一种自定心夹紧装置的制作方法

1.本实用新型涉及工件的加工技术领域，尤其涉及一种自定心夹紧装置。


背景技术：

2.目前对于模数较大的外齿齿轮，多采用滚齿、铣齿、插齿以及磨齿对齿坯进行齿部加工，齿坯的齿部加工过程包括起吊、装夹、校表、加工及测量，起吊、装夹和校表的总时长称为辅助时长，其中装夹和校表的时长占辅助时长的比例最大。
3.随着机床和刀具性能的不断提升，齿坯的齿部加工时间大幅缩短，辅助时长占工件的齿部加工时长的比重越来越大，对于小型大批量的齿坯，可以通过机器人实现自动化装夹，但对于大型齿坯，受限于机器人承载重量，目前多数还是通过人工进行装夹和校表，齿坯的加工难度较大。


技术实现要素：

4.基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种自定心夹紧装置，降低了大型工件的加工难度，缩短了加工工件的辅助时长，提高了工件的加工速率。
5.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种自定心夹紧装置，包括：连接座；拉杆组件，包括杆本体和杆套，所述杆套包括螺纹套筒和连接套筒，所述螺纹套筒和所述连接套筒固定连接且两者形成凸环；径向定位组件，套设置所述杆套上且包括锥体、第一弹性件及压紧套；液压升降组件，与所述连接套筒相连，所述液压升降组件卸压时，所述第一弹性件能够通过所述凸环推动所述杆套带动所述压紧套与所述锥体的上端面抵接并向下挤压所述锥体以使工件径向定位在所述连接座上；压紧组件，设置在所述杆本体上；机床升降组件，与所述杆本体相连，所述机床升降组件能够带动所述压紧组件将径向定位后的所述工件压紧在所述连接座上。
7.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述连接座上设有锥形孔，所述锥体设置在所述锥形孔内，所述工件能够套设在设置所述锥形孔的部分所述连接座上，所述工件的下端面能够抵接在所述连接座上。
8.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述自定心夹紧装置还包括第二弹性件，所述第二弹性件套设在所述螺纹套筒上，所述第二弹性件的一端与所述连接座抵接，另一端与所述锥体的下端面抵接，所述液压升降组件加压时，所述第二弹性件能够推动所述锥体向上移动以使设置所述锥形孔的部分所述连接座的外径缩小。
9.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述连接座包括：基座；锥套，固定设置在所述基座上，所述锥形孔贯穿所述锥套设置；至少两个胀紧套，每个所述胀紧套均固定在所述锥套的外壁上，所述胀紧套能够与所述工件的定位凸起抵接以沿所述工件的径向定位所述工件。
10.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述基座上设有台阶面，所述连接座还包括用于支撑所述工件的支撑板，所述支撑板固定设置在所述台阶面上，所述支撑板的上端
面能够与所述工件的下端面贴合。
11.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述压紧套与所述螺纹套筒螺纹连接，所述连接套筒与所述液压升降组件的活动端螺纹连接。
12.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述液压升降组件包括：液压泵；千斤顶，与所述液压泵连通，所述液压泵能够驱动所述千斤顶的活动端带动所述杆套沿所述杆本体的长度方向运动。
13.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述压紧组件包括：压板，套设在所述拉杆组件上，所述压板上设有球面槽；固定件，固定设置在所述拉杆组件上，所述固定件上设有与所述球面槽对应的球面凸起，所述球面凸起能够与所述球面槽抵接以使所述压板沿所述工件的轴向定位所述工件。
14.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述压板包括：第一压板，靠近所述固定件的一侧设有所述球面槽；第二压板，与所述工件的上端面抵接且所述第二压板夹设在所述工件和所述第一压板之间。
15.作为一种自定心夹紧装置的优选方案，所述自定心夹紧装置还包括限位件，所述限位件通过贯穿所述锥体并固定在所述连接座上的第二紧固件相连，所述限位件与所述锥体间隔设置，所述限位件用于沿径向限位所述锥体。
16.本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的自定心夹紧装置结构紧凑，能够实现工件的径向定位和轴向定位且径向定位和轴向定位互不干扰，适用于各种型号的工件，其中杆本体、第一弹性件、压紧套及液压升降组件能够实现对工件的径向定位，杆套、压紧组件及机床升降组件能够实现对工件的轴向定位，与人工进行装夹和校表相比，缩短了加工工件的辅助时长，提高了工件的加工速率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型具体实施例提供的自定心夹紧装置的剖视图；
19.图2是本实用新型具体实施例提供的工件的剖视图。
20.图中：
21.1、连接座；11、基座；111、底座；112、定位座；110、台阶面；12、锥套；13、胀紧套；14、支撑板；
22.2、锥体；
23.31、杆本体；321、杆套；3211、螺纹套筒；3212、连接套筒；322、凸环；3221、第一连接凸起；3222、第二连接凸起；
24.4、第一弹性件；
25.5、压紧套；
26.6、第二弹性件；
27.7、液压升降组件；71、液压泵；72、千斤顶；
28.8、压紧组件；81、压板；811、第一压板；812、第二压板；82、固定件；821、球面凸起；
29.9、机床升降组件；
30.10、限位件；
31.100、工件；1001、定位凸起。
具体实施方式
32.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
34.在本实用新型的描述中，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；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实用新型中的具体含义。
35.本实施例提供一种自定心夹紧装置，如图1所示，包括连接座1、拉杆组件、径向定位组件、液压升降组件7、压紧组件8及机床升降组件9，拉杆组件包括杆本体31和套设在杆本体31上的杆套321，杆套321包括螺纹套筒3211和连接套筒3212，螺纹套筒3211和连接套筒3212固定连接且两者形成凸环322，径向定位组件套设置杆套321上且包括锥体2、第一弹性件4及压紧套5，液压升降组件7的活动端与连接套筒3212相连，液压升降组件7卸压时，第一弹性件4能够通过凸环322推动杆套321带动压紧套5与锥体2的上端面抵接并向下挤压锥体2以使工件100径向定位在连接座1上，压紧组件8设置在杆本体31上且能够与工件100的上端面抵接，机床升降组件9的活动端与杆本体31相连，机床升降组件9能够带动压紧组件8将径向定位后的工件100压紧在连接座1上。
36.具体地，本实施例的连接座1上设有锥形孔，工件100能够套设在设置锥形孔的部分连接座1上，工件100的下端面能够抵接在连接座1上，锥体2设置在锥形孔内。压紧套5与螺纹套筒3211螺纹连接且压紧套5在螺纹套筒3211上的位置可调节，液压升降组件7的活动端与连接套筒3212螺纹连接。
37.进一步地，如图1所示，本实施例的螺纹套筒3211的端部设有第一连接凸起3221，连接套筒3212的一端与液压升降组件7的活动端螺纹连接，连接套筒3212的另一端设有第二连接凸起3222，第一连接凸起3221和第二连接凸起3222形成凸环322且两者通过第一紧固件固定连接。
38.本实施例的第一弹性件4为碟簧，碟簧在液压升降组件7加压之后且泄压之前处于压缩状态，此时锥体2处于自由受力状态，当液压升降组件7泄压时，第一弹性件4推动杆套321带动压紧套5下压锥体2，设置锥形孔的部分连接座1胀开并与工件100抵接，实现工件100的径向的自动定位。径向定位完成后，将压紧组件8安装至杆本体31上，通过机床升降组件9下拉杆本体31，以将压紧组件8压紧在工件100上，保证工件100在加工过程中无轴向运动。通过调整第一弹性件4的数量以及组合方式，可以灵活调整杆套321的轴向运动行程以及压紧套5对锥体2上的压力，从而使自定心夹紧装置满足对各种工件100的径向定位。在其他实施例，第一弹性件4还可以为弹簧等具有弹性的结构，具体根据实际需要选定。
39.本实施例的第一弹性件4套设在螺纹套筒3211上，第一弹性件4的一端能够与凸环322抵接，另一端能够与连接座1抵接，本实施例的工件100为齿坯，图1中的虚线代表工件100，自定心夹紧装置用于沿齿坯的轴向和径向定位齿坯，从而实现对齿坯的齿部的加工。本实施例的套筒与杆本体31不接触，以防止两者存在相对时产生摩擦力而互相磨损，增加套筒和杆本体31运动的顺畅度。
40.本实施例提供的自定心夹紧装置结构紧凑，能够实现工件100的径向定位和轴向定位且径向定位和轴向定位互不干扰，适用于各种型号的工件100，其中杆本体31、第一弹性件4、压紧套5及液压升降组件7能够实现对工件100的径向定位，杆套321、压紧组件8及机床升降组件9能够实现对工件100的轴向定位，与人工进行装夹和校表相比，缩短了加工工件100的辅助时长，提高了工件100的加工速率。
41.如图1所示，该自定心夹紧装置还包括第二弹性件6，第二弹性件6为碟簧，第二弹性件6套设在螺纹套筒3211上，第二弹性件6的一端与连接座1抵接，另一端与锥体2的下端面抵接，液压升降组件7加压时，第二弹性件6能够推动锥体2向上移动以使设置锥形孔的部分连接座1的外径缩小。在其他实施例，第二弹性件6还可以为弹簧等具有弹性的结构，具体根据实际需要选定。
42.具体地，对液压升降组件7加压之前，将压紧套5旋入杆套321上时，压紧套5向下运动过程中会作用锥体2向下运动，设置锥形孔的部分连接座1受力后向外膨胀，第二弹性件6被压缩，设置锥形孔的部分连接座1胀开后的外径大于工件100的内孔的直径，同时压紧套5旋入的深度要在液压升降组件7有效行程范围内。对液压升降组件7加压时，第二弹性件6能够推动锥体2向上运动，锥套12和设置锥形孔的部分连接座1收缩复位，锥体2处于自由受力状态。
43.如图1所示，本实施例的连接座1包括基座11、锥套12及四个胀紧套13，基座11包括底座111和定位座112，底座111和定位座112通过螺栓固定连接，锥套12固定设置在基座11上，锥形孔贯穿锥套12设置，四个胀紧套13沿固定在锥套12的周向固定设置在锥套12的外壁上，如图2所示，胀紧套13能够与工件100的定位凸起1001抵接以沿工件100的径向定位工件100，防止工件100沿自身的径向方向移动。加工不同内径的工件100时，可更换不同外径的胀紧套13，以使胀紧套13能够适用于工件100，增加了该自定心夹紧装置适用性。在其他实施例中，还可以是胀紧套13与工件100的内壁面抵接以实现对工件100的径向定位，具体根据工件100的内壁面的加工精度进行选择。
44.具体地，锥体2与锥套12通过锥面相互作用，锥套12在锥体2的作用力下具有直径最大2mm胀缩量，通过调节压紧套5在杆套321上的不同位置可以调节锥体2上下运动量、锥
套12的胀缩量及第二弹性件6的弹性形变量。
45.如图1所示，本实施例的基座11上设有台阶面110，连接座1还包括用于支撑工件100的支撑板14，支撑板14固定设置在台阶面110上，支撑板14的上端面能够与工件100的下端面贴合。本实施例的支撑板14的个数为六个，每个支撑板14均通过定位销定位在基座11上，并通过螺栓固定在基座11上，相邻两个支撑板14之间存在间隙，这种设置能够保证机械爪能够伸入两个支撑板14之间的间隙内，有利于将未加工的工件100放置在支撑板14上和将加工完成的工件100从支撑件上移走。进一步地，支撑板14的大小和厚度可根据所要加工的工件100的直径和高度进行确定，以保证该自定心夹紧装置适用于不同直径和不同厚度的工件100，提高该自定心夹紧装置对工件100的适用性。
46.如图1所示，本实施例的液压升降组件7包括液压泵71和千斤顶72，千斤顶72与液压泵71通过油管连通，其中千斤顶72和液压泵71与油管的接口均为快换接口，方便安装和拆除，千斤顶72的活动端设有内螺纹孔，连接套筒3212的外壁上设有与千斤顶72的活动端的内螺纹孔配合的外螺纹，连接套筒3212螺纹连接在千斤顶72上，连接液压泵71能够驱动千斤顶72的活动端带动杆套321沿杆本体31的长度方向运动。其中，该千斤顶72为中空型且具备保压功能，液压泵71既可以是手动型也可以是电动型，液压泵71和千斤顶72属于现有技术，具体可通过外购获得。
47.如图1所示，本实施例的自定心夹紧装置还包括限位件10，限位件10通过贯穿锥体2并固定在连接座1上的第二紧固件(图中未示出)相连，限位件10与锥体2间隔设置，限位件10用于沿径向限位锥体2，即限位件10固定在连接座1上且用于径向限位锥体2。使用液压泵71对千斤顶72加压前，将压紧套5旋拧在螺纹套筒3211上，压紧套5与锥体2抵接，锥套12处于胀开状态，第二弹性件6处于压缩状态，接着，液压泵71对千斤顶72持续加压，千斤顶72的活动端带动杆套321沿杆本体31的长度方向朝上运动，压紧套5随杆套321向上运动，直至压紧套5与锥体2分离，此时，锥体2处于自由受力状态，第二弹性件6推动锥体2向上运动，第二弹性件6仅仅受到与锥体2重力相同的压力，锥套12收缩复位，将工件100放置在支撑板14上后，液压泵71卸压，千斤顶72回缩，螺纹套筒3211在第一弹性件4的弹力作用下向下运动，带动上端压紧套5下压锥体2，锥套12胀开，胀紧套13与工件100的定位凸起1001抵接，实现对工件100的径向的自动定位。
48.如图1所示，本实施例的压紧组件8包括压板81和固定件82，压板81套设在拉杆组件上，压板81上设有球面槽，固定件82固定设置在拉杆组件上，固定件82上设有与球面槽对应的球面凸起821，球面凸起821能够与球面槽抵接以使压板81沿工件100的轴向定位工件100。球面凸起821与球面槽抵接能够保证压板81与工件100的上端面为面与面接触，使得压板81与工件100之间受力均匀。本实例的机床升降组件9为机床的液压拉伸结构，机床升降组件9能够带动杆本体31和固定件82沿杆本体31的长度方向运动，机床升降组件9加压时能够拉动杆本体31向下运动，泄压时，能够带动杆本体31复位。
49.如图1所示，本实施例的压板81包括第一压板811和第二压板812，第一压板811靠近固定件82的一侧设有球面槽，第二压板812与工件100的上端面抵接且第二压板812夹设在工件100和第一压板811之间。其中，第一压板811为开口c形板，第二压板812为中间带有避让孔的圆板，第二压板812的直径根据所要加工的工件100的外径选定，以保证第二压板812能够将工件100压紧在支撑板14上，实现对工件100的轴向定位。
50.沿径向和轴向定位工件100时，首先对自定心夹紧装置进行预定位，然后对工件100进行加工，对自定心夹紧装置进行预定位的具体操作步骤如下：
51.s1、将自定心夹紧装置除第二压板812、第一压板811、固定件82、液压泵71、胀紧套13、支撑板14全部安装至机床；
52.s2、选择并安装与工件100高度相匹配的支撑板14，要求工件100内孔的定位凸起1001与胀紧套13的内壁面充分接触；
53.s3、选择并安装与工件100相匹配的胀紧套13，要求在锥套12胀开时，胀紧套13与工件100的定位凸起1001充分接触；
54.s4、千斤顶72处于卸压状态且千斤顶72的活动端伸出的距离为0mm；
55.s5、调整连接套筒3212旋入千斤顶72的深度，保证第一弹性件4的上端面与定位座112的下端面的距离为1mm
‑
2mm；
56.s6、压紧套5安装在螺纹套筒3211上后，保证压紧套5不与锥体2接触，距离为1mm
‑
2mm，锥体2处于自由受力状态；
57.s7、使用千分表校调胀紧套13外圆，保证全跳在0.01mm以内；
58.s8、使用扳手向下旋紧压紧套5，压紧套5向下运动过程中会推动锥体2向下运动，锥体2挤压锥套12，锥套12受力后向外膨胀，压紧套5向下旋入的深度要满足以下条件：胀紧套13胀开后的外径大于工件100的内孔的直径，同时压紧套5旋入的深度要在千斤顶72有效行程范围内。
59.需要说明的是，在s7中，千分表的全跳在0.01mm以内，能够保证胀紧后胀紧套13张开时为圆形，保证胀紧套13与工件100的定位凸起1001的接触面积较大，从而使工件100径向定位在胀紧套13上。
60.该自定心夹紧装置进行预定位完成后，对工件100进行齿部加工的步骤如下：
61.s9、将千斤顶72的快速接口通过油管与液压泵71连通；
62.s10、液压泵71持续加压，千斤顶72旋出的长度增加，直至压紧套5脱离锥体2后保压，其中，锥体2在第二弹性件6的回弹作用下向上运动，锥套12和胀紧套13收缩复位，第二弹性件6的弹性形变量减小；
63.s11、将工件100放置在支撑板14上，液压泵71卸压，千斤顶72的活动端回缩，螺纹套筒3211在第一弹性件4的弹力作用下向下运动，螺纹套筒3211带动压紧套5向下挤压锥体2，锥体2挤压锥套12，锥套12胀开，胀紧套13与工件100的定位凸起1001抵接，实现对工件100的径向的自动定位；
64.s12、拆卸油管和液压泵71，依次将第二压板812和第一压板811套设置杆本体31上，然后将固定件82安装至杆本体31，通过机床升降组件9下拉杆本体31，以使固定件82的球面凸起821与第一压板811上的球面槽抵接，机床升降组件9继续下拉杆本体31，第二压板812压紧在工件100上，保证工件100在加工过程中无轴向运动。
65.加工完成一个工件100后，将同型号的另一个工件100安装并进行加工时，只需重复步骤s9
‑
s12即可。
66.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例
对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。