摩擦楔塊式外磨自動夾具及其使用方法與流程

本發(fā)明涉及一種楔塊式外圓磨床夾具，特別是針對一種高精度的可自動夾緊和松開工件的快換外圓磨削自動夾具。

背景技術：

磨削加工作為一種高精度加工技術，對零件的加工質量和裝配精度有著非常重要的影響。實際加工時，外圓磨所消耗的勞動量和可能達到的精度與裝夾方式及夾具的定心精度有很大關系。目前外圓磨床頭架結構中，工件的夾緊定位及回轉運動主要有：一、采用頭架和尾架頂尖頂緊工件，再分別手動調整卡盤上的3個卡爪夾緊工件并帶動工件回轉；二、采用頭架和尾架間的頂尖頂緊工件，頭架上安裝有偏心夾頭和撥桿，磨削時夾頭夾緊工件，撥桿撥動夾頭和工件一起旋轉。三、采用液壓夾頭夾緊工件和尾架頂尖頂緊工件，再由電機帶動夾頭及工件轉動。第一種在裝夾時，需要分別手動調整卡盤卡爪夾緊工件，自動化程度不高，且卡爪夾緊力不一致時易夾偏工件，導致工件回轉軸線與頭架主軸中心線不重合勢必造成磨削時工件的偏心轉動，從而影響加工精度。第二種方法采用的機電液壓動力的方式，機床夾具自動化程度提高的同時，其成本也相應提高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種摩擦楔塊式外磨自動夾具及其使用方法。

摩擦楔塊式外磨自動夾具包括連接法蘭、螺釘m6x25、左端蓋、螺釘m5x25、頭架頂尖、隔墊、軸承定位套筒、機床頭架帶輪、定位法蘭、中間套筒、外錐彈簧、內錐彈簧、彈簧定位片、成套滾針軸承、六角螺母、軸承定位環(huán)、止動環(huán)、花鍵內套筒、支撐環(huán)、定位套筒、楔環(huán)、撥環(huán)、復位彈簧、彈簧套、撥銷、撥銷螺母、楔塊、隔墊、支撐環(huán)定位套筒、滾針軸承、螺釘m6x50、螺釘m6x30、套筒止動環(huán)、右端蓋、頂尖止動環(huán)、滾針軸承和隔墊；

連接法蘭和定位法蘭分別通過螺釘m6x25和螺釘m5x25與機床頭架帶輪的齒輪轉子和定子緊固連接，中間套筒用螺釘與定位法蘭連接，左端蓋通過螺釘與中間套筒連接，止動環(huán)卡在頭架頂尖軸肩，軸承定位環(huán)安裝在花鍵內套筒內孔右側通過止動環(huán)固定，成套滾針軸承安裝在花鍵內套筒內，內環(huán)通過隔墊與頭架頂尖固定連接，外環(huán)通過軸承定位套筒與花鍵內套筒固定，花鍵內套筒螺紋孔與左端蓋螺紋孔對齊，內錐彈簧套在花鍵內套筒外圈上，外錐彈簧安裝在中間套筒和花鍵內套筒之間，彈簧定位片套在花鍵內套筒上并抵住內錐彈簧右側，六角螺母通過螺紋緊固在花鍵內套筒上其左側抵住彈簧定位片，隔墊固定在中間套筒和花鍵內套筒之間，右端蓋通過螺釘與中間套筒固定；

滾針軸承套在支撐環(huán)定位套筒上，支撐環(huán)定位套筒內嵌在支撐環(huán)安裝孔內，支撐環(huán)定位套筒內孔過盈聯(lián)接楔環(huán)，套筒止動環(huán)卡入楔環(huán)卡槽，定位套筒套在楔環(huán)上，其左側抵住花間內套筒，滾針軸承安裝在頭架頂尖和楔環(huán)之間，楔環(huán)通過外花鍵與內花鍵套筒固定連接，隔墊套在頭架頂尖上，頂尖止動環(huán)嵌套在頭架頂尖右側軸肩上抵住滾針軸承，支撐環(huán)用螺釘m6x30與連接法蘭固定；

復位彈簧一端壓入彈簧套，另一端壓入楔塊的彈簧孔內，撥環(huán)的撥銷孔與楔塊的撥銷孔對齊，通過撥銷和撥銷螺母使楔塊連接在拔環(huán)上，3個楔塊分別嵌入楔環(huán)的3個槽內，撥環(huán)通過螺釘m6x50與支撐環(huán)固定。

所述的左端蓋和花鍵內套筒上設置有輔助螺紋孔，在裝配時通過輔助螺釘穿入螺紋孔將兩者連接，之后將兩者固定在工裝上，再后續(xù)擰緊六角螺母。

所述的拔銷與楔塊之間設置有一定的間隙，楔塊非夾緊端設置有斜面并與對應的楔環(huán)槽斜面形成可微小滑動的移動副，3個楔塊在撥環(huán)和楔環(huán)上呈圓周均布。

摩擦楔塊式外磨自動夾具的使用方法包括以下步驟：

3)磨削加工外圓工件時，首先頭、尾架頂尖由液壓油提供驅動力將工件頂緊，砂輪靠近工件，砂輪電機和機床頭架電機啟動；

4)電機帶動機床頭架帶輪轉動，帶輪帶動連接法蘭、支撐環(huán)和撥環(huán)轉動，撥環(huán)轉動時，撥環(huán)上的個楔塊沿楔環(huán)斜面微小移動，內錐彈簧和外錐彈簧脹緊在中間套筒和花鍵內套筒之間對楔塊產生阻力，砂輪磨削工件對工件和楔塊產生磨削阻力，楔塊繼續(xù)沿楔環(huán)的斜面移動直至楔塊楔緊在楔環(huán)斜面和工件之間，楔塊帶動楔環(huán)和工件一起轉動實現(xiàn)自動夾緊工件的目的；

3)加工完畢時，砂輪退出工件，砂輪電機停止轉動，機床頭架電機帶動機床頭架帶輪、連接法蘭、支撐環(huán)和撥環(huán)反向轉動，電機反轉瞬間內錐彈簧和外錐彈簧產生的阻力使楔環(huán)不動，楔塊沿著楔環(huán)斜面槽反向移動，工件即被松開，楔塊在復位彈簧作用下恢復原狀。

使用本發(fā)明加工外圓工件時，采用頂尖頂緊和夾頭夾緊的方式來夾持工件，頭架頂尖穿入夾具內部，頭、尾架頂尖由液壓油提供驅動力將工件頂緊，保證工件的同軸度，電機帶動頭架齒輪轉動，齒輪帶動連接法蘭、支撐環(huán)和撥環(huán)轉動，進而帶動撥環(huán)上的3個楔塊沿楔環(huán)斜面移動，通過楔塊的微小移動實現(xiàn)工件的自動夾緊，不僅節(jié)省夾緊時間，提高操作效率，還提高了裝夾精度。本發(fā)明采用楔塊自動夾緊方式代替現(xiàn)有常見的手動卡盤和液壓驅動卡盤，簡化結構的同時實現(xiàn)自動夾緊功能，并保證磨削精度。撥環(huán)、系列化的楔塊、復位彈簧、彈簧套、撥銷、撥銷螺釘裝配采用成套的形式，可以很好的適應工件外圓直徑在一定范圍內變動的實際生產情況。

附圖說明

圖1為本發(fā)明摩擦楔塊式外磨自動夾具的整體剖視示意圖；

圖2為本發(fā)明摩擦楔塊式外磨自動夾具撥環(huán)和楔環(huán)的局部剖視示意圖；

圖3為為本發(fā)明摩擦楔塊式外磨自動夾具楔塊和楔環(huán)的結構和相對位置的示意圖；

圖中，連接法蘭1、螺釘m6x252、左端蓋3、螺釘m5x254、頭架頂尖5、隔墊6、軸承定位套筒7、機床頭架帶輪8、定位法蘭9、中間套筒10、外錐彈簧11、內錐彈簧12、彈簧定位片13、成套滾針軸承14、六角螺母15、軸承定位環(huán)16、止動環(huán)17、花鍵內套筒18、支撐環(huán)19、定位套筒20、楔環(huán)21、撥環(huán)22、復位彈簧23、彈簧套24、撥銷25、撥銷螺母26、楔塊27、隔墊28、支撐環(huán)定位套筒29、滾針軸承30、螺釘m6x5031、螺釘m6x3032、套筒止動環(huán)33、右端蓋34、頂尖止動環(huán)35、滾針軸承36、隔墊37。

具體實施方式

如圖1、2所示，摩擦楔塊式外磨自動夾具包括連接法蘭1、螺釘m6x252、左端蓋3、螺釘m5x254、頭架頂尖5、隔墊6、軸承定位套筒7、機床頭架帶輪8、定位法蘭9、中間套筒10、外錐彈簧11、內錐彈簧12、彈簧定位片13、成套滾針軸承14、六角螺母15、軸承定位環(huán)16、止動環(huán)17、花鍵內套筒18、支撐環(huán)19、定位套筒20、楔環(huán)21、撥環(huán)22、復位彈簧23、彈簧套24、撥銷25、撥銷螺母26、楔塊27、隔墊28、支撐環(huán)定位套筒29、滾針軸承30、螺釘m6x5031、螺釘m6x3032、套筒止動環(huán)33、右端蓋34、頂尖止動環(huán)35、滾針軸承36和隔墊37；

連接法蘭1和定位法蘭9分別通過螺釘m6x252和螺釘m5x254與機床頭架帶輪8的齒輪轉子和定子緊固連接，中間套筒10用螺釘與定位法蘭9連接，左端蓋3通過螺釘與中間套筒10連接，止動環(huán)17卡在頭架頂尖5軸肩，軸承定位環(huán)16安裝在花鍵內套筒18內孔右側通過止動環(huán)17固定，成套滾針軸承14安裝在花鍵內套筒18內，內環(huán)通過隔墊6與頭架頂尖5固定連接，外環(huán)通過軸承定位套筒7與花鍵內套筒18固定，花鍵內套筒18螺紋孔與左端蓋3螺紋孔對齊，內錐彈簧12套在花鍵內套筒18外圈上，外錐彈簧11安裝在中間套筒10和花鍵內套筒18之間，彈簧定位片13套在花鍵內套筒18上并抵住內錐彈簧12右側，六角螺母15通過螺紋緊固在花鍵內套筒18上其左側抵住彈簧定位片13，隔墊37固定在中間套筒10和花鍵內套筒18之間，右端蓋34通過螺釘與中間套筒10固定；

滾針軸承30套在支撐環(huán)定位套筒29上，支撐環(huán)定位套筒29內嵌在支撐環(huán)19安裝孔內，支撐環(huán)定位套筒29內孔過盈聯(lián)接楔環(huán)21，套筒止動環(huán)33卡入楔環(huán)21卡槽，定位套筒20套在楔環(huán)21上，其左側抵住花間內套筒18，滾針軸承36安裝在頭架頂尖5和楔環(huán)21之間，楔環(huán)21通過外花鍵與內花鍵套筒18固定連接，隔墊28套在頭架頂尖5上，頂尖止動環(huán)35嵌套在頭架頂尖5右側軸肩上抵住滾針軸承36，支撐環(huán)19用螺釘m6x3032與連接法蘭1固定；

復位彈簧23一端壓入彈簧套24，另一端壓入楔塊27的彈簧孔內，撥環(huán)22的撥銷孔與楔塊27的撥銷孔對齊，通過撥銷25和撥銷螺母26使楔塊27連接在拔環(huán)22上，3個楔塊27分別嵌入楔環(huán)21的3個槽內，撥環(huán)22通過螺釘m6x5031與支撐環(huán)19固定。

如圖1所示，本發(fā)明的左端蓋3和花鍵內套筒18上設置有輔助螺紋孔，在裝配時通過輔助螺釘穿入螺紋孔將兩者連接，之后將兩者固定在工裝上，再后續(xù)擰緊六角螺母15。

如圖2、3所示，本發(fā)明的拔銷25與楔塊27之間設置有一定的間隙，楔塊27非夾緊端設置有斜面并與對應的楔環(huán)21槽斜面形成可微小滑動的移動副，3個楔塊27在撥環(huán)22和楔環(huán)21上呈圓周均布。

摩擦楔塊式外磨自動夾具的使用方法包括以下步驟：

1)磨削加工外圓工件時，首先頭、尾架頂尖5由液壓油提供驅動力將工件頂緊，砂輪靠近工件，砂輪電機和機床頭架電機啟動；

2)電機帶動機床頭架帶輪8轉動，帶輪帶動連接法蘭1、支撐環(huán)19和撥環(huán)22轉動，撥環(huán)22轉動時，撥環(huán)上的3個楔塊27沿楔環(huán)21斜面微小移動，內錐彈簧12和外錐彈簧11脹緊在中間套筒10和花鍵內套筒18之間對楔塊產生阻力，砂輪磨削工件對工件和楔塊產生磨削阻力，楔塊27繼續(xù)沿楔環(huán)21的斜面移動直至楔塊楔緊在楔環(huán)斜面和工件之間，楔塊帶動楔環(huán)21和工件一起轉動實現(xiàn)自動夾緊工件的目的；

3)加工完畢時，砂輪退出工件，砂輪電機停止轉動，機床頭架電機帶動機床頭架帶輪8、連接法蘭1、支撐環(huán)19和撥環(huán)22反向轉動，電機反轉瞬間內錐彈簧12和外錐彈簧11產生的阻力使楔環(huán)21不動，楔塊27沿著楔環(huán)21斜面槽反向移動，工件即被松開，楔塊27在復位彈簧23作用下恢復原狀。