CN103692264A - 内孔定位胀紧夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内孔定位胀紧夹具，它由拉杆、厚蝶形弹簧片和薄蝶形弹簧片共同组成。所述拉杆大直径端同轴配对叠加厚蝶形弹簧片和薄蝶形弹簧片。所述厚蝶形弹簧片位于外层，薄蝶形弹簧片位于内层，两者直径等于内孔直径，厚蝶形弹簧片端面边沿由均布的径向开口槽分隔成瓣块，其中的一只开口槽被加宽成定位槽。薄蝶形弹簧片端面边沿仅设有均布的开口槽，由径向开口槽分隔的瓣块尺寸相同。厚蝶形弹簧片壁厚H比薄蝶形弹簧片的壁厚H’厚1.0mm～2.0mm，厚蝶形弹簧片的蝶形角α比薄蝶形弹簧片的蝶形角α’大30～50。本发明中蝶形弹簧片采取差别化设计，弹性模量小的薄蝶形弹簧片先发生弹性变形起到定位工件的作用，滞后弹性变形的厚蝶形弹簧片主要作用是胀紧工件。

Description

内孔定位胀紧夹具
技术领域
本发明涉及一种机械加工定位夹具，具体地讲，本发明涉及一种以内孔定位且胀紧的夹具。
背景技术
外齿齿轮因结构特殊，机加工时较难实现定位和夹紧。为了做到齿轮内孔与后续加工面之间的形位公差达到设计要求，通常采用以内孔为定位基准的夹具实施机加工。成组同轴叠加的蝶形弹簧片是内孔定位夹具的主要零件，从理论上讲蝶形弹簧片定位精度很高，实践中往往达不到预期要求。经分析蝶形弹簧片不均匀弹性扩张的原因主要有两方面，首先是蝶形弹簧片边沿均布的径向槽等分精度差，其次是蝶形弹簧片本身材质中微观组织和成份偏析等缺陷，这些原因都能影响由径向槽分隔成的瓣块向外弹性扩张的一致性。另外，为了防止蝶形弹簧片受力产生圆周方向旋动，现有技术制造的蝶形弹簧片都设有定位槽与夹具主体上的销配合止旋，定位槽在结构上加大各瓣弹性扩张的不均匀性。正由于上述诸多原因的存在，蝶形弹簧片定位精度不高，所以工程中通常不将蝶形弹簧片作为高精度定位夹具的定位元件。
发明内容
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
内孔定位胀紧夹具，它由拉杆、厚蝶形弹簧片和薄蝶形弹簧片共同组成。所述拉杆为台肩轴，轴段与配套机床主轴内孔间隙配合，大直径端同轴配对叠加厚蝶形弹簧片和薄蝶形弹簧片。其改进之处在于：所述厚蝶形弹簧片位于外层，薄蝶形弹簧片位于内层，两者直径等于工件内孔直径，厚蝶形弹簧片端面边沿由均布的径向开口槽分隔成瓣块，其中的一只开口槽被加宽成定位槽，定位槽构成两侧相邻的瓣块宽度减小。薄蝶形弹簧片端面边沿仅设有均布的开口槽，由径向开口槽分隔的瓣块尺寸相同。
上述结构中，厚蝶形弹簧片的壁厚H比薄蝶形弹簧片的壁厚H’厚1.0mm～2.0mm，厚蝶形弹簧片的蝶形角α比薄形弹簧片的蝶形角α’大30～50。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、差别化设计的蝶形弹簧片结构合理，制作容易；
2、同轴配对叠加的蝶形弹簧片因差别化设计，其外扩张性能不同；内层的薄蝶形弹簧片壁厚较薄，故弹性好且瓣块均匀，受力后瓣块首先外扩张与工件内孔配合定位；外层的厚蝶形弹簧片壁厚相对厚一些，受力后瓣块弹性变形滞后一点，外扩张的瓣块仅起到辅助定位和胀紧作用。
附图说明
图1是本发明作外齿齿轮坯内孔定位和胀紧的实施例结构剖面示意图。
图2是图1中厚蝶形弹簧片平面结构示意图。
图3是图2的剖面图。
图4是图1中薄蝶形弹簧片平面结构示意图。
图5是图4的剖面图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的内孔定位胀紧夹具用于加工环形齿轮内孔，它由拉杆1、厚蝶形弹簧片2和薄蝶形弹簧片3共同组成。此种芯轴类定位夹具的载体是拉杆1，拉杆1为台肩轴，轴段与配套机床主轴4内孔间隙配合，大直径端同轴配对叠加厚蝶形弹簧片2和薄蝶形弹簧片3。拉杆1的尾端为螺纹轴段，该螺纹轴段用于连接配套机床的直行动力元件构成随动机构。为了达到精确定位和夹紧的目的，本发明对配套的蝶形弹簧片采取差别化设计，具体做法是位于外层的厚蝶形弹簧片2采用常规设计，即厚蝶形弹簧片2的厚度H和蝶形角α按标准规定确定，端面边沿由均布的径向开口槽2.1分隔成瓣块2.2。为了防止厚蝶形弹簧片2在工件5内孔中发生转动，通常将其中的一只开口槽2.1加宽成定位槽2.3，定位槽2.3由销钉限位止旋。因定位槽2.3的设置直接减小所在位置两侧相邻瓣块2.2的宽度，造成厚蝶形弹簧片2端面上的瓣块2.2不一样大，其结果是各瓣块2.2的弹性模量不一样大，扩张时产生的胀力不一致，易形成偏心胀紧。本发明中为了提高定位精度，将位于内层的薄蝶形弹簧片3厚度H’减薄，H’比厚蝶形弹簧片2厚度H薄1.0mm，其蝶形角α’比厚蝶形弹簧片2的蝶形角α小30。另外，薄蝶形弹簧片3端面边沿上仅设有均布的开口槽3.1。通过上述差别化设计，薄蝶形弹簧片3的弹性模量比厚蝶形弹簧片2小许多，更易弹性变形，而且各瓣块3.2尺寸一样大小，扩张时产生的胀力均匀，在工件5内孔中首先起到定位作用，其次才是胀紧作用。而厚蝶形弹簧片2因弹性模量相对大一些，弹性变形滞后，在结构中主要起到胀紧作用和辅助定位作用。本发明尽管结构简单，但配置合理、分工明确、功能互补，极大地提高工件5的定位精度，工件5的加工精度达5级，比现有技术提高2级。

Claims (2)

1.一种内孔定位胀紧夹具，它由拉杆（1）、厚蝶形弹簧片（2）和薄蝶形弹簧片（3）共同组成；所述拉杆（1）为台肩轴，轴段与配套机床主轴（4）内孔间隙配合，大直径端同轴配对叠加厚蝶形弹簧片（2）和薄蝶形弹簧片（3）；其特征在于：所述厚蝶形弹簧片（2）位于外层，薄蝶形弹簧片（3）位于内层，两者直径等于工件（5）内孔直径，厚蝶形弹簧片（2）端面边沿由均布的径向开口槽（2.1）分隔成瓣块（2.2），其中的一只开口槽（2.1）被加宽成定位槽（2.3），定位槽（2.3）构成两侧相邻的瓣块（2.2）宽度减小；薄蝶形弹簧片（3）端面边沿仅设有均布的开口槽（3.1），由径向开口槽（3.1）分隔的瓣块（3.2）尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的内孔定位胀紧夹具，其特征在于：所述厚蝶形弹簧片（2）的壁厚H比薄蝶形弹簧片（3）的壁厚H’厚1.0mm～2.0mm，厚蝶形弹簧片（2）的蝶形角α比薄形弹簧片（3）的蝶形角α’大30～50。
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