一种可增力夹紧的自动自定心夹具的制作方法

本发明涉及机械加工及机床设备领域，尤其是一种可增力夹紧的自动自定心夹具。

背景技术：

自动自定心夹具主要用来对圆柱形工件进行夹持，实现快速定位夹持的同时，保证工件的轴线与机床刀具的轴线重合或平行，可直接进行下一步的机加工，大大缩减了工件装夹找正准备时间，提高了效率。

液压或气动卡盘是最常见的自动自定心夹具，但因其过孔小、多组组合使用不便、工件必须穿入等因素，使用局限性很强。后续开发的非标自动自定心夹具中，一种是液压马达+梯形丝杠结构的自定心夹具，其驱动结构是一根液压马达驱动的梯形丝杠，梯形丝杠两端分别分布旋向相反的螺纹，与两端螺纹配合的螺母与一对v型夹具体连接，液压马达的正反向旋转控制一对夹具体的开合。该结构可以实现自动自定心夹持并自锁，缺点是液压马达在夹紧堵转状态下，其输出扭矩会下降，导致夹紧力不足。另一种是液压油缸加齿轮齿条结构的自定心夹具，其驱动结构是两根齿条同时啮合在一个齿轮上，由液压缸驱动其中的一根齿条，液压缸活塞往复移动实现两根齿条的联动，驱动一对v型夹具体实现其自定心开合。该结构可以实现大的夹紧力，缺点是定位精度差，且整个结构无法实现自锁。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种可增力夹紧的自动自定心夹具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可增力夹紧的自动自定心夹具，左右对称呈v型的夹具体活连接安装在主体上，上面由压板定位，侧面由侧顶板定位，夹具体的底部固定有螺母，螺母套于正反梯形丝杠上实现联动；夹具体的内侧上下两端可拆卸安装有不同规格的垫块；正反梯形丝杠贯穿于主体底部，左侧通过丝杠驱动结构连接于液压马达，右侧设有微调结构。

本发明还具有以下附加技术特征：

作为本方案进一步具体优化的，微调结构包括有间隔套于正反梯形丝杠右端的推力球轴承，推力球轴承的外侧套有微调轴承套，微调轴承套的和主体之间设有螺纹套；螺纹套的右侧、微调轴承套的外侧设有锁紧螺母。

作为本方案进一步具体优化的，丝杠驱动结构中，箱体的内部设有呈空腔结构的换挡油缸，换挡油缸中设有压盖，箱体左端面布置有法兰套，压盖和法兰套之间贯穿设有活塞杆，活塞杆上套有拨臂；丝杠驱动结构中，正反梯形丝杠的右端经由双排深沟球轴承固定于箱体的右端，正反梯形丝杠的左端经由连轴套固定于箱体的左端，正反梯形丝杠的中部套有滑移齿轮和双联齿轮，滑移齿轮连接于拨臂，双联齿轮与齿条活塞杆啮合。

作为本方案进一步具体优化的，齿条活塞杆的一端伸入防护罩内，防护罩经由定位套导向连接于箱体的一侧；齿条活塞杆的另一端伸入缸筒内，缸筒经由定位连接套导向连接于箱体的另一侧，缸筒末端固定有缸盖。

本发明和现有技术相比，其优点在于：

该发明采用正反梯形丝杠驱动的一对v型夹具结构，实现圆柱形工件的自定心夹持。该发明采用了丝杠轴向位置精确定位及微调结构，保证夹具的自定心位置精度，且可对自定心位置进行调整校准。该发明采用了液压马达驱动夹持定位、齿条—齿轮结构增力夹紧的方式，保证了较宽的夹持直径范围及最终可靠的强力夹紧。该发明实现了整个夹具夹持过程液压驱动，无干涉快速顺序实现工件的定位夹持及夹紧。

该发明应用于圆柱形工件的自定心定位及强力夹紧，通过以上所描述的调整方法可调整、校准自定心夹持中心位置。更换不同规格的等高垫块，实现大的夹持直径范围。对于较长的圆柱形工件，可多组夹具组合使用。夹具由液压系统实现自动控制，顺序实现快速定位夹紧。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明的微调结构示意图；

图4为本发明的丝杠驱动结构示意图；

图5为本发明的丝杠驱动剖视结构示意图；

附图标记说明：

1垫块，2v型夹具体，3正反梯形丝杠，4微调结构，5螺母，6丝杠驱动结构，7液压马达，8压板，9侧顶板，10螺纹套，11锁紧螺母，12轴承套，13推力球轴承，14连轴套，15法兰套，16拨臂，17活塞杆，18压盖，19换挡油缸，20箱体，21滑移齿轮，22双联齿轮，23缸盖，24缸筒，25定连接位套，26齿条活塞杆，27定位套，28防护罩。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

一种可增力夹紧的自动自定心夹具，左右对称呈v型的夹具体2活连接安装在主体上，上面由压板8定位，侧面由侧顶板9定位，夹具体2的底部固定有螺母5，螺母5套于正反梯形丝杠3上实现联动；夹具体2的内侧上下两端可拆卸安装有不同规格的垫块1；正反梯形丝杠3贯穿于主体底部，左侧通过丝杠驱动结构6连接于液压马达7，右侧设有微调结构4。

微调结构4包括有间隔套于正反梯形丝杠3右端的推力球轴承13，推力球轴承13的外侧套有微调轴承套12，微调轴承套12的和主体之间设有螺纹套10；螺纹套10的右侧、微调轴承套12的外侧设有锁紧螺母11。

丝杠驱动结构6中，箱体20的内部设有呈空腔结构的换挡油缸19，换挡油缸19中设有压盖18，箱体20左端面布置有法兰套15，压盖18和法兰套15之间贯穿设有活塞杆17，活塞杆17上套有拨臂16。丝杠驱动结构6中，正反梯形丝杠3的右端经由双排深沟球轴承固定于箱体20的右端，正反梯形丝杠3的左端经由连轴套14固定于箱体20的左端，正反梯形丝杠3的中部套有滑移齿轮21和双联齿轮22，滑移齿轮21连接于拨臂16，双联齿轮22与齿条活塞杆26啮合。

齿条活塞杆26的一端伸入防护罩28内，防护罩28经由定位套27导向连接于箱体20的一侧；齿条活塞杆26的另一端伸入缸筒24内，缸筒24经由定位连接套25导向连接于箱体20的另一侧，缸筒24末端固定有缸盖23。

实施例1

在图1和图2中，一对v型夹具体2安装在主体上，上面由压板8定位，侧面由侧顶板9定位，通过一对安装在正反梯形丝杠3上的螺母5实现联动；v型夹具体2上安装垫块1，延长使用寿命，且可更换不同规格的垫块1，满足较大的夹持直径范围。正反梯形丝杠3的左端为丝杠驱动结构6及液压马达7。

在图3中，正反梯形丝杠3的右端有相应的微调结构4，用于初装配时精确调整自定心位置以及使用一段时间后的精度校准。调整时，由v型夹具体2自定心夹持相应的检具，松开锁紧螺母11，微调轴承套12使得自定心夹持中心对零，把紧锁紧螺母11。正反梯形丝杠3整体轴向位移由一对推力球轴承13约束，保证了定位精度及刚性。

在图4和图5中，丝杠驱动结构6为紧凑型结构，换挡油缸19与箱体20做成一体，在箱体20左端面布置法兰套15，满足换挡油缸19的加工工艺要求及活塞杆17、压盖18的安装。齿条油缸为分离结构，包括缸盖23、缸筒24、定位连接套25，把合在箱体20上，齿条活塞杆26与双联齿轮22啮合，另一端由定位套27导向，伸出的部分由防护罩28进行防护。

一种可增力夹紧的自动自定心夹具的使用方法，液压马达7通过联轴套14与正反梯形丝杠3连接，驱动旋转实现工件的定位夹持后，液压马达7堵转，此时启动换挡油缸19动作，拨臂16推动滑移齿轮21与双联齿轮22啮合，到位后，齿条油缸启动，齿条活塞杆26驱动双联齿轮22实现正反梯形丝杠3微旋转，实现v型夹具体2对工件的强力夹紧。

工件夹持定位过程中，高压液压马达7驱动正反梯形丝杠3旋转，驱动一对v型夹具2闭合，托起定位工件并最终夹持定位；定位工件至中心后，液压马达7堵转，此时液压马达7的输出扭矩下降，由于正反梯形丝杠2的自锁性，工件不会偏离定心位置，但是v型夹具体2对工件的夹紧附着力有限；液压系统检测液压马达7堵转信号后，液压马达7停止工作，启动相应液压阀启动换挡油缸，进行齿轮对啮合，此时齿条—齿轮结构的齿条油缸处于自由状态，保证啮合顺利无干涉；啮合到位后，换挡油缸19停止并使控制阀处于“o”自锁位，启动齿条活塞杆26油缸，驱动齿轮带动正反梯形丝杠3微动，依靠齿条活塞杆26油缸的拉力实现较大的夹紧力，保证工件夹紧牢靠。对于φ60mm规格齿条油缸，工作压力6.3mpa，齿轮为m3/z30，正反梯形丝杠3为t50×8条件下，结合工作效率，可实现的水平夹紧力可达125000n。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。