高精度圆环工件数控转台自定心装夹装置及其装夹方法与流程

本发明涉及夹紧装置，特别涉及一种高精度圆环工件数控转台自定心装夹装置及其装夹方法。

背景技术：

1、现有技术中，大型圆环工件需要通过数控机床进行精加工前，需要将圆环工件在夹具工装上定位装夹，虽然现有技术中已有通过三爪卡盘来定心夹持圆环工件的技术，但是现有的三爪卡盘难以直接适用于大型圆环工件的定心装夹。

2、目前，大型圆环工件通常采用卡爪式人工手动多次调整定位装夹方式，调整到位后依靠电磁铁吸住工件以固定，以上结构存在圆环工件中心定位难的问题，往往需要多次调整，需要时间长，且装夹的预紧力不好把握，且在装夹后加工过程可能受到各种力的作用容易产生松动，存在安全隐患。

3、申请公布号为cn113528770a的中国专利公开了一种大型套圈类零件用液压夹紧装置，通过旋转调整手轮使该支撑移动组件或夹紧移动组件动作，经过大锥齿轮的过渡，其他支撑移动组件和夹紧移动组件一起动作，从而实现支撑座和夹紧座沿回转工作台的径向调整位置，直至支撑座调整至目标位置、夹紧座调整至临近零件待夹持侧壁处，从而实现支撑座和夹紧座沿回转工作台的径向调整位置，满足不同零件直径或外圆内孔的夹紧需要，然后通过液压缸将动力传递给动力卡盘，实现动力卡盘动作，动力卡盘通过拉杆将动力分别传递给m个夹紧座，m个夹紧座沿各自的第一导轨同向同距移动以卡紧零件且保证零件的中心始终不变。

4、上述专利设计的大型套圈类零件用液压夹紧装置主要用于淬火机床上对零件进行支撑、定位和夹紧，由于淬火机床对零件的加工不属于精加工，装夹精度要求较低，其夹紧装置内部不需要设置光栅尺，且工件在淬火过程并不会受到各种外力的作用，本身不易产生松动，而数控机床则需要对工件进行精度极高的精加工，对工件装夹的精度和稳定性要求极高，由于数控机床需要对工件进行铣、钻等作业，在加工过程中会使工件产生震动，若装夹稳定性差，则会导致工件的装夹发生松动，因此，用于淬火机床的液压夹紧装置难以直接应用在数控机床领域中使用。

5、因此，如何改进针对于圆环工件的数控机床装夹装置结构，使其既能提高圆环工件定心装夹的效率和精度，又能保证工件装夹保持适宜的预紧力，使其在铣、钻等加工过程中不会产生松动成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何改进针对于圆环工件的数控机床装夹装置结构，使其既能提高圆环工件定心装夹的效率和精度，又能保证工件装夹保持适宜的预紧力，使其在铣、钻等加工过程中不会产生松动。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、本发明涉及一种圆环工件数控转台自定心装夹装置，包括：

4、底座；

5、转台本体，所述转台本体连接于底座上部；

6、液压卡盘机构，所述液压卡盘机构连接于转台本体上部，所述液压卡盘机构包括卡盘本体及多个滑块，多个所述滑块呈圆周阵列分布且滑动连接于卡盘本体，多个所述滑块与卡盘本体中轴线的距离相同；

7、支撑圆盘，所述支撑圆盘连接于转台本体；

8、滚动支撑机构，多个所述滚动支撑机构呈圆周阵列分布于底座，所述支撑圆盘的下部与滚动支撑机构滚动连接；

9、第一导轨，多个所述第一导轨呈圆周阵列分布地连接于支撑圆盘上部，所述第一导轨的数量与滑块的数量相同，所述第一导轨平行于其中一个滑块的滑动方向；

10、第一滑动座，所述第一滑动座与所述第一导轨滑动连接，所述第一滑动座连接于其中一个所述滑块，所述第一滑动座的上表面设有第一齿条；

11、卡座调节组件，所述卡座调节组件包括卡座本体和第一紧固件，所述卡座本体的下部设有与第一齿条配合的第二齿条，所述卡座本体连接于第一滑动座的上部，所述卡座本体包括用于支撑圆环工件的支撑部和用于卡接圆环工件外圆周面或内圆周面的卡接部，所述第一紧固件用于卡座本体与第一滑动座的紧固连接。

12、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，还包括供油组件，所述供油组件包括：

13、第一供油支座，所述第一供油支座连接于底座；

14、液压缸，所述液压缸的缸体连接于第一供油支座，所述液压缸的移动方向为转台本体的径向；

15、第一集成块，所述第一集成块连接于所述液压缸的活塞杆；

16、第一进油连接管，所述第一进油连接管的出油端连接于第一集成块；

17、第一出油连接管，所述第一出油连接管的进油端连接于第一集成块；

18、液压站，所述第一进油连接管的进油端与液压站连接，所述第一出油连接管的出油端与液压站连接；

19、第二集成块，所述第二集成块连接于支撑圆盘的外圆周部；

20、第二进油连接管，所述第二进油连接管的进油端连接于第二集成块，所述第二进油连接管的进油端与第一进油连接管的出油端位于同一高度；

21、第二出油连接管，所述第二出油连接管的出油端与第一出油连接管的进油端位于同一高度；

22、液压锁，所述第二进油连接管的出油端连接于液压锁，所述第二出油连接管的进油端连接于液压锁；

23、第三进油连接管，所述第三进油连接管的进油端连接于液压锁，所述第三进油连接管的出油端连接于转台本体；

24、第三出油连接管，所述第三出油连接管的出油端连接于液压锁，所述第三出油连接管的进油端连接于转台本体。

25、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，所述滑块的上表面设有第三齿条；

26、还包括l形连接件；所述l形连接件的一端设有与第三齿条配合的第四齿条，所述l形连接件的另一端连接于第一滑动座；

27、还包括第二紧固件，所述第二紧固件用于将l形连接件与滑块紧固连接。

28、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，卡座本体的卡接部设有两条竖直方向设置的卡接条。

29、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，所述卡接条的表面为圆弧形。

30、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，所述第一滑动座的上部中央设有第二导轨，所述卡座本体与所述第二导轨滑动配合连接。

31、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，每个所述第一滑动座的上部连接有2个卡座调节组件，2个所述卡座调节组件的卡接部朝向相反。

32、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，还包括辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括：

33、第三导轨，多个所述第三导轨呈圆周阵列分布地连接于支撑圆盘上部，所述第三导轨的方向为转台本体的径向；每个所述第三导轨分别位于相邻两个第一导轨之间；

34、滑动支撑座，所述滑动支撑座与所述第三导轨滑动配合连接，所述滑动支撑座用于辅助支撑圆环工件；

35、第三紧固件，所述第三紧固件用于滑动支撑座与第三导轨之间的紧固连接。

36、进一步，上述圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，所述滑块的数量为3个，所述第一导轨的数量为3条，所述第一滑动座的数量为3个；所述第三导轨的数量为3个。

37、本发明还涉及上述圆环工件数控转台自定心装夹装置装夹圆环工件的方法，包括以下步骤：

38、步骤1：调节第一滑动座在第一导轨上的连接位置，使各第一滑动座与所述转台本体轴线的垂直距离相同，调节卡座本体在第一滑动座上的连接位置，使各卡座本体与所述转台本体轴线的垂直距离相同，第一紧固件将卡座本体与第一滑动座紧固连接；

39、步骤2：控制液压缸移动，使第一进油连接管的出油端与第二进油连接管的进油端对接，使第一出油连接管的进油端与第二出油连接管的出油端对接；

40、步骤:3：将圆环工件架设于各卡座本体的支撑部上，控制液压站向卡盘本体供油或液压卡盘向液压站出油，并控制液压锁的进油或出油锁闭，使卡盘本体的各滑块同步移动，使卡座本体的卡接部卡紧圆环工件的内圆周或外圆周面；

41、步骤4：控制液压锁的进油和出油方向锁闭，并控制液压缸移动，使第一进油连接管的出油端与第二进油连接管的进油端脱离对接，使第一出油连接管的进油端与第二出油连接管的出油端脱离对接；

42、步骤5：控制转台本体转动，利用数控机床加工圆环工件；

43、步骤6：数控机床加工完毕后，控制转台本体转动至第一集成块和第二集成块相对的位置后，停止转动；

44、步骤7：控制液压缸移动，使第一进油连接管的出油端与第二进油连接管的进油端对接，使第一出油连接管的进油端与第二出油连接管的出油端对接；

45、步骤8：控制液压锁的进油或出油方向打开，使卡盘本体的各滑块同步移动，使卡座本体的卡接部松开对圆环工件的内圆周或外圆周面的卡紧，取下圆环工件。

46、本发明的有益效果在于：本发明涉及的圆环工件数控转台自定心装夹装置结构中，通过设置连接于转台本体的支撑圆盘，使转台本体带动支撑圆盘转动，并通过滚动支撑机构对支撑圆盘转动时提供支撑，使数控转台能够稳定地装夹大型圆环工件，由于现有的液压卡盘的尺寸小，不足以装夹大型圆环工件，本发明通过设计第一导轨、第一滑动座以及卡座调节组件，再装夹圆环工件前，可根据装夹的圆环工件大小灵活调节卡座本体在第一滑动座的连接位置，而卡座本体与第一滑动座之间通过齿条配合连接，并通过第一紧固件锁紧，一则方便卡座本体的定位，二则能够保证卡座本体与第一滑动座的紧密配合连接，避免圆环工件在数控机床的加工过程中因震动而发生轻微移位而影响加工精度。以上结构既能提高圆环工件定心装夹的效率和精度，又能保证工件装夹保持适宜的预紧力，使其在铣、钻等加工过程中不会产生松动。

47、进一步，本发明涉及的自定心装夹装置用于数控机床加工使用，对转台本体的旋转精度以及装夹的精度要求极高，因此在转台本体内部安装有光栅尺，现有技术中，卡盘本体的供油管路直接连接在液压卡盘上，这种方式一则需要配合使用旋转接头，以保证卡盘本体随转台本体转动时能够稳定供油，但为了提高装夹精度，对旋转接头的密封性要求极高，但密封件在长时间使用后容易老化，以上供油组件由于设置在装夹装置的内部，检修及更换密封件的难度极大，若使用辅助支撑的滚动支撑机构，则会进一步增加检修和更换密封件的难度，因此，本发明配合装夹装置的结构，对供油组件的结构以及连接关系进行改进，将第一供油支座和液压站设置在支撑圆盘的外侧，仅在转台本体停止转动时，利用液压缸的移动使第一集成块和第二集成块对接，从而使液压站和卡盘本体接通，通过特定位置连接的液压锁来实现供油管路的接通和锁闭，实现对圆环工件的夹紧或松开，而当转台本体转动过程中，第一集成块和第二集成块分离，即液压站和卡盘本体之间不需要接通，因此，在卡盘本体内部不需要设置旋转接头结构，从而能够更持久地保证卡盘本体内部的密封性，也降低了供油组件的检修难度。