夹紧机构及车削机床的制作方法

本发明涉及机加工设备技术领域，尤其是涉及一种夹紧机构及车削机床。

背景技术：

夹紧机构是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。车削加工时，根据车削加工的内容及工件的形状和尺寸，常采用三爪卡盘或四爪卡盘装夹工件。

三爪自动卡盘主要包括卡盘体、设于卡盘体上的小锥齿轮、与小锥齿轮啮合的大锥齿轮和设于大锥齿轮上的三个卡爪，当卡盘扳手插入卡盘体上任意一个小锥齿轮的四方孔内转动时，小锥齿轮带动大锥齿轮转动，大锥齿轮背面的平面螺纹带动三个卡爪沿卡盘体的径向向槽内同时做向心或离心移动，以夹紧或松开工件。

四爪卡盘的卡盘体上设有四条径向槽，四个卡爪一一对应安装于径向槽内，卡爪背面以螺纹与螺杆相配合，螺杆端部设有一方孔，当用卡盘扳手转动某一个螺杆时，相应的卡爪即可移动，实现夹紧或松开工件。四爪单动卡盘夹紧力大，可装夹大型以及其他不规则形状的工件。

三爪卡盘和四爪卡盘对工件产生的夹持力均难以检测和控制，对于薄壁类工件夹持力可能会使工件产生变形，此外，利用四爪卡盘装夹不规则形状工件时，对工件找正操作比较复杂，从而使定位效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种夹紧机构，以缓解现有技术中夹紧机构可能会使薄壁工件产生变形和定位效率低的技术问题。

本发明提供的夹紧机构包括：真空泵、第一真空表、主轴和夹紧组件，所述真空泵和所述第一真空表均与所述主轴的内部相通，所述主轴与所述夹紧组件连接；

所述夹紧组件包括夹紧工装，所述夹紧工装上设有定位面，所述定位面上设有多个真空孔，多个所述真空孔均与所述主轴的内部相通。

进一步地，所述夹紧组件还包括衔接块，所述衔接块与所述主轴连接，所述夹紧工装连接于所述衔接块的远离所述主轴的一端，所述衔接块上设有用于连通所述主轴和所述真空孔的通孔。

进一步地，所述衔接块和所述夹紧工装上对应地设有连接孔和定位孔。

进一步地，所述衔接块的侧面上设有多个动平衡调整孔，多个所述动平衡调整孔沿所述衔接块的周向均匀分布。

进一步地，所述真空泵与所述主轴之间设有电磁阀，所述电磁阀分别与机床的自动控制机构和外接的手动控制机构信号连接。

进一步地，所述真空泵与所述电磁阀之间设有第二真空表。

进一步地，还包括报警机构，所述报警机构与所述第一真空表信号连接。

进一步地，所述定位面包括叶片定位面和三个凸台定位面，所述叶片定位面呈弧形，呈弧形的所述叶片定位面向远离所述夹紧工装的中心的方向凸出，三个所述凸台定位面均匀分布于所述叶片定位面的远离所述夹紧工装的中心的一侧。

进一步地，所述叶片定位面高于所述凸台定位面，所述凸台定位面与所述叶片定位面之间的距离范围为1.082mm－1.087mm。

在使用本发明提供的夹紧机构夹紧工件时，将工件的定位面与夹紧工装上的定位面接触，夹紧工装上的定位面对工件起到快速定位的作用，启动真空泵，夹紧工装上的真空孔与主轴内部相通，主轴内部与真空泵相通，利用压力将工件固定于夹紧工装上，第一真空表实时显示工件受到的真空压力值，防止工件受到的真空压力超过工件能够承受的极限值，而使工件产生变形。

与现有的夹紧机构相比，本发明提供的夹紧机构利用夹紧工装上的定位面实现对工件的快速定位，提高了定位效率；真空泵与第一真空表配合，在将工件定位至夹紧工装上的同时，防止工件受力过大而产生变形，对工件起到保护作用。

本发明的另一目的在于提供一种车削机床，以缓解现有技术中夹紧机构可能会使薄壁工件产生变形和定位效率低的技术问题。

本发明提供的车削机床包括上述技术方案所述的夹紧机构。

所述的车削机床与上述的夹紧机构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的夹紧机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的夹紧机构中夹紧工装的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的夹紧机构中衔接块的主视图；

图4为本发明实施例提供的夹紧机构中衔接块的右视图。

图标：100－真空泵；200－第一真空表；300－主轴；400－夹紧组件；410－夹紧工装；411－真空孔；412－叶片定位面；413－凸台定位面；420－衔接块；421－通孔；422－动平衡调整孔；430－连接孔；440－定位孔；500－电磁阀；600－第二真空表。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图1为本发明实施例提供夹紧机构的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的夹紧机构包括：真空泵100、第一真空表200、主轴300和夹紧组件400，真空泵100和第一真空表200均与主轴300连接，主轴300与夹紧组件400连接；夹紧组件400包括夹紧工装410，夹紧工装410上设有定位面，定位面上设有多个真空孔411，多个真空孔411均与主轴300的内部相通。

如图1所示，主轴300为中空管，主轴300的一端通过通气管与真空泵100连接、另一端与夹紧组件400连接，主轴300的与真空泵100连接的一端通过通气管与第一真空表200连接，以使第一真空表200检测主轴300内的真空压力。

在使用本发明实施例提供的夹紧机构夹紧工件时，将工件的定位面与夹紧工装410上的定位面接触，夹紧工装410上的定位面对工件起到快速定位的作用，启动真空泵100，夹紧工装410上的真空孔411与主轴300内部相通，主轴300内部与真空泵100相通，利用压力将工件固定于夹紧工装410上，第一真空表200实时显示工件受到的真空压力值，防止工件受到的真空压力超过工件能够承受的极限值，而使工件产生变形。

与现有的夹紧机构相比，本发明实施例提供的夹紧机构利用夹紧工装410上的定位面实现对工件的快速定位，提高了定位效率；第一真空泵100与第一真空表200配合，在将工件定位至夹紧工装410上的同时，防止工件受力过大而产生变形，对工件起到保护作用。

进一步地，夹紧组件400还包括衔接块420，衔接块420与主轴300连接，夹紧工装410连接于衔接块420的远离主轴300的一端，衔接块420上设有用于连通主轴300和真空孔411的通孔421。

如图1所示，衔接块420呈圆柱形，衔接块420的圆周面上设置有沿衔接块420的周向延伸的凹槽，如图3和图4所示，衔接块420的中部设置有呈圆柱形的通孔421，通孔421的轴线与衔接块420的轴线重合；衔接块420的图1所示的右端通过螺栓与主轴300连接，夹紧工装410连接于衔接块420的图1所示的右端，夹紧工装410上的真空孔411与衔接块420上的通孔421相通，从而实现真空孔411与主轴300的内部相通。不同夹紧工装410可用于定位不同的工件，使夹紧工装410通过衔接块420与主轴300连接，可根据需加工的工件的需要，方便更换衔接块420上的夹紧工装410。

进一步地，衔接块420和夹紧工装410上对应地设有连接孔430和定位孔440。

夹紧工装410呈圆柱形，夹紧工装410的直径等于衔接块420的直径，夹紧工装410的与衔接块420配合的端面上设置有连接轴，连接轴的轴线与夹紧工装410的轴线重合；如图2所示，夹紧工装410上设置有四个定位孔440，其中，两个定位孔440位于夹紧工装410的图2所示水平直径线的上侧，并且两个定位孔440相对于夹紧工装410的竖直直径线相对设置，另外两个定位孔440位于夹紧工装410的图2所示的直径线的下侧，并且两个定位相对于夹紧工装410的竖直直径线相对设置，并且，上侧的两个定位孔440与下侧的两个定位孔440一一相对设置；同时，夹紧工装410上设置有四个连接孔430，四个连接孔430均为螺纹孔，其中，两个连接孔430位于上侧的两个定位孔440之间，且相对于夹紧工装410的竖直直径线相对设置，另外两个连接孔430位于下侧的两个定位孔440之间，且相对于夹紧工装410的竖直直径线相对设置，同时，上侧的两个连接孔430与下侧的两个连接孔430一一相对设置。如图3所示，衔接块420与夹紧工装410配合端面上设置有四个连接孔430和四个定位孔440，衔接块420上的四个连接孔430与夹紧工装410上的四个连接孔430一一相对设置，衔接块420上的四个定位孔440与夹紧工装410上的四个定位孔440一一相对设置。

在将夹紧工装410连接于衔接块420上时，首先利用销轴使夹紧工装410上的定位孔440的轴线与衔接块420上的定位孔440的轴线一一对应重合，夹紧工装410上的连接轴与衔接块420上的通孔421配合，销轴固定于夹紧工装410上的定位孔440和衔接块420上的定位孔440内，防止夹紧工装410相对衔接块420产生移动，然后使螺栓与夹紧工装410上的连接孔430和衔接块420上的连接孔430配合，实现夹紧工装410与衔接块420的连接。

进一步地，衔接块420的侧面上设有多个动平衡调整孔422，多个动平衡调整孔422沿衔接块420的周向均匀分布。

在制造和安装衔接块420的过程中存在偏差，同时，加工工件只吸附在夹紧工装410的端面的一边，这就造成夹紧机构在以圆心为中心的发散线上的重量不相同，在高速旋转过程中，易出现不同轴运动，造成机床的震动，和产品尺寸的不良；动平衡调整孔422的设置能够根据检测的结果在需要的位置增加适当的配重，使夹紧机构在以圆心为中心的发散线上的重量接近相同，从而提高夹紧机构在旋转过程中的稳定性。

进一步地，真空泵100与主轴300之间设有电磁阀500，电磁阀500分别与机床的自动控制机构和外接的手动控制机构信号连接。

如图1所示，电磁阀500设于连接真空泵100和主轴300的通气管上，电磁阀500的一侧上的开口通过通气管与真空泵100连接，相对的另一侧上的开口通过通气管与主轴300连接；电磁阀500的控制线同时与机床的可编程机床控制器和外部的手动控制机构信号连接，可实现机床自动和外部手动同时对电磁阀500进行控制。通过电磁阀500的开启和关闭，控制真空泵100与主轴300的连通和断开。

电磁阀500上还设有空压孔和泄气阀，空压孔用于在卸载工件时，通入空气以减小真空孔411内的负压，从而减小对工件的作用力，方便将工件从夹紧工装410上拆卸下；泄气阀用于实现电磁阀500的运动，泄气阀能够排除正向气压，使电磁阀500的反向运动更快、更灵敏。

进一步地，真空泵100与电磁阀500之间设有第二真空表600。

如图1所示，第二真空表600设于连接真空泵100与电磁阀500的通气管上，由真空泵100产生的负压首先传送至第二真空表600，第二真空表600显示真空泵100输出的负压至，可根据第二真空表600的显示真空泵100输出的分压的大小。

进一步地，还包括报警机构，报警机构与第一真空表200信号连接。

具体地，报警机构包括信号接收组件和报警组件，信号接收组件分别与第一真空表200和报警组件信号连接，信号接收组件和报警组件均设置于机床上，信号接收组件同时与机床的加工机构信号连接，报警组件可为报警器或蜂鸣器等。在加工过程中，第一真空表200实时检测定位面处的真空压力值，当工件未精准安装时，工件的端面与定位面之间存在缝隙，从而使定位面处的真空压力值降低，第一真空表200检测到的定位面处的真空压力值降低时，输出的电压降低，信号接收组件接收第一真空表200输送的电压信号，当信号接收组件接收的电压低于预设值时，信号接收组件控制报警组件报警，并使机床中的加工机构停止运转，防止工件飞出对刀具或机床造成损坏；定位面处的真空压力增大时，第一真空表200输出的电压升高，当信号接收组件接收到的第一真空表200输出的电压信号高于预设值时，信号接收组件控制报警组件报警，并使机床中的加工机构停止运转，防止工件因受力过大而产生变形。

进一步地，定位面包括叶片定位面412和三个凸台定位面413，叶片定位面412呈弧形，呈弧形的叶片定位面412向远离夹紧工装410的中心的方向凸出，三个凸台定位面413均匀分布于叶片定位面412的远离夹紧工装410的中心的一侧。

如图2所示，呈弧形的叶片定位面412对应的圆心与夹紧工装410的中心重合；与工件接触的定位面的加工精度要求高于其他不起定位作用的平面，叶片定位面412上设置有多个呈弧形的凹槽，用于减少叶片定位面412与工件的接触面积，从而减少需高精度加工的平面，提高加工夹紧工装410的效率；多个呈弧形的凹槽在叶片定位面412上均匀分布，使能够起定位作用的平面均匀分布，真空孔411沿叶片定位面412的两个侧边均匀分布，两侧边之间的真空孔411为位于相邻的凹槽之间，真空孔411的均匀分布，使工件受到的吸附力更加均匀，防止工件受力不均匀而产生变形。凸台定位面413均位于叶片定位面412的远离夹紧工装410的中心的一侧，其中，一个凸台定位面413位于叶片定位面412的图2所示的左侧，第二个凸台定位面413位于叶片定位面412的图2所示的右侧，第三个凸台定位面413位于叶片定位面412的图2所示的上侧。在定位工件时，工件上的三个凸台与三个凸台定位面413一一对应配合，其余部分与叶片定位面412配合，实现对工件的定位。

进一步地，叶片定位面412高于凸台定位面413，凸台定位面413与叶片定位面412之间的距离范围为1.082mm－1.087mm。

具体地，加工工件包括叶片和三个凸台，三个凸台的端面位于同一平面上且高于叶片的端面，三个凸台的端面均高于叶片的端面1.092mm，凸台定位面413与叶片定位面412之间的距离差为1.082mm－1.087mm。，将叶片定位于叶片定位面412上时，凸台与凸台定位面413的过盈配量范围为0.005mm－0.01mm。当凸台与凸台定位面413的过盈量小于0.005mm时，凸台的端面相对于凸台定位面413悬空，在加工过程中，工件产生振动而使凸台的端面产生振纹；当凸台与凸台定位面413的过盈量大于0.01mm时，工件在装夹后可能会产生倾斜，从而使加工出的同一工件的不同部位厚度不同。凸台定位面413与叶片定位面412之间的距离范围为1.082mm－1.087mm，使凸台与凸台定位面413的过盈配量范围为0.005mm－0.01mm，防止凸台的端面产生振纹或者被加工出的工件的厚度不同。

进一步地，凸台定位面413采用镶块式定位。在加工凸台定位面413时，利用线切割的方式在夹紧工装410的端面上切割出凹槽，并将加工好的定位块镶嵌入凹槽，定位块的朝向凹槽开口的端面为凸台定位面413。凸台定位面413采用镶块式定位，可通过调整镶块在凹槽中位置来调整凸台定位面413与叶片定位面412之间的距离，从而方便调整凸台与凸台定位面413的过盈量。

实施例二

本实施例二的目的在于提供一种车削机床，以缓解现有技术中夹紧机构可能会使薄壁工件产生变形和定位效率低的技术问题。

本实施例二提供的车削机床包括实施例一提供的夹紧机构。

本实施例二提供的车削机床与实施例一提供的夹紧机构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。