CN1299868C - 工件夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种容易调整工件的夹持位置、可实现生产效率的提高的工件夹持装置，该工件(加工件)夹持装置(20)可安装在车床的主轴(21)上，具有装卸加工件(23)的有缝夹套部件(2)，该有缝夹套部件(2)的有缝夹套部(2b)通过工作筒(3)和外筒(4)的轴向移动进行开闭动作，且工作筒(3)与外筒(4)随牵引杆(22)的进退移动通过连接轴(6)和调整法兰(10)被进退驱动到加工件夹持位置和加工件释放位置。该外筒(4)的加工件夹持位置，需要根据加工件(23)的批量、形状变化进行位置调整，在本工件夹持装置(20)中，可通过调节调整法兰(10)相对连接轴(6)的旋合位置来调整加工件夹持位置，不必每次将工件夹持装置装卸到车床等机床上都进行调整。

Description

工件夹持装置

技术领域

本发明涉及用于在回转机床上安装、夹持工件(加工件)的工件夹持装置的结构。

背景技术

在以往的车床和铣床等回转机床中，将轴部件、圆筒部件等圆柱状工件的加工件夹持到主轴上时，通常采用使用有缝夹套部件的工件夹持装置。

图15为表示一例所述以往工件夹持装置的纵向剖面图。该以往的工件夹持装置100具有：固定在主轴(spindle)上且其端部具有有缝夹套部101a的回转法兰101；与回转法兰101一起回转且可在轴向上相对移动的连接轴103；通过连接销104与连接轴103连接成一体且包覆着有缝夹套部101a的外周且可滑动地嵌合安装其上的工作筒102。

连接轴103用螺纹部103a连接到牵引杆105上，牵引杆105被进退自如地支承在回转机床侧的主轴轴承部111的内部。

有缝夹套部101a具有在圆周方向上被分割、与工作筒102的端部滑动嵌合的端部锥形部。使连接轴103在轴向-X方向(左方)或+X方向(右方)上移动规定的距离，通过工作筒102，有缝夹套部101a的端部向内周侧缩窄或变宽，可装卸加工件112。

牵引杆105被支承在主轴轴承部111的内部，可与主轴一起回转，其后端连接着通过防止转动的键110连接的空心丝杠106。回复位置调整螺母107和牵引位置调整螺母108旋合在空心丝杠106上。牵引位置调整螺母108通过螺母109固定在牵引杆105的轴端部的规定位置上。

空心丝杠106在主轴轴承部111内部连接到工作缸的活塞部，装卸加工件112时在X方向上被进退驱动。所述活塞部向-X方向上后退、空心丝杠106与挡块接触时，空心丝杠106及牵引杆105向牵引位置移动，牵引杆105在牵引位置时，通过连接轴103及嵌合在垂直于该连接螺纹轴103的轴心设置的孔中的连接销104，工作筒102相对有缝夹套部101a做定量后退，加工件112被紧固。

另外，空心丝杠106及牵引杆105被驱动向+X方向前进时，回复位置调整螺母107与主轴轴承部111的端部相接触，牵引杆105向+X方向的回复位置移动。牵引杆105向所述回复位置移动时，工作筒102通过连接轴103停止对有缝夹套部101a的径向挤压，加工件112从有缝夹套部101a中释放出来。

释放加工件112时的牵引杆105的回复位置，可通过使回复位置调整螺母107相对空心丝杠106回转，来进行位置调整，而一旦位置调整好后，以后便不必再特别进行调整。紧固加工件112时的牵引杆105的牵引位置的调整，通过使牵引位置调整螺母108相对空心丝杠106回转从而调整牵引杆105与空心丝杠106的相对位置来进行。为了得到对应加工件112的合适的紧固力，有必要进行该牵引位置的位置调整。

如图15所示的上述以往工件夹持装置，每次改变不同的加工件112的批量时，都要变换加工件夹持装置(卡盘装置、工件夹具)，至少每次都要调整位置调整螺母108的位置。

即，加工称作A的零件(加工件A)时，要将对应加工件A的工件夹具A安装到车床上，进行所述调整操作，加工与加工件A不同的称做B的零件(加工件B)时，要将对应加工件B的工件夹具B安装到车床上，进行所述调整操作。总之，每次改变要加工的零件的批量都要进行所述调整操作。另外，该调整操作需要熟练的地方很多，需要很多工时。此外，进行该调整操作的人员不同，加工出来的零件尺寸也会发生偏差，不能提供质量稳定的零件。

发明内容

本发明是为解决上述问题而研究出的装置，以提供工件夹持装置中可实现生产效率的提高的工件夹持装置为目的。

根据本发明的第一方面所述的工件夹持装置，用来夹持可装卸在具有牵引杆的机床上的工件，其特征在于，具有：与所述机床的主轴的回转轴同轴地相对该主轴可安装和拆卸的回转法兰；固定在所述回转法兰上且具有通过牵引杆的进退而在回转轴的径向上移动从而可对所述工件进行装卸的夹持部的有缝夹套；与所述牵引杆螺纹连接且可与所述牵引杆一起在所述回转轴方向上移动的连接轴；其特征在于，还具有：与所述牵引杆的移动连动并使所述有缝夹套进行开闭动作的有缝夹套开闭装置；可通过螺纹来调整所述连接轴与所述有缝夹套开闭装置在所述回转轴方向上的相对位置的调整装置；对所述有缝夹套向使其开启的方向进行施力且设置在所述回转法兰与所述调整装置之间并对所述有缝夹套开闭装置施力使其一直与所述调整装置接触的作用装置。通过有缝夹套开闭装置使所述有缝夹套开闭，装卸所述工件。

根据本发明的第二方面所述的工件夹持装置，在根据权利要求1所述的工件夹持装置中，所述调整法兰与所述连接轴的固定是通过螺纹部件来实现的。

附图说明

图1为本发明的第1实施例的工件夹持装置即加工件夹持装置的纵向剖面图。

图2为图1的加工件夹持装置从加工件侧的视图。

图3为图1的加工件夹持装置从主轴侧的视图。

图4为图1的加工件夹持装置的分解立体图。

图5为构成图1的加工件夹持装置的回转法兰的剖面图。

图6为构成图1的加工件夹持装置的有缝夹套的剖面图。

图7为构成图1的加工件夹持装置的工作筒的剖面图。

图8为构成图1的加工件夹持装置的外筒的剖面图。

图9为构成图1的加工件夹持装置的中间环的剖面图。

图10为构成图1的加工件夹持装置的连接轴的剖面图。

图11为构成图1的加工件夹持装置的调整法兰的剖面图。

图12为构成图1的加工件夹持装置的挠性环的剖面图。

图13为构成图1的加工件夹持装置的压环的剖面图。

图14为构成图1的加工件夹持装置的推力定位环的剖面图。

图15为表示一例以往的工件夹持装置的纵向剖面图。

符号说明：

1.回转法兰

2.有缝夹套部件(有缝夹套)

2b.有缝夹套部(有缝夹套)

3.工作筒(有缝夹套开闭装置)

6.连接轴(调整装置)

10.调整法兰(调整装置)

11.作用弹簧(作用装置)

14.止动螺钉

20.加工件夹持装置(工件夹持装置)

21.主轴(车床的主轴)

22.牵引杆

23.加工件(工件)

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

图1为本发明的第1实施例的工件夹持装置即加工件夹持装置的纵向剖面图。图2为图1的加工件夹持装置从加工件侧的视图。图3为图1的加工件夹持装置从主轴侧的视图。图4为图1的加工件夹持装置的分解立体图。图5～图14为构成图1的加工件夹持装置的各构成部件的剖面图。图5为回转法兰的剖面图。图6为有缝夹套部件的剖面图。图7为工作筒的剖面图。图8为外筒的剖面图。图9为中间环的剖面图。图10为连接轴的剖面图。图11为调整法兰的剖面图。图12为挠性环的剖面图。图13为压环的剖面图。图14为定位环的剖面图。

并且，在以下的说明中，如图1所示，将加工件夹持装置的主轴侧的方向作为后方(-X)，将加工件的安装侧的方向作为前方(+X)。

本实施例的加工件夹持装置(卡盘chuck、卡盘chuck装置、工件夹具)20，例如是用来夹持或释放装在为车床主轴的主轴21上的作为工件的加工件23的装置。

如图1、图2所示，加工件夹持装置20具有如下零部件：回转法兰1，与车床侧的主轴21连接，并被其一体地驱动回转；有缝夹套部件2，固定在回转法兰1上；连接轴6，是与装卸加工件时被进退驱动的车床侧牵引杆22螺纹连接的有缝夹套开闭装置的一部分，同时也是调整装置；调整法兰10，被旋合在连接轴6上，可用螺纹部分6c调整与连接轴6在车床的主轴回转轴方向上的相对位置；工作筒3，是使后述有缝夹套部在径向上开闭的有缝夹套开闭装置的一部分：中间环5，固定在工作筒3上，且与作为调整装置的一部分的调整法兰10接触；外筒4，也是旋合固定在工作筒3前方的有缝夹套开闭装置的一部分；挠性环8，插入外筒4的内周部中，用于挤压夹持加工件23；压环7，用于将挠性环8限制在外筒内；推力定位环9，被旋合固定在有缝夹套部件2内，决定加工件23的推力方向的位置；作用弹簧11，是用来通过中间环5对工作筒3向有缝夹套释放方向即前方进行施力的作用装置，由断面为矩形的线圈状弹簧形成；O形圈18，被放入设置在有缝夹套部件2内周面的槽中，与中间环5的外周滑动接触，用于防止切屑、尘埃进入到装置内部；以及紧固螺栓、止动螺钉等。

回转法兰1具有：连接轴嵌入的内周面部分1b，位于该内周面部分1b的前面的作用弹簧的安放空间1d，螺栓贯通孔1e、1f，及圆周台部1g。另外，在其后侧面上设置一对凸起的主轴嵌合圆弧面1a，与该圆弧面1a相对且关于上述回转轴成大致中心对称的板簧24通过螺栓17固定。

该回转法兰1虽与主轴21相连接，但其连接状态是，使主轴嵌合的圆弧面1a嵌入到车床主轴的嵌合内周面中，由于板簧24的作用力圆弧面1a紧密接合在该主轴内周面上，所以车床侧的主轴21与回转法兰1可自动对中心。在此嵌合状态下，将穿过螺栓贯通孔1f的螺栓16在主轴侧旋合，使回转法兰1固定在主轴21上。

有缝夹套部件2是圆环形状的部件，被缝2d分为圆周方向上的8个部分并向前延伸，具有其端部可向径向上弹性变形而发生变位的有缝夹套部2b。另外，在后端面上设置有4处凹部2a，在凹部2a之间有与上述回转轴平行的4处螺纹孔2f，在圆环内周部有推力定位环旋合螺纹部2g。有缝夹套部2b的端部外周面上形成有锥部2c，其内周面上形成有用于夹持例如为圆筒状部件加工件23的具有微小间距(pitch)的圆周方向的沟槽2e。

将该有缝夹套部件2的凹部2a与后述工作筒3的凸起部3b配合，且在该有缝夹套部件2可自由滑动地嵌合到工作筒3的内周3a与中间环5的外周5b之间的状态下，使后部内周嵌入回转法兰1的圆周台部1g中，并将穿过螺栓贯通孔1e的螺栓12旋合到螺纹孔2f，该有缝夹套部件2就固定在了回转法兰1上。

推力定位环9为圆环状部件，其一端的前端面为与加工件23的接触面9b，另一端的后端外周上设置有螺纹部9c。将螺纹部9c旋合到有缝夹套部件2的螺纹部2g，使该推力定位环9紧固在有缝夹套部件2上。

工作筒3为圆环部件，具有：向后端内周侧突出的4个凸起部3b，位于该凸起部上的与上述回转轴平行设置的螺栓通孔3c，设置在前方外周部上的外筒旋合用螺纹部3d。

中间环5具有：内、外周面5a、5b，由内周面的前后壁面形成的前、后接触面5d、5c，和位于后端面的与上述回转轴平行设置的4个螺纹孔5e。

而且，在从前方把中间环5装到工作筒3的内部、与凸起部3b的前面接触的状态下，将穿过凸起部3b的螺栓贯通孔的螺栓13旋紧到中间环5的螺纹孔5e中，使中间环5紧固到工作筒3上。

固定着中间环5的工作筒3，在将作用弹簧11装入作用弹簧安放空间1d的状态下，从前面安装在回转法兰1上。在此状态下，从前方插入有缝夹套部件2，通过螺栓12固定在回转法兰1上。在该工作筒3的安装状态下，作用弹簧11以在回转法兰1的弹簧接触面1c和中间环5的弹簧接触面5c之间压缩的状态装入，因此工作筒3一直受到来自回转法兰1的、向前方(+X方向)的作用力。

外筒4为圆环状部件，在前方内周部设置有挠性环装入部4a，其后方设置有旋合压环的螺纹部4b，此外，在中央内周部设有工作筒旋合用螺纹部4c，外周部上3处设有螺纹孔4d。

挠性环8为可弹性变形的薄壁环状部件，具有内周锥面8a。

压环7为其外周上形成有螺纹部7a、后端面上设有切槽7b的环状部件。

挠性环8装入外筒4端部的挠性环装入部4a，并且在其后方用压环7通过将螺纹部7a旋合在螺纹部4b上来固定。此外，安装有挠性环8与压环7的外筒4，被旋合固定在工作筒3的外周的螺纹部3d上。

安装后的挠性环8，在未夹持加工件时，被保持在其外周与外筒4的挠性环装入部4a存在规定的间隙的状态；在夹持加工件时，可使有缝夹套部件的有缝夹套部2b向径向的内方发生弹性变形按压加工件23，按照加工件23外周面的起伏进行弹性变形，能在加工件23近乎为加工件原形的状态夹持加工件23。

连接轴6为中空轴部件，后端设置有牵引杆旋合螺纹6b，前端设置有使车床的牵引杆22与螺纹6b螺纹结合时的切槽部6d，前部设置有调整法兰旋合的螺纹部6c。

在调整法兰10中，内周部上设置有螺纹部10d，前方凸缘部的圆周方向4等分设置有止动螺钉用螺纹部10e，且与上述回转轴平行，另外，其前方凸缘部上设置有用于调整与连接轴6的相对位置的沟状切槽10f。

此外，调整法兰10通过将其螺纹部10d与螺纹部6c旋合，安装在连接轴6上，使旋合在螺纹部10e中的止动螺钉14的端部与连接轴6的前端面接触，让连接轴6与调整法兰10无相对位置偏移地临时固定。

与调整法兰10临时固定的连接轴6，从装有有缝夹套部件2、工作筒3、中间环5的回转法兰1的前面安装，嵌入到回转法兰1的内周面1b中，并可自由滑动。此外，连接轴6的后端的螺纹6b上旋合固定着牵引杆22。在连接轴6的安装状态，调整法兰10的凸缘面10b与中间环5的接触面5d因作用弹簧11的施力而一直接触，工作筒3与外筒4及连接轴6可一体地在轴向上移动地被支撑着。

另外，连接轴6是在螺纹部6a与贯穿主轴21的箱体内部的牵引杆22螺纹连接且与主轴21同轴的状态下安装的。

牵引杆22与主轴21的主轴轴承部内部的工作缸的活塞部连动，在装卸加工件23时与连接轴6一起在作为轴向的X方向上被进退驱动，且与主轴21一起回转。另外，牵引杆22的进退位置为：-X方向上的规定移动位置即加工件23被夹持的牵引位置；和十X方向上的规定移动位置即加工件23被释放的回复位置。此牵引杆22的进退位置，是车床固有的一定位置。

由此，连接轴6与工作筒3、即与外筒4在上述回转轴上的相对位置，由螺纹部6c与螺纹部10d的螺纹旋合量决定。即，当牵引杆22被设置在加工件夹持侧时，回转法兰1与外筒4在上述回转轴上的相对位置可通过调整由具有螺纹部6c的连接轴6和具有螺纹部10d的调整法兰10构成的调整装置来改变，因可调整有缝夹套部2b的端部的变位量，所以可调整夹持加工件的力量。

下面，参照图1等对用具有以上构成的本实施例的加工件夹持装置20夹持或释放加工件23的动作及其调整操作进行说明。

在加工件夹持装置20的未安装加工件的状态下，牵引杆22通过工作缸被驱动到上述回复位置，在作用弹簧11的作用力下，工作筒3与外筒4与连接轴6一起向相对有缝夹套部件2的前方(+X方向)移动。从而，挠性环8脱离开有缝夹套部2b的锥部2c，处在有缝夹套部2b的端部加工件夹持部变宽的状态。

接下来，向加工件夹持装置20安装加工件23之前，将牵引杆22移动到上述牵引位置，使有缝夹套部2b的端部加工件夹持部向半径方向上按规定量例如0.2mm(缩窄量)缩窄，一边用量规测量，一边对调整法兰10的位置进行调整，即，使调整法兰10相对连接轴6回转，来调整有缝夹套部件2与工作筒3的相对位置。要进行此回转，可用卡具例如旋具等接触设在调整法兰10上的切槽10f进行回转。

另外，上述缩窄量，因零件的形状、材质等不同而为不同的值，所以，要对坯料零件做试验车削来确定该缩窄量。而且，在该调整操作终了时拧紧止动螺钉14，使该止动螺钉14的端部与连接轴6接触，以防止连接轴6与调整法兰10的相对移动而进行锁定。

即，将可适用的加工件23放到有缝夹套部2b的端部加工件夹持部，驱动工作缸使牵引杆22向上述牵引位置移动。伴随着该移动，外筒4与工作筒3相对于有缝夹套部件2做-X方向上的相对移动，通过挠性环8，有缝夹套部2b的端部加工件夹持部向径向上缩窄。此时的加工件23的夹持状态若出现夹持力过于不足的情况，则通过加工件夹持装置20前面的有缝夹套部件2的开口部(推力定位环9的内周开口9a)，从加工件夹持装置的前面暂时放松止动螺钉14，改变调整法兰10与连接轴6的螺纹旋合位置，调整相对有缝夹套部件2的工作筒3与外筒4的相对位置，再拧紧止动螺钉14。当通过该调整法兰10的位置调整使牵引杆22到达上述牵引位置时，就被调整为可以用有缝夹套部2b的端部加工件夹持部以适当的挤压力夹持加工件23。该调整操作，一次完成后，以后便不必再次进行对加工相同坯料零件所做的调整。也就是说，从车床卸下该加工件夹持装置，再次插装到车床上时也不必进行该调整。从而，加工出来的加工件的部件尺寸的偏差小，可以供给稳定的部件。

在上述调整法兰10的位置调整状态下，在改变工件尺寸或工件的批量前的期间，加工件23的加工件夹持装置20所做的装卸可通过牵引杆22的进退反复进行。

如上所述，通过本实施例的加工件夹持装置20可缩短调整工时，实现加工件制造费用的降低。

另外，对于上述实施例的加工件夹持装置20，说明了将其安装在车床上用来夹持车床加工用加工件的情况，但加工件夹持装置20的基本构造还可适用于加工中心等使工件回转的回转式机床。

另外，上述实施例的工件夹持装置20，为具有从加工件外侧用有缝夹套部夹紧固定加工件23外周的构造的装置，不限于此，对具有使有缝夹套部向外侧伸开来保持加工件内周面的构造的加工件夹持装置，也可适用使用了同样的调整法兰的加工件夹持装置。

本发明达到的效果是，根据上述的本发明，能够提供一种容易调整工件的夹持位置、可提高生产效率的工件夹持装置。

Claims (2)

1.一种用来夹持可装卸在具有牵引杆的机床上的工件的工件夹持装置，具有：

与机床的主轴的回转轴同轴地相对该主轴可安装和拆卸的回转法兰；

固定在所述回转法兰上并具有通过牵引杆的进退而在与回转轴垂直的方向上移动从而可对所述工件进行装卸的夹持部的有缝夹套；

与所述牵引杆螺纹连接并可与所述牵引杆一起在所述回转轴方向上移动的连接轴；

其特征在于，还具有：

与所述牵引杆的移动连动并使所述有缝夹套进行开闭动作的有缝夹套开闭装置；

可通过螺纹来调整所述连接轴与所述有缝夹套开闭装置在所述回转轴方向上的相对位置的调整装置；

对所述有缝夹套向使其开启的方向进行施力且设置在所述回转法兰与所述调整装置之间并对所述有缝夹套开闭装置施力使其一直与所述调整装置接触的作用装置。

2.根据权利要求1所述的工件夹持装置，其特征在于，所述调整法兰与所述连接轴的固定是通过螺纹部件来实现的。

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