本發(fā)明涉及了一種機床夾具，尤其是涉及了一種內(nèi)部式支撐和支撐錐度可調(diào)節(jié)的機床夾具。

背景技術(shù)：

夾具是機械加工制造過程中，用于固定待加工工件，承載加工載荷的裝置，而機床夾具在數(shù)控機床加工中應(yīng)用最為常見。

在數(shù)控中心加工過程中，盡量減少工件的裝夾次數(shù)，不僅可以提高加工效率，而且避免因多次裝夾引入的累積誤差，提高加工精度。在機械加工過程中，存在許多殼類回轉(zhuǎn)體工件，當(dāng)僅僅加工工件外表面時，采用內(nèi)部式支撐的機床夾具，可以盡最大可能減少對外表面的接觸，減少裝夾次數(shù)，提高加工效率和精度。

現(xiàn)有內(nèi)部式支撐夾具大多應(yīng)用于管狀工件，即內(nèi)部回轉(zhuǎn)面錐度為零的工件，研究適用于不同內(nèi)部回轉(zhuǎn)錐度的殼類回轉(zhuǎn)體工件的機床夾具具有很大的工程意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出了一種內(nèi)部式支撐和支撐錐度可調(diào)節(jié)的機床夾具，適用于不同內(nèi)部錐度的厚殼類回轉(zhuǎn)體工件。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括支撐夾具底座、螺紋絲杠、可變速電機、上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母，螺紋絲杠通過軸承豎直地安裝在支撐夾具底座上，螺紋絲杠下端伸入到支撐夾具底座內(nèi)并與錐齒輪同軸連接，支撐夾具底座內(nèi)固定安裝有可變速電機，可變速電機輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與錐齒輪軸連接，錐齒輪軸和錐齒輪嚙合，可變速電機通過錐齒輪副帶動螺紋絲杠旋轉(zhuǎn)；螺紋絲杠上通過螺紋套裝有上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母，上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母之間沿圓周軸向間隔均布連接有多個用于支撐工件內(nèi)壁沿徑向布置的約束機構(gòu)。

所述的約束機構(gòu)包括徑向約束組件和軸向約束組件；徑向約束組件包括接觸板和兩根支撐桿，接觸板一側(cè)面用于接觸被夾工件的內(nèi)壁，接觸板另一側(cè)面的兩端部分別與兩根支撐桿的一端鉸接，兩根支撐桿的另一端分別鉸接到上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母上；軸向約束組件包括長連桿、尾桿、短連桿和接觸頭，長連桿分別與兩根支撐桿鉸接，長連桿頂端經(jīng)短連桿一端通過可固定方式相鉸接，短連桿另一端與尾桿一端通過可固定方式相鉸接，尾桿另一端安裝接觸頭，接觸頭連接到被夾工件的軸向端面上。

所述的螺紋絲杠上的螺紋分為上下兩部分，上部螺紋和下部螺紋的旋向方向相反，上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母分別連接在上部螺紋和下部螺紋上，使得螺紋絲杠旋轉(zhuǎn)時帶動上調(diào)節(jié)螺母和下調(diào)節(jié)螺母沿螺紋絲杠軸向相分離或者靠近。

同一所述徑向約束組件中的兩根支撐桿長度不同，使得接觸板能夠緊貼接觸在被夾工件的圓錐面內(nèi)壁上，進而保證接觸板的支撐力垂直接觸工件內(nèi)壁圓錐表面，減少工件與夾具之間產(chǎn)生的接觸摩擦力。

所述的尾桿、短連桿和長連桿的相鄰桿件之間采用可松緊的螺栓連接鉸接。

所述夾具底座上表面設(shè)有用于輔助工件基準(zhǔn)定位的正交溝槽。

所述接觸板和支撐桿采用銷軸鉸接，使得兩者在連接位置自由轉(zhuǎn)動。

所述接觸板采用橡膠材料。

所述的長連桿通過附帶球頭夾具的球鉸副分別與兩根支撐桿連接，當(dāng)兩個支撐桿跟隨上下調(diào)節(jié)螺母靠近或者分離運動時，長連桿將跟隨轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明具有很好的自鎖能力，能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)支撐錐度，避免工件與夾具之間產(chǎn)生過大接觸摩擦力、保護工件，并且能抵消徑向支撐的軸向分力來提高夾持穩(wěn)定性，傳力均衡，提高了支撐剛度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的機床夾具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是長連桿和支撐桿之間的球鉸副的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是接觸板和支撐桿之間的鉸接配合放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明夾具應(yīng)用于回轉(zhuǎn)體工件裝夾的簡化剖面結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：1、尾桿，2、短連桿，3、接觸頭，4、長連桿，5、接觸板，6、附帶球頭夾具，7、上調(diào)節(jié)螺母，8、支撐桿，9、附帶球窩夾具，10、螺紋絲杠，11、下調(diào)節(jié)螺母，12、夾具底座，13、可變速電機，14、回轉(zhuǎn)體工件，15、聯(lián)軸器，16、錐齒輪軸，17、錐齒輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明包括支撐夾具底座12、螺紋絲杠10、可變速電機13、上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11，螺紋絲杠10通過軸承豎直地安裝在支撐夾具底座12上，螺紋絲杠10下端伸入到支撐夾具底座12內(nèi)并與錐齒輪17同軸連接，夾具底座12上表面設(shè)有用于輔助工件基準(zhǔn)定位的正交溝槽，支撐夾具底座12內(nèi)固定安裝有可變速電機13，可變速電機13輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器15與錐齒輪軸16連接，錐齒輪軸16和錐齒輪17嚙合，可變速電機13通過錐齒輪副16、17帶動螺紋絲杠10旋轉(zhuǎn)；螺紋絲杠10上通過螺紋套裝有上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11，上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11之間沿圓周軸向間隔均布連接有多個用于支撐回轉(zhuǎn)體工件14內(nèi)壁沿徑向布置的約束機構(gòu)，約束機構(gòu)包括徑向約束組件和軸向約束組件。

實施例具有6組徑向和軸向約束組件沿螺紋絲杠10周向間隔均勻布置。螺紋絲杠10上的螺紋分為上下兩部分，上部螺紋和下部螺紋的旋向方向相反，上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11分別連接在上部螺紋和下部螺紋上，使得螺紋絲杠10旋轉(zhuǎn)時帶動上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11沿螺紋絲杠10軸向相分離或者靠近。

如圖1所示，徑向約束組件包括接觸板5和兩根支撐桿8，接觸板5一側(cè)面用于接觸回轉(zhuǎn)體工件14的內(nèi)壁，接觸板5另一側(cè)面的兩端部分別與兩根支撐桿8的一端鉸接，兩根支撐桿8的另一端分別鉸接到上調(diào)節(jié)螺母7和下調(diào)節(jié)螺母11上；接觸板5和支撐桿8采用銷軸鉸接，如圖3所示，使得兩者在連接位置自由轉(zhuǎn)動。

如圖1所示，軸向約束組件包括長連桿4、尾桿1、短連桿2和接觸頭3，長連桿4分別與兩根支撐桿8鉸接，如圖2所示，長連桿4通過附帶球頭夾具6、9的球鉸副分別與兩根支撐桿8連接，當(dāng)兩個支撐桿8跟隨上下調(diào)節(jié)螺母7、11靠近或者分離運動時，長連桿4將跟隨轉(zhuǎn)動。附帶球頭夾具6、9在長連桿4和支撐桿8上的安裝位置均可變，附帶球頭夾具6、9球鉸副分別與支撐桿8和長連桿4接觸的內(nèi)環(huán)面的直徑稍大于桿，兩者固定前留有間隙。

長連桿4頂端經(jīng)短連桿2一端通過可固定方式相鉸接，短連桿2另一端與尾桿1一端通過可固定方式相鉸接，尾桿1另一端安裝接觸頭3，接觸頭3連接到回轉(zhuǎn)體工件14的軸向端面上。尾桿1、短連桿2和長連桿4的相鄰桿件之間采用可松緊的螺栓連接鉸接，在裝夾工件前擰松螺栓調(diào)整尾桿1、短連桿2和長連桿4之間的連接角度使得接觸頭3與工件的軸向端面緊貼接觸，再擰緊螺栓將尾桿1、短連桿2和長連桿4各角度位置進行固定。由此使得軸向約束組件能夠適應(yīng)不同高度的工件上端面。

同一徑向約束組件中的兩根支撐桿8長度不同，使得接觸板5非豎直安裝，能夠緊貼接觸在回轉(zhuǎn)體工件14的圓錐面內(nèi)壁上，進而保證接觸板5的支撐力垂直接觸工件內(nèi)壁圓錐表面，減少回轉(zhuǎn)體工件14與夾具之間產(chǎn)生的接觸摩擦力。

如圖4所示，本發(fā)明的具體裝夾工件的過程如下：

在回轉(zhuǎn)體工件14裝夾過程中，首先根據(jù)夾具底座12上的十字溝槽定位回轉(zhuǎn)體工件14，使得回轉(zhuǎn)中心盡量與螺紋絲杠10軸心重合。

為了便于調(diào)節(jié)上下調(diào)節(jié)螺母7、11使得接觸板5傾斜角度適應(yīng)回轉(zhuǎn)體工件14的內(nèi)部回轉(zhuǎn)錐度，將接觸板5與回轉(zhuǎn)體工件14內(nèi)表面接觸，通過上下兩個的支撐桿8反求出上下調(diào)節(jié)螺母7、11的初始位置。

接著，先后組裝6組陣列的徑向約束組件和軸向約束組件，再由可變速電機13通過錐齒輪副16、17驅(qū)動螺紋絲杠10轉(zhuǎn)動，當(dāng)接觸板5接觸回轉(zhuǎn)體工件14內(nèi)壁時，通過改變和調(diào)節(jié)每個支撐平面內(nèi)上下兩對球鉸副6、9位置、短連桿2與長連桿4和尾桿1的角度，使得接觸頭3與回轉(zhuǎn)體工件14上端面垂直接觸，達(dá)到軸向約束的目的。

最后，繼續(xù)驅(qū)動電機，根據(jù)加工載荷，確定夾具施加在回轉(zhuǎn)體工件14內(nèi)壁的夾持預(yù)緊力。

本發(fā)明通過螺紋絲杠傳動具有很好的自鎖能力。通過接觸板傾角可活動地準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，即支撐錐度可調(diào)節(jié)，避免工件與夾具之間產(chǎn)生過大接觸摩擦力、保護工件。通過軸向約束組件抵消徑向支撐的軸向分力，提高夾持穩(wěn)定性，徑向和軸向約束均勻陣列、傳力均衡，提高支撐剛度；并且軸向約束組件跟隨徑向約束組件動作，確保軸向約束的穩(wěn)定性和整個約束系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。