車床氣動漲芯夾緊裝置及其操作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車床氣動漲芯夾緊裝置，該夾緊裝置包括沿水平方向依次設置的夾緊機構、固定座、氣缸固定座及驅動機構，固定座為水平中空結構且一旋轉傳動機構藏設于其內部，旋轉傳動機構穿過氣缸固定座且夾緊機構與驅動機構通過旋轉傳動機構固定連接，通過聯(lián)動作用由驅動裝置拉動旋轉傳動機構進而帶動夾緊機構對工件完成夾緊和松開工序；本發(fā)明還設計了一種車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法；本發(fā)明所設計的夾緊裝置及其操作方法采用氣動漲芯夾緊替代人工擰緊螺栓進行夾緊，結構簡單，操作方便，成本低廉，降低了勞動強度，裝夾過程穩(wěn)定受控，大大縮短了車床加工裝夾的時間，提高了車床的生產效率。
【專利說明】車床氣動漲芯夾緊裝置及其操作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車床的氣動漲芯夾緊裝置及其操作方法。

【背景技術】
[0002]車床是主要用于車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床，在機床上還能用鉆頭、擴孔鉆、餃刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工，車床可對多種工件進行快速方便地加工，車床加工工件時，需要對工件進行夾持。
[0003]老的工藝對工件進行夾持時一般使用三爪定位夾持，由于工件批量大，原有三爪定位時車加工轉速慢，裝夾一個工件的時間長，生產效率低；同時，三爪定位夾緊過程中容易磨損，并且自定心精度不高，三爪懸臂過長與工件裝配后動平衡不好，且在反復使用更換后，易于磨損，會造成加工的內孔同軸度達不到圖紙要求；在裝夾的過程中，三爪張開力不易控制易導致工件夾不緊或變形。
[0004]漲芯機構是夾具設計中常見機構，其目的是為了使加工工件定位，并有一定的夾緊作用；目前國內外同行常用的是定心機構有彈簧漲套、滑塊、液壓塑料等，在滑塊、滑柱式機構中采用圓錐形或三楔形拉桿，用錐面或楔塊漲開滑柱，其擴張方向均在徑向方向，使工件緊緊貼在定位面上，從而使加工的工件精度更高；例如，在水泵殼體車削加工過程中，需要以軸承位基準進行定位夾緊完成車加工，目前采用普通車床C6136、C6140車制水泵殼體，利用車床上主軸聯(lián)接盤固定彈性漲芯夾具，由人工擰緊螺栓漲開彈性夾頭。
[0005]現(xiàn)有的技術中，在車床進行工件車削的時候，大多數操作都是在車削夾頭的側壁上鉆開一個螺栓孔，然后采用人工手動調節(jié)螺栓，進行壓緊操作，這樣的操作步驟過于復雜，采用人工擰緊夾緊，裝夾時間較長、工人勞動強度大、工件壓緊的可靠性受工人情緒的影響大，影響生產效率。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種采用氣動漲芯夾緊替代人工擰緊螺栓的夾緊裝置及其操作方法，結構簡單，操作方便，成本低廉，降低了勞動強度，且裝夾過程穩(wěn)定受控，大大縮短了車床加工裝夾的時間，提高了車床的生產效率。
[0007]為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種車床氣動漲芯夾緊裝置，包括沿水平方向依次設置的夾緊機構、固定座、氣缸固定座及驅動機構，氣缸固定座豎直設置且固定座與驅動機構分別固定在其兩側，固定座為水平中空結構且一旋轉傳動機構藏設于其內部，旋轉傳動機構穿過氣缸固定座且夾緊機構與驅動機構通過旋轉傳動機構固定連接；
技術效果:本發(fā)明整體結構清楚簡單，由驅動機構帶動旋轉傳動機構，從而使夾緊機構產生相應的技術效果，在拉力傳動方向上受力均勻，結構可靠。
[0008]進一步的，本發(fā)明的進一步技術方案為:
前述車床氣動漲芯夾緊裝置中，驅動機構包括固定在氣缸固定座遠離固定座一側的螺母座，螺母座水平中空且其內表面具有矩形螺紋，還包括一搖臂，搖臂分為圓形轉動部及該圓形轉動部側邊延伸出的傳動部，圓形轉動部的一側面還具有一水平圓形凸臺，水平圓形凸臺伸入螺母座內且通過其外圓周上的矩形螺紋與螺母座螺紋配合；
還包括一氣缸固定在所述氣缸固定座的下端且所述氣缸豎直向上伸出一活塞桿，活塞桿與傳動部連接，還包括一吊緊拉桿且該吊緊拉桿包括底座及水平拉桿，底座伸入固定座內且水平拉桿依次穿過氣缸固定座、螺母座及圓形轉動部，并通過一調節(jié)螺母將水平拉桿與圓形轉動部進行限位固定；
技術效果:采用調節(jié)螺母將水平拉桿與圓形轉動部進行限位固定，可以有效調節(jié)吊緊拉桿的有效移動長度，從而實現(xiàn)搖臂在合理的轉角范圍內達到對工件的漲夾目的；
旋轉傳動機構包括藏設于固定座內的一水平中空的軸承座且軸承座的一端通過圓柱頭內六角螺釘與吊緊拉桿的底座固定連接，軸承座外壁上還開有一道與其水平中軸線平行的滑動限位槽，一防轉螺栓穿過固定座的外壁并伸入該滑動限位槽內；
技術效果:固定座是固定不動的起到保護殼體及支撐的作用，采用滑動限位槽將軸承座與固定座連接起來的同時，還使軸承座能沿車床主軸軸向移動，確保該夾緊裝置的正常運行，且該滑動限位槽的長度不小于吊緊拉桿的有效行程長度；
軸承座內還設有一水平中空的旋轉軸，旋轉軸通過套設在其外部的圓錐滾子軸承與軸承座連接，旋轉軸靠近底座的一端端頭外徑較小且該端端頭上套設有螺母，螺母與外徑較大部之間還套設有一擋圈，螺母上還套設有止動墊圈；
本發(fā)明中設有兩圓錐滾子軸承且采用背對背安裝，并通過軸承外圈與軸承座的內孔臺階進行軸向定位，旋轉軸左端臺階與左軸承內圈端面緊靠，右軸承內圈端面與擋圈緊靠，并通過螺母的擰緊來調整一對軸承的軸向游隙，再通過止動墊圈的鉚合，防止螺母松動并破壞軸承組的軸向游隙；通過軸承組件的有效聯(lián)接，一方面能夠保證待夾緊工件隨拉桿、彈性夾頭在拉緊漲夾的前提下，隨車床主軸一起旋轉；另一方面能夠保證氣缸、搖臂、螺母座、氣缸固定座、吊緊拉桿等非旋轉件相對固定，并發(fā)揮其功能；同時使用圓錐滾子軸承減少軸承座與旋轉軸的摩擦，降低零件的損壞性，延長零件使用壽命；當車床主軸處于旋轉狀態(tài)下，氣缸、搖臂、螺母座、氣缸固定座、吊緊拉桿不隨車床主軸旋轉，通過旋轉軸、擋圈、螺母、止動墊圈、圓錐滾子軸承組成旋轉體跟隨車床主軸旋轉，同時，軸承座通過防轉螺栓與固定座相對固定，不作圓周旋轉；
夾緊機構包括一拉桿且拉桿的一端穿過車床主軸后與旋轉軸螺紋配合，且拉桿與旋轉軸之間通過固定螺母緊固，拉桿遠離旋轉軸的一端為椎體結構且與套設在車床主軸上的彈性夾頭的內錐面相配合；
前述車床氣動漲芯夾緊裝置中，軸承座遠離底座的一端開口處還設置有一用于密封旋轉軸與軸承座之間間隙的骨架油封，采用骨架油封，密封性更佳。
[0009]前述車床氣動漲芯夾緊裝置中，拉桿、車床主軸、旋轉軸、軸承座、固定座、吊緊拉桿、螺母座及圓形轉動部的水平中軸線相互重合。
[0010]前述車床氣動漲芯夾緊裝置中，矩形螺紋直徑為60mm，螺距為10mm，彈性夾頭的內錐面選用25°，所述圓錐滾子軸承選用30205圓錐滾子軸承；
本發(fā)明中矩形螺紋直徑為60mm，螺距為10mm，即搖臂沿矩形螺紋轉動一周，則吊緊拉桿在軸向產生1mm的移動；因為彈性夾頭在漲夾水泵殼體等套筒類零件時，其徑向漲大量只有幾十絲(0.1-0.3mm)，如果彈性夾頭的內錐面選用25°，只需要搖臂旋轉22°，在設計時，實際允許搖臂最大旋轉角度達60-70° ；
假設工件水泵殼體軸承孔的理論直徑為Φ30±0.01，則彈性夾頭的外徑自由狀態(tài)直徑一般設計為Φ29.9±0.02，在彈性夾頭內錐面選用25°時，要使彈性夾頭能迅速將水泵殼體夾持牢固，通過計算，拉桿I須要在軸向最大產生(30.01-29.88)/tan25 = 0.28mm ;在實際操作時，通過調節(jié)螺母，改變拉桿錐度拉頭與彈性夾頭錐面間隙的大小，不僅保證水泵殼體能快速套裝到彈性夾頭上進行定位，又保證搖臂旋轉角度不要太大，要適中，以便能有效夾緊零件；
同時，錐面角度為25。，因為大于鋼鐵材料的自鎖角度，因此當氣缸工作，傳遞松動力時，拉桿不會被彈性夾頭鎖死，相反，彈性夾頭憑借自身的彈性，會推動拉桿端部錐面，迫使拉桿向左移動，消除彈性夾頭對水泵殼體的漲緊。
[0011]本發(fā)明還設計了一種車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法:
裝置開啟前，向軸承座與旋轉軸之間注入鋰基脂使其接觸部充分潤滑，并通過骨架油封進行密封，根據所需加緊工件的漲夾目的，通過調節(jié)螺母預留水平拉桿的移動長度；
開啟氣缸,活塞桿沿豎直方向推動傳動部及圓形轉動部旋轉，圓形轉動部在螺母座的矩形螺紋作用下向外移動，并通過調節(jié)螺母的限位作用拉動吊緊拉桿及軸承座，軸承座通過圓錐滾子軸承帶動旋轉軸車床主軸及拉桿，拉桿的錐形端頭在移動過程中迫使彈性夾頭漲大，從而彈性夾頭對待夾緊的工件進行夾緊，完成工件夾緊工序；
控制氣缸中活塞桿沿豎直方向反向推動傳動部及圓形轉動部旋轉，圓形轉動部向螺母座內移動，從而使吊緊拉桿、軸承座、旋轉軸、車床主軸及拉桿整體反向移動，彈性夾頭靠自身的彈性恢復并收縮到自由狀態(tài)并與拉桿的錐形端頭配合，從而解除對待夾緊工件的漲芯夾緊，完成工件的松開工序。
[0012]進一步的，本發(fā)明的進一步技術方案為:
前述車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法，裝置開啟前，軸承座與旋轉軸之間的鋰基脂注入量為兩者之間空間的三分之一。
[0013]本發(fā)明中的氣缸不是直接對拉桿進行拉緊，而是通過搖臂、吊緊拉桿、旋轉傳動機構等間接的對拉桿施加拉力，這種非直接的作用效果在工作過程中不會因急停氣、停電造成氣缸功能的喪失而影響對工件的夾緊，從而提高了產品、人員的安全性，也保證了產品的合格率；
相對于現(xiàn)有技術相比具有:結構簡單緊湊，組件之間的聯(lián)動性好，節(jié)能效果顯著；彈性夾頭夾緊度高，夾緊快捷、可靠、安全，能利用自身的彈性恢復并收縮到自由狀態(tài)，降低了勞動強度，且裝夾過程穩(wěn)定受控，大大縮短了車床加工裝夾的時間，提高了車床的生產效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明實施例車床氣動漲芯夾緊裝置的剖視圖；
圖2為本發(fā)明實施例車床氣動漲芯夾緊裝置的主視圖；
圖中:1-拉桿，2-固定螺母，3-固定座，4-旋轉軸，5-軸承座，501-滑動限位槽，6-防轉螺栓，7-圓錐滾子軸承，8-擋圈，9-止動墊圈，10-螺母，11-圓柱頭內六角螺釘，12-吊緊拉桿，1201-底座，1202-水平拉桿，13-氣缸固定座，14-活塞桿，15-螺母座，16-搖臂，1601-圓形轉動部，1602-傳動部，17-調節(jié)螺母，18-氣缸，19-彈性夾頭，20-骨架油封。

【具體實施方式】
[0015]實施例1
本實施例提供的一種車床氣動漲芯夾緊裝置，結構如圖1和2所示，包括沿水平方向依次設置的夾緊機構、固定座3、氣缸固定座13及驅動機構，氣缸固定座13豎直設置且固定座3與驅動機構分別固定在其兩側，固定座3為水平中空結構且一旋轉傳動機構藏設于其內部，旋轉傳動機構穿過氣缸固定座13且夾緊機構與驅動機構通過旋轉傳動機構固定連接。
[0016]在本實施例中:驅動機構包括固定在氣缸固定座13遠離固定座3 —側的螺母座15，螺母座15水平中空且其內表面具有矩形螺紋，矩形螺紋直徑為60mm，螺距為10mm，還包括一搖臂16，搖臂16分為圓形轉動部1601及該圓形轉動部1601側邊延伸出的傳動部1602，圓形轉動部1601的一側面還具有一水平圓形凸臺，水平圓形凸臺伸入螺母座15內且通過其外圓周上的矩形螺紋與螺母座15螺紋配合；
還包括一氣缸18固定在氣缸固定座13的下端且氣缸18豎直向上伸出一活塞桿14,活塞桿14與傳動部1602連接，還包括一吊緊拉桿12且該吊緊拉桿12包括底座1201及水平拉桿1202，底座1201伸入固定座3內且水平拉桿1202依次穿過氣缸固定座13、螺母座15及圓形轉動部1601，并通過一調節(jié)螺母17將水平拉桿1202與圓形轉動部1601進行限位固定；
旋轉傳動機構包括藏設于固定座3內的一水平中空的軸承座5且軸承座5的一端通過圓柱頭內六角螺釘11與吊緊拉桿12的底座1201固定連接，軸承座5外壁上還開有一道與其水平中軸線平行的滑動限位槽501，一防轉螺栓6穿過固定座3的外壁并伸入該滑動限位槽501內，軸承座5遠離底座1201的一端開口處還設置有一用于密封旋轉軸4與軸承座5之間間隙的骨架油封20 ；
軸承座5內還設有一水平中空的旋轉軸4，旋轉軸4通過套設在其外部的圓錐滾子軸承7與軸承座5連接，圓錐滾子軸承(7)選用30205圓錐滾子軸承，旋轉軸4靠近底座1201的一端端頭外徑較小且該端端頭上套設有螺母10，螺母10與外徑較大部之間還套設有一擋圈8，螺母10上還套設有止動墊圈9 ；
夾緊機構包括一拉桿I且拉桿I的一端穿過車床主軸后與旋轉軸4螺紋配合，且拉桿I與旋轉軸4之間通過固定螺母2緊固，拉桿I遠離旋轉軸4的一端為椎體結構且與套設在車床主軸上的彈性夾頭19的內錐面相配合，彈性夾頭19的內錐面選用25° ;拉桿1、車床主軸、旋轉軸4、軸承座5、固定座3、吊緊拉桿12、螺母座15及圓形轉動部1601的水平中軸線相互重合。
[0017]實施例2
本實施例提供上述實施例1中車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法，如下:該車床氣動漲芯夾緊裝置的運行由踏板開關控制；
在靜止狀態(tài)下，活塞桿14收縮在氣缸18內，向軸承座5與旋轉軸4之間注入占有效空間的三分之一量的鋰基脂并通過骨架油封20進行密封，并定期補充加注鋰基脂，一般定期為6個月補充一次；
腳踩踏板開關，氣缸18進氣口進氣，出氣口出氣，活塞桿14從氣缸18內豎直向上伸出，帶動搖臂作逆時針旋轉，在螺母座15的矩形螺紋作用下?lián)u臂同時沿車床主軸的軸向方向向外移動，搖臂向外移動依次帶動吊緊拉桿12、軸承座5、旋轉軸4、車床主軸及拉桿I移動，旋轉軸4的移動通過軸承座5的移動帶動圓錐滾子軸承7進而帶動旋轉軸4，拉桿I移動時其錐面迫使彈性夾頭19漲大，從而彈性夾頭19對待夾緊的工件進行夾緊，完成工件夾緊工序，此時，活塞桿14完全伸出氣缸18 ；
再次腳踩踏板開關，氣缸18的出氣口進氣，進氣口出氣，活塞桿14豎直向下收縮，帶動搖臂作順時針旋轉，在螺母座15的矩形螺紋作用下?lián)u臂同時沿車床主軸的軸向方向向內移動，搖臂向內移動依次帶動吊緊拉桿12、軸承座5、旋轉軸4、車床主軸及拉桿I向內移動，在拉桿向內移動時彈性夾頭19靠自身的彈性恢復并收縮到自由狀態(tài)，解除對待夾緊工件的漲芯夾緊，完成工件的松開工序，完成Iv加工周期，此時，活塞桿14完全收縮在氣缸18內。
[0018]在本實施例中，車床主軸一直處于圓周旋轉的狀態(tài)，車床主軸帶動拉桿I以及旋轉軸4作圓周旋轉，旋轉軸4通過圓錐滾子軸承7在軸承座5內作圓周旋轉；在搖臂16旋轉時允許搖臂16最大旋轉角度達60-70°。
[0019]在操作過程中，可根據實際情況，調節(jié)搖臂16外的調節(jié)螺母17，調整吊緊拉桿12的有效移動長度，以實現(xiàn)搖臂16在合理的轉角范圍內達到對工件的漲夾目的，能快速，準確的完成對工件的夾緊工序，吊緊拉桿12有效移動的行程長度不超過軸承座5外壁上滑動限位槽501的長度。
[0020]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種車床氣動漲芯夾緊裝置，其特征在于，包括沿水平方向依次設置的夾緊機構、固定座(3 )、氣缸固定座(13)及驅動機構，所述氣缸固定座(13)豎直設置且所述固定座(3 )與驅動機構分別固定在其兩側，所述固定座(3)為水平中空結構且一旋轉傳動機構藏設于其內部，所述旋轉傳動機構穿過氣缸固定座(13)且所述夾緊機構與驅動機構通過旋轉傳動機構固定連接。
2.根據權利要求1所述的車床氣動漲芯夾緊裝置，其特征在于: 所述的驅動機構包括固定在氣缸固定座(13)遠離固定座(3) —側的螺母座(15)，所述螺母座(15)水平中空且其內表面具有矩形螺紋，還包括一搖臂(16)，所述搖臂(16)分為圓形轉動部(1601)及該圓形轉動部(1601)側邊延伸出的傳動部(1602)，所述圓形轉動部(1601)的一側面還具有一水平圓形凸臺，所述水平圓形凸臺伸入螺母座(15)內且通過其外圓周上的矩形螺紋與螺母座(15)螺紋配合； 還包括一氣缸(18)固定在所述氣缸固定座(13)的下端且所述氣缸(18)豎直向上伸出一活塞桿(14)，所述活塞桿(14)與所述傳動部(1602)連接，還包括一吊緊拉桿(12)且該吊緊拉桿(12)包括底座(1201)及水平拉桿(1202)，所述底座(1201)伸入固定座(3)內且水平拉桿(1202)依次穿過氣缸固定座(13)、螺母座(15)及圓形轉動部(1601)，并通過一調節(jié)螺母(17)將水平拉桿(1202)與圓形轉動部(1601)進行限位固定； 所述的旋轉傳動機構包括藏設于固定座(3)內的一水平中空的軸承座(5)且所述軸承座(5)的一端通過圓柱頭內六角螺釘(11)與吊緊拉桿(12)的底座(1201)固定連接，軸承座(5)外壁上還開有一道與其水平中軸線平行的滑動限位槽(501)，一防轉螺栓(6)穿過固定座(3)的外壁并伸入該滑動限位槽(501)內； 所述軸承座(5)內還設有一水平中空的旋轉軸(4)，所述旋轉軸(4)通過套設在其外部的圓錐滾子軸承(7)與軸承座(5)連接，所述旋轉軸(4)靠近底座(1201)的一端端頭外徑較小且該端端頭上套設有螺母(10)，所述螺母(10)與外徑較大部之間還套設有一擋圈(8)，所述螺母(10)上還套設有止動墊圈(9)； 所述夾緊機構包括一拉桿(I)且所述拉桿(I)的一端穿過車床主軸后與旋轉軸(4)螺紋配合，且拉桿(I)與旋轉軸(4)之間通過固定螺母(2)緊固，拉桿(I)遠離旋轉軸(4)的一端為椎體結構且與套設在車床主軸上的彈性夾頭(19)的內錐面相配合。
3.根據權利要求2所述的車床氣動漲芯夾緊裝置，其特征在于:所述軸承座(5)遠離底座(1201)的一端開口處還設置有一用于密封旋轉軸(4)與軸承座(5 )之間間隙的骨架油封(20)。
4.根據權利要求3所述的車床氣動漲芯夾緊裝置，其特征在于:所述拉桿(I)、車床主軸、旋轉軸(4)、軸承座(5)、固定座(3)、吊緊拉桿(12)、螺母座(15)及圓形轉動部(1601)的水平中軸線相互重合。
5.根據權利要求2所述的車床氣動漲芯夾緊裝置，其特征在于:所述矩形螺紋直徑為60mm，螺距為10mm，彈性夾頭(19)的內錐面選用25。，所述圓錐滾子軸承(7)選用30205圓錐滾子軸承。
6.基于權利要求2-5中任意一項權利要求所述的車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法，其特征在于: 裝置開啟前，向軸承座(5)與旋轉軸(4)之間注入鋰基脂使其接觸部充分潤滑，并通過骨架油封(20)進行密封，根據所需加緊工件的漲夾目的，通過調節(jié)螺母(17)預留水平拉桿(1202)的移動長度； 開啟氣缸(18)，活塞桿(14)沿豎直方向推動傳動部(1602)及圓形轉動部(1601)旋轉，圓形轉動部(1601)在螺母座(15)的矩形螺紋作用下向外移動，并通過調節(jié)螺母(17)的限位作用拉動吊緊拉桿(12)及軸承座(5)，軸承座(5)通過圓錐滾子軸承(7)帶動旋轉軸(4)、車床主軸及拉桿(I )，拉桿(I)的錐形端頭在移動過程中迫使彈性夾頭(19)漲大，從而彈性夾頭(19)對待夾緊的工件進行夾緊，完成工件夾緊工序； 控制氣缸(18)中活塞桿(14)沿豎直方向反向推動傳動部(1602)及圓形轉動部(1601)旋轉，圓形轉動部(1601)向螺母座(15 )內移動，從而使吊緊拉桿(12 )、軸承座(5 )、旋轉軸(4)、車床主軸及拉桿(I)整體反向移動，彈性夾頭(19)靠自身的彈性恢復并收縮到自由狀態(tài)并與拉桿(I)的錐形端頭配合，從而解除對待夾緊工件的漲芯夾緊，完成工件的松開工序。
7.根據權利要求6所述的車床氣動漲芯夾緊裝置的操作方法，其特征在于:裝置開啟前，軸承座(5)與旋轉軸(4)之間的鋰基脂注入量為兩者之間空間的三分之一。
【文檔編號】B23B31/42GK104190979SQ201410441903
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月1日 優(yōu)先權日:2014年9月1日
【發(fā)明者】高軍, 劉劍, 沈丹富, 束必宏, 陳杰 申請人:江蘇多為泵業(yè)股份有限公司