本發(fā)明涉及一種利用平動(dòng)燕姿凸輪的廓形，通過(guò)上、下兩個(gè)杠桿支撐點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)傳遞，實(shí)時(shí)控制上、下兩個(gè)杠桿的末端夾爪與燕姿凸輪末端的夾爪始終處于定心、同半徑的圓上，從而夾持住圓軸類零件的自動(dòng)定心夾具，屬于機(jī)械制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域，應(yīng)用于細(xì)長(zhǎng)軸類零件的精密加工。

背景技術(shù)：

細(xì)長(zhǎng)軸類零件是機(jī)械裝備中最普遍使用的一類零件，如汽車的曲軸、紡織機(jī)、印刷機(jī)的同步軸等。細(xì)長(zhǎng)軸類零件在車削、磨削加工中存在的最大問(wèn)題是會(huì)存在很大的彎曲變形和自激振動(dòng)，導(dǎo)致細(xì)長(zhǎng)軸在空間高速擺動(dòng)回轉(zhuǎn)，這不僅會(huì)嚴(yán)重影響到細(xì)長(zhǎng)軸最終的尺寸精度和形狀精度，而且會(huì)引起嚴(yán)重的事故，造成生產(chǎn)者的人身傷亡。

為了控制細(xì)長(zhǎng)軸在加工過(guò)程中產(chǎn)生的彎曲變形，必須在細(xì)長(zhǎng)軸上安裝定心夾具，使得細(xì)長(zhǎng)軸始終圍繞固定圓心回轉(zhuǎn)。為此，人們最早發(fā)明出手動(dòng)雞心夾具，這種夾具形似公雞，通過(guò)手動(dòng)扳手來(lái)調(diào)解夾具上的三個(gè)螺栓夾持銷釘?shù)膬?nèi)伸長(zhǎng)度，來(lái)夾持圓軸類零件。這種雞心夾具曾經(jīng)在細(xì)長(zhǎng)軸類零件的加工中發(fā)揮過(guò)巨大作用，但是，這類夾具存在外形尺寸大，能夾持的軸類零件的半徑可變比底，安裝、拆卸工件效率低等問(wèn)題，而漸漸被淘汰。

隨著生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始出現(xiàn)自動(dòng)定心夾具，這種夾具的最大特點(diǎn)是能適應(yīng)軸類零件的半徑變化范圍寬，拆裝工件方便，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝夾。但國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)自動(dòng)定心夾具的設(shè)計(jì)技術(shù)嚴(yán)格封鎖，依靠技術(shù)壟斷，每個(gè)定心夾具對(duì)我國(guó)的售價(jià)高達(dá)二十萬(wàn)元以上，這種奇高的成本，使得我國(guó)機(jī)床廠家在配置機(jī)床功能部件時(shí)只能望而卻步。

要振興民族制造業(yè)，唯一可行的道路是獨(dú)立自主，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，先從機(jī)床關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件開(kāi)始著手。本發(fā)明研發(fā)的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具，就屬于機(jī)床關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件中的一種。本發(fā)明產(chǎn)品，將會(huì)在提升我國(guó)細(xì)長(zhǎng)軸類零件的加工精度和生產(chǎn)效率方面發(fā)揮出巨大的效能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)細(xì)長(zhǎng)類零件在加工時(shí)產(chǎn)生的變形問(wèn)題，提出一種空腔三爪同心同徑聯(lián)動(dòng)夾具，通過(guò)氣缸驅(qū)動(dòng)燕姿凸輪廓形平動(dòng)，控制上、下兩個(gè)杠桿的末端夾爪與燕姿凸輪末端夾爪保持同步向心運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大尺寸范圍內(nèi)的軸類零件實(shí)現(xiàn)定心夾持。

本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具，采取氣缸推動(dòng)燕姿凸輪平動(dòng)，通過(guò)燕姿凸輪的輪廓形狀，控制上、下兩個(gè)杠桿支撐端的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而間接控制上、下兩個(gè)杠桿的夾爪端與凸輪軸末端的夾爪保持同心同頸聯(lián)動(dòng)，以緊湊的外形結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)長(zhǎng)軸定心夾持的目的。

圖1.1和圖1.2為本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具裝配圖和投影圖。圖2為本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具三維裝配圖。

一種平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具，三爪自動(dòng)定心夾具的主體結(jié)構(gòu)設(shè)置在前箱板(17)和后箱板(16)之間，前箱板(17)和后箱板(16)對(duì)稱布置。主體結(jié)構(gòu)包括杠桿(4)、杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)、杠桿緊固螺釘(19)、前導(dǎo)向塊(5)、前導(dǎo)向軸承(10)、導(dǎo)向緊固螺釘(18)、導(dǎo)軌(7)、拉簧掛扭(15)、拉簧(6)、燕姿凸輪軸(14)、驅(qū)動(dòng)氣缸(11)、氣缸定位銷(12)、鎖緊螺母(13)依次相連。

燕姿凸輪軸(14)的頂部為一字型直導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，一字型直導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的兩端分別連接斜弧形結(jié)構(gòu)，燕姿凸輪軸(14)的底部設(shè)有凹槽；燕姿凸輪軸(14)的底部?jī)蓚?cè)通過(guò)后導(dǎo)向軸承(8)與導(dǎo)軌(7)相配合，兩個(gè)導(dǎo)軌(7)相互平行且對(duì)稱布置在前箱板(17)和后箱板(16)之間；兩個(gè)杠桿(4)的中間部分分別通過(guò)兩個(gè)杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)固定在前箱板(17)和后箱板(16)的上下兩端，杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)通過(guò)杠桿緊固螺釘(19)與前箱板(17)和后箱板(16)固定；每個(gè)杠桿(4)的底部均設(shè)有支撐軸承(9)，兩支撐軸承(9)與燕姿凸輪軸(14)上的兩斜弧形結(jié)構(gòu)相配合，每個(gè)杠桿(4)的端部均設(shè)有一個(gè)夾爪軸承(2)，夾爪軸承(2)通過(guò)軸承固定螺釘(1)與杠桿(4)連接。

每個(gè)杠桿(4)的底部?jī)?nèi)側(cè)均設(shè)有拉簧掛扭(15)，拉簧掛扭(15)通過(guò)拉簧(6)與前導(dǎo)向塊(5)連接，拉簧(6)通過(guò)導(dǎo)向緊固螺釘(18)與前導(dǎo)向塊(5)連接；每個(gè)前導(dǎo)向塊(5)的端部均設(shè)有前導(dǎo)向軸承(10)，兩個(gè)前導(dǎo)向軸承(10)與一字型直導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的上下表面相配合；

驅(qū)動(dòng)氣缸(11)的頂部通過(guò)鎖緊螺母(13)與燕姿凸輪軸(14)的底部凹槽相接觸，驅(qū)動(dòng)氣缸(11)的底部設(shè)有氣缸定位銷(12)。

一字型直導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的端部設(shè)有軸承，兩個(gè)杠桿(4)的端部均設(shè)有夾爪軸承(2)，軸承及兩個(gè)夾爪軸承(2)組成三爪自動(dòng)定心夾具的夾持結(jié)構(gòu)。

杠桿(4)的前后端分別用軸承固定螺釘(1)安裝上夾爪軸承(2)和支撐軸承(9)。燕姿凸輪軸(14)則分別用軸承固定螺釘(1)安裝上夾爪軸承(2)和兩個(gè)后導(dǎo)向軸承(8)。整個(gè)平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具上下對(duì)稱。

附圖說(shuō)明

圖1.1為本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具裝配圖。

圖1.2為本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具裝配投影圖。

圖2本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具三維裝配圖。

圖中1、軸承固定螺釘2、安裝上夾爪軸承3、杠桿回轉(zhuǎn)軸承4、杠桿5、前導(dǎo)向塊6、拉簧7、導(dǎo)軌8、后導(dǎo)向軸承9、支撐軸承10、前導(dǎo)向軸承11、驅(qū)動(dòng)氣缸12、氣缸定位銷13、鎖緊螺母14、燕姿凸輪軸15、拉簧掛扭16、后箱板17、前箱板18、導(dǎo)向緊固螺釘19、杠桿緊固螺釘。

具體實(shí)施方式

依據(jù)圖1.1-1.2所示，平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具裝配投影圖，依次將杠桿(4)、軸承固定螺釘(1)、夾爪軸承(2)、支撐軸承(9)、拉簧掛扭(15)安裝到位，組成杠桿組件。依次將燕姿凸輪軸(14)、軸承固定螺釘(1)、夾爪軸承(2)、后導(dǎo)向軸承(8)安裝到位，組成燕姿凸輪軸組件。依次將前導(dǎo)向塊(5)、前導(dǎo)向軸承(10)、軸承固定螺釘(1)、拉簧掛扭(15)安裝到位，組成前支撐組件。最后再依次將杠桿組件、前支撐組建、燕姿凸輪組件、前箱板(17)、杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)、杠桿緊固螺釘(19)、導(dǎo)向緊固螺釘(18)、導(dǎo)軌(7)、拉簧(6)、驅(qū)動(dòng)氣缸(11)、氣缸定位銷(12)、鎖緊螺母(13)、后箱板(16)安裝到位，組成平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具。

本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具采用上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，杠桿組件、前支撐組件、拉簧(6)、導(dǎo)軌(7)均在上下兩處各安裝一套。燕姿凸輪軸(14)后部安裝有兩個(gè)后導(dǎo)向軸承(8)，通過(guò)導(dǎo)軌(7)實(shí)現(xiàn)上下定位，前部靠前導(dǎo)向塊(5)上安裝的前導(dǎo)向軸承(10)支撐，從而保證了燕姿凸輪軸(14)只能在水平運(yùn)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)氣缸(11)的驅(qū)動(dòng)下，燕姿凸輪軸(14)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)左右平動(dòng)。燕姿凸輪軸(14)上的凸輪廓形曲線與杠桿(4)上的支撐軸承(9)緊密接觸，推動(dòng)杠桿圍繞杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)的軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)杠桿(4)上的夾爪軸承(2)沿著一個(gè)固定的圓心的徑向方向做伸縮運(yùn)動(dòng)。由于燕姿凸輪軸(14)上的凸輪廓形曲線經(jīng)過(guò)嚴(yán)密計(jì)算，確保了杠桿(4)上的夾爪軸承(2)與燕姿凸輪軸(14)上的夾爪軸承(2)始終保持處在圓心固定、半徑相同的位置，從而實(shí)現(xiàn)了爪卡不同半徑的圓軸且保持圓軸圓心位置不變的功能。

本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具的三個(gè)夾爪均用軸承實(shí)現(xiàn)，可保證軸類零件在被夾持的情況下仍能輕巧的圍繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，這是軸類零件加工工藝對(duì)支撐夾具提出的必要要求。

本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具整體結(jié)構(gòu)緊湊，可夾持的軸頸范圍大，從3毫米到100毫米，三個(gè)夾爪在上料時(shí)可呈現(xiàn)最大張角，可直接從橫向放入長(zhǎng)軸零件，裝卸工件方便，在卡緊時(shí)始終保持在定心同半徑的位置，且在氣缸的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾持，非常適合細(xì)長(zhǎng)軸類零件輔助支撐的需要和生產(chǎn)自動(dòng)化的需要。整個(gè)裝置具有成本低、耐用性好的特點(diǎn)，通過(guò)本發(fā)明提出的平動(dòng)燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動(dòng)定心夾具，可抵御細(xì)長(zhǎng)軸類零件在加工中產(chǎn)生彎曲變形和自激振動(dòng)，因而可顯著的提高細(xì)長(zhǎng)軸類零件的加工精度，具有極大的普及和應(yīng)用價(jià)值。