CN113427121B - 一种分度支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分度支承装置，包括底座、设置在底座上的直线驱动器、位置调整结构以及锁定结构；所述直线驱动器的输出端朝上设置且安装有托轮支承结构；所述托轮支承结构的上方设有竖直朝下的测距传感器。本发明提供的分度支承装置能够辅助长筒状工件分度定位，分度支承装置对芯轴的两端进行支承并且调整芯轴的前后位置和高度，使得芯轴的轴线位置至与分度顶尖的轴线相重合实现芯轴的径向定位，消除芯轴和工件的重力对分度定位的影响，使分度顶尖和尾部顶尖能够专注于芯轴的轴向定位，在工件加工以及工件分度转动时，分度支承装置始终对芯轴和长筒状工件进行随动支承，不会干涉长筒状工件转动。

Description

一种分度支承装置

技术领域

本发明涉及零部件加工技术领域，特别涉及一种分度支承装置。

背景技术

激光加工具有精度高、切割迅速，不局限于切割图案限制，切口平滑等特点，在长筒状工件的分度加工时也利用激光切割加工。在分度加工时，一般通过分度卡盘和尾部顶尖对长筒状工件进行装夹，长筒状工件套装在芯轴上，分度卡盘夹住芯轴的一端部，尾部顶尖顶住芯轴的另一端部,分度卡盘上的分度器按照设定参数对长筒状工件的圆周等分角度，分度卡盘驱动芯轴和工件每旋转一个角度，激光头即对工件进行局部切割加工。现有分度卡盘主要为三爪卡盘或四爪卡盘的形式，一方面分度卡盘的夹爪会共同对芯轴造成一定的夹持形变，另一方面由于芯轴和工件的质量较重，它们会形成一个竖直向下的分力，分度卡盘夹持芯轴后会产生一定的偏移量，从而影响芯轴与分度卡盘以及尾部顶尖的的同轴度，芯轴圆跳动量大，影响加工位置精度。所以创新设计出一种关于长筒状工件的分度定位方法，希望利用分度支承装置对芯轴的两端进行支承，消除芯轴和工件的重力对分度轴向定位的影响，再通过分度顶尖和尾部顶尖对芯轴进行定位，减少芯轴的定位偏移。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种分度支承装置，旨在利用分度支承装置对芯轴的两端进行支承，一方面对芯轴进行径向定位，另一方面消除芯轴和工件的重力对芯轴轴向定位的影响。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种分度支承装置，包括底座、设置在底座上的直线驱动器、位置调整结构以及锁定结构；所述直线驱动器的输出端朝上设置且安装有托轮支承结构；所述托轮支承结构的上方设有竖直朝下的测距传感器；所述位置调整结构用于调整直线驱动器的前后位置；所述锁定结构用于锁定底座在导轨上的位置，所述托轮支承结构用于承托芯轴。

所述位置调整结构包括垫板、压块、压板以及开设在底座顶面上的安装槽；所述安装槽沿前后方向延伸，所述垫板、直线驱动器、压块依次从前往后安装在安装槽中，所述垫板的前端面紧贴安装槽的内壁，所述压板用于推动压块，使直线驱动器压紧在垫板上。

所述压块的横截面为直角梯形，该直角梯形的斜边所在的斜面为第一定位配合面；所述压板的横截面为等边梯形，所述压板的其中一个斜面为与第一定位配合面相互配合的第二定位配合面，所述压板的另一个斜面为阻挡面，所述底座的顶面上开设有与压板形状相适配的导引卡槽，所述压板安装在导引卡槽中，压板的阻挡面紧贴导引卡槽的内壁。

所述导引卡槽设有两个，安装槽位于两个导引卡槽之间，每个所述导引卡槽的底面设有螺纹孔，所述压板上设有与螺纹孔数量相同且一一对应的沉头孔，每个压板的沉头孔处分别自上而下穿过一根调整螺钉，每根调整螺钉的底端分别拧入对应的螺纹孔中。

所述托轮支承结构包括支座、两个前后对称设置且可转动地设置在支座上的托轮，两个托轮的轴线水平设置且高度相同，其中一个托轮的轮面朝向另一个托轮的轮面。

所述底座包括底板、设置在底板底部的L形限位块，所述L形限位块与底板围成一个C形夹口。

所述锁定结构包括至少一个倾斜贯穿底板的通孔，每个通孔的底端处自下而上穿过一根T型螺栓，每根T型螺栓的螺纹端拧入一个锁定螺母。

所述底板的上表面开设有用于容纳锁定螺母的V形槽，所述V形槽与通孔连通，所述锁定螺母能够抵压在V形槽的斜面上。

所述测距传感器通过高度调节组件与底座连接，所述高度调节组件包括倒L形的支臂和调整支杆以及锁定螺钉，该支臂的水平部上设有可上下移动的调整支杆，所述测距传感器安装在调整支杆上，所述调整支杆通过锁定螺钉固定在支臂上。

所述直线驱动器为液压油缸。

有益效果：

本发明提供的分度支承装置能够辅助长筒状工件分度定位，分度支承装置对芯轴的两端进行支承，通过位置调整结构调整芯轴的前后位置以及通过直线驱动器驱动托轮支承结构举升芯轴，使得芯轴的轴线位置至与分度顶尖的轴线相重合实现对芯轴的径向定位，消除芯轴和工件的重力对芯轴轴向定位的影响，使分度顶尖和尾部顶尖能够专注于芯轴的轴向定位，在工件加工以及工件分度转动时，分度支承装置始终对芯轴和长筒状工件进行随动支承，不会干涉长筒状工件转动。

附图说明

图1为本发明提供的分度支承装置的立体图一。

图2为本发明提供的分度支承装置的立体图二。

图3为本发明提供的分度支承装置的工作示意图一。

图4为本发明提供的分度支承装置的工作示意图二。

主要元件符号说明：91-底座、911-底板、912-L形限位块、913-C形夹口、92-直线驱动器、93-位置调整结构、931-垫板、932-压块、9321-第一定位配合面、933-压板、9331-第二定位配合面、9332-阻挡面、934-安装槽、935-导引卡槽、936-调整螺钉、937-沉头孔、94-锁定结构、941-T型螺栓、942-锁定螺母、943-V形槽、95-托轮支承结构、951-支座、952-托轮、961-测距传感器、962-倒L形的支臂、963-调整支杆、964-锁定螺钉、1-夹头机构、2-定位组件、3-分度顶尖、4-芯轴、41-第一承托段、42-第二承托段、51-尾架、52-尾部顶尖、6-床身、61-导轨、62-T形槽、63-滑槽、7-激光头、8-驱动装置。

具体实施方式

本发明提供一种分度支承装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

本文中，图1和3中的箭头所指示的方向为“前”，“前”与“后”反向，横向为床身6上的导轨61的延伸方向。

请参阅图1和图2，本发明提供一种分度支承装置包括底座91、设置在底座91上的直线驱动器92、位置调整结构93以及锁定结构94；所述直线驱动器92的输出端朝上设置且安装有托轮支承结构95；所述托轮支承结构95的上方设有竖直朝下的测距传感器961；所述位置调整结构93用于调整直线驱动器92的前后位置。

在实际应用中，如图3和图4所示，分度支承装置9安装在床身6上，床身6上设有沿横向延伸的导轨61，所述底座91与导轨61滑动连接，底座91通过所述锁定结构94锁定在导轨61上的位置；所述床身6上还设有与其滑动连接的驱动装置8和尾架51，驱动装置8上驱动连接有分度顶尖3、尾架51上设有尾部顶尖52。长筒状工件10需要装夹在芯轴4上，该芯轴4包括依次连接的装夹段、第一承托段41、定位轴肩、工件安装段以及第二承托段42。长筒状工件10要先穿过从芯轴4的第二承托段42，然后再套在工件安装段上，最后定位组件2将长筒状工件10推压在定位轴肩上即完成对长筒状工件的定位。

为了保证芯轴4呈水平放置，芯轴4的第一承托段41和第二承托段42应分别由一个分度支承装置9进行承托，两个分度支承装置位于分度顶尖3和尾部顶尖52之间，工作人员根据芯轴4的长度，将分度支承装置9横向移动至合适的位置，使得两个分度支承装置9上的托轮支承结构95分别托持芯轴4的第一承托段41和第二承托段42，随后通过锁定结构94锁定底座91在导轨61上的位置，由于在初始状态下，两组托轮支承结构95的高度相同，所以芯轴4放置在托轮支承结构95后，芯轴4的轴线与水平方向平行(即芯轴4的轴线也与分度顶尖3的轴线平行)，若芯轴4的轴线前后位置与分度顶尖3的轴线不一致时，通过位置调整结构93调整直线驱动器92的前后位置从而调整托轮支承结构95和芯轴4的前后位置。当芯轴4的轴线的前后位置与分度顶尖3的轴线保持一致时，直线驱动器92驱动托轮支承结构95竖直向上移动，与此同时，测距传感器961实时监测其与芯轴4的距离并反馈至控制***，由于第一承托段41和第二承托段42的轴径、分度顶尖3的轴线高度、托轮支承结构95的初始高度已知，控制***根据反馈数据就能自动计算出芯轴4轴线的当前高度，从而控制两个直线驱动器92同步运动，驱动托轮支承结构95将芯轴4举升至与分度顶尖3的轴线高度相一致的高度，完成芯轴的径向定位操作。

最后，在分度顶尖3和尾部顶尖52相互配合下，分度顶尖3和尾部顶尖52分别顶住芯轴4的一端，大大减少了芯轴4的定位偏移，芯轴4、分度顶尖3以及尾部顶尖52处于同一同轴度，更精准地实现芯轴4和工件的轴向定位，确保激光加工位置准确。定位完成后，通过夹头机构1就能将分度顶尖3和芯轴4快速联接，芯轴4跟随分度顶尖3分度转动，在分度支承装置9的辅助支撑下，夹头机构1仅起到转动能量的传递作用，不会受芯轴4和工件的重力影响破坏联接定位效果。

与现有技术相比，本发明提供的分度支承装置9能够辅助长筒状工件10分度定位，分度支承装置9对芯轴4的两端进行支承，通过位置调整结构调整芯轴4的前后位置以及通过直线驱动器92驱动托轮支承结构举升芯轴4，，使得芯轴4的轴线位置与分度顶尖3的轴线相重合，消除芯轴4和工件的重力对轴向定位的影响，使分度顶尖3和尾部顶尖52能够专注于芯轴4的轴向定位，在工件加工以及工件分度转动时，分度支承装置9始终对芯轴4和长筒状工件10进行随动支承，不会干涉长筒状工件转动。

具体的，请参阅图1和图2，所述位置调整结构93包括垫板931、压块932、压板933以及开设在底座91顶面上的安装槽934；所述安装槽934沿前后方向延伸，所述垫板931、直线驱动器92、压块932依次从前往后安装在安装槽934中，所述垫板931的前端面紧贴安装槽934的内壁，所述压板933推动压块932，使直线驱动器92压紧在垫板931上。芯轴4在前后方向的位置调整时可以通过磨平或更换不同厚度垫板931的方式使芯轴4的轴线前后方向与分度顶尖3的轴线前后方向相一致，无须对底座91进行改造，便于操作，调整成本低。

进一步的，所述压块932的横截面为直角梯形，该直角梯形的斜边所在的斜面为第一定位配合面9321；所述压板933的横截面为等边梯形，所述压板933的其中一个斜面为与第一定位配合面9321相互配合的第二定位配合面9331，即第一定位配合面9321和第二定位配合面9331的斜率相同，装配时，压板933的第二定位配合面9331抵压在压块932的第一定位配合面9321上，压块932在第一定位配合面9321和第二定位配合面9331配合导引下竖直向下滑移，随着压板933移动，挤压力通过第一定位配合面9321和第二定位配合面9331传至压块932上，压块932被挤压朝前移动；当压块932不能继续向下移动时，该高度为装配高度，说明垫板931与直线驱动器92之间相互贴紧，压块932与直线驱动器92之间也相互贴紧，装配到位。当更换了不同厚度的垫板931，压板933的装配高度也适应性地发生改变，调试方便，整体结构紧凑。

进一步的，所述压板933的另一个斜面为阻挡面9332，所述底座91的顶面上开设有与压板933形状相适配的导引卡槽935，优选的，所述导引卡槽935设有两个，安装槽934位于两个导引卡槽935之间，每个所述导引卡槽935的底面设有螺纹孔，所述压板933上设有与螺纹孔数量相同且一一对应的沉头孔937，每个压板933的沉头孔937处分别自上而下穿过一根调整螺钉936，每根调整螺钉936的底端分别拧入对应的螺纹孔中。当所述压板933安装在导引卡槽935中，压板933的阻挡面9332紧贴导引卡槽935的内壁，一方面借助导引卡槽935的内壁巧妙地对压板933的移动轨迹进行限定，确保压板933只能竖直朝下移动，另一方面借助底座91的结构对压板933进行支撑，减少调整螺钉936的负荷。

在本实施例中，所述托轮支承结构95包括支座951、两个前后对称设置且可转动地设置在支座951上的托轮952，两个托轮952的轴线水平设置且高度相同，两个托轮952相互分离形成一个放置间隙，使得芯轴4的第一承托段41和第二承托段42陷入放置间隙后不会发生前后移动。当芯轴4和长筒状工件分度转动时，托轮952也能够跟随芯轴4转动而转动，确保芯轴4分度顺畅。所述托轮952优选为轴承，便于采购，成本低。

具体的，所述底座91包括底板911、设置在底板911底部的L形限位块912，所述L形限位块912与底板911围成一个C形夹口913。在实际应用中，床身6上的导轨61为T字形，导轨61的翼板分别与床身6形成两个滑槽63，所述L形限位块912的水平部卡入滑槽63中，导轨61的翼板则卡入C形夹口913中，使得分度支承装置可沿导轨61导引方向平稳地移动。

进一步的，所述锁定结构94包括至少一个倾斜贯穿底板911的通孔，每个通孔的底端处自下而上穿过一根T型螺栓941，每根T型螺栓941的螺纹端拧入一个锁定螺母942；相应地，导轨61上开设有一个横向延伸的T形槽62，T型螺栓941的头部安装在T形槽62中，限制分度支承装置脱离T形槽62。拧紧锁定螺母942后，T型螺栓941的头部就会朝远离L形限位块912的方向压紧T形槽62的内壁，由于T型螺栓941倾斜设置，此时会产生一个竖直向上以及向后的分力，同时也促使C形夹口913所对应的端面均紧贴导轨61，产生强大的摩擦力，进而分度支承装置不会发生自移动。

为了使分度支承装置9达到更好地锁定效果以及横移效果，所述通孔设有两个且沿安装槽934对称分布，相应地，T型螺栓941和锁定螺母942也设置有两个。

优选的，所述底板911的上表面开设有用于容纳锁定螺母942的V形槽943，所述V形槽943与通孔连通，所述锁定螺母942能够抵压在V形槽943的斜面上,产生更好的锁定效果，防止锁定螺母942在加工过程中发生松脱。

优选的，所述测距传感器961通过高度调节组件与底座91连接，所述高度调节组件包括倒L形的支臂962和调整支杆963以及锁定螺钉964，该支臂的水平部上设有可上下移动的调整支杆963，调整支杆963呈L形，所述测距传感器961安装在调整支杆963的水平部上，所述调整支杆963的竖向部的横截面为T形，支臂962的水平部上设有供调整支杆963的竖向部***且与调整支杆963的竖向部形状相适配的导引插口，通过竖向移动调整支杆963，就能微调测距传感器961的高度，以免测距传感器961与芯轴4的第一承托段41或第二承托段42发生干涉，所述调整支杆963的竖向部通过锁定螺钉964固定在支臂的水平部上。在对芯轴4和工件进行高度定位时，所述测距传感器961实时检测其与芯轴4顶端的距离，并反馈至控制***，控制***就能微控直线驱动器92的输出行程，确保芯轴4的轴线高度与分度顶尖3的轴线高度一致。

所述直线驱动器92可以是气动推杆、电动推杆、液压推杆、线性模组、直线模组、丝杆机构等，其主要效果是提供直线运动的输出端。在本实施例中，所述直线驱动器92为液压油缸，采用液压油缸具有载荷较大，举升速度可调的优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种分度支承装置，其特征在于，包括底座、设置在底座上的直线驱动器、位置调整结构以及锁定结构；所述直线驱动器的输出端朝上设置且安装有托轮支承结构；所述托轮支承结构的上方设有竖直朝下的测距传感器；所述位置调整结构用于调整直线驱动器的前后位置；所述锁定结构用于锁定底座在导轨上的位置，所述托轮支承结构用于承托芯轴；所述位置调整结构包括垫板、压块、压板以及开设在底座顶面上的安装槽；所述安装槽沿前后方向延伸，所述垫板、直线驱动器、压块依次从前往后安装在安装槽中，所述垫板的前端面紧贴安装槽的内壁，所述压板用于推动压块，使直线驱动器压紧在垫板上；所述压块的横截面为直角梯形，该直角梯形的斜边所在的斜面为第一定位配合面；所述压板的横截面为等边梯形，所述压板的其中一个斜面为与第一定位配合面相互配合的第二定位配合面，所述压板的另一个斜面为阻挡面，所述底座的顶面上开设有与压板形状相适配的导引卡槽，所述压板安装在导引卡槽中，压板的阻挡面紧贴导引卡槽的内壁；所述托轮支承结构包括支座、两个前后对称设置且可转动地设置在支座上的托轮，两个托轮的轴线水平设置且高度相同，其中一个托轮的轮面朝向另一个托轮的轮面。

2.根据权利要求1所述的分度支承装置，其特征在于，所述导引卡槽设有两个，安装槽位于两个导引卡槽之间，每个所述导引卡槽的底面设有螺纹孔，所述压板上设有与螺纹孔数量相同且一一对应的沉头孔，每个压板的沉头孔处分别自上而下穿过一根调整螺钉，每根调整螺钉的底端分别拧入对应的螺纹孔中。

3.根据权利要求1所述的分度支承装置，其特征在于，所述底座包括底板、设置在底板底部的L形限位块，所述L形限位块与底板围成一个C形夹口。

4.根据权利要求3所述的分度支承装置，其特征在于，所述锁定结构包括至少一个倾斜贯穿底板的通孔，每个通孔的底端处自下而上穿过一根T型螺栓，每根T型螺栓的螺纹端拧入一个锁定螺母。

5.根据权利要求4所述的分度支承装置，其特征在于，所述底板的上表面开设有用于容纳锁定螺母的V形槽，所述V形槽与通孔连通，所述锁定螺母能够抵压在V形槽的斜面上。

6.根据权利要求1所述的分度支承装置，其特征在于，所述测距传感器通过高度调节组件与底座连接，所述高度调节组件包括倒L形的支臂和调整支杆以及锁定螺钉，该支臂的水平部上设有可上下移动的调整支杆，所述测距传感器安装在调整支杆上，所述调整支杆通过锁定螺钉固定在支臂上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的分度支承装置，其特征在于，所述直线驱动器为液压油缸。

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