一种自动定位、夹紧方法及装置的创新设计

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摘 要：设计了一种机械加工中对轴类零部件（特别适用细长轴）自动定位、夹紧装置。该装置采用中心高可调整，自动定位或浮动支撑与夹紧工件，适用于通用机床、专用机床及数控加工机床。该装置能与机床NC编码系统、PLC控制系统结合为整体，实现高效率加工。

关键词：轴类零部件；自动定位；浮动支撑；自动夹紧

0 背景技术

我们知道，现有机械加工行业中的铣削、车铣复合加工、刨削和钻削等加工中，对要求确定加工圆柱形工件确定轴线或加工中心平面定位、夹紧，通常采用卡盘、顶尖或分度头等完成工件定位与夹紧；长轴或细长轴的加工通常采用跟刀架或千斤顶辅助支撑，特别是在车铣复合加工、数控加工、专用机床加工中，定位、支撑、夹紧工件占用时间过多。

本文提供一种方法和装置能有效提高加工效率和质量。该装置安装、调整、使用方便，适用于通用机床、专用机床及数控加工机床。该装置能与机床NC编码系统、PLC控制系统结合为整体，实现高效率加工。

1 工作原理

一种自动定位、夹紧方法及装置（见附图）。由底座、燕尾楔形工作台、压紧支座、螺栓、螺母、螺钉等构成对该装置中心高度调整；由左燕尾滑板、右燕尾滑板、V形压板、液压缸、齿轮、齿轮轴、导向套、燕尾导向压板等构成定位、夹紧工件和确定轴线位置，适合机床独立使用该装置；卸掉螺栓及齿轮轴可实现浮动支撑、夹紧工件，适合机床辅助使用该装置。

2 结构方案实施

如附图所示，一种自动定位、夹紧方法及装置，由底座、燕尾楔形工作台、左燕尾滑板、右燕尾滑板、V形压板、液压缸、齿轮、齿轮轴、导向套、燕尾导向压板、压紧支座、定位块、定位套、定位轴、轴承注油杯、行程开关、开关调整板等组成。

其特征：

（1）底座设计有斜面，两侧配合燕尾楔形工作台，以为调整该装置定位、夹紧工件中心高度，利用设有螺栓、螺母、螺钉定位、夹紧底座与燕尾楔形工作台。

（2）由左燕尾滑板、右燕尾滑板、燕尾导向压板、液压缸等组成该装置的定位、夹紧开合。其导向燕尾设有油槽，可定时手动加入或自动由加油系统。夹紧工件的夹持力由下列公式计算：

其中，F―夹紧力（n）

D―活塞或柱直径（m）

d―活塞杆直径（m）

P―夹紧缸油压压力（Pa）

η―液压缸机械效率（通常取0.9）

（3）由齿轮、上压盖、轴承、定位轴、定位套、防松垫、螺钉组成，主要功能是传递来自液压缸推拉力及V形压板的开合度。V形压板4的开合量由行程开关41的位置决定；V形压板4的夹紧力由上面公式计算，夹紧信号由液压系统压力继电器与NC或PLC控制系统给定。

（4）由分别安装在左燕尾滑板和右燕尾滑板上的齿条轴、导向套、调整螺栓、夹紧螺栓、紧定螺钉、导向螺钉、防松螺钉等组成，主要功能是调整上述零部件加工、装配的综合误差和间隙；调整该装置夹紧轴线与机床加工零部件轴线重合。

（5）V形压板分别安装在左燕尾滑板和右燕尾滑板上，用螺钉链接。主要功能是夹紧被加工轴类零部件。注意：夹持毛胚时，V形压板的材质，热处理硬度要高于被夹持件硬度；夹持精加工件时，V形压板的材质，热处理硬度要低于被夹持件硬度。

（6）液压缸用螺钉紧固在右燕尾滑板上；将液压的推出轴用螺母紧固在左燕尾滑板上。其主要功能是按指令夹紧或松开工件。

（7）分别把开关调整板、行程开关通过螺栓、螺钉紧固在左燕尾滑板和燕尾楔形工作台上。其主要功能是调整松开工件开合行程。

（8）将橡胶防尘板分别紧固在左燕尾滑板和右燕尾滑板上，其主要作用是防尘。

（9）将两件定位块用螺钉紧固在底座上，实现该装置与机床工作台T型槽定位链接。

另，该装置卸下定位轴、定位套，让齿轮在两个齿条轴之间游动，可实现该装置的浮动支撑和自动夹紧功能。附图说明（见图1）。

3 结束语

一种自动定位、夹紧方法及装置的创新设计，使得机械加工，特别是在加工细长轴零部件的过程中，可做机床附件或单独使用该装置。该装置的创新设计，便于与数控机床的NC编码系统或PLC控制系统有机结合。在使用该装置过程中，调整方便、精度高、支撑稳定、定位夹紧效率高，方便维护、维修，适合机械加工领域应用。

参考文献：

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[3]熊万武 金属切削机床夹具设计手册[S].机械工业出版社，1987（12）ISBN.7-111-00J32-X/TG.44.