一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置

1.本发明涉及机械加工的装夹技术领域，具体涉及一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置。


背景技术：

2.回转类零件是机械制造中的一种重要零件，如液压气动缸体、各类辊子、轴套、挡圈等。尽管不是机械设备中的关键类零件，但由于形状特殊、加工面多、金属切削量大且有些回转类零件还需要深孔铿削和磨削加工等，在设备的加工费用中占有较大的比例。
3.对于回转类工件的加工，常常会由于夹具的定位基准误差、工件的基准不重合等一系列原因，造成生产的回转类零件余量不均匀或者壁厚不均匀等缺陷；目前市场对高精度回转类工件的需求与日俱增，针对高精度回转类工件的加工，普遍采用专用夹具对工件进行定位和夹紧，通过专用夹具来对回转类工件进行偏心调整，以减小壁厚不均匀和余量不均匀等误差。
4.如中国发明专利cn107470943a公开了一种偏心量可调夹具，包括芯轴和过渡盘，芯轴的转轴上设置有平键，芯轴的固定盘上设置有安装孔，芯轴的末端设置有燕尾槽，燕尾槽中部设置有球头连接孔，所述过渡盘中部设置有燕尾槽，过渡盘的侧壁上设置有丝孔。该发明的芯轴连接在过渡盘的t型槽内的t型块上，能够对偏心量进行粗调，还能通过偏心量螺钉对偏心量进行微调；但其在进行粗调时只能够对一个方向的偏心进行调节，并且其微调量的精度较低。
5.再如中国发明专利cn103990982a公开了一种可调偏心的工装夹具，包括调节偏心机构，夹持工件外圆机构以及连接件，所述调节偏心机构安装在连接件的前端，所述夹持工件外圆机构包括顶爪，套筒和复位弹簧，若干所述顶爪均匀分布安装在连接件中空的后端，在所述顶爪和连接件之间安装有复位弹簧。该夹具可以将偏心距可调的范围提高到0-40mm，并且可以在不借助其他工具的条件下，夹持多种尺寸的外圆。但该夹具的偏心调节机构同样只能在一个方向上进行调节，且所调节的精度较低，其精度的大小在很大程度上取决于丝杠的精度。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置，通过偏心校正装置上的粗调机构和微调机构，依据工件余量和内外孔之间的壁厚对工件进行偏心找正，能够在不受工件尺寸和重量的限制下，使加工完成后的工件，在内外孔壁厚的一致性上和余量上能够达到微米级的精度。
7.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置，包括设置于机床的床头和床尾且属于床头部分和床尾部分共有的粗调机构和微调机构；每一个所述粗调机构包括在空间上垂直交叉的第一层粗调机构和第二层粗调机构，所述第一层粗调机构和第二层粗调机构在垂
直交叉的两个方向上初步调节工件的位置；所述微调机构设置于机床的机架上且作用于第二层粗调机构上，床头部分的微调机构和床尾部分的微调机构在空间上垂直以在垂直相交的两个方向上微动调节工件的位置。
8.作为对上述技术方案的改进，所述第一层粗调机构包括相对滑动配合的第一层粗调盘和第二层粗调盘、设置于第一层粗调盘与第二层粗调盘之间的第二层调节丝杠，所述第二层粗调机构包括相对滑动配合的第二层粗调盘和第三层粗调盘、设置于第二层粗调盘与第三层粗调盘之间的第三层调节丝杠；第一层粗调盘、第二层粗调盘的滑动方向和第二层粗调盘、第三层粗调盘的滑动方向在空间上垂直交叉，相应的第二层调节丝杠与第三层调节丝杠在空间上垂直交叉。
9.作为对上述技术方案的改进，所述滑动配合为t形槽滑动配合，包括设置于第一层粗调盘内侧端面中心位置处和第二层粗调盘内侧端面中心位置处的t形槽、设置于第二层粗调盘外侧端面中心位置处和第三层粗调盘外侧端面中心位置处的t形滑块；所述第一层粗调盘和第二层粗调盘、第二层粗调盘和第三层粗调盘通过t形槽、t形滑块滑动配合；所述第二层粗调盘间的内侧端面和外侧端面在中心位置的两侧设置有t形槽并通过t形槽穿设的螺栓分别与第三层粗调盘、第一层粗调盘可调节连接，在第二层粗调盘、第三层粗调盘调整到位后锁紧固定。
10.作为对上述技术方案的改进，所述微调机构包括微调壳体，从微调壳体中垂直向下伸出且底端与第三层粗调盘相抵的微调顶针，呈水平且可转动的设置在微调壳体内的微调丝杠，在微调丝杠上旋转的微调丝杠螺母，套设在微调丝杠螺母的锥形套筒，所述微调顶针的顶部斜面与锥形套筒的外锥面相适配且相抵；在微调丝杠转动时，丝杠螺母通过锥形套筒挤压微调顶针微动从而实现第三层粗调盘及第三层粗调盘上被加工工件的同轴微调。
11.作为对上述技术方案的改进，所述微调壳体在垂直方向设置有上端盖和下端盖，上端盖和下端盖设置有贯穿的垂直轴孔且该垂直轴孔与微调壳体的水平轴孔贯通，所述微调丝杠通过套设在两端的滚动轴承安装在水平轴孔中；在垂直方向上，所述微调顶针可活动嵌设在下部垂直轴孔中并伸出，上部垂直轴孔中嵌设有微调上楔形块，所述微调上楔形块与微调顶针相对应。
12.作为对上述技术方案的改进，在垂直方向上的上部垂直轴孔和下部垂直轴孔中，所述微调上楔形块和微调顶针分别套设有上部微调弹簧、下部微调弹簧使微调上楔形块和微调顶针分别复位；在水平方向上且在两滚动轴承的内侧，所述微调丝杠套设有左套筒和右套筒，所述左套筒和右套筒分别位于微调上楔形块、微调顶针两侧以对微调上楔形块、微调顶针在轴向上限位。
13.作为对上述技术方案的改进，所述微调壳体在一侧设置有带丝杠螺母的丝杠螺母座，所述丝杠螺母穿设有与传动丝杠相平行的传动丝杠，所述传动丝杠可转动的安装在进给轴承座上，所述进给轴承座固定在机床的机架上。
14.作为对上述技术方案的改进，在微调机构的对面，所述机架还设置有弹簧恢复机构，弹簧恢复机构的顶尖端部与第三层粗调盘的外圆相接触并且顶尖端部的轴心线与微调机构的微调顶针的轴心线在同一条线上。
15.作为对上述技术方案的改进，在床尾部分，所述偏心校正装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑轴承座、轴承、外端盖，床尾部分的所述第一层粗调盘的外端套设有轴
承并通过轴承可转动连接在支撑轴承座上，所述支撑轴承座的外端面与外端盖通过紧定螺钉相互连接；床头部分的所述第一层粗调盘的外端与机床卡盘相连接以传递动力。
16.作为对上述技术方案的改进，所述偏心校正装置还包括属于床头部分和床尾部分共有的夹紧机构，每一个所述夹紧机构包括夹紧体、进给丝杠、两个夹紧轴承座和两个轴承，所述夹紧轴承座相隔开并通过紧定螺钉固定连接在于第三层粗调盘内侧，两个所述夹紧轴承座内嵌设有轴承并通过轴承可转动连接进给丝杠，所述进给丝杠与夹紧体可转动连接使夹紧体的顶端与被加工工件的外圆相互接触，所述被加工工件设置于两个所述第三层粗调盘的内侧之间；床头部分和床尾部分各有均布的夹紧机构，在床头部分或床尾部分的夹紧机构的夹紧体的连线通过被加工工件的中心。
17.与现有技术相比，本发明所取得的有益效果是：1、在进行粗调节时，第一层粗调盘的头部与机床前端的卡盘相连接，通过对第二层粗调盘、第三层粗调盘的调节，可确保第三层粗调盘外圆的轴心与机床主轴的轴心在同一条线上。
18.2、该偏心校正装置的微调机构，通过对微调丝杠的旋转，带动丝杠螺母在轴向方向进行运动，丝杠螺母与锥形套筒相连接，进而使锥形套筒带动径向的微调顶针，能够使径向的微调顶针实现微米级的运动，进而实现被加工工件的同轴微调。
19.3、通过偏心校正装置上的粗调机构和微调机构，依据工件余量和内外孔之间的壁厚对工件进行偏心找正，能够在不受工件尺寸和重量的限制下，使加工完成后的工件，在内外孔壁厚的一致性上和余量上能够达到微米级的精度。
20.4、对于回转精度不高的机床，该偏心校正装置通过螺钉固定在机床上，将机床的旋转运动传递给该偏心校正装置，通过机床床尾精度较高的轴承来保证工件的回转精度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明的整体结构示意图；图2是该装置床尾的正视图；图3是该装置的整体俯视图；图4是微调机构的局部放大图；图5是夹紧机构的局部放大图；图6是粗调机构的正视图；图7为图6的a—a剖面结构示意图；图8是图6的右视图；图9是微调杆的局部放大图；图10是本发明的整体俯视图上连接部分的局部放大图；图11是床尾连接处的局部放大图；图12是床尾第一层粗调盘的正视图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.请参考附图1-12，本发明的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，括床头部分和床尾部分；床头部分主要用于动力的转化和回转类零件的偏心距调节，包括粗调机构、微调机构、夹紧机构；床尾部分主要用于偏心距的调节和工件的支撑，包括粗调机构、微调机构、夹紧机构、支撑机构，床头部分的粗调机构、微调机构、夹紧机构同于床尾部分的粗调机构、微调机构、夹紧机构且相互对称；机床机架包括机架底部56、机架中部59、机架上部61；机架底部56分别通过螺栓55和螺栓58与机床的床身54和机架中部59相互连接，机架中部59的上端通过螺栓60与机架上部61相互连接；床头部分在空间上相互垂直布置的微调机构和床尾部分在空间上相互垂直布置的微调机构分别通过螺钉63-2和螺钉63-1固定机架上部61和机架中部59。
30.支撑机构包括支撑轴承座20、轴承22、外端盖21；粗调机构包括第一层粗调盘1、23，第二层调节丝杠3、25，第二层粗调盘6、19，第三层调节丝杠7、18，第三层粗调盘11、15；微调机构包括传动丝杠31、进给轴承座29、丝杠螺母48、丝杠螺母座47、微调壳体32、微调上端盖44、微调下端盖34、微调丝杠39、微调丝杠螺母40、锥形套筒42、微调上楔形块46、上部微调弹簧45、下部微调弹簧36、微调顶针35、左侧套筒37—2、右侧套筒37—1；夹紧机构包括夹紧体52、夹紧轴承座49、轴承50、进给丝杠51；其中床头部分的第一层粗调盘1与卡盘相连接。
31.粗调机构如图6—图8所示，第一层粗调盘1的左侧中心处，在垂直方向上开设t形槽2，第一层粗调盘23的右侧中心处，在垂直方向上开设t形槽24，如图6和图1所示；t形槽2
和第二层粗调盘6的右端部相互配合，t形槽24和第二层粗调盘19的左端部相互配合，并且通过对第二层调节丝杠3和第二层调节丝杠25的调节，能够使第二层粗调盘6和第二层粗调盘19在前后方向进行移动，以调节偏心距，当调节到适当位置时，使螺栓4和螺栓26分别通过第二层粗调盘上的t型槽5和第二层粗调盘上的t型槽28，并与第一层粗调盘上的槽53和第一层粗调盘上的槽65进行适当夹紧，如图8和图12所示；第二层粗调盘6的左侧中心处，在水平方向上开设有t型槽8，如图7所示，t型槽8与第三层粗调盘11的右端部相互配合，并且通过对第三层调节丝杠7的调节，能够使第三层粗调盘11在上下方向进行移动，以调节偏心距，当调节到适当位置时，使螺栓10通过第二层粗调盘上的t型槽9，并与第三层粗调盘上的孔进行夹紧。床头部分的第一层粗调盘1的右端部与机床的卡盘相连接，用于动力的转化，微调机构的微调壳体32与丝杠螺母座47相互连接，丝杠螺母座47与丝杠螺母48相互连接，丝杠螺母48与传动丝杠31相互连接，传动丝杠31通过轴承30可转动的安装在进给轴承座29上，通过传动丝杠31的初步调节，能够初步确保微调机构相对于被加工工件14的位置；微调壳体32的上端盖44的外圆和下端盖34的外圆分别通过螺钉43和螺钉33与微调壳体32上部的内圆和下部的内圆相互连接，下端盖34的内孔与微调顶针35形成过渡配合，使其轴线在同一条中心线上，微调顶针35的上部为一定倾斜角的斜面，微调顶针35上部的斜面与锥形套筒42的外锥面为斜面接触，锥形套筒42与微调丝杠螺母40通过螺钉41进行紧固连接，微调丝杠螺母40与微调丝杠39通过螺纹进行传动，微调丝杠39的两端面装配有滚动轴承38，通过对微调丝杠39的旋转，带动锥形套筒42，通过锥形套筒42与微调顶针35为斜面接触，能够确保微调顶针35在径向方向进行微调，能够实现径向的微米级的调节；微调机构的左套筒37—2和右套筒37—1能够实现微调顶针35在轴向上的定位，以确保微调顶针35能够在径向上进行微调。
32.夹紧体52的顶端与被加工工件14的外圆相互接触，夹紧体52通过与进给丝杠51相互连接，进给丝杠51的两端分别有轴承50进行支撑，轴承50与夹紧轴承座49过盈配合，夹紧轴承座49通过螺钉62紧固在第三层粗调盘11上；通过夹紧机构的夹紧，能够防止被加工工件14在加工过程中产生位移或振动。
33.支撑轴承座20与轴承22的外圈为过盈配合，支撑轴承座20的端面与外端盖21通过紧定螺钉27相互连接，能够对轴承22起到定位的作用，轴承22的内圈与床尾第一层粗调盘23的外圈相互配合，能够间接对被加工工件14起到支撑的作用；对于回转精度不高的机床，该偏心校正装置通过螺钉固定在机床上，将机床的旋转运动传递给该偏心校正装置，能够通过机床床尾精度较高的轴承22来保证工件的回转精度。
34.床头微调机构在被加工工件的上部和左部各分部一个，用于调整被加工工件14与机床的主轴的同轴度；床头微调机构的微调顶针35与第三层粗调盘11的外圆相互接触，用于调整被加工工件14相对于机床主轴的同轴度；对于床尾的微调机构、粗调机构、夹紧机构与床头的微调机构、粗调机构、夹紧机构采用相同的原理和结构，用于被加工工件14的偏心调节。微调机构在床头部分的上端部和左端部各装配一个，微调机构的对面有弹簧恢复机构，其弹簧恢复机构的顶尖端部13、17与第三层粗调盘的外圆相互接触，并且顶尖端部13、
17的轴心线与微调机构的微调顶针35的轴心线在同一条线上，顶尖周围套设置有复位弹簧12、16。在床头部分的微调机构和床尾部分为对称的布置。
35.采用上述技术方案，本发明能够使得微米级余量和内外孔壁的不均匀都能够得以纠正，使加工完的工件在不受尺寸和重量的限制下，达到微米级；具体的调节过程如下：将该装置通过两侧的导轨64和57定位装夹在机床的床身54上，达到该装置的尾部托紧即可，该装置的床头部与机床前端的卡盘相连接，并以该装置的床头部第三层粗调盘11的外圆为基准，调整整体装置与机床基准同心，然后将被加工工件14的两端装夹在偏心调节装置床头的第三层粗调盘11和床尾的第三层粗调盘15上，并以其外圆为基准，通过粗调机构、微调机构来对被加工工件14进行打表找正，使加工完的工件在不受尺寸和重量的限制下，达到微米级。
36.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

技术特征：
1.一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：包括设置于机床的床头和床尾且属于床头部分和床尾部分共有的粗调机构和微调机构；每一个所述粗调机构包括在空间上垂直交叉的第一层粗调机构和第二层粗调机构，所述第一层粗调机构和第二层粗调机构在垂直交叉的两个方向上初步调节工件的位置；所述微调机构设置于机床的机架上且作用于第二层粗调机构上，床头部分的微调机构和床尾部分的微调机构在空间上垂直以在垂直相交的两个方向上微动调节工件的位置。2.根据权利要求1所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述第一层粗调机构包括相对滑动配合的第一层粗调盘和第二层粗调盘、设置于第一层粗调盘与第二层粗调盘之间的第二层调节丝杠，所述第二层粗调机构包括相对滑动配合的第二层粗调盘和第三层粗调盘、设置于第二层粗调盘与第三层粗调盘之间的第三层调节丝杠；第一层粗调盘、第二层粗调盘的滑动方向和第二层粗调盘、第三层粗调盘的滑动方向在空间上垂直交叉，相应的第二层调节丝杠与第三层调节丝杠在空间上垂直交叉。3.根据权利要求2所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述滑动配合为t形槽滑动配合，包括设置于第一层粗调盘内侧端面中心位置处和第二层粗调盘内侧端面中心位置处的t形槽、设置于第二层粗调盘外侧端面中心位置处和第三层粗调盘外侧端面中心位置处的t形滑块；所述第一层粗调盘和第二层粗调盘、第二层粗调盘和第三层粗调盘通过t形槽、t形滑块滑动配合；所述第二层粗调盘间的内侧端面和外侧端面在中心位置的两侧设置有t形槽并通过t形槽穿设的螺栓分别与第三层粗调盘、第一层粗调盘可调节连接，在第二层粗调盘、第三层粗调盘调整到位后锁紧固定。4.根据权利要求2所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述微调机构包括微调壳体，从微调壳体中垂直向下伸出且底端与第三层粗调盘外圆相抵的微调顶针、呈水平且可转动的设置在微调壳体内的微调丝杠，在微调丝杠上旋转的微调丝杠螺母，套设在微调丝杠螺母的锥形套筒，所述微调顶针的顶部斜面与锥形套筒的外锥面相适配且相抵；在微调丝杠转动时，丝杠螺母通过锥形套筒挤压微调顶针微动从而实现第三层粗调盘及第三层粗调盘上被加工工件的同轴微调。5.根据权利要求4所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述微调壳体在垂直方向设置有上端盖和下端盖，上端盖和下端盖设置有贯穿的垂直轴孔且该垂直轴孔与微调壳体的水平轴孔贯通，所述微调丝杠通过套设在两端的滚动轴承安装在水平轴孔中；在垂直方向上，所述微调顶针可活动嵌设在下部垂直轴孔中并伸出，上部垂直轴孔中嵌设有微调上楔形块，所述微调上楔形块与微调顶针相对应。6.根据权利要求5所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：在垂直方向上的上部垂直轴孔和下部垂直轴孔中，所述微调上楔形块和微调顶针分别套设有上部微调弹簧、下部微调弹簧使微调上楔形块和微调顶针分别复位；在水平方向上且在两滚动轴承的内侧，所述微调丝杠套设有左套筒和右套筒，所述左套筒和右套筒分别位于微调上楔形块、微调顶针两侧以对微调上楔形块、微调顶针在轴向上限位。7.根据权利要求6所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述微调壳体在一侧设置有带丝杠螺母的丝杠螺母座，所述丝杠螺母穿设有与传动丝杠相平行的传动丝杠，所述传动丝杠可转动的安装在进给轴承座上，所述进给轴承座固定在机床的机架上。
8.根据权利要求4所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：在微调机构的对面，所述机架还设置有弹簧恢复机构，弹簧恢复机构的顶尖端部与第三层粗调盘的外圆相接触并与微调顶针在同一条线上。9.根据权利要求2所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：在床尾部分，所述偏心校正装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑轴承座、轴承、外端盖，床尾部分的所述第一层粗调盘的外端套设有轴承并通过轴承可转动连接在支撑轴承座上，所述支撑轴承座的外端面与外端盖通过紧定螺钉相互连接；床头部分的所述第一层粗调盘的外端与机床卡盘相连接以传递动力。10.根据权利要求3所述的回转类零件连续工序间的偏心校正装置，其特征在于：所述偏心校正装置还包括属于床头部分和床尾部分共有的夹紧机构，每一个所述夹紧机构包括夹紧体、进给丝杠、两个夹紧轴承座和两个轴承，所述夹紧轴承座相隔开并通过紧定螺钉固定连接在于第三层粗调盘内侧，两个所述夹紧轴承座内嵌设有轴承并通过轴承可转动连接进给丝杠，所述进给丝杠与夹紧体可转动连接使夹紧体的顶端与被加工工件的外圆相互接触，所述被加工工件设置于两个所述第三层粗调盘的内侧之间；床头部分和床尾部分各有均布的夹紧机构，在床头部分或床尾部分的所述夹紧机构的夹紧体的连线通过被加工工件的中心。

技术总结
本发明公开了一种回转类零件连续工序间的偏心校正装置，包括粗调机构和微调机构；每一个所述粗调机构包括在空间上垂直交叉的第一层粗调机构和第二层粗调机构，所述第一层粗调机构和第二层粗调机构在垂直交叉的两个方向上初步调节工件的位置；所述微调机构设置于机床的机架上且作用于第二层粗调机构上，床头部分的微调机构和床尾部分的微调机构在空间上垂直以在垂直相交的两个方向上微动调节工件的位置。本发明通过偏心校正装置上的粗调机构和微调机构，依据工件余量和内外孔之间的壁厚对工件进行偏心找正，能够在不受工件尺寸和重量的限制下，使加工完成后的工件，在内外孔壁厚的一致性上和余量上能够达到微米级的精度。度。度。


技术研发人员：赵武 徐州青 黄丹 范俊锴 原永亮 张会端
受保护的技术使用者：河南理工大学
技术研发日：2022.02.10
技术公布日：2022/5/25