一种十字轴磨削夹紧装置的制作方法

本发明涉及汽车配件制造加工领域，具体涉及一种十字轴磨削夹紧装置。

背景技术：

汽车差速器是汽车实现转弯的一个重要的机械装置，其中十字轴又是汽车差速器内的一个重要零件，它的质量水平的高低关系到汽车差速器能否快速灵活可靠地实现汽车转弯，直接影响到汽车的使用性能。

十字轴是通过机械加工而成，十字轴需要热处理后进行磨削加工，因为热处理会产生一定的变形，且表面可能会产生氧化层或微量的变形。把磨削放在热处理后，因此磨削后可以消除热处理产生的微量变形，提高零件的精度，同时也把表面的氧化层去掉，提高质量。因此十字轴的磨削需要一种夹紧装置来固定，而目前的十字轴磨削装紧夹置是先固定好十字轴中的一根轴，再进行磨削加工，磨削完成再进行手动更换进行其他轴的加工，由于十字轴有四根轴，每次单根轴磨削加工完成后都需手动来更换十分费时费力，从而影响工作效率，鉴于上述缺陷，实有必要设计一种十字轴磨削夹紧装置。

技术实现要素：

本发明主要目的在于提供一种十字轴磨削夹紧装置，能够自动夹紧十字轴，避免人工手动反复操作，提高工作效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种十字轴磨削夹紧装置，包括机床主轴和机床导轨，所述机床主轴上固定连接有十字轴夹紧结构，所述十字轴夹紧结构包括安装座、定位组件和夹紧组件，所述安装座设有安装孔，所述安装孔的侧壁内设有凹槽，所述凹槽内设有夹紧组件，所述夹紧组件包括楔形块、夹紧块、固定杆、摆杆、第一活动杆和第二活动杆，所述楔形块与第一活动杆垂直固定连接，所述夹紧块与第二活动杆垂直固定连接，所述摆杆两端分别与第一活动杆和第二活动杆顶端转动连接，所述固定杆垂直固定连接在凹槽内壁上，所述固定杆顶端与摆杆中部转动连接，所述楔形块与安装孔底壁滑动连接，所述夹紧块与凹槽内壁滑动配合，所述第一活动杆和第二活动杆分别于凹槽内壁之间设有复位弹簧；

所述机床导轨上固定连接有尾座，所述尾座包括气动顶尖、驱动组件和滑套，所述滑套置于尾座内并与尾座螺纹连接，所述气动顶尖置于滑套内并与滑套滑动连接，所述驱动组件位于尾座一侧用于带动气动顶尖水平移动，所述尾座上还设有用于使十字轴转动的十字轴转动结构。

本发明的工作原理及优点在于：

1.夹紧组件设置在安装孔侧壁上的凹槽内，当驱动组件带动气动顶尖向安装槽移动时，气动顶尖与十字轴轴上的圆孔相配合，并带动十字轴向安装孔移动，在十字轴与楔形块接触并进行挤压时，使得楔形块向安装槽内壁上的凹槽的内部移动，通过杠杆原理，楔形块带动摆杆运动，摆杆带动夹紧块向安装孔中心移动，对十字轴进行自动夹紧固定，楔形块滑动距离越长，夹紧块对十字轴的固定效果更好。

2.复位弹簧的设置，楔形块运动的同时使第一活动杆和第二活动杆上的复位弹簧发生形变，使得十字轴脱离安装孔之后能够快速复位，方便下一次的夹紧固定，而且复位弹簧还具有使摆杆保持平衡的作用。

进一步，所述驱动组件包括气缸、活塞板和活塞杆，所述活塞杆与气动顶尖两者的一端分别垂直固定连接在活塞板两侧，所述气动顶尖与活塞杆两者的另一端分别穿过气缸并与气缸滑动连接，所述活塞杆一端连接有动力驱动机构，所述气缸在与气动顶尖和活塞杆两者滑动连接的两侧侧壁上设有进气口和出气口，所述进气口与出气口上均设有单向阀，两个所述出气口上均设有导气管，其一所述导气管出口置于尾座上，另一所述导气管出口置于十字轴转动结构中。

动力驱动装置带动活塞杆运动，活塞杆通过活塞板带动气动顶尖运动，当气动顶尖对十字轴进行夹紧校正时，活塞板对气动顶尖所在的一侧腔室的空气进行挤压，使气动顶尖所在的一侧腔室的气体从气缸的出气口由导气管排出，导气管排出的气体用于对磨削后的十字轴的清洗，同时位于活塞板另一侧的腔室通过进气口进行吸气，为另一腔室的排气做准备；当气动顶尖对十字轴进行松紧时，活塞板将活塞杆所在的一侧腔室的空气进行挤压，使活塞杆所在的一侧腔室的气体从气缸的另一个出气口由导气管排出，导气管排出的气体可用于十字轴转动结构的驱动，同时与气动顶尖同侧的腔室通过进气口进行吸气。

进一步，气动顶尖与气缸之间的连接处和活塞杆与气缸之间的连接处均保持良好的气密性。

连接处在气密性良好的情况下，使得气缸内的气体只能从进气口和出气口进出，气体的利用率得到提高，可以使十字轴的清洁效果更好，同时可有效控制气缸气体进入到十字轴转动结构中的进气量。

进一步，十字轴转动结构包括l型的推动杆、槽轮机构、叶片、转盘和固定块，所述固定块与转盘固定连接，所述固定块用于固定十字轴，所述尾座侧壁上水平设置有滑槽，所述滑槽内设有与其滑动连接的滑块，所述推动杆中部与滑块固定连接，所述推动杆一端与活塞杆滑动连接，所述槽轮机构包括缺口圆盘、转臂、圆柱销和槽轮，所述转臂一端与缺口圆盘同轴固定连接，另一端与用于间歇带动槽轮转动的圆柱销垂直固定连接，所述转臂与缺口圆盘缺口同向，所述缺口圆盘与槽轮均转动连接在推动杆上，所述槽轮与转盘同轴固定连接，所述槽轮为四槽槽轮，所述缺口圆盘上均匀设置有若干用于带动其转动的叶片，所述导气管出口与叶片相对，所述导气管出口的排气量只可带动缺口圆盘旋转一周。

当活塞杆向气动顶尖方向运动时，活塞杆利用摩擦力带动l型的推动杆朝气动顶尖方向移动，推动杆带动转盘上的十字轴向十字轴夹紧结构移动，由于推动杆与滑块固定连接，滑块在凹槽内滑动连接，滑槽使得推动杆的移动距离只能带动十字轴与十字轴夹紧结构相接触并夹紧固定，由于十字轴夹紧端与十字轴夹紧结构定位顶尖中的顶尖相配合的方式与转盘固定块上固定的十字轴的方式不同，而且磨削是一种精加工，这种夹紧定位易导致磨削加工效果不好。因此可以利用气动顶尖来进行调整，而且夹紧方式相同，可完成精准定位和夹紧，使得磨削加工效果更好；当活塞杆向活塞杆方向运动时，由驱动组件产生的气体吹向缺口圆盘上的叶片并通过叶片带动缺口圆盘转动，由于导气管出口的排气量的设置，只能使缺口圆盘旋转一周，在加上四槽槽轮的设置，只有在圆柱销与槽轮滑槽啮合时才能带动槽轮转动，缺口圆盘转动一周只能带动槽轮转动90°，于是就可实现十字轴的自动换向，使得每一根轴都能被固定夹紧，使十字轴的磨削效果更好。

进一步，夹紧块上设有摩擦层。

摩擦层的设置可以使夹紧块对十字轴固定得更稳定，还可以防止十字轴在磨削时发生转动，使十字轴在磨削时加工效果更好。

进一步，所述安装孔的底壁上设有阶梯槽，所述定位组件设于阶梯槽内，所述定位组件包括顶尖、限位板、定位柱和复位弹簧，所述限位板和顶尖固定连接，所述顶尖与阶梯槽滑动连接，所述顶尖端部置于阶梯槽外，所述限位板置于阶梯槽内，所述限位板上固定连接有定位柱，所述定位柱上套有复位弹簧，所述复位弹簧两端分别连接在阶梯槽槽壁和限位板上。

由于十字轴其本身轴内是设有圆孔的，而定位顶尖的设置能使顶尖与十字轴的圆孔相配合，使得定位效果更好更精准，在磨削打磨时，磨削的质量更高。

附图说明

图1为本发明一种十字轴磨削夹紧装置实施例的整体剖视图；

图2为图1夹紧组件的局部剖视图；

图3为图1驱动组件的俯向观察的局部剖视图；

图4为图1十字轴转动结构的后视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机床主轴1、机床导轨2、安装座3、楔形块4、夹紧块5、固定杆6、摆杆7、第一活动杆8、第二活动杆9、顶尖10、限位板11、定位柱12、复位弹簧13、尾座14、气动顶尖15、驱动组件16、滑套17、气缸18、活塞板19、活塞杆20、进气口21、出气口22、单向阀23、导气管24、推动杆25、叶片26、转盘27、固定块28、滑块29、缺口圆盘30、转臂31、圆柱销32、槽轮33。

实施例基本如附图1所示：一种十字轴磨削夹紧装置，包括机床主轴1和机床导轨2，所述机床主轴1上固定连接有十字轴夹紧结构，如图2所示，所述十字轴夹紧结构包括安装座3、定位组件和夹紧组件，所述安装座3设有安装孔，所述安装孔的侧壁上周向均匀设有四个凹槽，凹槽的截面为“凹”字形，四个所述凹槽内分别设有一组夹紧组件，所述夹紧组件包括楔形块4、夹紧块5、固定杆6、摆杆7、第一活动杆8和第二活动杆9，所述楔形块4与第一活动杆8垂直连接，所述夹紧块5与第二活动杆9垂直固定连接，所述夹紧块5上设有摩擦层，所述摩擦层为橡胶层，所述摆杆7两端分别与第一活动杆8和第二活动杆9顶端转动连接，所述固定杆6垂直固定连接在凹槽内壁上，所述固定杆6顶端与摆杆7中部转动连接，所述楔形块4与安装孔底壁滑动连接，所述夹紧块5与凹槽内壁滑动配合，所述第一活动杆8和第二活动杆9分别于凹槽内壁之间设有复位弹簧13；

安装孔的底壁上设有阶梯槽，所述定位组件设于阶梯槽内，所述定位组件包括顶尖10、限位板11、定位柱12和复位弹簧13，所述限位板11和顶尖10固定连接，所述顶尖10与阶梯槽滑动连接，所述顶尖10端部置于阶梯槽外，所述限位板11置于阶梯槽内，所述限位板11上固定连接有定位柱12，所述定位柱12上套有复位弹簧13，所述复位弹簧13两端分别连接在阶梯槽槽壁和限位板11上。

机床导轨2上固定连接有尾座14，所述尾座14包括气动顶尖15、驱动组件16和滑套17，所述滑套17置于尾座14内并与其螺纹连接，所述气动顶尖15置于滑套17内并与其滑动连接，所述驱动组件16位于尾座14右侧用于带动气动顶尖15水平移动，驱动组件16包括气缸18、活塞板19和活塞杆20，如图3所示，所述活塞杆20与气动顶尖15两者的一端分别垂直固定连接在活塞板19两侧，所述气动顶尖15与活塞杆20两者的另一端分别穿过气缸18并与气缸18滑动连接，所述气动顶尖15与气缸18之间的连接处和活塞杆20与气缸18之间的连接处均保持良好的气密性，所述活塞杆20一端连接有动力驱动机构，所述气缸18在与气动顶尖15和活塞杆20两者滑动连接的两侧侧壁上设有进气口21和出气口22，所述进气口21与出气口22上均设有单向阀23，所述出气口22上均设有导气管24，其一所述导气管24出口置于尾座14上，另一所述导气管24出口置于十字轴转动结构中；

尾座14上还设有用于使十字轴转动的十字轴转动结构，如图3、图4所示，十字轴转动结构包括l型的推动杆25、槽轮机构、叶片26、转盘27和四块固定块28，四块所述固定块28均匀固定设置在转盘27上，所述固定块28用于初步固定十字轴，所述尾座14侧壁上水平设置有滑槽，所述滑槽长度小于气缸18的长度，所述滑槽内设有与其滑动连接的滑块29，所述推动杆25中部与滑块29固定连接，所述推动杆25一端与活塞杆20滑动连接且连接处摩擦系数大；

槽轮机构设置在l型推动杆25的末端，如图4所示，槽轮机构包括缺口圆盘30、转臂31、圆柱销32和槽轮33，所述转臂31一端与缺口圆盘30同轴固定连接，另一端与用于间歇带动槽轮33转动的圆柱销32垂直固定连接，所述转臂31与缺口圆盘30缺口同向，所述缺口圆盘30与槽轮33均转动连接在推动杆25上，所述槽轮33与转盘27同轴固定连接，所述缺口圆盘30上均匀设置有若干用于带动圆盘30转动的叶片26，所述导气管24出口与叶片26相对，根据实际情况合理设计气缸的排气量，使得导气管24出口的排气量只可带动缺口圆盘30旋转一周。

具体实施过程如下：

首先将待磨削的十字轴固定在十字轴转动结构中转盘27的固定块28上，固定块28与十字轴之间的间隙留有余裕，防止固定块28将十字轴固定过紧，将十字轴挤压变形影响磨削质量。当需要对十字轴进行夹紧磨削时，使动力驱动装置驱动活塞杆20运动，活塞杆20带动活塞板19朝气动顶尖15方向移动，同时活塞杆20利用摩擦力带动l型的推动杆25朝气动顶尖15方向移动；

同时推动杆25带动转盘27上的十字轴向十字轴夹紧结构移动，由于推动杆25与滑块29固定连接，滑块29在凹槽内滑动，设置好滑槽的长度，使得推动杆25的移动距离固定，避免在十字轴与十字轴夹紧结构相接触并夹紧固定后，十字轴过度挤压十字轴夹紧结构，造成十字轴变形。

十字轴的被夹紧端与十字轴夹紧结构中的顶尖10相配合的方式，与转盘27和固定块28固定的十字轴的方式虽然不同，但是都只能对十字轴进行初步的定位夹紧，而且磨削是一种精加工，这种初步的夹紧定位易导致磨削加工效果不好。由于固定块28与十字轴之间的间隙留有余裕，因此可以利用气动顶尖15与顶针10的配合来进行十字轴的夹紧定位的微调整，这种夹紧方式可完成实现精准的定位和夹紧，使得磨削加工效果更好。

当十字轴与十字轴夹紧结构相接触时，十字轴推动挤压楔形块4，使得楔形块4向安装槽内壁上凹槽的内部移动，通过杠杆原理，楔形块4带动摆杆7运动，摆杆7带动夹紧块5向安装孔中心移动，对十字轴进行自动夹紧固定。

活塞杆20通过活塞板19带动气动顶尖15运动的同时，活塞板19对气动顶尖15所在的一侧腔室的空气进行挤压，使气动顶尖15所在的一侧腔室的气体从与气动顶尖15同侧的出气口22由导气管24排出，导气管24排出的气体用于对磨削后的十字轴进行清洗，同时位于活塞板19另一侧的腔室通过进气口21进行吸气，为另一腔室的排气做准备；

当需要对十字轴换轴固定时，首先要使十字轴夹紧结构松开十字轴，动力驱动装置带动活塞杆20反向移动，由于十字轴夹紧结构中的复位弹簧13的作用，使得十字轴被迅速松开，活塞杆20带动推动杆25和气动顶尖15复位，同时活塞板19将活塞杆20所在的一侧腔室的空气进行挤压，使活塞杆20所在的一侧腔室的气体从与活塞杆20同侧的出气口22由导气管24排出，导气管24排出的气体用于驱动十字轴转动结构，同时与气动顶尖15同侧的腔室通过进气口21进行吸气，为下一次清洁做准备。

由驱动组件16产生的气体吹向缺口圆盘30上的叶片26并通过叶片26带动缺口圆盘30转动，由于导气管24出口的排气量的设置，只能使缺口圆盘30旋转一周，再加上四槽槽轮33的设置，只有在圆柱销32与槽轮33滑槽啮合时才能带动槽轮33转动，缺口圆盘30一周只能带动槽轮33转动90°，于是就可实现十字轴的自动换向，使得每一根轴都能被固定夹紧，使十字轴的磨削效果更好。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。