具体实施方式

本发明的核心在于提供一种可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具，不需要反复夹装，实现快速精准地调节旋转工件的同轴度。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具进行详细介绍说明。

如图2A所示，为本发明提供的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具正视方向的剖面图，图2B为图2A中虚线方框Ⅰ的局部放大图；本发明的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具包括回转支撑座1、回转体2、旋转夹爪3、回转键4等结构，回转支撑座1由主轴带动旋转，进而回转支撑座1带动回转体2、旋转夹爪3、回转键4等结构做同步转动；回转体2内设置用于夹持工件的旋转夹爪3，当工件被夹持后，工件随回转体2同步转动。

回转体2通过至少两个回转键4连接在回转支撑座1之内，回转键4固定在回转体2或者回转支撑座1其中一个部件上，另一个部件上设置键槽，回转键4可以沿键槽移动；键槽为弧形，回转键4的运动路径为弧线，各个回转键4的运动路径以回转体2的中轴线呈中心对称分布，每个回转键4可沿圆弧形的路径移动。回转支撑座1通过回转键4对回转体2传递扭矩，因此回转体2和回转支撑座1能够在主轴带动下同步旋转。

回转支撑座1上沿周向设置至少三个伸缩调整装置5，三个伸缩调整装置5位于周向上的不同位置，各个伸缩调整装置5环绕回转体2布置，呈等间距均匀分布；伸缩调整装置5的伸缩端顶在回转体2的外表面调节同轴度，伸缩调整装置5的伸缩端通过改变自身的长度从周向上对回转体2施加作用力，回转体2受到的合力使其自身发生偏转，改变回转体2自身的中轴线方向。

结合图3A所示，为图2A中A-A方向的剖面图；图3B为图3A中虚线矩形方框Ⅱ的局部放大图；图中共设置四个伸缩调整装置5，四个伸缩调整装置5呈等间距均匀分布，每个伸缩调整装置5与回转体2具有一个接触点，通过四个伸缩调整装置5的伸缩配合，使回转体2发生偏转实现调整。

加工时，将工件夹装到旋转夹爪3上，旋转夹爪3夹持固定工件，测量工件的同轴度，若同轴度不满足要求，各个伸缩调整装置5相互配合伸缩，共同对回转体2施加作用力，使回转体2的中轴线发生偏转，工件的轴线同步被调整；采用本发明的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具，在调节工件的同轴度过程中，不需要反复夹装，提高了加工效率。

在上述方案的基础上，结合图2B所示，本发明在回转体2的外表面设置弧形键槽21，回转键4伸入弧形键槽21内；也即回转键4固定在回转支撑座1上，回转键4可以相对于弧形键槽21做圆弧运动，回转中心点为圆弧的圆心点。弧形键槽21以回转体2的中轴线呈中心对称分布，回转体2可相对于回转键4摆动，调节回转体2的中心轴线的朝向。

除了上述在回转体2上设置弧形键槽21的结构之外，还可以在回转支撑座1上设置弧形键槽，匹配地在回转体2的外周设置回转键，这些具体的实施方式都应包含在本发明的保护范围之内。

结合图2B所示，回转键4包括圆柱状的主体41和末端设置的球面板42，球面板42固定在主体41的末端，主体41的轴线方向与球面板42的切面垂直，球面板42伸入弧形键槽21内，球面板42与弧形键槽21的底面圆弧接触匹配；球面板42的长度大于主体41的直径，增大受力面积，减小压强，使回转体2转动时更加顺畅。球面板42的宽度和主体41的直径相等，并恰好与弧形键槽21的宽度相匹配。

更进一步，本发明的旋转夹爪3通过十字球面联轴器6连接于夹紧油缸的伸缩杆7；当旋转夹爪3随回转体2同步转动调节时，与伸缩杆7之间的轴线错位，采用十字球面联轴器6可使旋转夹爪3任意转动，调节过程中伸缩杆7保持不动；结合图2A所示，伸缩杆7伸缩时沿左右方向移动，夹持工件时，伸缩杆7向左移动，对十字球面联轴器6施加拉力，使旋转夹爪3夹紧工件；放松时，伸缩杆7向右移动，放松工件。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，本发明在伸缩调整装置5的伸缩端设置顶压轴承51，顶压轴承51接触回转体2的外表面，当旋转夹爪3转动时，与顶压轴承51发生相对滚动，从而降低接触摩擦。

结合图4A所示，为伸缩调整装置5的结构示意图；图4B为图4A中虚线方框Ⅲ的局部结构剖面图；伸缩调整装置5包括驱动电机52、减速机53和螺旋连接套54，螺旋连接套54与减速机53的输出轴螺纹配合连接，驱动电机52经过减速机53减速增扭后驱动螺旋连接套54平移，螺旋连接套54上安装固定轴，固定轴上安装顶压轴承51，由驱动电机52旋转输出转换为顶压轴承51的平移运动。

伸缩调整装置5还包括滑座油缸55，滑座油缸55安装在固定座56上，固定座56固定在回转支撑座1上，固定座56上滑动安装滑座57，滑动座57可以相对于固定座56平移滑动；驱动电机52、减速机53和螺旋连接套54安装在滑座57上，共同由滑座57带动平移。滑座57的移动方向与顶压轴承51单独移动的方向平行。

调节时，由滑座油缸55带动滑座57移动，大幅度调节滑座57及其上安装部件的位置；再通过驱动电机52带动顶压轴承51移动，顶压轴承51，精确地调节顶压轴承51的移动，精准地控制回转体2的位置。

本发明的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具还包括用于检测同轴度的检测器，控制器根据检测器的检测值反馈调节伸缩调整装置5的伸缩长度。工作时，旋转夹爪3轻夹工件，检测器启动，主轴低转速旋转，根据检测结果计算旋转夹具轴线与主轴轴线同轴度偏差，控制器调节伸缩调整装置5的长度。

图5A和图5B分别为回转体2向上偏摆和向下偏摆的示意图；对于三个伸缩调整装置5分布在等边三角形的三个顶角位置的情况来说，回转体2向上偏摆按如下公式计算：

h＝R+D/2+L*tgθ-(R+D/2)/cosθ

回转体2向下偏摆按如下公式计算：

h＝L*tgθ+(R+D/2)/cosθ-(R+D/2)

h:调整顶杆移动距离；

L:调整顶杆轴线与球形回转体球心距离；

R:调整顶杆滚动轴承半径；

D:旋转夹具与球形回转体定位部分直径；

θ:旋转夹具轴线与主轴轴线偏摆角。

本发明还提供一种惯性摩擦焊机，如图6所示，为本发明提供的摩擦焊机的整体结构示意图，其中包括上述的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具，该惯性摩擦焊机可以实现相同的技术效果。工作时移动夹具沿图中箭头所示的方向朝向本发明提供的可调工件轴线与主轴线同轴度的旋转夹具移动。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。