具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、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，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装置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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、分布、夹持、夹紧、松开、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明公开一种阶梯轴车削跟刀架组合结构，包括刀架座1、夹持机构2和第一驱动单元4。

其中，夹持机构2设置有两组，两组夹持机构2沿待加工轴3的轴向间隔分布于刀架座1上，两组夹持机构2可沿待加工轴3的轴向相对位移，其中，每组夹持机构2包括至少三个支撑爪21，每个支撑爪21的一端可旋转地安装有支撑件22，支撑件22的旋转中心轴与待加工轴3的轴向相平行，支撑件22用于支承旋转的待加工轴3并可跟随待加工轴3一起旋转。

第一驱动单元4安装于每个夹持机构2上，第一驱动单元4用于驱动每个夹持机构2上的至少三个支撑件22同步夹持或松开待加工轴3。

本组合结构的两组夹持机构2既保持相互独立又可以配合作业，在加工阶梯轴时，刀架座1与车刀一起沿待加工轴3的轴向移动，可先在待加工轴3的一端面起车刀车削第一个轴段上的一小段距离，再使用第一组夹持机构2夹紧支撑第一个轴段上已加工出来的区域，直至第一组夹持机构2快达到第一个轴段的台阶端面，然后切换至第二组夹持机构2夹紧支撑第一个轴段或者第二个轴段，第一组夹持机构2松开第一个轴段后又可以去夹紧支撑第二个轴段，如此轮流切换配合使用可以完整地跟刀至终点，保证始终有夹持机构2在夹紧支撑待加工轴3的轴段，中途及切换过程不用停止车刀的车削动作，加工效率非常高，也可以通过数控自动化操作，使用简便。

由于夹持机构2上的支撑件22与待加工轴3不再是长时间一直接触，而是间歇接触，能够及时散热，可以延长使用寿命。

进一步参见图2，两组夹持机构2分别为第一夹持机构2a和第二夹持机构2b，其中，第一夹持机构2a在待加工轴3的轴向上固定安装于刀架座1上，刀架座1上安装有与待加工轴3的轴向平行的水平导轨5，第二夹持机构2b滑动安装于水平导轨5上，第二夹持机构2b可相对第一夹持机构2a沿待加工轴3的轴向移动。

具体地，刀架座1上安装有第二驱动单元6，第二驱动单元6的输出端与第二夹持机构2b连接，第二驱动单元6可带动第二夹持机构2b沿水平导轨移动，第二驱动单元6具体可以是伺服气缸，能实现自动控制第二夹持机构2b的移动，通过精准地调整第二夹持机构2b的移动，从而能够适应待加工轴3上不同的轴段长度。

在本发明的一些实施例中，第一驱动单元4具体可以是伺服气缸，相比传统的液压动力，气动力度适中，不易夹伤待加工轴3，伺服气缸还能够自动控制每个夹持机构2上的至少三个支撑件22同步夹持或松开待加工轴3。

例如，参照图1和图2，具体的加工步骤可以如下：

先在待加工轴3的一端面起车刀车削第一个轴段上的一小段距离，车刀、第一夹持机构2a和第二夹持机构2b随着刀架座1一起沿待加工轴3的轴向往前移动；

使用第一夹持机构2a夹紧支撑第一个轴段上已加工出来的区域，直至第一夹持机构2a快达到第一个轴段的台阶端面；

通过调整第二夹持机构2b相对第一夹持机构2a的距离可以使第二夹持机构2b夹紧支撑第一个轴段，然后第一夹持机构2a松开第一个轴段，第一夹持机构2a、第二夹持机构2b和车刀继续沿待加工轴3的轴向向前移动一段距离，使得第一夹持机构2a移动到第二个轴段的附近，而且第二个轴段上至少有一部分区域已经被车削完成，接着第一夹持机构2a夹紧支撑第二个轴段，然后第二夹持机构2b松开第一个轴段；

第一夹持机构2a继续沿待加工轴3的轴向向前移动，直至快达到第二个轴段的台阶端面，如此轮流切换配合使用第一夹持机构2a和第二夹持机构2b，可以完整地跟刀至终点。

如此，便能够自动化完成阶梯轴的车削加工操作，全程无需中断车削，快速且精准。

在上述加工过程中，第一夹持机构2a起到主要的夹紧支撑作用，第二夹持机构2b起到辅助夹紧支撑作用，以便第一夹持机构2a能够在碰到台阶端面时顺利地过渡到下一个轴段。

在其它的一些实施例中，为了进一步增强支撑力度，第一夹持机构2a和第二夹持机构2b可以长时间地保持共同夹紧支撑待加工轴3的状态，只有在第一夹持机构2a或第二夹持机构2b碰到台阶端面时才短暂地松开，能够进一步防止待加工轴3发颤跳动，有效地提高车削的精准度。

参见图1、图3和图4，在本发明的一些实施例中，每组夹持机构2包括固定座23和三个支撑爪21，三个支撑爪21由下至上依次为第一支撑爪21a、第二支撑爪21b和第三支撑爪21c，第二支撑爪21b水平滑动连接固定座23，第二支撑爪21b的水平滑动方向与待加工轴3的轴向相垂直，第一支撑爪21a和第三支撑爪21c均转动连接固定座23且转动方向相反。

可以理解的是，在其它实施例中，夹持机构2还可以包括四个、五个甚至更多的支撑爪21，本实施例之所以选择三个支撑爪21，是采用最少原则，简便且经济。另外，每个支撑爪21可以单独采用一套第一驱动单元4，也可以三个支撑爪21共用一套第一驱动单元4。

在本发明的一些实施例中，第二支撑爪21b与第一驱动单元4的输出端连接，第一驱动单元4用于驱动第二支撑爪21b水平滑动以使第二支撑爪21b上的支撑件22靠近或远离待加工轴3，第二支撑爪21b在水平滑动过程中同时带动第一支撑爪21a和第三支撑爪21c反向转动，以使第一支撑爪21a上的支撑件22和第三支撑爪21c上的支撑件22同步靠近或远离待加工轴3，在本实施例中，每组夹持机构2只需要采用一套第一驱动单元4，就能够实现第一支撑爪21a、第二支撑爪21b和第三支撑爪21c同步夹持或松开待加工轴3，操作更加简便，也节省了驱动结构，还能达到同步的效果。

具体地，参照图3和图4，第二支撑爪21b通过第一连杆24和第二连杆25分别带动第一支撑爪21a和第三支撑爪21c转动，第一连杆24的一端铰接于固定座23上，另一端与第一支撑爪21a上远离支撑件22的一端滑动铰接，第二连杆25的一端铰接于固定座23上，另一端与第三支撑爪21c上远离支撑件22的一端滑动铰接，可以理解的是，本发明中的滑动铰接指的是两者在相对转动的过程中还存在相对滑动的运动，第一连杆24和第二连杆25分别开设有第一导向槽241和第二导向槽251，第二支撑爪21b上安装有用于分别伸入第一导向槽241和第二导向槽251的第一导向销26和第二导向销27。

参照图3，夹持机构2处于松开待加工轴3的状态，当第一驱动单元4驱动第二支撑爪21b及其上的支撑件22、第一导向销26和第二导向销27向左移动时，第一导向销26和第二导向销27分别在第一导向槽241和第二导向槽251内移动，由于第一导向槽241和第二导向槽251并不是沿左右方向延伸而且右端受到固定座23的铰接约束，使得第一连杆24沿逆时针方向旋转，进而带动第一支撑爪21a沿顺时针方向旋转；第二连杆25沿顺时针方向旋转，进而带动第三支撑爪21c沿逆时针方向旋转，直至图4中的夹持机构2处于夹紧待加工轴3的状态。

在本发明的一些实施例中，支撑件22可以是轴承，由于待加工轴3始终处于旋转状态，支撑件22能够跟随待加工轴3一起旋转，并且保持线速度一致，达到支撑件22径向旋转支撑待加工轴3的作用，也减少支撑件22与待加工轴3之间的磨损，有必要时还可以在支撑件22上添加润滑油，进一步降低损伤，延长支撑件22的使用寿命。

参照图1，本发明还公开一种车床，包括车刀以及上述的阶梯轴车削跟刀架组合结构。

其中，车刀安装在刀架座1上，刀架座1可沿待加工轴3的轴向移动，本车床在使用过程中，刀架座1与车刀一起沿待加工轴3的轴向移动，具有上述阶梯轴车削跟刀架组合结构所有的技术效果，故不再重复说明。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。