一种胀开式定心夹紧铣削装置的制作方法

本发明涉及一种胀开式定心夹紧铣削装置，属于机械技术领域。

背景技术：
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机械加工上对工件的铣削常用夹具对工件夹紧进行铣削加工。

已有报道的铣削装置，一般需要人工将加工后工件取出。由于经铣削加工后会发烫，若直接取出，可能会导致操作人员手被烫伤，则需要等待一段时间，进而降低了加工效率，不适于批量加工。此外，已有报道的加工方式，一般是根据经验进行人工夹紧，不同批次加工使用的夹紧力不同，而夹紧力过大或者过小都可能会影响到加工精密度。

某机械厂需要设计一种铣削装置加工带有渐开线花键孔的套类零件见图1，要求铣削装置结构简单、成本低，效率高，能够实现定心夹紧，工作可靠。

技术实现要素：
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为了解决上述问题，本发明提供了一种胀开式定心夹紧铣削装置。本发明，通过心轴锥面轴向相对移动胀开定位支板，从而锁定工件渐开线花键孔，实现了一种新颖的自定心联动夹紧结构。同时，铣削装置心轴的轴向移动采用气动装置控制与驱动，加工完成后通过复位弹簧、定形弹簧使定位支板复位，松开工件，实现了自动装夹，提高了的效率。通过安装压力传感器实现夹紧力的过载保护功能。

本发明的胀开式定心夹紧铣削装置，主要包括锁紧螺母、弹簧箱、心轴、复位弹簧、弹簧座板、夹具体、支承套、定位支板、钢丝(即定形弹簧)、气动组件；其中，心轴穿过弹簧箱，一端与锁紧螺母连接，另一端指向气动组件；复位弹簧安装在弹簧箱内，复位弹簧指向气动组件的一端与弹簧座板连接；夹具体位于弹簧箱与气动组件之间；支承套安装在夹具体上，支承套上开设有径向均匀布置的导向槽；定位支板安装在支承套导向槽内；钢丝穿过定位支板上的安装孔且定位支板的底部圆弧斜面与心轴锥面接触。

在一种实施方式中，夹具体通过第一螺钉与弹簧箱连接。弹簧箱上设有内孔面与支承套配合实现两者的轴线对中作用。

在一种实施方式中，所述支撑套为圆筒形，导向槽均匀布置在圆筒上。导向槽实现对定位支板的导向与支承作用。

在一种实施方式中，所述径向均匀布置的导向槽为径向120°均匀布置，所述定位支板有3件。定位支板用于实现对工件的定位作用。

在一种实施方式中，所述钢丝(定形弹簧)穿过在定位支板上的安装孔，将三件定位支板连接成环形并使其底部圆弧斜面与心轴锥面接触。这样的设置，保证了工件装入夹具时的顺畅，简化定位支板的外形结构与加工。

在一种实施方式中，支承套安装在夹具体上，用第二螺钉固定。支承套上开设有径向120°均匀布置的导向槽，实现对定位支板的导向与支承作用。定位支板有三件安装在支承套导向槽内，用于实现对工件的定位作用。

在一种实施方式中，所述胀开式定心夹紧铣削装置还包括固定在心轴上并装入支承套内孔键槽内的键。这样的设置，实现了心轴轴向位置的移动导向作用。

在一种实施方式中，所述胀开式定心夹紧铣削装置还包括安装在夹具体上部铣槽位置上的对刀块。对刀块安装在夹具体上部铣槽位置上实现对刀的作用。

在一种实施方式中，所述胀开式定心夹紧铣削装置还包括定向键和支架；支架通过定向键固定在机床上。

在一种实施方式中，所述气动组件包括气缸和顶尖；

在一种实施方式中，顶尖的尖头一端指向心轴。

在一种实施方式中，心轴指向气动组件的一端有顶尖孔。

在一种实施方式中，气动组件上安装有压力传感器。

在一种实施方式中，压力传感器与压力显示装置连接，压力大小调节装置与气动组件连接。

本发明的有益效果：

(1)本发明的铣削装置采用渐开线花键孔定位，结构新颖简单、成本低，能够实现定心夹紧，效率高；工作可靠，便于自动化升级改造。

(2)铣削装置采用一组胀开式心轴结构，通过心轴锥面轴向相对移动胀开定位支板，从而锁定工件渐开线花键孔，实现了一种新颖的自定心联动夹紧结构。

(3)铣削装置心轴的轴向移动采用气动装置控制与驱动，加工完成后通过复位弹簧、定形弹簧使定位支板复位，松开工件，实现了自动装夹，提高了的效率。

(4)铣削装置专用零件数量少，结构简单，工作可靠，成本低，适用于带有渐开线花键孔零件的加工。安装有压力传感器实现夹紧力的过载保护功能。本发明的铣削装置上还可增设工件自动上下料装置后，配合数控机床可以实现该工序的自动化加工生产。

附图说明：

图1：本发明的胀开式定心夹紧铣削装置可加工的一种渐开线花键套类零件的结构示意图；

图2：本发明的一种胀开式定心夹紧铣削装置的工件定位夹紧状态的结构示意图；其中，1锁紧螺母、2弹簧箱、3心轴、4复位弹簧、5弹簧座板、6第一螺钉、7夹具体、8对刀块、9第二螺钉、10键、11支承套、12定位支板、13钢丝、15顶尖、16气动组件、17定向键；

图3：图2的A-A剖视图。

具体实施方式：

下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

本发明的一种胀开式定心夹紧铣削装置见图2，主要由锁紧螺母1、弹簧箱2、心轴3、复位弹簧4、弹簧座板5、第一螺钉6、夹具体7、对刀块8、第二螺钉9、键10、支承套11、定位支板12、定形弹簧13、顶尖15、气动组件16和定向键17等零部件组成。

夹具体7通过第一螺钉6与弹簧箱2连接。弹簧箱2上设有内孔面与支承套11配合实现两者的轴线对中作用。所述胀开式定心夹紧铣削装置还包括对刀块8，对刀块8安装在夹具体7上部铣槽位置上实现对刀的作用。支承套11安装在夹具体7上，用第二螺钉9固定。支承套11上开设有径向120°均匀布置的导向槽，实现对定位支板12的导向与支承作用。定位支板12有三件，安装在支承套11导向槽内，用于实现对工件的定位作用。键10固定在心轴3上并装入支承套11内孔键槽内，实现心轴轴向位置的移动导向作用。钢丝(定形弹簧)13穿过在定位支板12上的安装孔，将三件定位支板12连接成环形并使其底部圆弧斜面与心轴3锥面接触，保证工件装入夹具时的顺畅，简化定位支板12的外形结构与加工。

本发明的工作原理：

铣削装置固定在机床工作台面上，通过定向键17及对刀块8等建立工件14与机床、刀具的位置与运动关系。

加工开始时，首先将工件14的渐开线花键定位孔对准定位支板12(3个)并装入工件14，启动气动组件16，气缸带动顶尖15离开初始位置向左移动并与心轴3右侧端面顶尖孔对接，推动心轴3使其锥面轴向相对移动胀开定位支板12，从而锁定工件14渐开线花键孔见图2，实现工件14自定心联动夹紧，同时复位弹簧4被压缩实现储能。

铣削加工完成后，刀具复位后启动气动组件16，气缸带动顶尖15向右移动并与心轴3右侧端面顶尖孔脱离回到初始位置，此时，心轴3在复位弹簧4的作用下沿轴线向右移动使其锥面轴向相对移动松开定位支板12，定位支板12上安装有钢丝(定形弹簧)13，在其弹簧力的作用下定位支板12向轴心收缩从而松开工件14，取下工件，完成一次加工循环。另外，气动组件16安装有压力传感器以实现夹紧力的过载保护功能。后续，可在铣削装置上增设工件自动上下料装置后，配合数控机床可以实现该工序的自动化加工生产。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。