本發(fā)明涉及一種利用平動燕姿凸輪的廓形，通過上、下兩個杠桿支撐點的運動傳遞，實時控制上、下兩個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定心夾具，屬于機械制造及其自動化領(lǐng)域，應(yīng)用于細長軸類零件的精密加工。

背景技術(shù)：

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

為了控制細長軸在加工過程中產(chǎn)生的彎曲變形，必須在細長軸上安裝定心夾具，使得細長軸始終圍繞固定圓心回轉(zhuǎn)。為此，人們最早發(fā)明出手動雞心夾具，這種夾具形似公雞，通過手動扳手來調(diào)解夾具上的三個螺栓夾持銷釘?shù)膬?nèi)伸長度，來夾持圓軸類零件。這種雞心夾具曾經(jīng)在細長軸類零件的加工中發(fā)揮過巨大作用，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題，而漸漸被淘汰。

隨著生產(chǎn)自動化水平的提高，國際上發(fā)達國家開始出現(xiàn)自動定心夾具，這種夾具的最大特點是能適應(yīng)軸類零件的半徑變化范圍寬，拆裝工件方便，并且可以實現(xiàn)自動裝夾。但國外發(fā)達國家對自動定心夾具的設(shè)計技術(shù)嚴格封鎖，依靠技術(shù)壟斷，每個定心夾具對我國的售價高達二十萬元以上，這種奇高的成本，使得我國機床廠家在配置機床功能部件時只能望而卻步。

要振興民族制造業(yè)，唯一可行的道路是獨立自主，研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，先從機床關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件開始著手。本發(fā)明研發(fā)的平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具，就屬于機床關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件中的一種。本發(fā)明產(chǎn)品，將會在提升我國細長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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對細長類零件在加工時產(chǎn)生的變形問題，提出一種空腔三爪同心同徑聯(lián)動夾具，通過氣缸驅(qū)動燕姿凸輪廓形平動，控制上、下兩個杠桿的末端夾爪與燕姿凸輪末端夾爪保持同步向心運動，從而實現(xiàn)對大尺寸范圍內(nèi)的軸類零件實現(xiàn)定心夾持。

本發(fā)明提出的平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具，采取氣缸推動燕姿凸輪平動，通過燕姿凸輪的輪廓形狀，控制上、下兩個杠桿支撐端的運動規(guī)律，從而間接控制上、下兩個杠桿的夾爪端與凸輪軸末端的夾爪保持同心同頸聯(lián)動，以緊湊的外形結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對細長軸定心夾持的目的。

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

一種平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具，三爪自動定心夾具的主體結(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)的底部兩側(cè)通過后導(dǎo)向軸承(8)與導(dǎo)軌(7)相配合，兩個導(dǎo)軌(7)相互平行且對稱布置在前箱板(17)和后箱板(16)之間；兩個杠桿(4)的中間部分分別通過兩個杠桿回轉(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)通過杠桿緊固螺釘(19)與前箱板(17)和后箱板(16)固定；每個杠桿(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，每個杠桿(4)的端部均設(shè)有一個夾爪軸承(2)，夾爪軸承(2)通過軸承固定螺釘(1)與杠桿(4)連接。

每個杠桿(4)的底部內(nèi)側(cè)均設(shè)有拉簧掛扭(15)，拉簧掛扭(15)通過拉簧(6)與前導(dǎo)向塊(5)連接，拉簧(6)通過導(dǎo)向緊固螺釘(18)與前導(dǎo)向塊(5)連接；每個前導(dǎo)向塊(5)的端部均設(shè)有前導(dǎo)向軸承(10)，兩個前導(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)動氣缸(11)的頂部通過鎖緊螺母(13)與燕姿凸輪軸(14)的底部凹槽相接觸，驅(qū)動氣缸(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，兩個杠桿(4)的端部均設(shè)有夾爪軸承(2)，軸承及兩個夾爪軸承(2)組成三爪自動定心夾具的夾持結(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)和兩個后導(dǎo)向軸承(8)。整個平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具上下對稱。

附圖說明

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

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

圖2本發(fā)明提出的平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動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。

具體實施方式

依據(jù)圖1.1-1.2所示，平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動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，組成平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具。

本發(fā)明提出的平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具采用上下對稱的結(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)后部安裝有兩個后導(dǎo)向軸承(8)，通過導(dǎo)軌(7)實現(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)只能在水平運動。在驅(qū)動氣缸(11)的驅(qū)動下，燕姿凸輪軸(14)實現(xiàn)自動左右平動。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，推動杠桿圍繞杠桿回轉(zhuǎn)軸承(3)的軸心轉(zhuǎn)動，帶動杠桿(4)上的夾爪軸承(2)沿著一個固定的圓心的徑向方向做伸縮運動。由于燕姿凸輪軸(14)上的凸輪廓形曲線經(jīng)過嚴密計算，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)明提出的平動燕姿凸輪芯軸式靈巧三爪自動定心夾具的三個夾爪均用軸承實現(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，這是軸類零件加工工藝對支撐夾具提出的必要要求。

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