一种零点快换装置的制作方法

本实用新型属于数控加工技术领域，特别涉及一种具有高定位精度的零点快换装置。

背景技术：

随着现代制造技术的发展，对产品的加工精度和加工效率提出了更高的要求。为了避免批量加工时由于工件更换所占用时间较多而影响加工效率，很多加工厂家开始采用零点快换定位夹持系统进行工件的快速更换和高精度的定位与夹紧，相比传统的手工更换，不仅能够大大缩短装卸工件所占用的辅助时间，提高加工效率，而且还能够大大提升装夹稳定性，是一种自动化程度较高的装夹工具。

目前，市场上出现的零点快换定位夹持系统主要采用球锁结构锁紧和机械结构锁紧两种方式。其中，球锁结构锁紧由于钢球定位结构轻，只能满足轻型工件的快速更换，对于重载夹持很难满足要求，并且对使用环境要求也较高，加工中的粉尘、碎屑、油污进入后不易清理，会导致定位精度下降，加工不稳定等问题。而现有的机械结构锁紧大都存在机械结构复杂，加工难度大，不易拆卸，成本高，不利于生产等缺陷。

同时，现有的零点快换定位夹持系统在旋转定位方面主要采用圆柱销-孔配合、锥面销-孔配合、定位键-槽配合等方式进行定位，由于使用中需要频繁装卸，这些定位方式必然会存在配合间隙问题。当工件受到侧向切削力较大时，工件会产生微量转动或颤动，从而影响定位精度，进而影响刀具寿命和加工质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，加工制造方便、成本低，应用灵活的零点快换装置，不仅适合于轻型工件的快速更换，还能满足重载夹持的要求，并且定位精度高，稳定性强。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种零点快换装置，由快换基体、下盖板、环形活塞、转动体、锁紧舌、保持架、弹簧、拉钉和辅助定位器组成，用于中心定位的拉钉与快换基体的中心锥孔相配合；保持架安装于快换基体上，并与快换基体一起形成有下端开口的环形腔以及若干绕中心轴均匀分布的容置槽；下盖板固定于快换基体的下端，并将环形腔的下端开口封住；环形活塞置于环形腔内，并通过若干弹簧弹性支撑于下盖板上；转动体分别通过转动轴一一安装于容置槽内；转动体上端连接有用于卡紧拉钉的锁紧舌；环形活塞的内环面上设置有作用于转动体的凸缘；快换基体上设置有通入环形腔的通气孔，同时在环形活塞的内外环面上分别设置有用于密封气体的密封圈；快换基体的上端面上设置有用于周向定位的辅助定位槽，辅助定位器和辅助定位槽通过锥面零间隙配合。

上述一种零点快换装置，所述辅助定位器的两侧为机翼形结构，两机翼体的外锥面分别与辅助定位槽的内锥面相配合，配合时，两机翼体向内产生微小变形。

上述一种零点快换装置，所述环形活塞下端还设置有到位检测装置，由到位检测销和到位检测传感器组成，到位检测销安装于环形活塞下端；下盖板上设置有对应于到位检测销的到位销孔；到位检测传感器设置于该零点快换装置的外部安装座上，并对应于到位销孔位置安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过环形活塞的上下运动带动转动体转动，进而带动锁紧舌的水平移动完成锁紧和松开动作，不仅整体结构和动作关系简单，而且各组件形状结构设计简单，无需复杂工序即可实现加工，易于生产制造，成本低。并且通过中心锥面定位和辅助锥面定位的共同作用，定位精准、稳定可靠，尤其是辅助定位器锥面与辅助定位槽锥面的配合，通过辅助定位器产生的微小变形，实现了二者的零间隙配合，解决了现有技术中旋转方向定位精度不足的问题，同时也大大增加了本实用新型的负载能力。另外，到位检测装置能够直接检测运动部件的运行状态，有效避免气压检测方式易出现的由于通气孔堵塞而导致判断错误的风险，大大提升了状态检测的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型锁紧状态示意图。

图2是本实用新型松开状态示意图。

图3是本实用新型辅助定位器与辅助定位槽配合结构示意图。

图4是本实用新型到位状态检测原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型的一种零点快换装置，由快换基体1、下盖板2、环形活塞3、转动体4、锁紧舌5、保持架6、弹簧7、拉钉8和辅助定位器9组成。保持架6安装于快换基体1上，并与快换基体1一起形成有下端开口的环形腔10以及三个绕中心轴均匀分布的容置槽11；下盖板2通过螺钉固定于快换基体1的下端，并将环形腔10的下端开口封住；环形活塞3置于环形腔10内，并通过弹簧7弹性支撑于下盖板2上；转动体4分别通过转动轴一一安装于容置槽11内；转动体4上端连接有用于卡紧拉钉8的锁紧舌5；环形活塞3的内环面上设置有作用于转动体的凸缘31；快换基体1上还设置有通入环形腔10的通气孔12，同时在环形活塞3的内外环面上分别设置有用于密封气体的密封圈13和密封圈14；拉钉8与快换基体1的中心锥孔相配合，可实现中心定位；同时，快换基体1的上端面上还设置有辅助定位槽15，辅助定位器9与辅助定位槽15相配合，可实现圆周定位。环形活塞3的下端设置有到位检测销16，下盖板2上设置有对应于到位检测销16的到位销孔17。

如图3所示，辅助定位器9的两侧为机翼形结构，两机翼体的外锥面分别与辅助定位槽15的内锥面相配合。配合时，两机翼体向内产生微小变形，使辅助定位器9与辅助定位槽15形成零间隙配合，并产生相互作用力，在受到外部切削力的作用时也不会产生移动或颤动，从而实现旋转方向的精确定位。

如图4所示，对应于到位检测销16的到位检测传感器18设置于本实用新型零点快换装置的外部安装座20上，并对应于到位销孔17位置安装。到位检测销16随环形活塞3的上下运动而同时上下移动，到位检测传感器18根据到位检测销16的位置输出检测信号，从而判断零点快换装置的夹紧和松开状态。

使用时，拉钉8和辅助定位器9分别安装于工件或安装有工件的夹具连接板底部，工件或夹具连接板置于快换基体1的上端面，拉钉8和辅助定位器9分别与快换基体1的中心锥孔和辅助定位槽相配合，拉钉8被锁紧舌5卡紧的同时，工件或夹具连接板底面与快换基体1的上端面接触配合，辅助定位器与辅助定位槽零间隙配合，工件被完全定位。需要更换工件时，向通气孔12通入压缩空气，环形活塞3在压缩空气作用下向下移动，并通过凸缘31带动转动体4绕旋转轴转动，锁紧舌5在转动体4的作用下沿快换基体1的径向向外移动，与此同时弹簧7产生压缩变形，直到到位检测销16随环形活塞运动至下盖板底部时，到位检测传感器18发出到位检测信号显示锁紧舌5完全脱离拉钉8，此时即可将拉钉8取出进行更换工件或夹具连接板的操作，如图2所示。

将装有已加工工件的拉钉连同工件或夹具连接板取出后，将底部带有拉钉和辅助定位器的下一加工工件或夹具连接板放于快换基体1的上端面，并将其拉钉和辅助定位器分别置于快换基体1的中心锥孔和辅助定位槽内，然后停止向通气孔内通入压缩空气，原有的压缩空气被释放，环形活塞3在弹簧7的弹力作用下向上移动，并通过凸缘31带动转动体4绕旋转轴反方向转动，锁紧舌5在转动体4的作用下沿快换基体1的径向向中心移动，直到到位检测传感器18发出到位检测信号显示拉钉8被锁紧舌5完全锁死，如图1所示，从而完成工件的更换。

尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。