一种用于磨床的夹紧装置及其安装方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及磨床零部件，具体说，是涉及一种用于磨床的夹紧装置及其安装方法和应用，属于机加工技术领域。
【背景技术】
[0002]磨削技术及磨床在机械制造业中占有极其重要的位置，磨削技术发展很快，在机械加工中起着非常重要作用。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。磨床是各类金属切削基础中品种最多的一类，主要类型有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床、工具磨床等。当今平磨的发展趋势是转向成形、台阶、切入、快速抖动、三维空间曲线表面磨削加工，而数控磨床是磨床发展的一个重要方面，数控能更好地实现机床工作的自动化、高效化。
[0003]数控磨床可用于磨削内、外圆柱面、圆锥面、平面、螺旋面、花键、齿轮、导轨、刀具及各种成形面等。按照磨床的工艺用途分有数控外圆磨床、数控内圆磨床、数控平面磨床、数控工具磨床、数控坐标磨床、磨削加工中心等。
[0004]数控磨床一般包括基础单元、辅助单元和数控系统，数控系统控制基础单元和辅助单元。基础单元包括底座、磨头装置、工作台、床身、拖板、立柱等，其设计制造技术是保证磨床质量的根本；辅助单元包括快速装夹装置、切削液供给系统、安全防护处理等。
[0005]工件在加工过程中，通过调节工作台上工件与磨头装置的相对距离，确定加工。而在调节工件与磨头装置的相对距离有两种方式:一种是主要依靠工作台升降，工作台为升降式结构，工件装夹在工作台上，通过调整工作台的高度调节工件与磨头装置的相对距离；另一种是主要依靠磨头装置升降，磨头装置沿着立柱上的立柱导轨通过升降机构调节，通过调整磨头装置的高度调节工件与磨头装置的相对距离。这两种方式都能调节工件与磨头装置的相对距离，但第一种利用工作台升降的方式不适用于大型工件，大型工件太重，工作台带动工件升降损耗太大，浪费能源，同时缩短磨床的使用寿命，因此现在越来越多采用磨头装置沿着立柱上的立柱导轨且与升降机构配合的方式来调整磨头装置的高度，从而调节工件与磨头装置的相对距离。
[0006]磨头装置包括磨头和拖板，磨头通过拖板安装在立柱上，由升降机构控制拖板及磨头沿着立柱的立柱导轨移动，调整磨头装置与工件之间的距离。当磨头装置中磨头处于加工状态时，立柱与拖板之间需要相对固定；当磨头装置升降移动时，立柱与拖板之间需要留有间隙，使拖板在立柱上滑动顺畅。然而拖板与立柱导轨之间很难保持合理间隙，通常拖板与立柱导轨之间的间隙会过大，这样在磨头装置工作时会产生严重影响:1、立柱、立柱导轨和拖板的刚性不能发挥，致使三者之间的连接刚度差；2、磨头的同心度与主轴间的间隙窜动导致工件加工有波形纹；3、磨头装置无稳固支撑，磨头装置中砂轮将可能下垂，造成工件加工合格率降低；4、磨头装置中磨头在磨削过程中受力不均，严重的可能出现掉刀现象，影响人身安全。因此需要调整磨头装置中拖板与立柱导轨之间的间隙，使拖板与立柱导轨之间的间隙合理。
[0007]现有技术中针对拖板与立柱导轨之间的间隙调整提出了几种调整方式，但都存在各种问题:1、CN 2012206102503提供的一种钻机导轨间隙调整机构提出的导轨间隙调整机构，该导轨间隙调整机构采用水平调整螺栓与水平调整块配合组成水平间隙调整机构，垂直螺栓与垂直调整块配合组成垂直间隙调整机构，通过水平间隙调整机构调整水平间隙，垂直间隙调整机构调整垂直间隙，然而该种调整方式在调整过程中完全依照螺栓锁紧，不能很精确控制螺栓深入的长度，也就不能很精确控制间隙，另外实现该种调节方式的前提是导轨的垂直度十分精准，如果导轨产生变形，则间隙将不好控制；2、CN 2012203464358提供的液压机滑块导轨装置中的滑块间隙调整机构，该滑块间隙调整机构包括滑块前后端间隙调整机构和滑块两端间隙调整机构，滑块前后端间隙调整机构是通过挡块、第一调节螺钉、第一锁紧螺钉和调节螺母调整滑块前后端与导轨的间隙，滑块两端间隙调整机构是通过铜导板、导向板、楔形块、第二调节螺钉和第二锁紧螺钉调整滑块两端与导轨的间隙，然而滑块间隙调整机构依然是采用螺钉控制间隙，由于螺栓深入的长度不易控制，间隙的大小也不易精确控制；3、CN 2012205701911提供的带有水平间隙反馈装置的静压导轨，该装置中采用活塞装置结构调节静压导轨水平间隙，防止静压导轨卡死，而该种方式采用活塞装置结构调节的寿命终有限，当活塞装置的寿命终止时，整个静压导轨也将不能使用。另夕卜，现有技术中提出的拖板与导轨之间间隙的调整机构，在导轨因长时间使用出现各种变形时，不能依据导轨的变形补偿或调整该间隙。
[0008]因此，亟需一种夹紧装置使磨头装置与立柱之间保留合理间隙，磨头装置在立柱上滑动顺畅，同时保证加工精度，提高立柱和磨头装置之间的连接刚度，且能依据导轨变形或者加工精度随时调整间隙。
【发明内容】
[0009]针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种用于磨床的夹紧装置，通过该夹紧装置调整磨床上立式立柱与磨头装置的间隙，使磨头装置与立柱之间的间隙合理，不影响磨头装置在立柱上的竖向滑动，同时保证磨头装置的加工精度，提高立柱和磨头装置之间的连接刚度。
[0010]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0011]一种用于磨床的夹紧装置，磨床包括立柱和磨头装置，磨头装置中磨头安装在磨头拖板内，磨头拖板沿着立柱的磨头导轨滑动，其中，夹紧装置设置在立柱的磨头导轨和磨头拖板之间，夹紧装置包括至少一个间隙调节组件，间隙调节组件之间配合使用，每一个间隙调节组件包括调节件和定位件，定位件与磨头拖板连接，调节件与定位件配合，调节件与定位件之间的相对高度可调节磨头拖板与磨头导轨的间隙。
[0012]优选地，磨头装置包括卧磨头装置和立磨头装置，卧磨头装置中卧磨头内存式安装在卧磨头拖板内，立磨头装置包括立磨头外挂式安装在立磨头拖板外，立柱包括卧磨头导轨和立磨头导轨，夹紧装置的间隙调节组件设置在卧磨头导轨和卧磨头拖板之间。
[0013]优选地，调节件与磨头导轨之间的间隙为0.02-0.03mm，从而使磨头装置与立柱的间隙合理，不影响磨头装置在立柱上的竖向滑动，同时保证磨头装置的加工精度。优选地，调节件包括固定板和调节板，固定板垂直安装在调节板的一端部，调节板与定位件配合。
[0014]更优选地，调节板为楔形板，调节板的厚度自安装有固定板的一端递减。
[0015]更优选地，调节板进一步包括调节板垂直面和调节板楔形面，调节板垂直面和调节板楔形面分别为调节板上两相对侧的外表面，调节板垂直面与磨头导轨平行，固定板垂直安装在调节板楔形面的一侧，调节板楔形面与定位件贴合。更优选地，调节板楔形面的倾斜度范围为1:40-1:100。
[0016]更优选地，调节板楔形面的倾斜度为1:100，便于在调节板时，计量整个调节板与定位件相配合的长度。
[0017]优选地，定位件包括定位板和压板，定位板垂直安装在压板的一端部，压板与磨头拖板活动连接，压板与调节件的调节板配合，通过调节压板与调节板之间的相对高度调整调节板垂直面与磨头导轨的间隙。
[0018]更优选地，压板为楔形板，压板的厚度自安装有定位板的一端递增。
[0019]更优选地，压板进一步包括压板垂直面和压板楔形面，压板垂直面和压板楔形面分别为压板上两相对侧的外表面，定位板垂直安装在压板垂直面的一侧，定位件与调节件配合时，压板楔形面与调节板楔形面相贴合，压板上的定位板与调节板上的固定板平行处于同一侧且相同方向的端部。更优选地，压板楔形面与调节板楔形面的倾斜度一致。
[0020]优选地，间隙调节组件进一步包括锁紧件，锁紧件对调节件和定位件的相对位置定位，通过锁紧件保持调节板与定位板之间的相对高度，以保持调节板垂直面与磨头导轨之间的间隙为0.02-0.03mm。
[0021]更优选地，锁紧件包括一锁紧螺栓、三锁紧螺母和两锁紧孔，两锁紧孔分别设置在固定板和定位板上，当调节板与定位板之间的相对高度确定时，锁紧螺栓依次穿过一锁紧螺母、一定位孔、另两锁紧螺母和另一定位孔对调节件和定位件的相对位置定位，同时可随时调节锁紧件使调节板与定位板之间的相对高度变化以补偿或调整该间隙。
[0022]更优选地，两锁紧孔为条形孔，保证在调节件与定位件的相对高度确定后，锁紧螺栓可穿过两锁紧孔定位调节件和定位件之间的相对位置。
[0023]本发明另一目的在于提供一种用于磨床的夹紧装置，通过该夹紧装置同时调整磨头装置与立柱两个方向的间隙，使磨头装置与立柱间隙更为合理，加工精度高，夹紧装置中的间隙调节组件分为第一方向间隙调节组件和第二方向间隙调节组件，两个方向间隙调节组件分别处于在立柱的相对侧，通过两个方向间隙调节组件同时调节间隙，使磨头装置与磨头导轨之间的间隙合理，缩短调整时间，保持加工精度。
[0024]优选地，立柱包括两个支撑柱，每个支撑柱内侧分别设有两组磨头导轨；每组磨头导轨包括磨头主导轨面和磨头辅导轨面。
[0025]优选地，以立柱中安放磨头装置中磨头的方向为立柱前方，其相反方向为立柱后方，第一方向间隙调节组件的调节板垂直面与磨头主导轨面平行，通