一种高精度可转动的快速装夹模块的制作方法

本发明涉及机加工领域，尤其涉及一种高精度可转动的快速装夹模块。

背景技术：

现在市场上针对圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料的加工需求，越来越多，如手表的蓝宝石材质表盖之类的；此类零件因硬脆的特质，加工难度大，效率低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高精度可转动的快速装夹模块。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种高精度可转动的快速装夹模块，包括夹紧组件、回转组件和压紧防护组件。所述夹紧组件包括夹紧套、夹紧活塞和夹紧活塞通气气路，所述夹紧组件用于夹紧工件；所述回转组件包括回转轴、交叉滚子轴承和动力传动组件，所述回转组件用于支撑并向所述快速装夹模块提供旋转动力；所述压紧防护组件包括防护盖和轴承外圈压盖，所述轴承外圈压盖通过螺栓将回转组件的交叉滚子轴承的外圈连接至外界箱体，所述防护盖通过螺栓连接至所述回转组件的回转轴同时压靠在所述轴承外圈压盖上；所述夹紧组件的夹紧套和夹紧活塞同心的套接安装于所述回转组件的回转轴的上部。

优选的，所述夹紧活塞的内圈侧设置所述夹紧套，所述夹紧活塞的外圈侧套接在所述回转轴的上段的内圈侧中，所述夹紧活塞与所述回转轴之间设置钢珠套，所述钢珠套用于夹紧组件上下运动的导向。

优选的，在所述夹紧活塞的下端与所述回转轴之间设置间隙与外接高压气源形成夹紧活塞通气气路，通过向所述夹紧活塞气路输送高压气体以推动所述夹紧活塞向上运动并迫使夹紧套上端向内缩进以夹紧工件。

优选的，在所述夹紧活塞的下端与所述回转轴之间通过螺钉弹簧组件活动连接，所述螺钉弹簧组件用于夹紧活塞的向下移动复位。

优选的，在所述夹紧套的夹头的内侧面嵌设有一个真空吸座，所述夹紧套通过螺钉和所述真空吸座固定连接在所述回转轴上。

优选的，在所回转轴的轴心处设置转轴通孔，所述转轴通孔的上端与所述真空吸座密封连接，所述转轴通孔的下端外接真空泵，所述转轴通孔形成真空吸气路。

优选的，在所述轴承外圈压盖的上段设置v形圈，所述防护盖将所述v形圈压盖在所述轴承外圈压盖上。

优选的，在所述夹紧活塞与所述回转轴之间设置o形圈一，在所述回转轴与防护盖之间设置o形圈二，在所述回转轴与所述轴承外圈压盖之间设置o形圈三和o形圈四。

优选的，所述交叉滚子轴承设置在所述轴承外圈压盖、回转轴、动力传动组件和外界箱体之间，所述动力传动组件通过螺钉连接至所述回转轴的同时压靠所述交叉滚子轴承。

优选的，所述动力传动组件为齿轮、链条和电动机构成的组件或带轮、传送带和电动机构成的组件。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：该高精度可转动的快速装夹模块，既可以解决加工过程中装夹的问题，同时可以作为模块化，提高终端客户的使用、加工效率，同时因模块化设计，整体更换简单易操作。

附图说明

图1为本发明一种高精度可转动的快速装夹模块的剖视图；

图2为快速装夹模块的结构示意图；

图3为夹紧套的结构示意图；

图4为环形齿轮-链条-电动机模式布置的多装夹模块的应用；

图5为直列式带轮-皮带-电动机模式布置的多装夹模块的应用。

图中：1、夹紧套；2、夹紧活塞；3、钢珠套；4、防护盖；5、轴承外圈压盖；6、螺钉弹簧组件；7、交叉滚子轴承；8、回转轴；9、动力传动组件；10、工件；11、真空吸座；12、o形圈一；13、o形圈二；14、v形圈；15、o形圈三；16、o形圈四；17、外界箱体。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1-图5，一种高精度可转动的快速装夹模块的可行性结构方案，用于需要高精度重复装夹工件的地方，尤其是需要以模块形式增减需求的场合，例如：用来加工手表圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷表盖等硬脆材料的地方。

一、工作原理：

夹紧套1通过螺钉和真空吸座11固定在回转轴8上面，回转轴8上有夹紧活塞2，夹紧活塞2有钢珠套3进行上下运动的导向，动力传动组件9与回转轴8通过螺钉固定在一起，加上防护盖4，这些综合起来构成一个以交叉滚子轴承7为支撑回转部件，进行旋转；其中工件10装在夹紧套1里面，被带动进行旋转，配合主轴的砂轮磨头进行高精度的磨削加工。

轴承外圈压盖5通过螺钉固定在外界箱体17上，同时压紧交叉滚子轴承7外圈，外界箱体可以是任意按要求设计接口的零件。所以，我们外界箱体17上只要按要求设计足够多的孔结构，整个快速夹紧模块，就可以依需求在此设备上增减，形成模块化。

回转轴8下端为真空吸配合轴接口，在该位置加上密封件，外界再增加真空泵，即可形成真空气路；这样，工件10不仅可以进行夹紧套1夹紧，同时可以使用真空吸紧的模式。

v形圈14可以起到密封作用，防止外界杂质，如切削液、切屑进入模块内部。

参见图3，夹紧套1夹紧端为割槽式结构，便于变形、夹紧。

二、工作过程：

工作过程中，以夹紧套1、夹紧活塞2、钢珠套3、回转轴8、动力传动组件9为主的回转部件，通过增加伺服电机带动动力传动组件9，进行高速旋转。工件主要针对圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料，工件10的夹紧过程：首先由夹紧活塞通气气路通气，迫使夹紧活塞2往上运动，压迫夹紧套1变形，夹紧工件，此处夹紧活塞2创新性的采用导向的钢珠套3结构，使得夹紧活塞2能高精度地进行上下运动，从而使得夹紧套1每次夹紧工件10的位置高度一致，从而保证工件10每次装夹的位置统一不变，实现高精度加工的基础。另外，因此结构主要针对圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料；所以，夹紧套不能使用太大的力，否则会把工件夹碎，这里创新性的增加一道真空气路，将工件在夹紧情况下，同时吸紧工件。实现夹紧套1高精度定位、夹紧，真空吸辅助吸紧的功能。

工件10夹紧后，通过伺服电机带动动力传动组件9，进行高速旋转，配合机床主轴的砂轮磨头进行高精度的磨削加工。

加工完成后，旋转部件停止旋转，真空吸气路断气，夹紧活塞通气气路断气，这时候夹紧活塞2在螺钉弹簧组件6的作用下被拉着往下运动，夹紧套1张开，工件10即可自由取下。此处，夹紧活塞2的复位模式，区别于传统的气压复位或者端面弹簧复位，采用螺钉弹簧组件6的复位模式，结构简单、紧凑，稳定性好。

三、具体方案：

一种高精度可转动的快速装夹模块，包括夹紧组件、回转组件和压紧防护组件，其中，

夹紧组件包括夹紧套1、夹紧活塞2和夹紧活塞通气气路，夹紧组件用于夹紧工件10。

回转组件包括回转轴8、交叉滚子轴承7和动力传动组件9，回转组件用于支撑并向快速装夹模块提供旋转动力。

压紧防护组件包括防护盖4和轴承外圈压盖5，轴承外圈压盖5通过螺栓将回转组件的交叉滚子轴承7的外圈连接至外界箱体17，防护盖4通过螺栓连接至回转组件的回转轴8同时压靠在轴承外圈压盖5上。

夹紧组件的夹紧套1和夹紧活塞2同心的套接安装于回转组件的回转轴8的上部。

进一步的，夹紧活塞2的内圈侧设置夹紧套1，夹紧活塞2的外圈侧套接在回转轴8的上段的内圈侧中，夹紧活塞2与回转轴8之间设置钢珠套3，钢珠套3用于夹紧组件上下运动的导向。

进一步的，在夹紧活塞2的下端与回转轴8之间设置间隙与外接高压气源形成夹紧活塞通气气路，通过向夹紧活塞气路输送高压气体以推动夹紧活塞2向上运动并迫使夹紧套1上端向内缩进以夹紧工件10。

进一步的，在夹紧活塞2的下端与回转轴8之间通过螺钉弹簧组件6活动连接，螺钉弹簧组件6用于夹紧活塞2的向下移动复位。

进一步的，在夹紧套1的夹头的内侧面嵌设有一个真空吸座11，夹紧套1通过螺钉和真空吸座11固定连接在回转轴8上。

进一步的，在所回转轴8的轴心处设置转轴通孔，转轴通孔的上端与真空吸座11密封连接，转轴通孔的下端外接真空泵，转轴通孔形成真空吸气路。

进一步的，在轴承外圈压盖5的上段设置v形圈14，防护盖4将v形圈14压盖在轴承外圈压盖5上。

进一步的，在夹紧活塞2与回转轴8之间设置o形圈一12，在回转轴8与防护盖4之间设置o形圈二13，在回转轴8与轴承外圈压盖5之间设置o形圈三15和o形圈四16。

进一步的，交叉滚子轴承7设置在轴承外圈压盖5、回转轴8、动力传动组件9和外界箱体17之间，动力传动组件9通过螺钉连接至回转轴8的同时压靠交叉滚子轴承7。

多快速装夹模块的应用，参见图2和图4，动力传动组件9为齿轮、链条和电动机构成的组件；也可以为图5所示的带轮、传送带和电动机构成的组件。其中该电动机也可以为液压马达。其选择主要依据布置方式、空间范围、成本等综合考虑。

四、快速装夹模块的结构特点：

1、采用夹紧套夹紧+真空吸紧的模式，可以保证对圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料的有效夹紧，而不会夹紧力太大破坏零件。

2、夹紧活塞通过钢珠套导向，可以保证工件每次装夹位置高度统一，保证工件的加工精度。避免了单纯活塞、缸体模式下活塞因间隙问题，每次重复夹紧位置不一致造成工件夹紧位置的不稳定。

3、此机构可以作为模块化产品，可以快速实现批量生产，在应用上，可以依需求，在设备上增减，只需要保证外界箱体为按要求设计接口的零件。不限平行排布、圆形排布如左侧示范案例，输入模式可以为带轮、齿轮，兼容性好。同时，作为模块化模式，当某个快速装夹模块损坏时候，可以快速进行更换，效率高。

4、因圆形的玻璃、蓝宝石、陶瓷等硬脆材料的加工难度大，效率低，采用该机构可以一定程度上解决加工效率低的问题装夹简单易操作，可以依需求增减模块数量。

5、整体结构简单紧凑，占用空间小，可以实现模块化生产，成本低，有利于提高终端使用和加工效率。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。