机床及其夹持治具转让专利
申请号 : CN201710121265.0
文献号 : CN106808092B
文献日 : 2019-04-05
发明人 : 胡罡 , 蔡猛 , 夏发平
申请人 : 昆山允可精密工业技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种机床,其特征在于,包括:
床体,所述床体上设有X轴运动平台;
旋转轴,所述旋转轴沿X方向可往复移动地设在所述X轴运动平台上,其中所述旋转轴具有用于夹持工件的夹头柄;
过渡底座,所述过渡底座设在所述旋转轴上;
二维调整装置,所述二维调整装置设在所述X轴运动平台上;
安装座,所述安装座设在所述二维调整装置上,所述安装座上设有用于支撑工件的辅助支撑衬套和用于夹持工件的气缸;
旋转连接座,所述旋转连接座可旋转地设在所述安装座上;
中空弹性管,所述中空弹性管的第一端设在所述过渡底座上,所述中空弹性管的第二端设在所述旋转连接座上;和多个弹性件,多个所述弹性件绕所述中空弹性管设置,其中每个所述弹性件的第一端设在所述过渡底座上,每个所述弹性件的第二端设在所述旋转连接座上。
2.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,进一步包括夹头柄,所述夹头柄上设有第一过孔,其中所述过渡底座上设有第二过孔,所述过渡底座通过穿过所述第一过孔和所述第二过孔的紧固件安装在所述旋转轴上。
3.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,所述弹性件为拉簧,所述弹性件的变形后的长度与所述弹性件的变形前的长度之比大于等于10。
4.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,多个所述弹性件的第一端沿所述旋转轴的周向等间距地设置,多个所述弹性件的第二端沿所述旋转连接座的周向等间距地设置。
5.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,所述安装座为U型且具有第一臂和第二臂,所述第一臂与所述第二臂之间形成容纳槽,其中所述旋转连接座通过轴承可旋转地设在所述第一臂上,所述辅助支撑衬套设在所述第二臂上,所述旋转连接座与所述辅助支撑衬套在X方向上间隔开,所述气缸的至少一部分容纳在所述容纳槽内。
6.根据权利要求5所述的机床,其特征在于,所述第一臂的长度大于所述第二臂的长度,所述机床进一步包括气缸连接板,所述气缸连接板设在所述第二臂上,所述气缸设在所述气缸连接板上,所述气缸的一部分容纳在所述容纳槽内。
7.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,进一步包括调整支架,所述调整支架设在所述二维调整装置上,所述安装座设在所述调整支架上。
8.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,进一步包括固定支座,所述固定支座固定在所述X轴运动平台的端面上,所述二维调整装置设在所述固定支座上。
9.根据权利要求1所述的机床,其特征在于,所述气缸为手指气缸。
10.一种夹持治具,其特征在于,
过渡底座;
安装座,所述安装座上设有用于支撑工件的辅助支撑衬套和用于夹持工件的气缸;
旋转连接座,所述旋转连接座可旋转地设在所述安装座上;
中空弹性管,所述中空弹性管的一端设在所述过渡底座上,所述中空弹性管的另一端设在所述旋转连接座上;和多个弹性件,多个所述弹性件绕所述中空弹性管设置,其中每个所述弹性件的一端设在所述旋转轴上,每个所述弹性件的另一端设在所述旋转连接座上。
说明书 :
机床及其夹持治具
技术领域
背景技术
零件尤其是对外径极小的精密薄壁管零件的加工能力和生产需求也逐步提高。常规的夹持
方法和加工艺已经不能满足诸如外径0.5mm以下精密薄壁管等细小工件的装夹和加工,超
微加工技术领域越来越成为精密制造领域研究的重点和难点。
言,气动三爪卡盘结构的旋转轴由于夹爪夹持管件时的接触面非常小,重复定位精度低,所
以一般很少采用;采用弹簧夹头结构的旋转轴来夹持和加工超小外径的精密薄壁管除夹紧
外都必须采用辅助支撑治具,即工件一端被弹簧夹头夹持,另外一端采用和薄壁管外径相
同的衬套进行辅助支撑,但是由于外径0.5mm以下的管件刚性很低,在加工过程中夹持端和
支撑端之间的管件在自由状态下无法保持绷紧状态而是发生凹陷,从而导致旋转轴在加工
进给的过程中轴向尺寸发生严重的偏差,严重影响加工精度和质量。
发明内容
于夹持工件的夹头柄;过渡底座,所述过渡底座设在所述旋转轴上;二维调整装置,所述二
维调整装置设在所述X轴运动平台上;安装座,所述安装座设在所述二维调整装置上,所述
安装座上设有用于支撑工件的辅助支撑衬套和用于夹持工件的气缸;旋转连接座,所述旋
转连接座可旋转地设在所述安装座上;中空弹性管,所述中空弹性管的第一端设在所述过
渡底座上,所述中空弹性管的第二端设在所述旋转连接座上;和多个弹性件,多个所述弹性
件绕所述中空弹性管设置,其中每个所述弹性件的第一端设在所述过渡底座上,每个所述
弹性件的第二端设在所述旋转连接座上。
二过孔的紧固件安装在所述旋转轴上。
上,所述辅助支撑衬套设在所述第二臂上,所述旋转连接座与所述辅助支撑衬套在X方向上
间隔开,所述气缸的至少一部分容纳在所述容纳槽内。
板上,所述气缸的一部分容纳在所述容纳槽内。
旋转地设在所述安装座上;中空弹性管,所述中空弹性管的一端设在所述旋转轴上,所述中
空弹性管的另一端设在所述旋转连接座上;和多个弹性件,多个所述弹性件绕所述中空弹
性管设置,其中每个所述弹性件的一端设在所述旋转轴上,每个所述弹性件的另一端设在
所述旋转连接座上。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含
义是两个或两个以上。
发明中的具体含义。
转连接座161、中空弹性管171和多个弹性件172。
维调整装置140设在X轴运动平台111上,安装座150设在二维调整装置140上,安装座150上
设有用于支撑工件20的辅助支撑衬套151和用于夹持工件20的气缸152,旋转连接座161可
旋转地设在安装座150上。中空弹性管171的第一端设在过渡底座130上,中空弹性管171的
第二端设在旋转连接座161上。多个弹性件172绕中空弹性管171设置,每个弹性件172的第
一端设在旋转轴120上,每个弹性件172的第二端设在旋转连接座161上。
座130、中空弹性管171、旋转连接座161和辅助支撑衬套151。其中,工件20的右端向右伸出
辅助支撑衬套151。有利地,工件20的向右伸出辅助支撑衬套151的部分的长度为5毫米-10
毫米。
即旋转轴120快速向左(远离激光切割头193)运动至加工定长位置。然后,弹簧夹头190夹持
工件20,气缸152松开工件20,即气缸152不夹持工件20。此时,中空弹性管171发生弹性变形
被拉长,即中空弹性管171的内径减小,直至中空弹性管171的内径等于工件20的外径,由此
可以使工件20沿着X方向被中空弹性管171夹紧和绷直。
转,与过渡底座130相连的多个弹性件172同步传递旋转轴120的扭矩,使中空弹性管171和
多个弹性件172随工件20同步旋转和运动。
空弹性管171和多个弹性件172的旋转运动都是同步的,不存在相位角的偏差。多个弹性件
172的作用为:一方面与中空弹性管171同步伸缩运动,另一方面将过渡底座130的旋转运动
同步传递到远端的旋转连接座161上,以确保工件20和中空弹性管171的旋转同步。如果没
有多个弹性件172来传递扭矩,那么过渡底座130与旋转连接座161之间的同步旋转运动必
须由中空弹性管171来传递,由于中空弹性管171没有刚性或刚性很小,传递扭矩时中空弹
性管171必然发生扭转变形,不但影响对工件20的抱紧夹持作用,而且在旋转方向上与工件
20也无法同步。
回复到一个较小的拉伸位置,但仍然处于拉紧的状态。若要对工件20进行多次的连续加工,
只需重复上述循环步骤即可。
结束时工件20上的加工终点与后一次加工循环的开始时的加工起点必须重合,且加工的循
环次数越多,需要确保重合的点也就越多,对加工的精度和治具的准确度要求也越高。
支梁结构分析可知,工件20的中部会因为自重而发生一定的绕度变形,进而导致上次加工
的终点位置在工件20的重力作用下向工件20的中部(中间位置)发生偏移,那么下次加工的
起点则在偏移后的位置上,必然和上次加工的终点不重合,导致加工后对接处发生偏差。
工件20在加工过程中会一直被中空弹性管171的内壁抱紧,以便工件20始终处于绷直状态,
即工件20的中间部分全部被中空弹性管171托住而不会因为工件20的自重发生绕度变形。
由此,在每一次进给加工过程中,工件20沿X方向的尺寸不会发生偏移,从而保证多次连续
加工中上次进给的终点和下次进给的起点都是重合的。
有任何的摩擦和阻力,从而确保了加工的高精度和高稳定性。
陷。
172、夹头柄180、调整支架191和固定支座192。
平台111上,旋转轴120具有用于夹持工件20的夹头柄180。具体而言,机床10的直线电机可
以驱动旋转轴120沿X方向做精确的往复运动。
安装在旋转轴120上。也就是说,在X方向上,夹头柄180位于旋转轴120与过渡底座130之间。
通过设置夹头柄180,可以更加方便地、稳固地将过渡底座130安装在旋转轴120上。
布在过渡底座130上。紧固件为多个,多个该紧固件一一对应地穿过第一过孔181和第二过
孔131。
且具备一定的刚性可以传递旋转轴120的扭矩,使中空弹性管171与旋转轴120夹持的工件
20同步旋转。
地设置(分布)。例如,弹性件172可以是三个。旋转连接座161在多个弹性件172的作用下与
过渡底座130同步旋转。
轴线、中空弹性管171的中心轴线、旋转连接座161的中心轴线和辅助支撑衬套151的中心轴
线彼此重合。
轴承162可旋转地设在第一臂153上,辅助支撑衬套151设在第二臂154上,旋转连接座161与
辅助支撑衬套151在X方向上间隔开,气缸152的至少一部分容纳在容纳槽155内。由此可以
使机床10的结构更加合理。
缸152的一部分容纳在容纳槽155内。
手指气缸。
上。
装置140在Y方向和Z方向上对安装座150进行调节,使旋转轴120的中心和辅助支撑衬套151
的中心重合。
也就是说,根据本发明实施例的机床10尤其适用于加工外径在0.15毫米-0.5毫米范围内的
精密薄壁管。
的发明点,因此没有进行详细的描述。
管171和辅助支撑衬套151,旋转轴向工件定长方向运动使得中空弹性管171发生弹性变形
被拉长,其中的工件20则会沿着轴向被中空弹性管171夹紧和绷直,工件20在加工的过程
中,中空弹性管171也会随着工件20一同旋转和收缩,但其间工件20一直处于夹紧的状态,
这样在整个加工过程中工件20都不会因为自重而发生凹陷,特别是在连续进给的情况下,
也不会导致同一个位置的加工点发生错位和偏移。在整个加工过程中,中空弹性管171不断
的被拉长然后再复原,而且与工件20是同步进行的伸缩和旋转运动,所以加工过程中没有
任何的摩擦和阻力,确保了加工的高精度和高稳定性。由于中空弹性管171被拉长后内径自
动收缩夹紧的特性,各种0.5mm以下的精密薄壁管都能适用。通过上述方式,实现了工件20
的自动夹紧、松开和连续加工动作,由于在加工过程中工件20和中空弹性管171没有任何的
摩擦和阻力,所以可以确保整个加工过程的精确性和稳定性。
等问题,解决了以往在机床旋转轴上不能精确定位和加工外径0.5mm以下精密薄壁管的难
题,为0.5mm以下精密薄壁管的夹持和加工提供了一种综合优化的可行性解决方案,也为其
他类似的细长回转类零件加工提供了一种参考和借鉴方法。
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
发明的范围由权利要求及其等同物限定。