[发明专利]曲面自定心夹具

说明书

本发明提供一种曲面自定心夹具，包括数控分度头，径向定位座，分度头端主轴，主轴夹紧弹簧，径向夹紧轴，径向夹紧轴座、径向夹紧轴座复位弹簧，径向夹紧轴复位弹簧，斜向滚道钢珠，斜向滚道钢珠限位套，直线移动端主轴，移动端固定座，直线滚道固定座，直线滚道移动座，直线滚道钢珠，轴承，气缸，气缸支座，基座等，可以在轴类零件两端实现径向自定心同步夹紧，并能实现连续的数控旋转运动，装夹原理是通过结构设计使得夹具的轴向直线运动和旋转运动相互独立，并将轴向直线运动转换成夹具径向的夹紧运动，在夹紧过程以滚动摩擦为主，夹具加工方便使用寿命长，定位精度高。

技术领域

本发明涉及一种曲面自定心夹具，尤其涉及一种数控4轴机床中针对曲面轴类零件的双端同步曲面自定心夹具。

背景技术

在机械加工中首先要对零件进行可靠的装夹，通常数控4轴机床的加工对象是“长径比”较大的轴类零件，数控4轴机床除X、Y、Z三根直线运动轴外还有一根旋转轴A，数控编程坐标系应该设置在旋转轴的轴线上，目前旋转轴上通常安装有三爪自定心卡盘，采用一端夹紧另一端加顶针的安装方式，对于圆形规则零件找准旋转中心很方便，但对于表面为复杂曲面的轴类零件特别是曲面管材零件，既不能采用三爪自定心卡盘，也不能采用顶针(管 材零件中部是空心的)，从而导致复杂曲面轴类零件的装夹难度成倍增加。目前迫切需要一种能适应复杂曲面轴类零件装夹的自定心夹具，要求通过轴向直线运动在轴向实现夹具的刚性定位，同时在轴类零件两端能够实现径向自定心同步夹紧，夹具夹紧后还要能做无级旋转运动，夹具的旋转运动与轴向直线运动相互独立。

发明内容

本发明提供一种曲面自定心夹具，可以在轴类零件两端实现径向自定心同步夹紧，并能实现连续的数控旋转运动。装夹原理是通过结构设计使得夹具的轴向直线运动和旋转运动相互独立，并将轴向直线运动转换成夹具径向的夹紧运动，在夹紧过程以滚动摩擦为主，夹具加工方便使用寿命长，定位精度高。

为实现上述目的，本发明提供的曲面自定心夹具，包括数控分度头，径向定位座，分度头端主轴，主轴弹簧，径向夹紧轴，径向夹紧轴座、径向夹紧轴座复位弹簧，径向夹紧轴复位弹簧，斜向滚道钢珠，斜向滚道钢珠限位套，直线移动端主轴，移动端固定座，直线滚道固定座，直线滚道移动座，直线滚道钢珠，滚动轴承，气缸，气缸支座，基座。数控分度头夹紧分度头端主轴，主轴弹簧一端面与分度头端主轴上的台阶接触，另一端与径向定位座端面相接触，径向定位座与分度头端主轴为间隙配合，沿轴向可以有相对直线运动，在圆周方向的相对旋转运动受到限制。径向夹紧轴座上有粗定位凹槽，粗定位凹槽的外侧轮廓由轴类曲面零件外表面向外偏置获得，同样的径向夹紧轴座的外侧轮廓也由轴类曲面零件外表面向外偏置获得，在径向夹紧轴座上分布有若干相等直径的孔，其轴线指向轴类零件外表面的法向。径向夹紧轴与径向夹紧轴座上的孔为滑动配合，可以作直线运动。在分度头端主轴侧的径向夹紧轴座与分度头端主轴、在直线移动端主轴侧的径向夹紧轴座与直线移动端主轴都是滑动配合，且在圆周方向没有相对旋转运动。径向夹紧轴座复位弹簧的一端与径向定位座底面接触，另一端与径向夹紧轴座的端面接触。

进一步地，径向夹紧轴上端设计有斜向球形滚道，径向夹紧轴座上也有与之对应的斜向球形滚道，斜向球形滚道的斜角一般在10-30度之间，斜向球形滚道的轴线与分度头端主轴的轴线共面，斜向滚道钢珠与斜向滚道接触处于滚动摩擦状态。

进一步地，斜向滚道钢珠限位套固定在径向夹紧轴上，可以限制斜向滚道钢珠的位置，径向夹紧轴复位弹簧上端与斜向滚道钢珠限位套端面接触，下端与径向夹紧轴座接触。

进一步地，轴类曲面零件端面与径向夹紧轴座的粗定位凹槽底部平面接触，在夹紧状态下曲面轴类零件的侧面与若干径向夹紧轴端面接触。

进一步地，气缸通过螺栓固定在气缸支座上，气缸轴的前端固定在直线移动端主轴上，可以沿直线来回移动。气缸支座通过螺栓固定在基座上。