CN103624285B - 一种纳米橡胶夹头 - Google Patents

Abstract

本发明属于弹性夹头技术领域，特别涉及一种纳米橡胶夹头，包括夹头体，所述夹头体包括至少两个夹爪，所述夹爪相互围合形成中部孔，并且所述夹爪通过弹性层连接，所述弹性层的材质为纳米橡胶。相对于现有技术，本发明通过在夹爪之间设置纳米橡胶材质的弹性层，由于纳米橡胶良好的弹性和优异的力学性能等，使得本发明在重复装夹精度上具有很高的稳定性，而且精度更高。此外，本发明结构短、整体工装的重量轻，使得连接主轴的轴套的整体结构也大大缩短，从而能够节约能源和原材料，并降低了主轴负载，增长机床行程，且装卸简单，进而延长了夹头的使用寿命，使经济效益和工作效率得到大幅度提高。

Description

一种纳米橡胶夹头

技术领域

本发明属于弹性夹头技术领域，特别涉及一种纳米橡胶夹头。

背景技术

弹性夹头又称弹性筒夹，是一种装在钻床、铣床上的钻铣夹头，其功能是夹紧钻刀或铣刀。普通的弹性夹头由于是由钢材一体成型的，使用一段时间后钢材就会断裂，使用寿命不长。而且由于弹性夹头是一体式结构，因此连接主轴的轴套结构也要做的很大来配合，因此普通弹性夹头的整套工装体积大、重量重，存在动力源要求较大、影响机械加工行程、浪费原材料和成本高等缺陷。而且，现有技术中的弹性夹头重复定位精度不稳定。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种使用寿命长、夹头结构短、整体工装的重量轻且精度高的纳米橡胶夹头。

为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案：一种纳米橡胶夹头，包括夹头体，所述夹头体包括至少两个夹爪，所述夹爪相互围合形成中部孔，并且所述夹爪通过弹性层连接，所述弹性层的材质为纳米橡胶。所谓纳米橡胶，通常是指将纳米粉体材料加入橡胶基体中所得到的的复合材料，本发明采用的纳米橡胶具有拉伸强度大、韧性强、力学性能优异、耐高温、防腐蚀、粘接性强、高抗老化性能等特点。夹爪的材质为SKD61钢材，其具有较高的硬度、抗磨性强、耐高温、不生锈和不变形等特点。中部孔的作用在于放置钻刀或铣刀等工件。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述夹爪设置为三个，每两个所述夹爪均通过所述弹性层连接，并且所述弹性层之间互成120°夹角。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述弹性层的厚度为5～20mm，弹性层的厚度太大，会降低纳米橡胶夹头的装夹力，弹性层的厚度太小，又不能有效减小纳米橡胶夹头的尺寸大小。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，每个所述夹爪均包括底座和设置在所述底座上的夹爪主体，底座和夹爪主体一体成型。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，每个所述夹爪主体的侧壁和上表面均设置有孔，将合适的工具伸入该孔中转动，可以使夹爪向中心区夹紧，也可以使夹爪向外围放松。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述纳米橡胶包括以下重量份的组分：橡胶基体80～99份，纳米铜粉0.5～10份，胶水0.5～10份，纳米铜粉混在橡胶基体中，可以提升橡胶的力学性能、韧性、防腐蚀性和抗疲劳特性等，胶水的作用则在于将纳米橡胶粘接在夹爪表面。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述橡胶基体为丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶中的至少一种；所述纳米铜粉的平均粒径为10～1000nm，纳米铜粉的平均粒径不能太小，否则容易团聚，其平均粒径也不能太大，否则起不到改善效果；所述胶水为环氧树脂胶水、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸乳液和聚氨酯热熔胶中的至少一种。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将所述橡胶基体加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入所述纳米铜粉和所述胶水，继续沸腾20min～3h，得到混合浆料；

第二步，将所述混合浆料灌入空缸中，抽真空，冷却凝固，形成纳米橡胶。抽真空的作用在于除去纳米橡胶中存在的空气。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述真空度为-0.99MPa～-0.1MPa，真空度太大，会造成抽真空成本的增加，真空度太小，又不能有效赶走纳米橡胶内部的气泡。

作为本发明纳米橡胶夹头的一种改进，所述夹爪与所述弹性层通过热熔粘贴、冷却凝固定型的加工工艺粘接在一起。

相对于现有技术，本发明通过在夹爪之间设置纳米橡胶材质的弹性层，由于纳米橡胶良好的弹性和优异的力学性能等，使得本发明在重复装夹精度上具有很高的稳定性，而且精度更高，同时使夹头能够夹持的工件范围变大；

此外，本发明结构短、整体工装的重量轻，使得连接主轴的轴套的整体结构也大大缩短，从而能够节约能源和原材料，并降低了主轴负载，增长机床行程，且装卸简单，进而延长了夹头的使用寿命，使经济效益和工作效率得到大幅度提高。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的正视图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1至3所示，本发明提供的一种纳米橡胶夹头，包括夹头体1，夹头体包括至少两个夹爪2，夹爪2相互围合形成中部孔3，并且夹爪2通过弹性层4连接，弹性层4的材质为纳米橡胶。

其中，夹爪2设置为三个，每两个夹爪2均通过弹性层4连接，并且弹性层4之间互成120°夹角。

弹性层4的厚度为10mm。

每个夹爪2均包括底座21和夹爪主体22。

每个夹爪主体22的侧壁和上表面均设置有孔5。其中，设置在夹爪主体22上表面上的孔的个数为2个，并且孔5为盲孔。

夹爪2与弹性层4通过热熔粘贴、冷却凝固定型的加工工艺粘接在一起。

其中，纳米橡胶包括以下重量份的组分：丁苯橡胶95份，纳米铜粉2份，乙烯-醋酸乙烯共聚物3份。纳米铜粉的平均粒径为100nm。

纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将95份丁苯橡胶加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入2份纳米铜粉和3份乙烯-醋酸乙烯共聚物，继续沸腾1h，得到混合浆料；

第二步，将混合浆料灌入空缸中，抽真空，使空缸中的真空度为-0.5Mpa，以除去纳米橡胶中存在的空气，防止纳米橡胶中形成气泡、珠眼等，之后自然冷却，凝固后形成纳米橡胶。

夹爪2的材质为SKD61钢材，制造时，先对市售的SKD61钢材进行粗加工，然后进行热处理，之后再进行精密研磨精加工。

将夹爪2装配成纳米橡胶夹头时，将制备好的纳米橡胶通过热熔粘贴再冷却凝固定型的方式装配在夹爪2之间。

使用时，先将钻刀或铣刀等工件放入中部孔3中，然后将合适的工具放入设置在夹爪主体22的侧壁或上表面的孔5中，旋转即可夹紧钻刀或铣刀；逆方向旋转则可取出钻刀或铣刀。

实施例2

与实施例1不同的是：弹性层4的厚度为15mm。

纳米橡胶包括以下重量份的组分：天然橡胶90份，纳米铜粉3份，环氧树脂胶水7份。纳米铜粉的平均粒径为300nm。

纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将90份天然橡胶加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入3份纳米铜粉和7份环氧树脂胶水，继续沸腾2h，得到混合浆料；

第二步，将混合浆料灌入空缸中，抽真空，使空缸中的真空度为-0.3Mpa，以除去纳米橡胶中存在的空气，防止纳米橡胶中形成气泡、珠眼等，之后自然冷却，凝固后形成纳米橡胶。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是：弹性层4的厚度为5mm。

纳米橡胶包括以下重量份的组分：丁腈橡胶85份，纳米铜粉5份，丙烯酸乳液10份。纳米铜粉的平均粒径为500nm。

纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将85份丁腈橡胶加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入5份纳米铜粉和10份丙烯酸乳液，继续沸腾3h，得到混合浆料；

第二步，将混合浆料灌入空缸中，抽真空，使空缸中的真空度为-0.8Mpa，以除去纳米橡胶中存在的空气，防止纳米橡胶中形成气泡、珠眼等，之后自然冷却，凝固后形成纳米橡胶。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1不同的是：弹性层4的厚度为7mm。

纳米橡胶包括以下重量份的组分：三元乙丙橡胶96份，纳米铜粉3份，聚氨酯热熔胶1份。纳米铜粉的平均粒径为500nm。

纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将96份三元乙丙橡胶加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入3份纳米铜粉和1份聚氨酯热熔胶，继续沸腾30min，得到混合浆料；

第二步，将混合浆料灌入空缸中，抽真空，使空缸中的真空度为-0.1Mpa，以除去纳米橡胶中存在的空气，防止纳米橡胶中形成气泡、珠眼等，之后自然冷却，凝固后形成纳米橡胶。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例5

与实施例1不同的是：弹性层4的厚度为20mm。

纳米橡胶包括以下重量份的组分：丁苯橡胶40份、天然橡胶43份，纳米铜粉10份，乙烯-醋酸乙烯共聚物3份和丙烯酸乳液4份。纳米铜粉的平均粒径为1000nm。

纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将40份丁苯橡胶、43份天然橡胶加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入10份纳米铜粉、3份乙烯-醋酸乙烯共聚物和4份丙烯酸乳液，继续沸腾1.5h，得到混合浆料；

第二步，将混合浆料灌入空缸中，抽真空，使空缸中的真空度为-0.99Mpa，以除去纳米橡胶中存在的空气，防止纳米橡胶中形成气泡、珠眼等，之后自然冷却，凝固后形成纳米橡胶。

其余同实施例1，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种纳米橡胶夹头，包括夹头体，其特征在于：所述夹头体包括至少两个夹爪，所述夹爪相互围合形成中部孔，并且所述夹爪通过弹性层连接，所述弹性层的材质为纳米橡胶；

所述纳米橡胶包括以下重量份的组分：橡胶基体80～99份，纳米铜粉2～10份，胶水0.5～10份。

2.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：所述夹爪设置为三个，每两个所述夹爪均通过所述弹性层连接，并且所述弹性层之间互成120°夹角。

3.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：所述弹性层的厚度为5～20mm。

4.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：每个所述夹爪均包括底座和设置在所述底座上的夹爪主体。

5.根据权利要求4所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：每个所述夹爪主体的侧壁和上表面均设置有孔。

6.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：所述橡胶基体为丁苯橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶中的至少一种，所述纳米铜粉的平均粒径为10～1000nm，所述胶水为环氧树脂胶水、乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯酸乳液和聚氨酯热熔胶中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于，所述纳米橡胶的制备方法包括以下步骤：

第一步，先将所述橡胶基体加入热熔炉中，待其熔化沸腾后，加入所述纳米铜粉和所述胶水，继续沸腾20min～3h，得到混合浆料；

第二步，将所述混合浆料灌入空缸中，抽真空，冷却凝固，形成纳米橡胶。

8.根据权利要求7所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：所述真空度为-0.99MPa～-0.1MPa。

9.根据权利要求1所述的纳米橡胶夹头，其特征在于：所述夹爪与所述弹性层通过热熔粘贴、冷却凝固定型的加工工艺粘接在一起。