一种环形工件旋转夹持机构

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种旋转夹持机构，特别是一种环形工件旋转夹持机构。

背景技术

环形工件(比如齿轮、螺母等)在磨削时，工件一般通过旋转夹具夹紧，并跟随旋转夹具上的旋转部一起旋转。

现有的夹具一般只提供夹紧功能，并利用设置在夹具外部的冷却水管喷射冷却水实现降温。由于冷却水管和夹具之间存在较大间隙，导致整个结构看上去较为零散，不工整。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构紧凑的环形工件旋转夹持机构。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种环形工件旋转夹持机构，包括定位筒和转动设置在定位筒内的主轴，主轴的上端和下端均伸出定位筒，主轴上端固连有座体，其特征在于，定位筒外侧固定有电机，且电机通过齿轮结构连接主轴下端；主轴呈中空状且两端均开口，主轴下端设有能同时运输水、气的旋转接头，旋转接头包括静止体和与主轴固连的旋转体，且旋转体上设有出气口和出水口；主轴内竖直固定有进水管，进水管下端连通出水口，主轴上端内设有可上下平移的出水管，出水管、进水管和主轴三者同轴，出水管下端套接在进水管上端外，且进水管外壁和出水管之间通过密封圈一形成密封；座体顶部水平设有呈环形的弹性膜片，弹性膜片边缘与座体固连，出水管上端依次穿过座体和弹性膜片内孔，且出水管上具有压在弹性膜片底壁上的轴肩，弹性膜片顶壁上固定有多个周向均布的夹紧块；主轴内还设有利用从出气口中排出的气体来驱动出水管上移的气动结构。

安装时，静止体上的进气口和进水口分别连通气体；环形工件安装过程如下：气体经进气口和出气口排入气动结构，推动出水管上移，并利用轴肩顶压弹性膜片使其向上形变促使夹紧块后移，放入环形工件，并泄去气体，弹性膜片在自身弹力作用下复位，出水管下移复位，夹紧块前移夹紧环形工件；加工时，主轴最终带动环形工件转动，冷却水经进水口、出水口、进水管和出水管向上喷出，以进行冷却。

驱动出水管上移顶压弹性膜片的气动结构以及由进水管、出水管等部件组成的冷却水输送组件均设置在主轴内，这样既可有效减少各零部件之间的距离，使整个结构变的紧凑，来降低空间占用，又使整个夹持机构看上去较为工整。

出水管既可用于顶压弹性膜片，又用于输送冷却水使其往上排放，即在本申请中，出水管具备一物两用的效果，以进一步简化结构，使整个结构变的更为紧凑。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，气动结构包括成型在出水管外壁上的导环，出水管下端外套有环体，环体外壁与主轴密封固连，且环体内壁和出水管之间通过密封圈二形成密封，导环下侧、主轴、环体、密封圈二和出水管五者之间形成呈环状的封闭腔，环体上设有与封闭腔连通的入气口，且主轴内还设有用于连接入气口和出气口的气管。使用时，通过入气口往封闭腔内送气以驱动出水管上移，具有结构简单、使用方便的优点。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，气动结构包括固定在转轴内的气缸，气缸活塞杆与出水管下端固连，出气口通过连接管连通气缸的进气孔。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，主轴上端内壁上设有环形台阶，环形台阶由环形侧壁和环形底壁构成，导环处于环形台阶内，且导环外侧壁与环形侧壁贴靠，并在弹性膜片作用下，导环下侧紧压在环形底壁上。导环外侧壁与环形侧壁相抵，实现较好导向，来提高出水管滑动的稳定性。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，导环的外侧壁上开设有环形槽，环形槽内设有密封圈三，且密封圈三的外侧壁与环形侧壁相抵，以加强导环和主轴之间形成的密封效果，来提高封闭腔成型的稳定性。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，上述的座体上设有供出水管穿过的让位孔，且出水管侧壁通过密封件与让位孔孔壁之间形成密封，以防止冷却水往下泄漏至主轴内，以确保工作的稳定性。

在上述的环形工件旋转夹持机构中，座体上侧设有凹腔，让位孔设置在凹腔底壁上，座体侧壁在接近凹腔底壁的位置贯穿开设有排水孔，以快速排出聚集在凹腔内的冷却水。

在上述的立式磨床中，密封件包括上油封和上密封圈，上密封圈位于上油封和主轴之间，上密封圈和上油封的外侧壁均压在让位孔孔壁上，上密封圈和上油封的内侧壁均压在出水管外壁上。

自然，密封件也可以仅为上油封或上密封圈。

与现有技术相比，本环形工件旋转夹持机构具有以下优点：

1、驱动出水管上移顶压弹性膜片的气动结构以及由进水管、出水管等部件组成的冷却水输送组件均设置在主轴内，这样既可有效减少各零部件之间的距离，使整个结构变的紧凑，来降低空间占用，又使整个夹持机构看上去较为工整。

2、出水管既可用于顶压弹性膜片，又用于输送冷却水使其往上排放，即在本申请中，出水管具备一物两用的效果，以进一步简化结构，使整个结构变的更为紧凑。

附图说明

图1是旋转夹持机构的剖视结构示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图3是旋转夹持机构的右视结构示意图。

图中，1、定位筒；2、主轴；2a、环形台阶；3、轴承；4、电机；5、主齿轮；6、副齿轮；7、旋转接头；7a、静止体；7b、旋转体；8、进水管；9、出水管；9a、轴肩；9b、导环；10、密封圈一；11、弹性膜片；12、夹紧块；13、环体；14、密封圈二；15、封闭腔；16、气管；17、上油封；18、上密封圈；19、座体；19b、排水孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图3所示，本环形工件旋转夹持机构包括定位筒1和转动设置在定位筒1内的主轴2，主轴2和定位筒1同轴，且主轴2的上端和下端均伸出定位筒1。在本实施例中，主轴2和定位筒1通过轴承3转动连接，轴承3有两个并沿定位筒1轴向分布，其中一个轴承3为滚动轴承3，另一个轴承3为平面轴承3。

具体来说，主轴2上端固连有座体19，定位筒1外侧固定有电机4，且电机4通过齿轮结构连接主轴2下端。此时，电机4转轴和主轴2下端上分别固定有主齿轮5和副齿轮6，且主齿轮5和副齿轮6啮合在一起。

其中，主轴2呈中空状且两端均开口。主轴2下端设有能同时运输水、气的旋转接头7。旋转接头7为现有产品，其能在市面上够得。该旋转接头7包括静止体7a和与主轴2固连的旋转体7b，静止体7a上设有进气口和进水口，且旋转体7b上设有出气口和出水口，进水口和出水口连通，进气口和出气口连通。主轴2内竖直固定有进水管8，进水管8下端连通出水口。优选进水管8与旋转体7b固连。主轴2上端内设有可上下平移的出水管9，出水管9、进水管8和主轴2三者同轴，出水管9下端套接在进水管8上端外，且进水管8外壁和出水管9之间通过密封圈一10形成密封。在本实施例中，如图2所示，进水管8的外侧壁上设有用于放置密封圈一10的环形凹槽一，且密封圈一10的外侧壁与出水管9的内侧壁相抵，使进水管8和出水管9之间形成可靠密封。

座体19顶部水平设有呈环形的弹性膜片11，且弹性膜片11和出水管9同轴设置。优选弹性膜片11采用弹簧钢材料制成，使其具备一定强度。其中，弹性膜片11边缘与座体19固连，出水管9上端依次穿过座体19和弹性膜片11内孔，且出水管9上具有压在弹性膜片11底壁上的轴肩9a。弹性膜片11顶壁上固定有多个周向均布的夹紧块12；主轴2内还设有利用从出气口中排出的气体来驱动出水管9上移的气动结构。

其中，气动结构具体如下：如图1和图2所示，气动结构包括成型在出水管9外壁上的导环9b，且导环9b和出水管9同轴设置。出水管9下端外套有环体13，环体13外壁与主轴2密封固连，且环体13内壁和出水管9之间通过密封圈二14形成密封。优选环体13和主轴2通过焊接固连，且两者之间设置密封圈四形成密封。如图1所示，导环9b下侧、主轴2、环体13、密封圈二14和出水管9五者之间形成呈环状的封闭腔15，封闭腔15和出水管9同轴。环体13上设有与封闭腔15连通的入气口，且主轴2内还设有用于连接入气口和出气口的气管16。使用时，通过入气口往封闭腔15内送气以驱动出水管9上移，具有结构简单、使用方便的优点。

进一步说明，主轴2上端内壁上设有环形台阶2a，环形台阶2a由环形侧壁和环形底壁构成，导环9b处于环形台阶2a内，导环9b外侧壁的形状和尺寸均与环形侧壁匹配且相贴靠，并在弹性膜片11作用下，导环9b下侧紧压在环形底壁上。导环9b外侧壁与环形侧壁相抵，实现较好导向，来提高出水管9滑动的稳定性。更进一步地，导环9b的外侧壁上开设有环形槽，环形槽内设有密封圈三，且密封圈三的外侧壁与环形侧壁相抵，以加强导环9b和主轴2之间形成的密封效果，来提高封闭腔15成型的稳定性。

如图2所示，座体19上设有供出水管9穿过的让位孔，且出水管9侧壁通过密封件与让位孔孔壁之间形成密封，以防止冷却水往下泄漏至主轴2内，以确保工作的稳定性。在本实施例中，密封件包括上油封17和上密封圈18，上密封圈18位于上油封17和主轴2之间，上密封圈18和上油封17的外侧壁均压在让位孔孔壁上，上密封圈18和上油封17的内侧壁均压在出水管9外壁上。自然，密封件也可以仅为上油封17或上密封圈18也是可以的。座体19上侧设有凹腔，让位孔设置在凹腔底壁上，座体19侧壁在接近凹腔底壁的位置贯穿开设有排水孔19b，以快速排出聚集在凹腔内的冷却水。

安装时，静止体7a上的进气口和进水口分别连通气源和水源；环形工件安装过程如下：气体经进气口、出气口、气管16排入封闭腔15，推动出水管9上移，并利用轴肩9a顶压弹性膜片11使其向上形变促使夹紧块12后移，放入环形工件，并泄去气体，弹性膜片11在自身弹力作用下复位，出水管9下移复位，夹紧块12前移夹紧环形工件；加工时，主轴2最终带动环形工件转动，冷却水经进水口、出水口、进水管8和出水管9向上喷出，以进行冷却。

实施例二

本实施例二同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：气动结构包括固定在转轴内的气缸，气缸活塞杆与出水管9下端固连，出气口通过连接管连通气缸的进气孔。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。