CN107139076B - 一种磨床加工用气动式夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磨床加工用气动式夹具，包括一转动轴盘，其与磨床转轴连接，中心设有前顶尖；一转动机芯，包括机芯外壳与端盖，两者之间形成机芯腔，所述机芯外壳与所述转动轴盘连接，所述机芯腔内由外到内依次安装有气囊架、气囊和弹性圈，所述机芯外壳的外壁上设有环形的通气槽，所述通气槽通过安装在所述气囊架内的气管与所述气囊连通；一固定环，其通过轴承与所述机芯外壳相连，所述固定环表面设有进气孔，所述进气孔与所述通气槽连通，所述固定环与所述通气槽之间形成气体通道。该夹具设计巧妙，通过对气囊充气使弹性圈变形，施加压力夹紧工件，可以实现工件装夹和拆卸的自动化操作，简化了传统加工工艺中装夹的繁琐工序，提高了生产效率。

Description

一种磨床加工用气动式夹具

技术领域

本发明涉及磨床加工夹具设备技术领域，具体涉及一种磨床加工用气动式夹具。

背景技术

棒轴类工件是机械行业常用的零件，在机械行业中起着至关重要的作用，例如压缩机中的偏心轴，减速器中的传动轴，汽车上的轴类零件等。这些轴类零件需在磨床上进行切削加工，加工时需要通过夹具进行定位和加紧。

目前磨床上普遍使用鸡心夹作为轴类加工的夹具，通过主轴头上安装的卡盘拨动鸡心夹转动，由于鸡心夹紧紧地夹在工件上，工件自然随着卡盘转动，同时限制了轴的回转自由度。但用鸡心夹固定工件的时候通常采用螺钉直接顶紧的方式，这样即费时又不方便，尤其是批量生产工件的时候，更显繁琐，不但影响工件的合格率，而且降低了生产效率，带来生产成本的增加。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明一种磨床加工用气动式夹具。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种磨床加工用气动式夹具，包括

一转动轴盘，其与磨床转轴通过螺丝连接，所述转动轴盘的中心设有前顶尖；

一转动机芯，包括机芯外壳与端盖，所述机芯外壳的端面中心和所述端盖中 心均开有圆形通孔，所述机芯外壳的端面与所述转动轴盘通过螺丝连接，所述转动机芯跟随所述转动轴盘转动，所述机芯外壳与端盖之间形成机芯腔，所述机芯腔内由外到内依次安装有气囊架、气囊和弹性圈，所述机芯外壳的外壁上设有环形的通气槽，所述通气槽通过安装在所述气囊架内的气管与所述气囊连通；

一固定环，其通过轴承与所述机芯外壳相连，所述固定环表面设有进气孔，所述进气孔与所述通气槽连通，所述固定环与所述通气槽之间形成气体通道。

较佳的，所述机芯腔内的四等分点上设有弹簧片，所述气囊架表面设有所述弹簧片对应的弹簧片安装槽，所述气囊架与所述机芯腔内壁之间具有缝隙。

较佳的，所述弹性圈安装在所述气囊架中部的弹性圈安装腔内，所述弹性圈两端贯通，且两端内径相等，靠近中部内径逐渐缩小，所述气囊包裹在所述弹性圈中部。

较佳的，所述弹性圈的两端设有台阶，且所述弹性圈两端面开设有多个均匀交叉分布的槽口，形成交叉开口结构，所述槽口底部延伸至另一端台阶处。

较佳的，所述弹性圈两端开设的槽口数相等，每端开设6-12个。

较佳的，所述弹性圈的槽口底部呈圆形。

较佳的，所述气囊架呈十字形，其中部设有通孔，所述弹性圈安装腔的内壁中间位置设有气囊槽，所述弹簧片安装槽设置在所述气囊架四个突出边的端部。

较佳的，所述气囊为圆环形，安装在所述气囊槽内。

较佳的，所述固定环与所述机芯外壳接触边设有O型圈，所述固定环内侧安装有开口挡圈。

较佳的，所述固定环通过固定支架与磨床主体固定，所述固定支架上设有 与所述进气孔相连的进气管。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

该磨床加工用气动式夹具设计巧妙，通过对气囊充气使弹性圈变形，施加压力夹紧工件，可以实现工件装夹和拆卸的自动化操作，简化了传统加工工艺中装夹的繁琐工序，提高了生产效率。

该夹具具有自动纠偏(定中心)功能，各部件的通孔均与前顶尖同心，且气囊架四边受力不均时会压缩弹簧片实现微小位置和转动，提高定心精度。

弹性圈上的槽口设计使得其形变量较大，对伸入其中的工件抓紧力更大，槽口交错分布和底部圆形设计使得弹性圈形变形更为均匀，对工件的受力抓取点面积更大，两端台阶可以保证弹性圈整体强度，使变形可恢复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是磨床加工用气动式夹具的爆炸图；

图2是夹具转动机芯和固定环的装配图；

图3是转动外壳的侧面立体图；

图4是转动外壳安装腔内的装配图；

图5是转动外壳内部结构图；

图6是气囊架的立体图一；

图7是气囊架的立体图二；

图8是气囊的立体图；

图9是弹性圈的立体图一；

图10是弹性圈的立体图二。

图中数字表示：

1.转动轴盘 11.前顶尖 2.机芯外壳 21.轴承 22.O型圈 23.开口挡圈

24.弹簧片 25.机芯腔 26.通气槽 3.端盖 4.固定环 5.气囊架

51.弹性圈安装腔 52.弹簧片安装槽 53.气囊槽 54.气管 6.气囊

61.气囊进气口 7.弹性圈 71.台阶 72.槽口 8.固定支架 81.进气管 9.螺丝

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

结合图1所示，一种磨床加工用气动式夹具，包括一转动轴盘1、一转动机芯和一固定环4，所述转动机芯包括一机芯外壳2与一端盖3。所述转动轴盘1的中心设有前顶尖11，用于定位工件。机芯外壳2与端盖3的端面均设有圆形通孔，用于轴棒类工件通过。所述转动轴盘1与加工磨床的转轴、机芯外壳2的端面与转动轴盘1、端盖3与机芯外壳2均通过螺丝9连接，当磨床的转轴转动时，转动轴盘1与转动机芯跟随转动。

结合图2所示，所述固定环4通过固定支架8与磨床主体固定连接，固定环4位置固定，不会跟随磨床的转轴转动。机芯外壳2安装在固定环4内并通过轴承21连接，当磨床的转轴转动时，机芯外壳2与固定环4发生相对转动。固定环4内侧还装有开口挡圈23，用于固定轴承21位置，防止轴向位移。结合图3所示，所述机芯外壳2的外壁设有环形通气槽26，所述固定环4表面设有进气孔，固定支架8上设有与进气孔相连的进气管81。进气孔与通气槽26连通，固定环4与通气槽26之间形成气体通道。压力气体通过进气管81进入通气槽26内，实现气体输送。且固定环4与机芯外壳2接触部位安装有O型圈22，增 加密封性，防止气体通道内的气体泄漏。

结合图4所示，所述机芯外壳4与端盖3之间形成机芯腔25，用于安装内部零件。机芯腔25内由外到内依次安装有气囊架5、气囊6和弹性圈7。在气囊架5内安装有气管54，用于连通通气槽26和气囊6，使气囊6可以输气膨胀，并压缩弹性圈7变形完成对工件的装夹。气管54两端安装有快速连接件，方便气管54与气囊6和通气槽26连接。

将本发明夹具整体安装在磨床上，转动轴盘1与磨床转轴连接，固定支架8与磨床主体连接，将固定环4定位。将需要切削加工的工件从端盖3通孔插入夹具，工件端面与前顶尖11接触。从进气管81通入压力气体，气囊6膨胀，压缩弹性圈7变形，夹紧工件，完成工件装夹。启动磨床，磨床转轴带动转动轴盘1和转动机芯转动，工件在弹性圈7的作用下跟随转动。工件加工完毕，气囊6泄压，弹性圈7形变恢复，松脱工件并将工件从夹具中取出。再将新的待加工工件插入夹具，重复上述操作，实现连续生产。

该磨床加工用气动式夹具设计巧妙，通过对气囊6充气使弹性圈8变形，施加压力夹紧工件，其气囊6内充放气操作可以由程序控制，简化了传统的装夹繁琐工序，实现工件装夹和拆卸的自动化操作。而工件的安装移动也可以由机械臂操作，即能实现工件加工的全自动化，大大提高了生产效率，保证工件加工质量。

实施例2

本实施例在上述实施例的基础上，结合图5所示，所述机芯腔25的四等分点上安装有弹簧片24。结合图6所示，所述气囊架5表面设有与所述弹簧片24对应的弹簧片安装槽52。气囊架5安装在机芯腔25内，弹簧片24进入弹簧片安装槽52，气囊架5的四角与机芯腔25内壁之间具有缝隙，所述气囊架5能够 压缩弹簧片进行微小位移和转动。

该夹具各部件的通孔均与前顶尖11同心，工件安装时自动定心，且气囊架6四边受力不均时会压缩弹簧片24实现微小位置和转动，进行自动纠偏，提高定心精度。工件卸载后，在弹簧片24作用下气囊架6恢复至初始位置。该夹具的自动纠偏功能可以减少人工操作，有效提高工件加工质量。

实施例3

本实施例在上述实施例的基础上，结合图6和图7所示，所述气囊架5呈十字形，其中部设有通孔。气囊架5内设有弹性圈安装腔51，用于定位弹性圈7。且弹性圈安装腔51的侧壁中间位置设有气囊槽53，用于定位气囊6。所述气囊架5四个突出边的端部开设有弹簧片安装槽52。十字形结构使气囊架5受力灵敏度提高，提高定心精度。

实施例4

本实施例在上述实施例的基础上，结合图8所示，所述气囊6为圆环形，其包裹在弹性圈中部并安装在气囊槽53内。气囊6上具有一气囊进气口61，用于连接气管54。气囊6由弹性材料制成，充气时膨胀，放气时收缩。通过气囊6充放气操作实现工件的装卸，操作便捷、安全。

实施例5

本实施例在上述实施例的基础上，结合图9和图10所示，所述弹性圈7两端贯通，且两端内径相等，靠近中部内径逐渐缩小。所述气囊6包裹在弹性圈7中部，当气囊6膨胀时，弹性圈7中部变形夹紧工件。弹性圈7的两端设有台阶71，可以保证弹性圈7整体强度，使变形可恢复。

弹性圈7两端面各开设有9个均匀交叉分布的槽口72，形成交叉开口结构，所述槽口72底部在另一端台阶71处，槽口72设计使得弹性圈7可以有较大的 形变量，对伸入其中的工件抓紧力更大，交错分布使得弹性圈7形变更为均匀。且槽口72底部呈圆形，使中部变形部位可以更贴合工件表面，对工件的受力抓取点面积更大。

实施例6

本实施例与上述实施例不同之处在于，弹性圈7两端开设的槽口72数相等，每端开设的槽口72数量可以是6-12个，在此数量范围内可以保证弹性圈7对工件的夹紧力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种磨床加工用气动式夹具，其特征在于，包括

一转动轴盘，其与磨床转轴连接，所述转动轴盘的中心设有前顶尖；

一转动机芯，包括机芯外壳与端盖，所述机芯外壳的端面中心和所述端盖中心均开有圆形通孔，所述机芯外壳与所述转动轴盘连接，所述转动机芯跟随所述转动轴盘转动，所述机芯外壳与端盖之间形成机芯腔，所述机芯腔内由外到内依次安装有气囊架、气囊和弹性圈，所述机芯腔内的四等分点上设有弹簧片，所述气囊架表面设有所述弹簧片对应的弹簧片安装槽，所述气囊架与所述机芯腔内壁之间具有缝隙，所述机芯外壳的外壁上设有环形的通气槽，所述通气槽通过安装在所述气囊架内的气管与所述气囊连通；

一固定环，其通过轴承与所述机芯外壳相连，所述固定环表面设有进气孔，所述进气孔与所述通气槽连通，所述固定环与所述通气槽之间形成气体通道。

2.如权利要求1所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述弹性圈安装在所述气囊架中部的弹性圈安装腔内，所述弹性圈两端贯通，且两端内径相等，靠近中部内径逐渐缩小，所述气囊包裹在所述弹性圈中部。

3.如权利要求2所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述弹性圈的两端设有台阶，且所述弹性圈两端面开设有多个均匀交叉分布的槽口，形成交叉开口结构，所述槽口底部延伸至另一端台阶处。

4.如权利要求3所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述弹性圈两端开设的槽口数相等，每端开设6-12个。

5.如权利要求4所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述槽口的底部呈圆形。

6.如权利要求2所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述气囊架呈十字形，其中部设有通孔，所述弹性圈安装腔的内壁中间位置设有气囊槽，所述弹簧片安装槽设置在所述气囊架四个突出边的端部。

7.如权利要求6所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述气囊为圆环形，安装在所述气囊槽内。

8.如权利要求1-7任一所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述固定环与所述机芯外壳接触边设有O型圈，所述固定环内侧安装有开口挡圈。

9.如权利要求8所述的磨床加工用气动式夹具，其特征在于，所述固定环通过固定支架与磨床主体固定，所述固定支架上设有与所述进气孔相连的进气管。