申请/专利权人：吉林大学

申请日：2019-05-27

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN110000584B

主分类号：B23Q3/06

分类号：B23Q3/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2019.08.06#实质审查的生效;2019.07.12#公开

摘要：本发明涉及一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，属于机械制造领域。双向自定心夹紧机构通过轴承支撑组件一和轴承支撑组件二固定在底座上，锁紧机构与底座的四边固定连接，并将双向自定心夹紧机构锁紧。优点是结构新颖，不仅能够装夹普通圆柱工件，还能够实现截面为正方形常用工件精确自定心装夹，精度高，操作简单，通用性好，调整速度快，既能减轻工人的劳动强度，提高加工效率，又能节省夹具的制造成本。

主权项：1.一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：包括双向自定心夹紧机构、锁紧机构、底座和轴承支撑组件一和轴承支撑组件二，其中双向自定心夹紧机构通过轴承支撑组件一和轴承支撑组件二固定在底座上，锁紧机构与底座的四边固定连接，并将双向自定心夹紧机构锁紧；所述的锁紧机构包括蜗轮蜗杆传动总成、轴承端盖一、锁紧螺母二、锁紧螺柱、锁紧压板、压板压块，通过螺栓与定位销将蜗轮蜗杆箱体固定在底座侧板上，蜗轮杆带有螺纹一端与锁紧压板通过螺纹孔连接，锁紧压板螺纹孔螺纹与蜗轮杆螺纹方向相反，锁紧螺母二锁紧蜗轮杆、并与锁紧压板螺纹连接，压板压块通过螺栓将锁紧压板固定在底座上，锁紧螺柱连接到对开螺母的锁紧螺柱连接孔中、并位于锁紧压板与底座之间，轴承端盖一密封蜗轮杆与底座连接处；所述的蜗轮蜗杆传动总成包括蜗轮、蜗轮杆、蜗杆、蜗轮蜗杆箱体、旋转手柄二、轴承端盖二、螺栓孔、定位销孔、键、卡簧、滚动轴承，其中蜗轮与蜗杆配合装在蜗轮蜗杆箱体内，蜗杆通过滚动轴承撑在蜗轮蜗杆箱体内，蜗轮杆通过键、卡簧与蜗轮连接，蜗轮杆靠近蜗轮端通过滚动轴承和卡簧固定在蜗轮蜗杆箱体内，轴承端盖二密封蜗杆与蜗轮蜗杆箱体连接处，旋转手柄二与蜗杆连接，用螺栓和定位销将蜗轮蜗杆箱体通过螺栓孔、定位销孔连接到底座上；所述蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，即βΦ，β为蜗杆的展开螺旋角，Φ为摩擦角；所述锁紧压板下表面采用波浪形微结构，锁紧螺柱采用凸槽型微结构。

全文数据：一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具技术领域本发明属于机械制造领域，尤其涉及一种自锁紧双向定心夹具。背景技术随着制造业的进一步发展，各种各样的夹具层出不穷，对于截面为圆形工件的夹持比较普遍，但是对于截面为方形的工件难以定心夹持，工件的定轴线旋转更难以解决。在机床制造或修理中，常常遇到在圆柱上横穿孔的工件，这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交，需在车好圆柱后装配，画好孔的位置线，在按线加工孔或螺纹。以前当工件画好线后，用四爪卡盘按线进行安装，再加工内孔。在校正的过程中，调整夹在圆柱面上的两爪时，工件产生滚动，使划线孔的中心线产生角度位移，很难将工件校正而产生加工废品，因工件加工时的定位精度比较低，导致生产工件合格率低。发明内容本发明提供一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，目的是不仅能够装夹普通圆柱工件，还能够实现截面为正方形常用工件的精确自定心装夹。本发明采用的技术方案：包括双向自定心夹紧机构、锁紧机构、底座和轴承支撑组件一和轴承支撑组件二，其中双向自定心夹紧机构通过轴承支撑组件一和轴承支撑组件二固定在底座上，锁紧机构与底座的四边固定连接，并将双向自定心夹紧机构锁紧。本发明所述的双向自定心夹紧机构包括锥齿轮前箱体、锥齿轮后箱体、锥齿轮、导轨、导轨支架、锥齿轮螺柱一、滑块、对开螺母、夹紧块、旋转手柄一、锁紧螺母一、锁紧螺柱连接孔、锥齿轮螺柱二，其中四组锥齿轮交叉啮合，通过滚动轴承固定在锥齿轮箱体内，该锥齿轮箱体分成锥齿轮前箱和锥齿轮后箱体，二者通过螺栓紧密连接，相对方向锥齿轮旋转方向相反，锥齿轮螺柱一上分别螺纹连接对开螺母，对开螺母固定到导轨的滑块上，所述滑块与导轨直线滑动连接，夹紧块通过内六角螺栓和定位销固定在对开螺母上，导轨支架固定在底座上，一组相对锥齿轮螺柱一通过轴承支承组件固定在底座上，另一组相对锥齿轮螺柱二通过轴承支承组件固定在底座上，锥齿轮螺柱一伸出端连接旋转手柄一，锁紧螺母一锁紧轴承支承组件与锥齿轮螺柱一，锁紧螺柱连接孔用于与锁紧螺柱连接；本发明所述的锁紧机构包括蜗轮蜗杆传动总成、轴承端盖一、锁紧螺母二、锁紧螺柱、锁紧压板、压板压块，通过螺栓与定位销将蜗轮蜗杆箱体固定在底座侧板上，蜗轮杆带有螺纹一端与锁紧压板通过螺纹孔连接，锁紧压板螺纹孔螺纹与蜗轮杆螺纹方向相反，锁紧螺母二锁紧蜗轮杆、并与锁紧压板螺纹连接，压板压块通过螺栓将锁紧压板固定在底座上，锁紧螺柱连接到对开螺母的锁紧螺柱连接孔中、并位于锁紧压板与底座之间，轴承端盖一密封蜗轮杆与底座连接处。本发明所述的蜗轮蜗杆传动总成包括蜗轮、蜗轮杆、蜗杆、蜗轮蜗杆箱体、旋转手柄二、轴承端盖二、螺栓孔、定位销孔、键、卡簧、滚动轴承，其中蜗轮与蜗杆配合装在蜗轮蜗杆箱体内，蜗杆通过滚动轴承撑在蜗轮蜗杆箱体内，蜗轮杆通过键、卡簧与蜗轮连接，蜗轮杆靠近蜗轮端通过滚动轴承和卡簧固定在蜗轮蜗杆箱体内，轴承端盖二密封蜗杆与蜗轮蜗杆箱体连接处，旋转手柄二与蜗杆连接，用螺栓和定位销将蜗轮蜗杆箱体通过螺栓孔、定位销孔连接到底座上。本发明所述锁紧压板下表面采用波浪形微结构，锁紧螺栓采用凸槽型微结构。本发明所述蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，即βΦ，β为蜗杆的展开螺旋角，Φ为摩擦角。本发明优点是结构新颖，包含双向自定心加紧机构、锁紧机构，合理利用交叉锥齿轮啮合传动，一组锥齿轮做旋转轴，对应啮合一组锥齿轮作为从动轴，旋转轴旋转带动从动轴同步旋转，从而控制锥齿轮螺柱上对开螺母的相对运动，实现夹紧快同步对心运动，定心精度高。合理利用蜗轮蜗杆传动，蜗杆作为转动轴，蜗杆转动带动蜗轮转动，从而实现锁紧压板进行压紧运动，实现对自定心加紧机构的锁紧；对开螺母的上端面设有的螺纹孔和销钉孔，可根据实际要求连接不同形状的夹紧块，大幅度地增强了夹具的通用性。本发明不仅能够装夹普通圆柱工件，还能够实现截面为正方形常用工件精确自定心装夹，精度高，操作简单，通用性好，调整速度快，既能减轻工人的劳动强度，提高加工效率，又能节省夹具的制造成本。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明夹紧机构的结构示意图；图3是本发明锁紧机构的结构示意图；图4是本发明蜗轮蜗杆装配图；图5是本发明蜗轮杆与蜗轮蜗杆箱体相对位置示意图；图6是本发明蜗杆与蜗轮蜗杆箱体相对位置示意图；图7是本发明锁紧压板与锁紧螺柱表面结构的局部放大示意图；图8是本发明锥齿轮转动方向示意图；图9是本发明锁紧压板与压板压块相对位置示意图；图10是本发明可换夹紧块示意图。具体实施方式如图1所示，包括双向自定心夹紧机构1、锁紧机构2、底座3和轴承支撑组件一4和轴承支撑组件二5，其中双向自定心夹紧机构1通过轴承支撑组件一4和轴承支撑组件二5固定在底座3上，锁紧机构2与底座3的四边固定连接，并将双向自定心夹紧机构1锁紧；合理利用交叉锥齿轮啮合传动方向不同实现双向同步自对心夹持，定心精度高；如图2所示，所述的双向自定心夹紧机构1包括锥齿轮前箱体101、锥齿轮后箱体102、锥齿轮103、导轨104、导轨支架105、锥齿轮螺柱一106、滑块107、对开螺母108、夹紧块109、旋转手柄一110、锁紧螺母一111、锁紧螺柱连接孔112、锥齿轮螺柱二113，其中四组锥齿轮103交叉啮合，通过滚动轴承固定在锥齿轮箱体内，该锥齿轮箱体分成锥齿轮前箱101和锥齿轮后箱体102，二者通过螺栓紧密连接，锥齿轮箱体约束锥齿轮103之间的相对位置关系，相对方向锥齿轮旋转方向相反，锥齿轮螺柱一106上分别螺纹连接对开螺母108，对开螺母108固定到导轨104的滑块107上，所述滑块107与导轨104直线滑动连接，夹紧块109通过内六角螺栓和定位销固定在对开螺母108上，导轨支架105固定在底座3上，一组相对锥齿轮螺柱一106通过轴承支承组件4固定在底座3上，另一组相对锥齿轮螺柱二113通过轴承支承组件5固定在底座3上，锥齿轮螺柱一106伸出端连接旋转手柄一110，锁紧螺母一111锁紧轴承支4承组件与锥齿轮螺柱一106，锁紧螺柱连接孔112用于与锁紧螺柱连接；如图3、9所示，所述的锁紧机构2包括蜗轮蜗杆传动总成201、轴承端盖一202、锁紧螺母二203、锁紧螺柱204、锁紧压板205、压板压块206，通过螺栓与定位销将蜗轮蜗杆箱体2014固定在底座3侧板上，蜗轮杆2012带有螺纹一端与锁紧压板205通过螺纹孔连接，锁紧压板205螺纹孔螺纹与蜗轮杆2012螺纹方向相反，锁紧螺母二203锁紧蜗轮杆、并与锁紧压板205螺纹连接，压板压块206通过螺栓将锁紧压板205固定在底座3上，锁紧螺柱204连接到对开螺母108的锁紧螺柱连接孔112中、并位于锁紧压板205与底座3之间，轴承端盖一202密封蜗轮杆2012与底座3连接处。如图4、5、6所示，所述的蜗轮蜗杆传动总成201包括蜗轮20101、蜗轮杆20102、蜗杆20103、蜗轮蜗杆箱体20104、旋转手柄二20105、轴承端盖二20106、螺栓孔20107、定位销孔20108、键20109、卡簧20110、滚动轴承20111，其中蜗轮20101与蜗杆20103配合装在蜗轮蜗杆箱体20104内，蜗轮杆箱体限制蜗轮20101与蜗杆20103的相对位置，蜗杆20103通过滚动轴承20111撑在蜗轮蜗杆箱体20104内，蜗轮杆20102通过键20109、卡簧20110与蜗轮20101连接，蜗轮杆20102靠近蜗轮20101端通过滚动轴承20111和卡簧20110固定在蜗轮蜗杆箱体内，轴承端盖二20106密封蜗杆20103与蜗轮蜗杆箱体20104连接处，旋转手柄二20105与蜗杆20103连接，用螺栓和定位销将蜗轮蜗杆箱体20104通过螺栓孔20107、定位销孔2018连接到底座3上。如图7所示，本发明为了锁紧螺栓204更好的锁紧，所述锁紧压板205下表面采用波浪形微结构，锁紧螺栓204采用凸槽型微结构。本发明为了实现蜗轮蜗杆201自锁，所述蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，即βΦ，β为蜗杆的展开螺旋角，Φ为摩擦角。工作原理：首先使夹具处于初始松弛位置，根据所要加工工件的形状更换合适的夹紧块，如图10所示，将工件放入夹具内，先调节双向自定心夹紧机构1、即转动旋转手柄一110，使双向自定心夹紧机构对工件进行定心夹紧，待工件处于夹紧状态，停止转动旋转手柄一110，拧紧锁紧螺母一111，使锥齿轮结构不能反转，然后调节锁紧机构2、即转动旋转手柄二20105，旋转手柄二20105带动蜗轮蜗杆结构转动，待锁紧机构锁紧夹具后，停止转动旋转手柄二20105，由于蜗轮蜗杆采用自锁结构，锁紧机构2自动锁紧，拧紧锁紧螺母二203锁紧锁紧压板205，使锁紧压板205与蜗轮杆2012不能反向转动，待工件加工完成后，先释放锁紧螺母二203，然后释放锁紧机构的蜗杆，在释放夹紧机构锁紧螺母一111，反转旋转手柄一110，使夹具重新回到初始松弛位置，最后将工件取出。下边结合附图对本发明作进一步说明。如图2所示，双向自定心夹紧机构1中旋转手柄一110与锥齿轮螺柱一106固定连接，带动锥齿轮螺柱一106作定轴线旋转，啮合的三个锥齿轮103随之转动，并带动其对应的锥齿螺螺柱转动，相对的锥齿轮旋转方向相反，转动方向如图8所示，锥齿轮箱体约束了啮合锥齿轮间的相对位置，四根锥齿轮螺柱转动带动安装在锥齿轮螺柱上的对开螺母沿着轨道104相对移动，实现双向定心运动；当对开螺母108带动装在其上侧的夹紧块109夹紧工件时，停止转动旋转手柄一110，拧紧锁紧螺母一111，使锥齿轮不能反向转动。如图3、4所示，蜗轮蜗杆传动总成201通过螺栓和定位销安装在底座3上，转动连接蜗杆20103的旋转手柄二20105，蜗轮20101随之转动，蜗轮20101带动蜗轮杆20102转动，由于蜗轮杆20102远离蜗轮20101端与锁紧压板螺纹连接且螺纹方向相反，蜗轮杆20102转动使锁紧压板205向下运动，拧紧锁紧螺母二203，限制锁紧压板205反向运动，采用蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，使得蜗轮蜗杆201自锁，不能反转。蜗轮蜗杆在蜗轮蜗杆箱体内的相对位置如图5、图6所示，蜗杆20103由滚动轴承20111固定在蜗轮蜗杆箱体20104内，由卡簧20110和键20109将蜗轮20101与蜗轮杆20102连接，蜗轮组合由卡簧20110与滚动轴承固定在蜗轮蜗杆箱体20104内。图7所示，锁紧压板205与锁紧螺柱204的表面微结构，通过微结构处理更好的限制锁紧螺柱的背向运动。图9所示，压板压块206与锁紧压板205安装在底座3上的相对位置关系。

权利要求：1.一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：包括双向自定心夹紧机构、锁紧机构、底座和轴承支撑组件一和轴承支撑组件二，其中双向自定心夹紧机构通过轴承支撑组件一和轴承支撑组件二固定在底座上，锁紧机构与底座的四边固定连接，并将双向自定心夹紧机构锁紧。2.根据权利要求1所述的一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：所述的双向自定心夹紧机构包括锥齿轮前箱体、锥齿轮后箱体、锥齿轮、导轨、导轨支架、锥齿轮螺柱一、滑块、对开螺母、夹紧块、旋转手柄一、锁紧螺母一、锁紧螺柱连接孔、锥齿轮螺柱二，其中四组锥齿轮交叉啮合，通过滚动轴承固定在锥齿轮箱体内，该锥齿轮箱体分成锥齿轮前箱和锥齿轮后箱体，二者通过螺栓紧密连接，相对方向锥齿轮旋转方向相反，锥齿轮螺柱一上分别螺纹连接对开螺母，对开螺母固定到导轨的滑块上，所述滑块与导轨直线滑动连接，夹紧块通过内六角螺栓和定位销固定在对开螺母上，导轨支架固定在底座上，一组相对锥齿轮螺柱一通过轴承支承组件固定在底座上，另一组相对锥齿轮螺柱二通过轴承支承组件固定在底座上，锥齿轮螺柱一伸出端连接旋转手柄一，锁紧螺母一锁紧轴承支承组件与锥齿轮螺柱一，锁紧螺柱连接孔用于与锁紧螺柱连接。3.根据权利要求1所述的一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：所述的锁紧机构包括蜗轮蜗杆传动总成、轴承端盖一、锁紧螺母二、锁紧螺柱、锁紧压板、压板压块，通过螺栓与定位销将蜗轮蜗杆箱体固定在底座侧板上，蜗轮杆带有螺纹一端与锁紧压板通过螺纹孔连接，锁紧压板螺纹孔螺纹与蜗轮杆螺纹方向相反，锁紧螺母二锁紧蜗轮杆、并与锁紧压板螺纹连接，压板压块通过螺栓将锁紧压板固定在底座上，锁紧螺柱连接到对开螺母的锁紧螺柱连接孔中、并位于锁紧压板与底座之间，轴承端盖一密封蜗轮杆与底座连接处。4.根据权利要求3所述的一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：所述的蜗轮蜗杆传动总成包括蜗轮、蜗轮杆、蜗杆、蜗轮蜗杆箱体、旋转手柄二、轴承端盖二、螺栓孔、定位销孔、键、卡簧、滚动轴承，其中蜗轮与蜗杆配合装在蜗轮蜗杆箱体内，蜗杆通过滚动轴承撑在蜗轮蜗杆箱体内，蜗轮杆通过键、卡簧与蜗轮连接，蜗轮杆靠近蜗轮端通过滚动轴承和卡簧固定在蜗轮蜗杆箱体内，轴承端盖二密封蜗杆与蜗轮蜗杆箱体连接处，旋转手柄二与蜗杆连接，用螺栓和定位销将蜗轮蜗杆箱体通过螺栓孔、定位销孔连接到底座上。5.根据权利要求4所述的一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：所述蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，即βΦ，β为蜗杆的展开螺旋角，Φ为摩擦角。6.根据权利要求3所述的一种交叉锥齿轮传动、蜗轮蜗杆自锁紧双向定心夹具，其特征在于：所述锁紧压板下表面采用波浪形微结构，锁紧螺栓采用凸槽型微结构。

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