个弧形撑杆相对接所形成的圆心中，由于顶针的尖锥形状能够对六个弧形撑杆右侧的直径进行逐渐撑起，从而使六个弧形撑杆的外侧壁与微小零件一端的内侧壁进行紧密贴合，使其达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定，以及在Z向旋转时有足够的摩擦力限制零件自由度，和保证内孔与外圆保持同轴度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及精密微小零件磨削技术领域，具体为一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构。
背景技术
零件磨削装夹需要限制各自由度，分别为X、Y、Z、X旋转、Y旋转、Z旋转，一般装夹通过鸡心夹或卡爪限制Z旋转，鸡心夹和卡爪都需要夹外圆，对于外圆面全部磨削的零件并不适用。另外在需要保证外圆与内孔同轴度的要求时对于卡爪的跳动精度又有很高要求。
对于较大尺寸的零件的此类问题解决方案为，使用反爪从内孔进行撑起，这种装夹方式适用于壁厚较大的零件，不会应撑力而产生变形；另一种方法使用微锥芯棒进行装夹，微锥芯棒的工作原理是Z方向受力越大，限制Z旋转的摩擦力越大，适用于孔长度较长且对Z向尺寸要求不高的零件。
目前零件磨削装夹的方法有两种，一种为两顶方法，零件两端必须有顶尖孔；另一种为卡爪夹持一端，零件必须有足够的夹持位置。若需要最后工序磨削整个外圆面，没有顶尖位置进行两顶装夹，又没有外圆夹持位置进行卡爪夹持，且不能使用无心磨，因此现有技术无论是顶尖或卡爪都适用于大尺寸的零件，无法对微小零件进行装夹，这种情况下就需要发明一种工艺装备进行装夹零件，以达到能实现零件磨削的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定，以及在Z向旋转时有足够的摩擦力限制零件自由度，和保证内孔与外圆保持同轴度的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，包括连接端、推进机构、涨起机构和夹紧机构，所述推进机构左侧的中间位置与连接端的右侧连接，所述涨起机构的左侧与推进机构的右侧连通，所述夹紧机构的左侧与涨起机构的右侧通过螺纹可拆卸连接。
所述推进机构包括安装壳、圆筒、滑块、螺纹套、从动锥齿轮、螺纹杆、转杆和主动锥齿轮，所述圆筒的左侧与安装壳内壁左侧的中间位置连接，所述圆筒的内侧壁与滑块的外侧壁滑动连接，所述螺纹套的左侧通过轴承与圆筒的右侧连接，所述螺纹套外表面的中间位置与从动锥齿轮的内侧壁通过平键连接，所述螺纹杆的一端通过轴承与滑块的右侧连接，所述螺纹杆的右侧与螺纹套通过螺纹连接，且螺纹杆的右端延伸至涨起机构的内部，所述转杆的底部通过轴承与安装壳顶部的右侧相插接，所述转杆的底部与主动锥齿轮的顶部连接，且主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，所述转杆的顶部与旋块的底部连接。
所述涨起机构包括防护壳、活动块、顶针和第一强力磁铁，所述防护壳的左侧与安装壳的右侧为一体连通状态，所述活动块的外侧壁与防护壳的内侧壁连接，所述活动块左侧的中间位置通过轴承与螺纹杆的右端连接，所述顶针的左端设置有连接柱，所述活动块右侧的中间位置设置有插孔，且插孔内壁的左侧与第一强力磁铁的一侧连接，所述连接柱的左端与插孔相插接，且第一强力磁铁的右侧与连接柱的左侧相吸合，所述防护壳右侧中间位置设置有配合顶针活动的通槽。
所述夹紧机构包括连接壳体、弧形撑杆、限位板和第二强力磁铁，六个所述弧形撑杆的左侧通过连接壳体右侧的通槽与其相插接，且六个弧形撑杆相对接的形状为规则圆形，六个所述弧形撑杆的左端均设置有延伸边，所述限位板的外侧壁与连接壳体内侧壁的右侧连接，且限位板的右侧与延伸边的左侧搭接，所述第二强力磁铁的一侧镶嵌于弧形撑杆的外表面上，且第二强力磁铁的外表面与弧形撑杆的外表面相齐平；
所述旋块的外表面套接有防护套，且旋块的横向截面形状为圆形；
所述插孔的形状为圆形，且插孔的深度与连接柱的长度一致。
优选的，所述连接柱的竖向截面形状为圆形，且连接柱与顶针为一体成型。
优选的，所述顶针的形状为尖锥状，且顶针的竖向截面形状为等腰三角形。
优选的，所述弧形撑杆与延伸边为一体成型，且六个延伸边相对接的形状为规则圆形。
本发明提供了一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构。具备以下有益效果：
(1)、本发明通过将连接端的左侧与磨床卡爪进行夹紧，通过转动旋块使从动锥齿轮在转动的同时带动螺纹套进行转动，使螺纹杆通过螺纹套的转动向右移动，此时螺纹杆推动活动块向向右侧移动，使顶针的右侧缓慢进入六个弧形撑杆相对接所形成的圆心中，由于顶针的尖锥形状能够对六个弧形撑杆右侧的直径进行逐渐撑起，从而使六个弧形撑杆的外侧壁与微小零件一端的内侧壁进行紧密贴合，使其达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定，以及在Z向旋转时有足够的摩擦力限制零件自由度，和保证内孔与外圆保持同轴度的目的。
(2)、本发明由于六个弧形撑杆的设置，通过六个弧形撑杆的独特设计能够使其在涨起撑开时保持自身规则圆形的特性，而且六个弧形撑杆的外侧壁能够与本身圆形的内孔进行紧密贴合，从而能够防止在撑起时出现不平整现象的发生，进而保证了微小零件不会出现形变现象的发生，同时实现限制零件磨削过程中的转动，以及外圆与内孔同轴的要求。
(3)、本发明由于插孔和第一强力磁铁的设置，通过顶针与插孔的插接以及利用第一强力磁铁的吸合力，能够使整个涨起机构与顶针形成自由组合，达到了方便拆卸更换不同大小顶针的效果，从而便于针对不同大小的零件进行自由更换。
(4)、本发明由于夹紧机构和涨起机构通过螺纹连接的设置，能够使整个装置根据微型零件内孔的不同尺寸进行更换夹紧机构，而六个弧形撑杆所对接所形成的圆形直径范围可以是0至5毫米之间，因此能够提高对微小零件装夹的通用性。
(5)、本发明由于采用螺纹杆和螺纹套的组合，通过螺纹套在转动时能够使螺纹杆进行缓慢移动的性质，能够保证活动块对于顶针所施加推动力的稳定性，从而使顶针能够步进式缓慢的对六个弧形撑杆进行撑起，进而保证了不会对微小零件造成损伤现象的发生。
附图说明
图1为本发明结构的正面剖示图；
图2为本发明结构顶针的正面示意图；
图3为本发明结构活动块的侧视图；
图4为本发明结构夹紧机构的正面剖示图；
图5为本发明结构夹紧机构的俯视图。
图中：1连接端、2推进机构、3涨起机构、4夹紧机构、21安装壳、22圆筒、23滑块、24螺纹套、25从动锥齿轮、26螺纹杆、27转杆、28主动锥齿轮、29旋块、31防护壳、32活动块、33顶针、34连接柱、35插孔、36第一强力磁铁、41连接壳体、42弧形撑杆、43延伸边、44限位板、45第二强力磁铁。
具体实施方式
如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，包括连接端1、推进机构2、涨起机构3和夹紧机构4，推进机构2左侧的中间位置与连接端1的右侧固定连接，涨起机构3的左侧与推进机构2的右侧连通，夹紧机构4的左侧与涨起机构3的右侧通过螺纹可拆卸连接。
推进机构2包括安装壳21、圆筒22、滑块23、螺纹套24、从动锥齿轮25、螺纹杆26、转杆27和主动锥齿轮28，圆筒22的左侧与安装壳21内壁左侧的中间位置固定连接，圆筒22的内侧壁与滑块23的外侧壁滑动连接，螺纹套24的左侧通过轴承与圆筒22的右侧转动连接，螺纹套24外表面的中间位置与从动锥齿轮25的内侧壁通过平键固定连接，螺纹杆26的一端通过轴承与滑块23的右侧转动连接，螺纹杆26的右侧与螺纹套24通过螺纹连接，且螺纹杆26的右端延伸至涨起机构3的内部，转杆27的底部通过轴承与安装壳21顶部的右侧相插接，转杆27的底部与主动锥齿轮28的顶部固定连接，且主动锥齿轮28与从动锥齿轮25啮合，转杆27的顶部与旋块29的底部固定连接，旋块29的外表面套接有防护套，且旋块29的横向截面形状为圆形。
涨起机构3包括防护壳31、活动块32、顶针33和第一强力磁铁36，防护壳31的左侧与安装壳21的右侧为一体连通状态，活动块32的外侧壁与防护壳31的内侧壁滑动连接，活动块32左侧的中间位置通过轴承与螺纹杆26的右端转动连接，顶针33的左端设置有连接柱34，活动块32右侧的中间位置开设有插孔35，且插孔35内壁的左侧与第一强力磁铁36的一侧固定连接，连接柱34的左端与插孔35相插接，且第一强力磁铁36的右侧与连接柱34的左侧相吸合，防护壳31右侧中间位置开设有配合顶针33活动的通槽，插孔35的形状为圆形，且插孔35的深度与连接柱34的长度一致，连接柱34的竖向截面形状为圆形，且连接柱34与顶针33为一体成型，顶针33的形状为尖锥状，且顶针33的竖向截面形状为等腰三角形。
夹紧机构4包括连接壳体41、弧形撑杆42、限位板44和第二强力磁铁45，六个弧形撑杆42的左侧通过连接壳体41右侧的通槽与其相插接，且六个弧形撑杆42相对接的形状为规则圆形，六个弧形撑杆42所对接所形成的圆形直径范围可以是0至5毫米之间，六个弧形撑杆42的左端均设置有延伸边43，限位板44的外侧壁与连接壳体41内侧壁的右侧固定连接，且限位板44的右侧与延伸边43的左侧搭接，第二强力磁铁45的一侧镶嵌于弧形撑杆42的外表面上，且第二强力磁铁45的外表面与弧形撑杆42的外表面相齐平，弧形撑杆42与延伸边43为一体成型，且六个延伸边43相对接的形状为规则圆形，本发明通过转动旋块29使从动锥齿轮25在转动的同时带动螺纹套24进行转动，使螺纹杆26通过螺纹套24的转动向右移动，此时螺纹杆26推动活动块32向向右侧移动，使顶针33的右侧缓慢进入六个弧形撑杆42相对接所形成的圆心中，由于顶针33的尖锥形状能够对六个弧形撑杆42右侧的直径进行逐渐撑起，从而使六个弧形撑杆42的外侧壁与微小零件一端的内侧壁进行紧密贴合，使其达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定，以及在Z向旋转时有足够的摩擦力限制零件自由度，和保证内孔与外圆保持同轴度的目的。
在使用时，将连接端的左侧与磨床卡爪进行夹紧，通过转动旋块29使从动锥齿轮25在转动的同时带动螺纹套24进行转动，使螺纹杆26通过螺纹套24的转动向右移动，此时螺纹杆26推动活动块32向向右侧移动，使顶针33的右侧缓慢进入六个弧形撑杆42相对接所形成的圆心中，由于顶针33的尖锥形状能够对六个弧形撑杆42右侧的直径进行逐渐撑起，从而使六个弧形撑杆42的外侧壁与微小零件一端的内侧壁进行紧密贴合，使其达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定。
综上可得：通过转动旋块29使从动锥齿轮25在转动的同时带动螺纹套24进行转动，使螺纹杆26通过螺纹套24的转动向右移动，此时螺纹杆26推动活动块32向向右侧移动，使顶针33的右侧缓慢进入六个弧形撑杆42相对接所形成的圆心中，由于顶针33的尖锥形状能够对六个弧形撑杆42右侧的直径进行逐渐撑起，从而使六个弧形撑杆42的外侧壁与微小零件一端的内侧壁进行紧密贴合，使其达到了对微小零件从内孔进行装夹的同时保证Z向定位的稳定，以及在Z向旋转时有足够的摩擦力限制零件自由度，和保证内孔与外圆保持同轴度的目的，本发明由于六个弧形撑杆42的设置，通过六个弧形撑杆42的独特设计能够使其在涨起撑开时保持自身规则圆形的特性，而且六个弧形撑杆42的外侧壁能够与本身圆形的内孔进行紧密贴合，从而能够防止在撑起时出现不平整现象的发生，进而保证了微小零件不会出现形变现象的发生，同时实现限制零件磨削过程中的转动，以及外圆与内孔同轴的要求，本发明由于插孔35和第一强力磁铁36的设置，通过顶针33与插孔35的插接以及利用第一强力磁铁36的吸合力，能够使整个涨起机构3与顶针33形成自由组合，达到了方便拆卸更换不同大小顶针33的效果，从而便于针对不同大小的零件进行自由更换，本发明由于夹紧机构4和涨起机构3通过螺纹连接的设置，能够使整个装置根据微型零件内孔的不同尺寸进行更换夹紧机构4，而六个弧形撑杆42所对接所形成的圆形直径范围可以是0至5毫米之间，因此能够提高对微小零件装夹的通用性，本发明由于采用螺纹杆26和螺纹套24的组合，通过螺纹套24在转动时能够使螺纹杆26进行缓慢移动的性质，能够保证活动块32对于顶针33所施加推动力的稳定性，从而使顶针33能够步进式缓慢的对六个弧形撑杆42进行撑起，进而保证了不会对微小零件造成损伤现象的发生。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，包括连接端(1)、推进机构(2)、涨起机构(3)和夹紧机构(4)，其特征在于：所述推进机构(2)左侧的中间位置与连接端(1)的右侧连接，所述涨起机构(3)的左侧与推进机构(2)的右侧连通，所述夹紧机构(4)的左侧与涨起机构(3)的右侧通过螺纹可拆卸连接；
所述推进机构(2)包括安装壳(21)、圆筒(22)、滑块(23)、螺纹套(24)、从动锥齿轮(25)、螺纹杆(26)、转杆(27)和主动锥齿轮(28)，所述圆筒(22)的左侧与安装壳(21)内壁左侧的中间位置连接，所述圆筒(22)的内侧壁与滑块(23)的外侧壁滑动连接，所述螺纹套(24)的左侧通过轴承与圆筒(22)的右侧连接，所述螺纹套(24)外表面的中间位置与从动锥齿轮(25)的内侧壁通过平键连接，所述螺纹杆(26)的一端通过轴承与滑块(23)的右侧连接，所述螺纹杆(26)的右侧与螺纹套(24)通过螺纹连接，且螺纹杆(26)的右端延伸至涨起机构(3)的内部，所述转杆(27)的底部通过轴承与安装壳(21)顶部的右侧相插接，所述转杆(27)的底部与主动锥齿轮(28)的顶部连接，且主动锥齿轮(28)与从动锥齿轮(25)啮合，所述转杆(27)的顶部与旋块(29)的底部连接；
所述涨起机构(3)包括防护壳(31)、活动块(32)、顶针(33)和第一强力磁铁(36)，所述防护壳(31)的左侧与安装壳(21)的右侧为一体连通状态，所述活动块(32)的外侧壁与防护壳(31)的内侧壁连接，所述活动块(32)左侧的中间位置通过轴承与螺纹杆(26)的右端连接，所述顶针(33)的左端设置有连接柱(34)，所述活动块(32)右侧的中间位置设置有插孔(35)，且插孔(35)内壁的左侧与第一强力磁铁(36)的一侧连接，所述连接柱(34)的左端与插孔(35)相插接，且第一强力磁铁(36)的右侧与连接柱(34)的左侧相吸合，所述防护壳(31)右侧中间位置设置有配合顶针(33)活动的通槽；
所述夹紧机构(4)包括连接壳体(41)、弧形撑杆(42)、限位板(44)和第二强力磁铁(45)，六个所述弧形撑杆(42)的左侧通过连接壳体(41)右侧的通槽与其相插接，且六个弧形撑杆(42)相对接的形状为规则圆形，六个所述弧形撑杆(42)的左端均设置有延伸边(43)，所述限位板(44)的外侧壁与连接壳体(41)内侧壁的右侧连接，且限位板(44)的右侧与延伸边(43)的左侧搭接，所述第二强力磁铁(45)的一侧镶嵌于弧形撑杆(42)的外表面上，且第二强力磁铁(45)的外表面与弧形撑杆(42)的外表面相齐平；
所述旋块(29)的外表面套接有防护套，且旋块(29)的横向截面形状为圆形；
所述插孔(35)的形状为圆形，且插孔(35)的深度与连接柱(34)的长度一致。
2.根据权利要求1所述的一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，其特征在于：所述连接柱(34)的竖向截面形状为圆形，且连接柱(34)与顶针(33)为一体成型。
3.根据权利要求1所述的一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，其特征在于：所述顶针(33)的形状为尖锥状，且顶针(33)的竖向截面形状为等腰三角形。
4.根据权利要求1所述的一种基于内孔定位磨削精密微小零件的装夹机构，其特征在于：所述弧形撑杆(42)与延伸边为一体成型，且六个延伸边(43)相对接的形状为规则圆形。
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