一种高精度磨床双联涨紧自定心机构夹具及其磨床的制作方法

本发明涉及一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具，属于磨床高精度磨削加工技术领域，尤其涉及高精度双联动涨紧自定心夹紧机构的应用。

背景技术：

在汽车制动系统中，轮毂与轴承及制动盘的配合、定位设计精度比较高，且轮毂与轴承配合表面区域又有较高的形状位置精度要求,是轮毂加工的一大问题。采用金刚滚轮修磨成型砂轮保证工件加工表面的形状位置精度，这就需要工件在磨床中能准确定位，且要确保工件在磨削过程中的稳定性和设备、工件、人员的安全性。

现有技术中虽然具有多种用于磨床高精度的加工夹具，但是这些夹具普遍采用弹性涨套结构设计，定位准确性差、效率低、使用寿命短，很多不客观的因素容易产生对设备及工件的破坏，极大地延长了加工工人的劳动时间和劳动强度。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具，在磨床上实现双联动涨紧自动定心夹紧机构，定位精度高，夹紧稳定可靠，确保了加工过程的稳定性和准确性，而且极大提高产品精度和效率。有效地解决了传统断电、断气、断液压的故障产生对设备及工件破坏的风险，同时通过夹具气检装置对工件及设备起到自我保护作用。

为解决上述技术问题，本发明采用了这样一种用于滤波器的空腔混合介质谐振结构，其包括夹具本体，所述夹具本体为阶梯轴状，所述夹具本体的一端连接有法兰，另一端连接有限位螺母，所述夹具本体的中间设置有沿其轴向布置的阶梯孔，所述阶梯孔内同轴设置有第一辅助楔紧机构和第二辅助楔紧机构，所述第二辅助楔紧机构滑动套装于所述第一辅助楔紧机构的外侧，所述第二辅助楔紧机构滑动配合安装于所述阶梯孔内；所述夹具本体靠近限位螺母的一端同轴设置有第一楔形涨块组、第二楔形涨块组和工件涨紧套，所述第一楔形涨块组和所述第二楔形涨块组均沿夹具本体的周向布置且可沿夹具本体的径向移动，所述第一楔形涨块组与所述第一辅助楔紧机构楔形配合，所述第二楔形涨块组与所述第二辅助楔紧机构楔形配合，所述工件涨紧套套装于所述夹具本体端部，所述第一楔形涨块组和所述第二楔形涨块组的外周面与所述工件涨紧套的内壁相配合。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一辅助楔紧机构包括调整锁紧螺母、双头螺杆、第一拉杆和第一碟形弹簧，所述调整锁紧螺母为中空阶梯轴状，所述第一拉杆上设置有可与所述第一楔形涨块组配合的楔面；所述双头螺杆一端与所述调整锁紧螺母螺纹连接，另一端与所述第一拉杆螺纹连接，所述调整锁紧螺母与所述法兰滑动配合连接；所述第一碟形弹簧套装于所述调整锁紧螺母上且一端与所述阶梯孔的端面贴合，另一端与所述调整锁紧螺母的端面贴合。

在本发明的一种优选实施方案中，所述调整锁紧螺母内设置有用于调节所述第一拉杆安装位置的内六角锥端紧定螺钉。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第二辅助楔紧机构包括第二拉杆和第二碟形弹簧，所述第二拉杆为中空阶梯轴状，所述第二拉杆的端部设置有可与所述第二楔形涨块组配合的楔面；所述第二拉杆滑动配合套装在所述第一辅助楔紧机构的双头螺杆上，所述第二碟形弹簧套装于所述第二拉杆上且一端与所述阶梯孔的端面贴合，另一端与所述第二拉杆的端面贴合。

在本发明的一种优选实施方案中，所述阶梯孔包括供第一碟形弹簧安装的第一通孔、供第二碟形弹簧安装的第二通孔和供第二拉杆安装的第三通孔；所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径大于所述第三通孔的直径。

在本发明的一种优选实施方案中，所述第一楔形涨块组和所述第二楔形涨块组均包括5片旋转对称布置的楔块；所述第一楔形涨块组与所述第二楔形涨块组错位36度布置。

在本发明的一种优选实施方案中，所述夹具本体靠近限位螺母一端的外侧上套装有用于检测工件是否定位正确的工件校准机构。

在本发明的一种优选实施方案中，所述工件校准机构包括压缩弹簧、圆柱销、定位套和连接座；所述定位套滑动套装于所述夹具本体上，所述定位套与所述夹具本体之间设置有所述压缩弹簧和所述圆柱销，所述连接座套装于所述定位套外侧且与所述夹具本体固接。

在本发明的一种优选实施方案中，所述工件涨紧套包括两个。

本发明还公开了一种安装有双联涨紧自定心机构夹具的高精度磨床，包括磨床本体，所述磨床本体上设置有尾座压块和主轴液压油缸顶杆，其特征在于：还包括如权利要求1-9任意一项权利要求所述的双联涨紧自定心机构夹具，所述双联涨紧自定心机构夹具的一端通过法兰与所述主轴液压油缸顶杆连接，另一端通过限位螺母与所述尾座压块连接。

本发明的有益效果是：本发明有效地解决了磨床高精度定位、高效率生产，有效控制了传统断电、断气、断液压对设备及工件破坏的风险，通过夹具气检装置对工件及设备起到了自我保护作用。本发明利用双联动涨紧自定心夹紧机构，在预设程序的控制下，确保加工过程的稳定性和准确性，提升了工件磨削的加工精度和表面质量，极大地提高了加工效率，降低了加工成本及工人劳动强度，保证了产品质量要求；本发明通过设计双辅助楔紧机构配合双楔形涨块组从而有效地提高了自定心机构夹具的涨紧稳定性；同时本发明通过在夹具端部设计工件校准机构起到了判定夹具是否准确定位的效果。

附图说明

图1是本发明一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具

的结构示意图；

图2是本发明一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具

第一联涨芯剖面结构示意图；

图3是本发明一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具

第二联涨芯剖面结构示意图；

图4是本发明一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具

工作状态及加工过程示意图；

图中：1-调整锁紧螺母；2-法兰；3-第一o型密封圈；4-第二o

型密封圈；5-第三o型密封圈；6-圆柱头内六角螺钉；7-第一碟

形弹簧；8-第二拉杆；9-第二碟形弹簧；10-圆柱头内六角螺钉；

11-定位套；12-涨紧套；13-第一楔形涨块组；14-圆螺母；15-顶

尖块；16-圆柱销；17-工件；18-第一拉杆；19-第二楔形涨块组；

20-双头螺杆；21-第四o型密封圈；22-连接座；23-浮动销；24-

压缩弹簧；25-夹具本体；26-隔套；27-堵头；28-第五o型密封

圈；29-圆柱头内六角螺钉；30-内六角锥端紧定螺钉；31-主轴液

压油缸顶杆；32-尾座压块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一种高精度磨床双联涨紧自定心机构夹具主要包括夹具本体25，夹具本体25为阶梯轴状，夹具本体25的一端连接有法兰2，另一端连接有限位螺母14，夹具本体25的中间设置有沿其轴向布置的阶梯孔，其特征在于：阶梯孔内同轴设置有第一辅助楔紧机构和第二辅助楔紧机构，第二辅助楔紧机构滑动套装于第一辅助楔紧机构的外侧，第二辅助楔紧机构滑动配合安装于阶梯孔内；夹具本体25靠近限位螺母14的一端同轴设置有第一楔形涨块组13、第二楔形涨块组19和工件涨紧套12，第一楔形涨块组13和第二楔形涨块组19均沿夹具本体25的周向布置且可沿夹具本体25的径向移动，第一楔形涨块组13与第一辅助楔紧机构楔形配合，第二楔形涨块组19与第二辅助楔紧机构楔形配合，工件涨紧套12套装于夹具本体25端部，第一楔形涨块组13和第二楔形涨块组19的外周面与工件涨紧套12的内壁相配合。第一辅助楔紧机构包括调整锁紧螺母1、双头螺杆20、第一拉杆18和第一碟形弹簧7，调整锁紧螺母1为中空阶梯轴状，第一拉杆18上设置有可与第一楔形涨块组13配合的楔面；双头螺杆20一端与调整锁紧螺母1螺纹连接，另一端与第一拉杆18螺纹连接，调整锁紧螺母1与法兰2滑动配合连接；第一碟形弹簧7套装于调整锁紧螺母1上且一端与阶梯孔的端面贴合，另一端与调整锁紧螺母1的端面贴合。调整锁紧螺母1内设置有用于调节第一拉杆18安装位置的内六角锥端紧定螺钉30。第二辅助楔紧机构包括第二拉杆8和第二碟形弹簧9，第二拉杆8为中空阶梯轴状，第二拉杆8的端部设置有可与第二楔形涨块组19配合的楔面；第二拉杆8滑动配合套装在第一辅助楔紧机构的双头螺杆20上，第二碟形弹簧9套装于第二拉杆8上且一端与阶梯孔的端面贴合，另一端与第二拉杆8的端面贴合。阶梯孔包括供第一碟形弹簧7安装的第一通孔、供第二碟形弹簧9安装的第二通孔和供第二拉杆8安装的第三通孔；第一通孔的直径大于第二通孔的直径大于第三通孔的直径。第一楔形涨块组13和第二楔形涨块组19均包括5片旋转对称布置的楔块；第一楔形涨块组13与第二楔形涨块组19错位36度布置。夹具本体25靠近限位螺母14一端的外侧上套装有用于检测工件是否定位正确的工件校准机构。工件校准机构包括压缩弹簧24、圆柱销23、定位套11和连接座22；定位套11滑动套装于夹具本体25上，定位套11与夹具本体25之间设置有压缩弹簧24和圆柱销23，连接座22套装于定位套11外侧且与夹具本体25固接。工件涨紧套12包括两个。

本发明还公开了一种安装有双联涨紧自定心机构夹具的高精度磨床，其包括磨床本体，磨床本体上设置有尾座压块32和主轴液压油缸顶杆31，还包括如权利要求1-9任意一项权利要求的双联涨紧自定心机构夹具，双联涨紧自定心机构夹具的一端通过法兰2与主轴液压油缸顶杆31连接，另一端通过限位螺母14与尾座压块32连接。

使用本发明的一种高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具时，按图示方向将工件17装入夹具本体25的两涨紧套12上，由尾座压块32对工件17表面施加1000n的压紧力，使定位套11沿夹具本体25轴心线向左移动，定位套11法兰外端面与夹具本体25紧密贴合，堵住夹具本体25三个气检孔，压缩空气无法通过，表明工件定位正确，反之设备报警，无法进入磨削工况，起到自我保护作用；此时主轴液压油缸顶杆31压力释放回位，第一碟形弹簧7释放自身弹性变形，推动调整锁紧螺母1、双头螺杆20、第一拉杆18向左移，第一楔形涨块组13通过第一拉杆18斜面的摩擦作用使第一楔形涨块组13沿工件25中心线径向移动，涨开涨紧套12使工件夹紧；同时，第二碟形弹簧9释放自身弹性变形，推动隔套26、第二拉杆8向左移，第二楔形涨块组19通过第二拉杆8斜面的摩擦作用使第二楔形涨块组19沿工件25中心线径向移动，涨开涨紧套12使工件夹紧，进入磨削工况；工件磨削完成后，尾座压块32在油缸的作用下回位，同时主轴液压油缸顶杆31施加7000n的压紧力压紧调整锁紧螺母1，使调整锁紧螺母1和隔套26分别压缩第一碟形弹簧7和第二碟形弹簧9，此时第二拉杆8、第一拉杆18向右移动，第一楔形涨块组13和第二楔形涨块组19在涨紧套12的弹性收缩作用下恢复回位，工件松开；在圆柱螺旋压缩弹簧24的弹性压缩作用下，推动浮动销23、定位套11回位，顶开工件，夹具本体25气检孔开启，同时对夹具表面粉尘进行清理，一个磨削工况工作完成。本发明的双联动涨紧自定心机构，第一楔形涨块组13和第二楔形涨块组19分别为5片均匀分布，两组涨块错位36度交叉布置，定位精度高，夹紧稳定可靠，确保了加工过程的稳定性和准确性，提升了工件端面的加工精度和表面质量。

使用本发明的数控磨削设备对高精度磨床双联动涨紧自定心机构夹具进行磨削工件的加工过程由以下五个特定运行方式组成：

实施例1：

调整锁紧螺母1、双头螺杆20、第一拉杆18、第一楔形涨块组13、涨紧套12，在第一碟形弹簧7作用下沿夹具本体25轴心线作往复移动；

实施例2：

第一楔形涨块组13与夹具本体25精密配合，在第一拉杆18作用下沿夹具本体25轴心线径向移动；

实施例3：

第二拉杆8、第二楔形涨块组19、涨紧套12与本体25支撑配合，在第二碟形弹簧9作用下沿夹具本体25轴心线作往复移动；

实施例4：

第二楔形涨块组19与夹具本体25精密配合，在第二拉杆8作用下沿夹具本体25轴心线径向移动；

实施例5：

定位套11在工件17压紧和压缩弹簧24回位的作用下沿夹具本体25轴心线作往复移动。

本发明其具体的实施加工参数如下表所示：

应当理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。