CN112222541A - 一种中型插齿机夹具交换工作台机构及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中型插齿机夹具交换工作台机构及操作方法，插齿机床身上设置有插齿机本体，所述插齿机床身的顶部对称设置有定位台面，所述定位台面上通过零点***定位安装有用于对工件进行夹紧的夹具本体，所述夹具本体与用于对其夹紧的夹紧托爪结构相配合，所述夹紧托爪结构与用于提供夹紧力的夹紧动力机构相配合，所述夹紧动力机构固定安装在用于驱动整个夹紧托爪结构转动的回转机构的顶部，所述回转机构与用于驱动其整体升降的升降机构的内部，所述升降机构固定安装在插齿机床身上。此机构采用双工位结构，保证了在工件加工过程中，交替的实现工件的装夹定位，解决了中型插齿不能采用双工作台的问题。

Description

一种中型插齿机夹具交换工作台机构及操作方法

技术领域

本发明属于插齿机技术领域，特别是涉及一种中型插齿机夹具交换工作台机构及操作方法，尤其满足大批量插齿；也可应用于其它批量化生产机床。

背景技术

中型插齿机工件特征比较大、重，吊装辅助时间长，尤其大批量生产，效率非常低；工件、夹具切换周期长，不能进行自动线搭建，所以自动线多集中于小型插齿机，从而制约了行业自动化、智能化层次；中型插齿机工作精度高，对工件定位要求高；切削冲击、振动大，对工作台、夹具刚性要求高；目前还没有中型插齿机具有双工作台机构，本发明解决了以上问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种中型插齿机夹具交换工作台机构及操作方法，此机构采用双工位结构，保证了在工件加工过程中，交替的实现工件的装夹定位，解决了中型插齿不能采用双工作台的问题，提高了工件的装夹加工效率。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种中型插齿机夹具交换工作台机构，它包括插齿机床身，所述插齿机床身上设置有插齿机本体，所述插齿机床身的顶部对称设置有定位台面，所述定位台面上通过零点***定位安装有用于对工件进行夹紧的夹具本体，所述夹具本体与用于对其夹紧的夹紧托爪结构相配合，所述夹紧托爪结构与用于提供夹紧力的夹紧动力机构相配合，所述夹紧动力机构固定安装在用于驱动整个夹紧托爪结构转动的回转机构的顶部，所述回转机构与用于驱动其整体升降的升降机构的内部，所述升降机构固定安装在插齿机床身上，并位于两个定位台面之间。

所述零点***包括圆销***、菱形***和对称布置的拉紧器；所述圆销***、菱形***和拉紧器的油缸与交换接头的出油接头部分安装在定位台面的内部，所述交换接头与液压单元相连，并提供液压动力。

所述夹紧动力机构包括托臂安装架，所述托臂安装架上安装有两组成对布置的齿轮安装轴，所述齿轮安装轴上安装有第一齿轮，所述第一齿轮与用于驱动其转动的第一齿条啮合传动，所述第一齿条采用双面齿结构，其两侧的齿条同时与位于两侧的第一齿轮啮合传动，所述第一齿条安装在第一油缸的活塞杆末端，所述夹紧托爪结构安装在相应的第一齿轮上。

所述夹紧托爪结构包括托臂，所述托臂通过紧定螺栓固定安装在夹紧动力机构的第一齿轮上，所述托臂的末端内侧面固定安装有用于将夹具本体进行夹紧的托爪。

所述夹具本体包括夹具座，所述夹具座的顶部中心部位固定有中心卡盘座；所述夹具座和中心卡盘座上设置有用于对工件进行初步装夹定位的初定位结构；所述中心卡盘座上安装有用于对工件进行精确定位的精确定位机构；所述夹具座的顶部，并位于中心卡盘座的***均布设置有多个用于对工件进行夹紧的夹紧机构。

所述初定位结构包括对称固定在夹具座上的导向销，所述导向销与工件的法兰孔配合完成径向初定位；

还包括固定在中心卡盘座顶部边缘的多个均布的定位块，所述定位块的顶部端面与工件的安装台阶面相接触配合；

所述精确定位机构包括加工在中心卡盘座内部的多个斜导向孔，每个所述斜导向孔内部通过滑动配合安装有导柱，所述导柱的顶部通过螺栓固定安装有卡爪，所述卡爪的外端面与工件的内阶梯面相接触配合，并实现工件的径向定位和复位；所述导柱的底端与用于驱动其上、下运动的活塞相配合，所述活塞配合安装在中心卡盘座内部的活塞腔体内部。

所述夹紧机构包括固定座，所述固定座呈中心均布固定在夹具座的顶部，所述固定座上配合安装有支撑缸，所述支撑缸的活塞杆顶端辅助定位支撑在工件的法兰下端面；

所述固定座上配合安装有转角油缸，所述转角油缸上安装有夹爪，所述夹爪与工件的法兰上端面相配合，并将其夹紧固定；

所述支撑缸以及转角油缸都与配油盘相连，所述配油盘与交换接头相配合。

所述升降机构包括升降缸底座，所述升降缸底座的顶部固定有升降油缸体，所述升降油缸体的内部安装有升降活塞体，所述升降活塞体的上部外侧壁上加工有导向键槽，所述导向键槽与安装在升降油缸体上的导向销构成滑动配合，所述回转机构安装在升降活塞体的内部。

所述回转机构包括通过第一轴承和第二轴承安装在升降活塞体内部的回转轴，所述回转轴的底端通过压板固定安装有第二齿轮，所述第二齿轮与用于驱动其转动的第二齿条啮合传动，并带动整个回转轴转动；所述第一轴承和第二轴承之间安装有定位轴套，所述回转轴的顶部固定有顶部轴承端盖，所述夹紧动力机构的托臂安装架固定安装在顶部轴承端盖上，所述定位轴套的底端安装有用于对第二轴承固定的底部轴承端盖。

所述中型插齿机夹具交换工作台机构的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：将工件定位安装在夹具本体上；

步骤二：启动夹紧动力机构，并驱动夹紧托爪结构，将两个夹具本体夹紧；

步骤三：启动升降机构，通过升降机构带动整个夹紧动力机构、夹具本体和工件升起；

步骤四：待两组夹具本体升起之后，启动回转机构，通过回转机构驱动夹具本体转动180°之后，将工件送入到插齿机床身上，升降机构复位之后，通过零点***将夹具本体与定位台面定位固定；

步骤五：启动插齿机本体对工件进行插齿加工，在另一工位，重新装夹固定第二工件；

步骤六：待第一工件加工完成之后，重新通过夹紧动力机构、升降机构、和回转机构之间的配合，将已加工工件送出，并取出，同时将第二个待加工的工件送入到插齿机床身上进行第二工件的加工；

步骤七：重复步骤五~步骤六，连续进行大批量工件的加工。

本发明有如下有益效果：

1、此机构采用双工位结构，保证了在工件加工过程中，交替的实现工件的装夹定位，解决了中型插齿不能采用双工作台的问题，提高了工件的装夹加工效率。通过零点***能够实现定位台面和夹具本体之间的定位精度、刚度的要求，进而保证了加工过程中，工件装夹的稳定性和可靠性。

2、通过采用上述结构的夹具本体能够实现已加工件、未加工件其它种类工件的快速切换，进而配合中型插齿机满足搭建自动线、智能生产线的要求；自动化程度高、精度高、柔性高、稳定性高，使行业自动线、智能化层次实现质的提升。

3、通过初定位结构能够实现待加工工件的初步定位，提高了其操作的便捷性。

4、通过采用定位块与支撑缸的组合应用，保证了夹紧、定位的稳定性和可靠性。

5、通过上述的精确定位机构能够实现待加工工件的径向精确定位，进而保证了其定位精度。

6、通过上述的活塞用于提供导柱的上、下滑动的动力，进而驱动卡爪实现待加工工件的径向定位。

7、通过转角油缸能够用于将待加工工件的顶部进行夹紧。

8、通过上述的升降机构能够将整个夹具本体进行升起，进而保证了两个夹具本体能够正常的转动，实现工位的转换。

9、通过上述的回转机构能够实现工位的切换转动。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明主视图。

图2为本发明夹紧动力机构所在位置俯视图。

图3为本发明夹具本体三维图。

图4为本发明夹具本体剖视图。

图5为本发明升降机构和回转机构的剖视图。

图中：插齿机本体1、插齿机床身2、定位台面3、夹具本体4、夹紧托爪结构5、蓄能器6、夹紧动力机构7、升降机构8、回转机构9、液压单元10、交换接头11、拉紧器12、圆销***13、菱形***14；

夹具座401、中心卡盘座402、导向销403、支撑缸404、固定座405、转角油缸406、夹爪407、卡爪408、定位块409、导柱410、配油盘411、活塞412；

托臂501、托爪502、紧定螺栓503；

第一油缸701、第一齿条702、第一齿轮703、托臂安装架704、齿轮安装轴705；

升降缸底座801、升降油缸体802、升降活塞体803、导向键槽804、导向销805、回转轴901、第一轴承902、定位轴套903、第二轴承904、第二齿条905、第二齿轮906、压板907、底部轴承端盖908、顶部轴承端盖909。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-5，一种中型插齿机夹具交换工作台机构，它包括插齿机床身2，所述插齿机床身2上设置有插齿机本体1，所述插齿机床身2的顶部对称设置有定位台面3，所述定位台面3上通过零点***定位安装有用于对工件进行夹紧的夹具本体4，所述夹具本体4与用于对其夹紧的夹紧托爪结构5相配合，所述夹紧托爪结构5与用于提供夹紧力的夹紧动力机构7相配合，所述夹紧动力机构7固定安装在用于驱动整个夹紧托爪结构5转动的回转机构9的顶部，所述回转机构9与用于驱动其整体升降的升降机构8的内部，所述升降机构8固定安装在插齿机床身2上，并位于两个定位台面3之间。此机构采用双工位结构，保证了在工件加工过程中，交替的实现工件的装夹定位，解决了中型插齿不能采用双工作台的问题，提高了工件的装夹加工效率。具体使用过程中，通过两个夹具本体4能够交替的进行工件的装夹固定，并实现工件的加工，进而有效的缩短了工件的辅助装夹时间，提高了工件的加工效率。

进一步的，所述零点***包括圆销***13、菱形***14和对称布置的拉紧器12；所述圆销***13、菱形***14和拉紧器12的油缸与交换接头11的出油接头部分安装在定位台面3的内部，所述交换接头11与液压单元10相连，并提供液压动力。通过零点***能够实现定位台面3和夹具本体4之间的定位，进而保证了加工过程中，工件装夹的稳定性和可靠性。

进一步的，所述夹紧动力机构7包括托臂安装架704，所述托臂安装架704上安装有两组成对布置的齿轮安装轴705，所述齿轮安装轴705上安装有第一齿轮703，所述第一齿轮703与用于驱动其转动的第一齿条702啮合传动，所述第一齿条702采用双面齿结构，其两侧的齿条同时与位于两侧的第一齿轮703啮合传动，所述第一齿条702安装在第一油缸701的活塞杆末端，所述夹紧托爪结构5安装在相应的第一齿轮703上。通过上述的夹紧动力机构7能够用于夹紧夹具本体4，进而实现两个夹具本体4之间的切换，保证了夹紧的可靠性。工作过程中，通过第一油缸701驱动第一齿条702，通过第一齿条702驱动第一齿轮703，进而通过第一齿轮703驱动夹紧托爪结构5实现转动，进而实现工件的夹紧。

进一步的，所述夹紧托爪结构5包括托臂501，所述托臂501通过紧定螺栓503固定安装在夹紧动力机构7的第一齿轮703上，所述托臂501的末端内侧面固定安装有用于将夹具本体4进行夹紧的托爪502。通过上述的夹紧托爪结构5能够用于对工件进行夹紧。具体使用过程中，通过第一齿轮703驱动托臂501，进而通过托臂501驱动托爪502，通过托爪502夹紧夹具本体4。

进一步的，所述夹具本体4包括夹具座401，所述夹具座401的顶部中心部位固定有中心卡盘座402；所述夹具座401和中心卡盘座402上设置有用于对工件15进行初步装夹定位的初定位结构；所述中心卡盘座402上安装有用于对工件15进行精确定位的精确定位机构；所述夹具座401的顶部，并位于中心卡盘座402的***均布设置有多个用于对工件15进行夹紧的夹紧机构。通过上述的夹具本体4能够用于用于对工件15进行定位和可靠的夹紧，进而保证其后续的加工。具体使用过程中，通过初定位结构和精确定位机构对工件进行定位，通过夹紧机构再对工件进行夹紧固定。

进一步的，所述初定位结构包括对称固定在夹具座401上的导向销403，所述导向销403与工件15的法兰孔配合完成径向初定位；还包括固定在中心卡盘座402顶部边缘的多个均布的定位块409，所述定位块409的顶部端面与工件15的安装台阶面相接触配合；通过上述的初定位结构能够实现工件的初步定位。

进一步的，所述精确定位机构包括加工在中心卡盘座402内部的多个斜导向孔，每个所述斜导向孔内部通过滑动配合安装有导柱410，所述导柱410的顶部通过螺栓固定安装有卡爪408，所述卡爪408的外端面与工件15的内阶梯面相接触配合，并实现工件15的径向定位和复位；所述导柱410的底端与用于驱动其上、下运动的活塞412相配合，所述活塞412配合安装在中心卡盘座402内部的活塞腔体内部。通过上述的精确定位机构能够实现工件的精确定位。工作过程中，通过活塞412驱动导柱410上下运动，进而通过导柱410驱动卡爪408实现伸出或者缩回，最终实现工件15的径向卡紧定位。

进一步的，所述夹紧机构包括固定座405，所述固定座405呈中心均布固定在夹具座401的顶部，所述固定座405上配合安装有支撑缸404，所述支撑缸404的活塞杆顶端辅助定位支撑在工件15的法兰下端面；所述固定座405上配合安装有转角油缸406，所述转角油缸406上安装有夹爪407，所述夹爪407与工件15的法兰上端面相配合，并将其夹紧固定；所述支撑缸404以及转角油缸406都与配油盘411相连，所述配油盘411与交换接头11相配合。通过上述的夹紧机构能够实现工件的夹紧。夹紧过程中，通过支撑缸404伸出进而对工件15的底端进行支撑，通过转角油缸406对顶部进行压紧。

进一步的，所述升降机构8包括升降缸底座801，所述升降缸底座801的顶部固定有升降油缸体802，所述升降油缸体802的内部安装有升降活塞体803，所述升降活塞体803的上部外侧壁上加工有导向键槽804，所述导向键槽804与安装在升降油缸体802上的导向销805构成滑动配合，所述回转机构9安装在升降活塞体803的内部。通过上述的升降机构8能够将整个夹具本体4进行升起，进而保证了两个夹具本体4能够正常的转动，实现工位的转换。工作过程中，通过升降活塞体803驱动其顶部的夹紧动力机构7整体升降。

进一步的，所述回转机构9包括通过第一轴承902和第二轴承904安装在升降活塞体803内部的回转轴901，所述回转轴901的底端通过压板907固定安装有第二齿轮906，所述第二齿轮906与用于驱动其转动的第二齿条905啮合传动，并带动整个回转轴901转动；所述第一轴承902和第二轴承904之间安装有定位轴套903，所述回转轴901的顶部固定有顶部轴承端盖909，所述夹紧动力机构7的托臂安装架704固定安装在顶部轴承端盖909上，所述定位轴套903的底端安装有用于对第二轴承904固定的底部轴承端盖908。通过上述的回转机构9能够实现工位的切换转动。工作过程中，通过第二齿条905驱动第二齿轮906，通过第二齿轮906驱动回转轴901转动，进而通过回转轴901驱动其顶部的夹紧动力机构7整体转动。

实施例2：

所述中型插齿机夹具交换工作台机构的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：将工件15定位安装在夹具本体4上；

步骤二：启动夹紧动力机构7，并驱动夹紧托爪结构5，将两个夹具本体4夹紧；

步骤三：启动升降机构8，通过升降机构8带动整个夹紧动力机构7、夹具本体4和工件15升起；

步骤四：待两组夹具本体4升起之后，启动回转机构9，通过回转机构9驱动夹具本体4转动180°之后，将工件15送入到插齿机床身2上，升降机构8复位之后，通过零点***将夹具本体4与定位台面3定位固定；

步骤五：启动插齿机本体1对工件15进行插齿加工，在另一工位，重新装夹固定第二工件15；

步骤六：待第一工件15加工完成之后，重新通过夹紧动力机构7、升降机构8、和回转机构9之间的配合，将已加工工件送出，并取出，同时将第二个待加工的工件送入到插齿机床身2上进行第二工件的加工；

步骤七：重复步骤五~步骤六，连续进行大批量工件的加工。

Claims (10)

1.一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：它包括插齿机床身（2），所述插齿机床身（2）上设置有插齿机本体（1），所述插齿机床身（2）的顶部对称设置有定位台面（3），所述定位台面（3）上通过零点***定位安装有用于对工件进行夹紧的夹具本体（4），所述夹具本体（4）与用于对其夹紧的夹紧托爪结构（5）相配合，所述夹紧托爪结构（5）与用于提供夹紧力的夹紧动力机构（7）相配合，所述夹紧动力机构（7）固定安装在用于驱动整个夹紧托爪结构（5）转动的回转机构（9）的顶部，所述回转机构（9）与用于驱动其整体升降的升降机构（8）的内部，所述升降机构（8）固定安装在插齿机床身（2）上，并位于两个定位台面（3）之间。

2.根据权利要求1所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述零点***包括圆销***（13）、菱形***（14）和对称布置的拉紧器（12）；所述圆销***（13）、菱形***（14）和拉紧器（12）的油缸与交换接头（11）的出油接头部分安装在定位台面（3）的内部，所述交换接头（11）与液压单元（10）相连，并提供液压动力。

3.根据权利要求1所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述夹紧动力机构（7）包括托臂安装架（704），所述托臂安装架（704）上安装有两组成对布置的齿轮安装轴（705），所述齿轮安装轴（705）上安装有第一齿轮（703），所述第一齿轮（703）与用于驱动其转动的第一齿条（702）啮合传动，所述第一齿条（702）采用双面齿结构，其两侧的齿条同时与位于两侧的第一齿轮（703）啮合传动，所述第一齿条（702）安装在第一油缸（701）的活塞杆末端，所述夹紧托爪结构（5）安装在相应的第一齿轮（703）上。

4.根据权利要求1或3所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述夹紧托爪结构（5）包括托臂（501），所述托臂（501）通过紧定螺栓（503）固定安装在夹紧动力机构（7）的第一齿轮（703）上，所述托臂（501）的末端内侧面固定安装有用于将夹具本体（4）进行夹紧的托爪（502）。

5.根据权利要求1所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述夹具本体（4）包括夹具座（401），所述夹具座（401）的顶部中心部位固定有中心卡盘座（402）；所述夹具座（401）和中心卡盘座（402）上设置有用于对工件（15）进行初步装夹定位的初定位结构；所述中心卡盘座（402）上安装有用于对工件（15）进行精确定位的精确定位机构；所述夹具座（401）的顶部，并位于中心卡盘座（402）的***均布设置有多个用于对工件（15）进行夹紧的夹紧机构。

6.根据权利要求5所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述初定位结构包括对称固定在夹具座（401）上的导向销（403），所述导向销（403）与工件（15）的法兰孔配合完成径向初定位；

还包括固定在中心卡盘座（402）顶部边缘的多个均布的定位块（409），所述定位块（409）的顶部端面与工件（15）的安装台阶面相接触配合；

所述精确定位机构包括加工在中心卡盘座（402）内部的多个斜导向孔，每个所述斜导向孔内部通过滑动配合安装有导柱（410），所述导柱（410）的顶部通过螺栓固定安装有卡爪（408），所述卡爪（408）的外端面与工件（15）的内阶梯面相接触配合，并实现工件（15）的径向定位和复位；所述导柱（410）的底端与用于驱动其上、下运动的活塞（412）相配合，所述活塞（412）配合安装在中心卡盘座（402）内部的活塞腔体内部。

7.根据权利要求5所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述夹紧机构包括固定座（405），所述固定座（405）呈中心均布固定在夹具座（401）的顶部，所述固定座（405）上配合安装有支撑缸（404），所述支撑缸（404）的活塞杆顶端辅助定位支撑在工件（15）的法兰下端面；

所述固定座（405）上配合安装有转角油缸（406），所述转角油缸（406）上安装有夹爪（407），所述夹爪（407）与工件（15）的法兰上端面相配合，并将其夹紧固定；

所述支撑缸（404）以及转角油缸（406）都与配油盘（411）相连，所述配油盘（411）与交换接头（11）相配合。

8.根据权利要求1所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述升降机构（8）包括升降缸底座（801），所述升降缸底座（801）的顶部固定有升降油缸体（802），所述升降油缸体（802）的内部安装有升降活塞体（803），所述升降活塞体（803）的上部外侧壁上加工有导向键槽（804），所述导向键槽（804）与安装在升降油缸体（802）上的导向销（805）构成滑动配合，所述回转机构（9）安装在升降活塞体（803）的内部。

9.根据权利要求1或8所述一种中型插齿机夹具交换工作台机构，其特征在于：所述回转机构（9）包括通过第一轴承（902）和第二轴承（904）安装在升降活塞体（803）内部的回转轴（901），所述回转轴（901）的底端通过压板（907）固定安装有第二齿轮（906），所述第二齿轮（906）与用于驱动其转动的第二齿条（905）啮合传动，并带动整个回转轴（901）转动；所述第一轴承（902）和第二轴承（904）之间安装有定位轴套（903），所述回转轴（901）的顶部固定有顶部轴承端盖（909），所述夹紧动力机构（7）的托臂安装架（704）固定安装在顶部轴承端盖（909）上，所述定位轴套（903）的底端安装有用于对第二轴承（904）固定的底部轴承端盖（908）。

10.权利要求1-9任意一项所述中型插齿机夹具交换工作台机构的操作方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：将工件（15）定位安装在夹具本体（4）上；

步骤二：启动夹紧动力机构（7），并驱动夹紧托爪结构（5），将两个夹具本体（4）夹紧；

步骤三：启动升降机构（8），通过升降机构（8）带动整个夹紧动力机构（7）、夹具本体（4）和工件（15）升起；

步骤四：待两组夹具本体（4）升起之后，启动回转机构（9），通过回转机构（9）驱动夹具本体（4）转动180°之后，将工件（15）送入到插齿机床身（2）上，升降机构（8）复位之后，通过零点***将夹具本体（4）与定位台面（3）定位固定；

步骤五：启动插齿机本体（1）对工件（15）进行插齿加工，在另一工位，重新装夹固定第二工件（15）；

步骤六：待第一工件（15）加工完成之后，重新通过夹紧动力机构（7）、升降机构（8）、和回转机构（9）之间的配合，将已加工工件送出，并取出，同时将第二个待加工的工件送入到插齿机床身（2）上进行第二工件的加工；

步骤七：重复步骤五~步骤六，连续进行大批量工件的加工。

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