专利名称：数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控磨床的部件，具体地说，涉及一种数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置。
背景技术：
现有对万向节钟型壳进行磨削加工时夹持工件的夹具装置存在众多弊端。最早用三爪卡盘作为夹具，由于三爪卡盘的装夹紧精度不高，由此引起产品的不合格率一直居高不下，工件装夹时要花费很长时间来调整，故工作效率极低；此后，出现用螺母手动压紧的夹持机构，尽管夹紧工件时不用花费很长时间来调整工件的装夹位置，但是依然无法摆脱手动夹持耗时、费力、精度低、无法实现自动化的束缚。目前，部分专业生产汽车万向节钟型壳的厂家从国外引进生产此类零件的专用成套设备，其使用的夹具是通过液压夹紧的专用夹持机构，该夹具夹持方便快捷、定位精准、便于实现自动化。可是，此夹具的通用性极差，一旦更换其他钟型壳就需要更换夹具主体。这使得很多企业为实现零件加工的多样性，耗巨资配备了多套不同规格的夹具。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种不仅能使工件装夹方便、快捷，定位精准，而且能在不更换夹具的情况下完成多种零件的磨削加工的数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置。
实现上述目的的技术方案是一种数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，包括主轴、液压松开机构和夹紧机构，液压松开机构由带顶杆的液压油缸和油缸座组成，油缸座位于主轴箱体的后端，夹紧机构由拉杆、拉套、弹性夹头、外定位套、蝶形弹簧、端面定位板、顶尖、顶尖座和弹簧组成，拉杆的左端可与顶杆接触，拉杆位于主轴内，蝶形弹簧套在拉杆上，且蝶形弹簧的两端设置有左、右挡圈，左挡圈通过圆螺母定位，端面定位板与拉套固定连接，拉套通过螺纹连接在拉杆的右端，拉套还与弹性夹头连接，弹性夹头位于外定位套内，与外定位套通过圆锥面接触，并通过定位销定位，外定位套固定在主轴的右端，弹簧和顶尖座位于拉套内，顶尖座与拉套固定连接，顶尖安装在顶尖座上，弹簧的一端抵在拉套上，另一端与顶尖连接。
采用上述技术方案后，工件依靠顶尖、端面定位板定位，由弹性夹头夹紧，使其与测量基准相统一；外定位套与弹性夹头以圆锥面接触，当拉杆通过拉套拉紧弹性夹头使其沿圆锥面中心线夹紧工件，使工件的中心与夹具的中心一致，即完成了工件的自定心装夹。通过上述设计实现了零件的高速、高精度磨削加工，定位方便、缩短工时、提高工效。此外，弹性夹头的内孔尺寸可根据钟型壳的外圆尺寸制作，加工不同的钟型壳时仅更换弹性夹头即可，无需更换整个夹具，既简化了操作又降低了成本；为满足不同长度工件的加工，顶尖在顶尖弹簧的作用下可以自动调节行程，从而满足了不同长度工件的加工要求，提高了夹具装置的通用性，可适应多种钟型壳零件的加工。由于本装置在夹紧工件时弹性夹头与外定位套互相配磨使得工件定心精度高、尺寸分散度小、装夹方便；更换弹性夹头时仅需拧松定位销，旋转弹性夹头，使其卡口与拉套脱开，抽出弹性夹头即可，因而使用十分方便。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的I部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1、2所示，一种数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，包括主轴7、液压松开机构和夹紧机构，液压松开机构由带顶杆2的液压油缸1和油缸座11组成，油缸座11位于主轴箱体8的后端，夹紧机构由拉杆9、拉套15、弹性夹头17、外定位套19、蝶形弹簧5、端面定位板20、顶尖22、顶尖座23和弹簧25组成，拉杆9的左端可与顶杆2接触，拉杆9位于主轴7内，蝶形弹簧5套在拉杆9上，且蝶形弹簧5的两端设置有左、右挡圈4、6，左挡圈4通过圆螺母10定位，端面定位板20与拉套15固定连接，拉套15通过螺纹连接在拉杆9的右端，拉套15还与弹性夹头17连接，弹性夹头17于外定位套19内，与外定位套19通过圆锥面接触，并通过定位销16定位，外定位套19固定在主轴7的右端，先将法兰14用螺钉13固定在主轴7右端，再用螺钉21将外定位套19固定在法兰14外端面，弹簧25和顶尖座23位于拉套15内，顶尖座23与拉套15通过导向键24固定连接，顶尖22安装在顶尖座23上，弹簧25的一端抵在拉套15上，另一端与顶尖22连接。
如图1所示，拉杆9安装有发信环12，并通过定位销3固定在.拉杆9上。通过无触点开关对发信环12位置的检测，监控夹具的工作状态，将信号反馈给控制系统，系统再通过控制电磁阀使油缸顶杆2缩回或顶出来控制夹紧、松开。这种夹具的夹紧利用碟形弹簧5来完成，夹具的松开利用液压松开的安全模式既安全可靠又方便快速。
此外，拉套15外圈圆周上每间隔60°有一个齿口，弹性夹头17内圈相应也有六个齿口，拉套15和弹性夹头17通过齿口啮合。安装弹性夹头17时仅需拧松定位销16，旋转弹性夹头17，使其齿口与拉套15卡紧，最后拧紧定位销16即可。
本实用新型的工作原理如下当液压油口A注入液压油时，油缸顶杆2伸出，向右顶拉杆19，克服叠形弹簧5的弹性变形，与此同时拉杆9推动与之连接的拉套15，使弹性夹头17伸出外定位套19，工件18被松开，工件在顶尖弹簧25的作用下，松开工件的同时顶尖座23和顶尖22也将工件自动送出，便于工件取出。至此，完成了工件的松开动作。
当液压油口B进油，油缸顶杆2随之缩回，拉杆9在碟形弹簧5的作用下通过拉套15拉住弹性夹头17，使弹性夹头17沿外定位套19的锥面缩入外定位套19中，使工件18的中心与夹具的中心一致，从而可以实现工件自定心装夹动作。
权利要求1.一种数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，包括主轴(7)、液压松开机构和夹紧机构，液压松开机构由带顶杆(2)的液压油缸(1)和油缸座(11)组成，油缸座(11)位于主轴箱体(8)的后端，其特征在于夹紧机构由拉杆(9)、拉套(15)、弹性夹头(17)、外定位套(19)、蝶形弹簧(5)、端面定位板(20)、顶尖(22)、顶尖座(23)和弹簧(25)组成，拉杆(9)的左端可与顶杆(2)接触，拉杆(9)位于主轴(7)内，蝶形弹簧(5)套在拉杆(9)上，且蝶形弹簧(5)的两端设置有左、右挡圈(4、6)，左挡圈(4)通过圆螺母(10)定位，端面定位板(20)与拉套(15)固定连接，拉套(15)通过螺纹连接在拉杆(9)的右端，拉套(15)还与弹性夹头(17)连接，弹性夹头(17)位于外定位套(19)内，与外定位套(19)通过圆锥面接触，并通过定位销(16)定位，外定位套(19)固定在主轴(7)的右端，弹簧(25)和顶尖座(23)位于拉套(15)内，顶尖座(23)与拉套(15)固定连接，顶尖(22)安装在顶尖座(23)上，弹簧(25)的一端抵在拉套(15)上，另一端与顶尖(22)连接。
2.根据权利要求1所述的数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，其特征在于拉杆(9)安装有发信环(12)。
3.根据权利要求1或2所述的数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，其特征在于拉套(15)外圈圆周上每间隔60°有一个齿口，弹性夹头(17)内圈相应也有六个齿口，拉套(15)和弹性夹头(17)通过齿口啮合。
专利摘要一种数控万向节钟型壳内球面磨床自定心夹具装置，包括主轴、液压松开机构和夹紧机构，夹紧机构由拉杆、拉套、弹性夹头、外定位套、蝶形弹簧、端面定位板、顶尖、顶尖座和弹簧组成，拉杆位于主轴内，蝶形弹簧套在拉杆上，且蝶形弹簧的两端设置有左、右挡圈，端面定位板与拉套固定连接，拉套通过螺纹连接在拉杆的右端，拉套还与弹性夹头连接，弹性夹头与外定位套通过圆锥面接触，并通过定位销定位，外定位套固定在主轴的右端，弹簧和顶尖座位于拉套内，顶尖座与拉套固定连接，顶尖安装在顶尖座上，弹簧的一端抵在拉套上，另一端与顶尖连接。本实用新型不仅能使工件装夹方便、快捷，定位精准，而且能在不更换夹具的情况下完成多种零件的磨削加工。
文档编号B23Q3/00GK2741715SQ20042010933
公开日2005年11月23日 申请日期2004年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者龚仲华, 唐国兴, 史建成, 孙毅, 顾坚 申请人:常州工业技术学院机电研究所