一种机床用内撑调心工装的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是涉及一种机床用内撑调心工装。

背景技术：

现有技术中轴套类零件机械加工所用的内撑夹具（或工装）基本分为两类：一种是不能调心的内撑夹具，比如内涨式的弹簧夹具和自车圆软爪内径夹具，另外一种就是能够自动调心的调心夹具，比如调心硬爪夹具，以及申请号为201220683817x的发明专利公开的一种夹持精锻件的调心夹具。

不能调心的夹具由于不具调心功能，故而对于具有内径圆度缺陷的待加工零件不能进行调整和弥补，容易造成外圆加工后变形，内外圆不同心等问题，因而不能适应于薄壁轴套类零件的加工使用，造成适用范围有限。

现有技术中的内撑调心夹具中，其中调心硬爪夹具，最突出的缺点是加工精度差；申请号为201220683817x的发明专利公开的一种夹持精锻件的调心夹具结构比较复杂，而且该专利公开的调心夹具只是能够对夹具本身进行调心，其并不能调整工件与夹具之间的同心（现有技术中，夹具与机床主轴之间的同心是极易实现的，因此，只要保证工件平均中心与夹具之间的同心，即可实现工件平均中心与机床主轴之间的同心，从而提高工件加工精度），因而，其不能解决待加工工件本身具有不圆度的缺陷时，加工出来的零件容易出现厚薄不均，影响零件的加工精度的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种机床用内撑调心工装，能够调整工件与夹具之间同心，从而提高轴套类零件的加工精度。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种机床用内撑调心工装，包括锥套，锥套的大端设有用于与机床主轴固定连接的外凸缘，在锥套的外锥面沿周向配合安装有多个内撑块，在内撑块上靠近外凸缘的一端设有用于将多个内撑块卡紧在锥套上的拉簧，每个内撑块另一端的外周面上均设有凹槽，凹槽的底部沿锥套周向呈两端高中部低的弧形，凹槽内通过沿锥套轴向设置的定心轴销安装有调心块，多个调心块沿着锥套的外周均匀分布，调心块的顶部沿锥套周向的两端对称设有两个用于直接接触待支撑工件内表面的凸棱，凸棱的长度方向与锥套的轴线相平行，且凸棱的表面为圆柱面，在锥套的内部还设有用于驱动内撑块沿锥套轴向运动以撑紧工件或松开工件的动力机构。

进一步地，所述的动力机构包括动力缸，动力缸的活塞杆伸出部从锥套大端伸进后从锥套的小端伸出，在活塞杆伸出部的前端连接有轴向压盖，活塞杆伸出部的后端设有环形凸起，环形凸起与锥套之间设有轴向推销，在锥套的外凸缘上设有供轴向推销穿过的通孔。

进一步地，所述的内撑块为三个，对应的调心块的个数也为三个。

进一步地，在每个内撑块上用于安装拉簧的一端均沿锥套周向设有卡槽段，多个内撑块上的卡槽段围成一个环形的卡槽，所述的拉簧设置在卡槽内。

进一步地，在锥套的外凸缘上还连接有用于对工件进行轴向定位的定位轴套。

有益效果：

根据本发明，通过多个设置在锥套外周面的内撑块同步涨紧或松开工件，并通过设置在定心轴销上的调心块的等臂摆动以实现工件装夹中心与工件自身平均中心之间的同心自调整，结构简单，调心准确，从而可解决使用本工装进行机械加工前，毛坯件自身的缺陷（椭圆、棱圆，锻压毛面不均等）带来的加工误差，最终提高工件的加工精度。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步具体详细的说明。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的a-a视图。

图4为图2的b-b视图。

图5为本发明的立体结构分解图。

图中，1、锥套，101、外凸缘，2、定位轴套，201、，202、，3、内撑块，4、调心块，401、凸棱，5、定心轴销，6、轴向压盖，7、拉簧，8、轴向推销，9、活塞杆伸出部，901、环形凸起，901a、盲孔。

具体实施方式

如图4所示，一种机床用内撑调心工装，包括锥套1，锥套的大端设有用于与机床主轴固定连接的外凸缘101，在锥套的外锥面沿周向配合安装有多个内撑块3（请结合参看其余附图），在内撑块上靠近外凸缘101的一端设有用于将多个内撑块3卡紧在锥套1上的拉簧7。

每个内撑块另一端的外周面上均设有凹槽，凹槽的底部沿锥套周向呈两端高中部低的弧形（如图3所示），凹槽内通过沿锥套轴向设置的定心轴销5安装有调心块4，调心块4的底面与凹槽底部形状相一致。

具体地，可在内撑块3上对应凹槽设置轴向通孔，并且，为了提高工装的调心精度，最好使多个内撑块3上的轴向通孔能够沿锥套1的周向均匀分布；定心销轴5穿设在相应的轴向通孔内，定心销轴5的两端分别被拉簧7和动力机构的连接件（如轴向压盖6）轴向定位在各自的轴向通孔内，调心块4上设有与定心轴销5间隙配合的安装孔，调心块4通过安装孔与相应的定心销轴5配合安装；调心块4还设有两个用于直接接触待支撑工件内表面的凸棱401，且该两个凸棱401关于调心块4的安装孔中心轴线相对称，凸棱401的长度方向与锥套1的轴线相平行，且凸棱的表面为圆柱面，在锥套的内部还设有用于驱动内撑块3沿锥套轴向运动以撑紧工件或松开工件的动力机构。

本实施方式中，锥套采用的是内孔为圆柱孔，外周面为圆锥面的圆锥形锥套。实际应用中，锥套也可以采用内孔为圆柱形，外周面为棱锥的锥套，比如采用三棱锥的外锥面，对应设置三个内撑块，或者采用四棱锥的外锥面，对应设置四个内撑块等。

所述的动力机构包括动力缸，动力缸可以采用气压缸或者液压缸。动力缸的活塞杆伸出部9从锥套1大端伸进后从锥套的小端伸出，在活塞杆伸出部的前端连接有轴向压盖6，活塞杆伸出部的后端设有环形凸起901，环形凸起901与锥套之间设有轴向推销8，在锥套的外凸缘101上设有供轴向推销8穿过的通孔。

环形凸起901可以与活塞杆一体制成，如图4所示；也可以环形凸起901单独制作后，套装固定在活塞杆伸出部9上相应的位置。

在环形凸起901朝向锥套1的一端设有用于与轴向推销8配合安装的盲孔901a。

内撑块3的个数可以根据需要进行设计，最少为两个，也就是说只要是多个就行。本实施方式中，所述的内撑块3设定为3个，对应的调心块4的个数也为三个，每个内撑块对应设置一个轴向推销8，即轴向推销8的个数也为3个，相应地，在环形凸起901上的盲孔901a也为三个。

本实施方式中，在每个内撑块3上用于安装拉簧7的一端均沿锥套周向设有卡槽段，多个内撑块上的卡槽段围成一个环形的卡槽301a，所述的拉簧7设置在卡槽301a内。

为了对安装在调心块4外周的待加工工件进行轴向定位，在锥套1的外凸缘上还连接有用于对工件进行轴向定位的定位轴套2。

定位套2轴向的左端用于与待加工工件接触起到对待加工工件的轴向定位的作用，定位套2的右端为与锥套1的外凸缘101进行连接的法兰201，定位套2靠近法兰的一端向内凹陷，形成便于安装外凸缘101与法兰201之间螺栓的工艺槽202。

下面结合附图4阐述本发明的工作原理：

本发明使用时，锥套1通过外凸缘101与机床主轴固定连接，活塞杆伸出部9设置在机床空心主轴的内腔里。

当活塞杆伸出部9向左移动，由于内撑块3通过轴向推销8设置在轴向压盖6与环形凸起901之间，于是，多个内撑块3在轴向推销8的作用下向左移动，内撑直径变小，将待加工工件套装在调心块4的外周后，活塞杆伸出部9向右移动，多个内撑块3沿着锥套1向右（大端）移动，同心涨开，从而内撑直径逐渐变大，调心块4的凸棱401的圆柱面与待加工工件内圆周面线接触滑动，在涨紧的过程中，调心块4绕定心轴销5自适应等臂摆动使待加工工件自动寻找装夹中心与自身的中心轴线相同心，直至将待加工工件完全涨紧。

本发明采用多个调心块3，每个调心块上设有2个凸棱，也就是说共有至少4条凸棱401与待加工工件的内圆周面相接触，并且在夹持的过程中，调心块4以定心轴销5为支点通过杠杆作用进行等臂摆动能够找到最佳的支撑位，从而不仅能够实现对待加工工件的夹紧，而且能消除现有技术中薄壁轴套类工件夹紧时造成的变形缺陷；多个调心块均匀布置，从而也能平均掉由于轴套类零件椭圆、棱圆，锻压毛面不均等缺陷存在情况下造成的装夹圆心与待加工工件实际平均圆心之间的同心误差，实现工件装夹中心与工件自身平均中心之间的同心自调整。