专利名称：车床主轴单点定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车床加工异型产品实现自动化的一种辅助装置，尤其 是一种车床主轴单点定位装置。
背景技术：
目前，各类机床要实现自动化，在车床主轴高速运转的情况下如 果要求车床主轴立即制动、停止运转，而且要求转动到一定位置精确 定位的停止装置一般都采用各类电机的制动来使车床主轴停止运转。
各类机床常用的制动方式多采用电机反接制动、能耗制动和机械 制动等，反接制动一般采用直接制动，其冲击力容易造成电器机械部
件损坏，并且浪费电能；其它几种制动方式除能耗制动外还存在制动 效果差，结构复杂，并且不能精确定位到某一个点。目前类式能精确 定位到某一个点的机械制动方式是定位件有多个定位斜口的，此结构 的不足是在加工不同类型的工件时要根据工件特征来更换相应配套的 定位件，适用性差、无形中增加了产品成本，而且更换比较麻烦。
发明内容
为了克服已有的机床主轴定位装置的不能同时兼顾成本和精度、 适用性差、使用寿命较短的不足，本发明提供一种定位精度高、同时 成本低、适用性好、使用寿命长的车床主轴单点定位装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种车床主轴单点定位装置，包括车头箱、车床主轴，所述车床 主轴安装在车头箱上，所述车床主轴一端弓待加工的工件夹头连接，所述车床主轴的另一端与驱动电机的输出轴传动连接，在所述车床主 轴带有刹车装置，在所述车床主轴上固定套装定位件，所述车头箱上 安装定位机构，所述的定位件的轴向位置设有一个定位斜口，所述定 位斜口包括定位折角、用于供定位机构插入的斜导入口，所述斜导入 口位于定位折角的两个折角边的下凹侧，所述定位折角的两个折角边 的另一侧为凸口 ；所述车床主轴单点定位装置还包括用于使定位件达
到周转重力平衡的平衡件，所述平衡件位于定位件上或车床主轴上；
所述定位机构与所述斜导入口配合，所述定位机构的伸縮方向与斜导 入口的倾斜方向匹配。
进一步，所述平衡件为安装在车床主轴上的平衡块，所述平衡块 位于所述定位件内，所述靠近斜导入口侧的平衡块部分的重量比靠近 凸口侧的平衡块部分的重量大。
或者是所述平衡件为位于定位件上的开孔，所述开孔位于凸口 侧的的定位件上。
再或者是所述平衡件为附加块，所述附加块安装在靠近斜导入 口侧的定位件上。
再进一步，所述的定位件套装在车床主轴上，所述定位斜口的开 口方向与车床主轴平行，所述的定位机构位于车床主轴的轴向。
所述的定位机构包括定位杆、定位伸縮驱动装置，所述定位杆安 装在定位伸縮驱动装置上，所述定位伸縮驱动装置安装在车头箱上。
所述的定位杆端部设有定位销和滚轮，所述滚轮套装在定位销上， 所述滚轮与所述斜导入口配合。
所述的定位杆后部呈方形，定位杆支架套在所述定位杆后部上，所述定位杆支架安装在车头箱上。该结构用以防止定位杆转动，由于 定位伸縮驱动装置的伸出杆在伸出时有可能会转动，而定位杆则不允 许有转动，定位杆支架起到限位的作用。
更进一步，所述车床主轴的另一端安装带轮，驱动电机通过传动 带与带轮连接，所述带轮上带有刹车装置。
所述的刹车装置包括刹车片、刹车气缸和气缸支架，所述气缸支 架安装在机架上，所述刹车气缸安装在气缸支架上，所述刹车气缸连 接刹车片，所述刹车片位于车床主轴的上方；所述的车床主轴上设有 传动带槽，所述传动带套装在传动带槽上。
本发明的技术构思为通过3组制动方式来实现车头主轴的精确 定位；所述驱动电机、刹车气缸、伸縮驱动装置分别受控连接于车床
的主控制器，车床的主控制器发出控制指令，能够分别控制驱动电机、 刹车气缸、伸縮驱动装置。
首先通过驱动电机、传动带实现第一组制动，传动带与车床主轴
上的制动带槽连接，驱动电机通过传动带带动车床主轴转动；当控制
驱动电机制动停止，传动带停止转动，能够限制车床主轴继续高速旋
转，实现了第一组制动；
然后再通过刹车气缸、刹车气缸支架、刹车片来实现第二组制动， 在驱动电机停止的同时，控制刹车气缸动作，刹车片压紧车床主轴， 进一步限制车床主轴旋转；
经过上述两组制动以后，主轴基本停止，但是不能停在所需的位 置，对于精度要求较高的场合，上述两组制动的定位往往达不到要求。
第三组制动由定位伸縮驱动装置、定位杆支架、定位机构和定位件组成；其目的是用来调整夹持在车头主轴工件夹具上的工件位置所 需尺寸。当上述两组制动方式将高速旋转的主轴停止后不能确保正好 是停在所需的角度，此时可通过调整定位件的角度来将工件调整到所
需角度；
定位件固定安装在车床主轴上，该定位件的轴向位置设有一个定 位斜口，所述定位斜口包括定位折角、用于供定位机构插入的斜导入 口，所述斜导入口位于定位折角的两个折角边的下凹侧，所述定位折 角的两个折角边的另一侧为凸口，由于斜导入口与凸口的存在，导致 定位件的一圈重力不平衡，在车床主轴高速旋转时，容易导致车床主 轴偏心转，进而损害车床主轴，因此，我们专门设计了用于使定位件 达到周转重力平衡的平衡件，在增加了平衡件后，使车床主轴平稳运
行n
如果定位斜口对应工件所要求的相应位置，可以在用户所需角度 将车床主轴停止运转，用以加工异形工件。
如果定位斜口对应一个加工工位，通过设定不同的工作周期，可 以加工正多边形的各种工件，例如等边三角形工件、正方形工件、正 五边形工件、正六边形工件等。
定位气缸固定安装在机架上，定位气缸连接定位杆支架，所述定 位杆支架上连接定位机构，所述定位机构可伸入定位件的定位斜口 ， 起到定位的作用。
如采用定位杆，在定位杆的端部设有滚动轮，滚动轮安装在定位 销上，通过滚动轮与定位斜口配合，可有效减少摩擦，延长使用寿命。 当定位件套装在车床主轴上，所述定位斜口的开口方向与车床主轴平行。
本发明的有益效果主要表现在1、采用定位件与定位杆的配合定 位，定位精度高，且成本低；2、在加工不同类型的工件时无须更换相
应配套的定位件，适用性好；3、由于采用机械结构进行定位，使用寿 命长。
图1是车床主轴单点定位装置的结构图。
图2是定位件与定位机构的配合示意图。 图3是平衡块与定位件的连接示意图。 图4是平衡块的示意图 图5是开孔的示意图。 图6是一种辅助块的示意图。 图7是另一种辅助块的示意图。 图8是定位机构的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。 实施例1
参照图l、图2、图3、图4和图8， 一种车床主轴单点定位装置， 包括车头箱1、车床主轴2，所述车床主轴2安装在车头箱1上，所述 车床主轴2 —端与待加工的工件夹头连接，所述车床主轴2的另一端 与驱动电机3的输出轴传动连接，在所述车床主轴带有刹车装置，在 所述车床主轴上固定套装定位件4，所述车头箱1上安装定位机构5， 所述的定位件l的轴向位置设有一个定位斜口，所述定位斜口包括定 位折角、用于供定位机构插入的斜导入口 6，所述斜导入口 6位于定位折角的两个折角边的下凹侧，所述定位折角的两个折角边的另一侧 为凸口 7;所述车床主轴单点定位装置还包括用于使定位件达到周转 重力平衡的平衡件，所述平衡件位于定位件上或车床主轴上；所述定 位机构5与所述斜导入口配合，所述定位机构5的伸縮方向与斜导入
口6的倾斜方向匹配。
所述平衡件为安装在车床主轴上的平衡块8，所述平衡块8位于 所述定位件4内，所述靠近斜导入口 6侧的平衡块部分的重量比靠近 凸口 7侧的平衡块部分的重量大。用以平衡定位件本身的重力不对称， 使得车床主轴平稳运行。
所述的定位件4套装在车床主轴2上，所述定位斜口的开口方向 与车床主轴2平行，所述的定位机构5位于车床主轴2的轴向。
所述的定位机构包括定位杆9、定位伸縮驱动装置IO，所述定位 杆9安装在定位伸缩驱动装置10上，所述定位伸縮驱动装置10安装 在车头箱1上。
所述的定位杆9端部设有定位销11和滚轮12，所述滚轮12套装 在定位销11上，所述滚轮12与所述斜导入口 6配合。
所述的定位杆9后部呈方形，定位杆支架13套在所述定位杆9 后部上，所述定位杆支架13安装在车头箱1上。
所述车床主轴2的另一端安装带轮14，驱动电机3通过传动带15 与带轮14链接，所述带轮14上带有刹车装置16。
所述的刹车装置16包括刹车片、刹车气缸和气缸支架，所述气缸 支架安装在机架上，所述刹车气缸安装在气缸支架上，所述刹车气缸 连接刹车片，所述刹车片位于车床主轴的上方；所述的车床主轴上设有传动带槽，所述传动带套装在传动带槽上。
本实施例的定位功能通过定位伸縮驱动装置10、定位杆支架13、 定位杆9和定位件4来实现；其目的是用来调整夹持在车床主轴工件 夹头上的工件位置所需尺寸。
由于斜导入口6与凸口7的存在，导致定位件4的一圈重力不平 衡，在车床主轴2高速旋转时，容易导致车床主轴2产生偏心，进而
损害车床主轴，因此，我们专门设计了用于使定位件达到周转重力平
衡的平衡块，在增加了平衡块8后，使车床主轴平稳运行。
如果定位斜口对应工件所要求的相应位置，可以在用户所需角度 将车床主轴停止运转，用以加工异形工件。
如果定位斜口对应一个加工工位，通过设定不同的工作周期，可 以加丁正多边形的各种工件，例如等边三角形工件、正方形工件、正 五边形工件、正六边形工件等。
定位伸縮驱动装置10采用定位气缸，定位气缸固定安装在车头箱 1上，定位杆支架上套在定位杆上，起到限制定位杆转动的作用，所 述定位杆可伸入定位件的定位斜口，起到定位的作用。
实施例2
参照图l、图2、图5和图8，本实施例的平衡件为位于定位件上 的开孔17，所述开孔17位于凸口侧的的定位件上。开孔18的作用 使定位件达到周转重力平衡，保证车床主轴2平稳运行。
本实施例的其他结构和工作过程与实施例1相同。
实施例3
参照图l、图2、图6、图7和图8，本实施例的平衡件为附加块18，所述附加块19安装在靠近斜导入口侧的定位件上。附加块18的
作用使定位件达到周转重力平衡，保证车床主轴2平稳运行。 本实施例的其他结构和工作过程与实施例1相同。
权利要求
1、一种车床主轴单点定位装置，包括车头箱、车床主轴，所述车床主轴安装在车头箱上，所述车床主轴一端与待加工的工件夹头连接，所述车床主轴的另一端与驱动电机的输出轴传动连接，在所述车床主轴带有刹车装置，在所述车床主轴上固定套装定位件，所述车头箱上安装定位机构，其特征在于所述的定位件的轴向位置设有一个定位斜口，所述定位斜口包括定位折角、用于供定位机构插入的斜导入口，所述斜导入口位于定位折角的两个折角边的下凹侧，所述定位折角的两个折角边的另一侧为凸口；所述车床主轴单点定位装置还包括用于使定位件达到周转重力平衡的平衡件，所述平衡件位于定位件上或车床主轴上；所述定位机构与所述斜导入口配合，所述定位机构的伸缩方向与斜导入口的倾斜方向匹配。
2、 如权利要求1所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述平衡件为安装在车床主轴上的平衡块，所述平衡块位于所述定位件内， 所述靠近斜导入口侧的平衡块部分的重量比靠近凸口侧的平衡块部分 的重量大。
3、 如权利要求1所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述平 衡件为位于定位件上的开孔，所述开孔位于凸口侧的的定位件上。
4、 如权利要求1所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述平 衡件为附加块，所述附加块安装在靠近斜导入口侧的定位件上。
5、 如权利要求1—4之一所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于: 所述的定位件套装在车床主轴上，所述定位斜口的开口方向与车床主轴平行，所述的定位机构位于车床主轴的轴向。
6、 如权利要求5所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述的 定位机构包括定位杆、定位伸縮驱动装置，所述定位杆安装在定位伸 縮驱动装置上，所述定位伸縮驱动装置安装在车头箱上。
7、 如权利要求6所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述的 定位杆端部设有定位销和滚轮，所述滚轮套装在定位销上，所述滚轮 与所述斜导入口配合。
8、 如权利要求6所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述的 定位杆后部呈方形，定位杆支架套在所述定位杆后部上，所述定位杆 支架安装在车头箱上。
9、 如权利要求5所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述车 床丰轴的另一端安装带轮，驱动电机通过传动带与带轮连接，所述带 轮上带有刹车装置。
10、 如权利要求9所述的车床主轴单点定位装置，其特征在于所述 的刹车装置包括刹车片、刹车气缸和气缸支架，所述气缸支架安装在 机架上，所述刹车气缸安装在气缸支架上，所述刹车气缸连接刹车片， 所述刹车片位于车床主轴的上方；所述的车床主轴上设有传动带槽，所述传动带套装在传动带槽上。
全文摘要
一种车床主轴单点定位装置，包括车头箱、车床主轴，车床主轴安装在车头箱上，车床主轴一端与待加工的工件夹头连接，车床主轴的另一端与驱动电机的输出轴传动连接，在车床主轴带有刹车装置，在车床主轴上固定套装定位件，车头箱上安装定位机构，的定位件的轴向位置设有一个定位斜口，定位斜口包括定位折角、用于供定位机构插入的斜导入口，斜导入口位于定位折角的两个折角边的下凹侧，定位折角的两个折角边的另一侧为凸口；还包括用于使定位件达到周转重力平衡的平衡件，平衡件位于定位件上或车床主轴上；定位机构与斜导入口配合，定位机构的伸缩方向与斜导入口的倾斜方向匹配。本发明定位精度高、同时成本低、适用性好、使用寿命长。
文档编号F16F15/00GK101318226SQ20081006292
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月4日 优先权日2008年7月4日
发明者冯立本, 沈侠波 申请人:沈侠波