CN103949900A - 一种车床用弹性夹头机构 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种车床用弹性夹头机构，包括锥度套筒、弹性筒夹、外壳，外壳的后端是安装法兰，锥度套筒内设有内锁紧锥面，弹性筒夹的外圆是外锁紧锥面，弹性筒夹的内孔是工件安装腔，弹性筒夹配合在锥度套筒内，外壳内设有安装孔腔，锥度套筒固定在外壳内的安装孔腔内，弹性筒夹的后端设有内螺纹，弹性筒夹通过内螺纹能与车床拉杆连接；弹性筒夹的前端端面上设有扩张凹形锥槽，外壳的前端固定有端盖，端盖中心是工件空开腔，端盖内侧设有扩张凸起锥面，凸起锥面与扩张凹形锥槽配合；端盖与弹性筒夹之间设有防转销。本发明通过锁紧锥面处和增加的扩张处的双重作用，实现0-3毫米大夹紧行程。

Description

一种车床用弹性夹头机构

技术领域

本发明涉及一种机械加工制造领域中的机床附件，具体是一种普通车床或数控车床上使用的具有0-3毫米大夹紧行程的弹性夹头机构。

背景技术

弹性夹头又称弹性筒夹，是一种使用广泛，精度高，但又容易操作和使用寿命长的工艺装备。用以快速定位、夹紧工件。但市场上能够采购到的标准弹性夹头有2点技术的不足，1：夹紧行程有限，一般仅能提供0-0.2毫米的夹紧行程，在现实生产中遇到一个轴类产品的两端尺寸相差大于1毫米，工艺要求夹紧一端加工完成后要换夹另一端继续加工，普通标准弹性夹头无法实现，只能采用一端加工完成后更换筒夹再夹紧另外一端继续加工，生产效能无法满足生产需要，2：标准弹性夹头如果人为超出使用范围，加大夹紧行程，将会造成筒夹永久变形，无法在松弛后回到原来的标准尺寸。

发明内容

本发明克服现有的不足，提供一种车床用弹性夹头机构，实现0-3毫米大夹紧行程。

构思：本发明的车床用弹性夹头机构采用了双锥面结构的构思，从而实现了弹性夹头具有0-3毫米大夹紧行程。

 本发明的具体技术方案是：一种车床用弹性夹头机构，包括锥度套筒、弹性筒夹、外壳，外壳的后端是安装法兰，锥度套筒内设有内锁紧锥面，弹性筒夹的外圆是外锁紧锥面，弹性筒夹的内孔是工件安装腔，弹性筒夹配合在锥度套筒内，其特征在于：外壳内设有安装孔腔，锥度套筒固定在外壳内的安装孔腔内，弹性筒夹的后端设有内螺纹，弹性筒夹通过内螺纹能与车床拉杆连接；弹性筒夹的前端端面上设有扩张凹形锥槽，外壳的前端固定有端盖，端盖中心是工件空开腔，端盖内侧设有扩张凸起锥面，扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽配合；端盖与弹性筒夹之间设有防转销。   

对上述技术方案的进一步限定：锥度套筒内设有润滑油储存槽，使用时注满油，本夹头工作时高速旋转，产生飞溅和油雾起到润滑的作用。

对上述技术方案的进一步限定：弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的外侧面开口处与弹性筒夹的前端端面外缘厚度为3.5-4.5毫米，弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的内侧面开口处与弹性筒夹的前端端面内缘厚度为3.5-4.5毫米。

对上述技术方案的进一步限定：弹性筒夹的前端端面上扩张凹形锥槽的内侧面是与弹性筒夹的中心轴线平行的；扩张凹形锥槽的外侧面是锥面，与弹性筒夹的中心轴线呈40-50o夹角；端盖内侧的扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽相应。

有益效果：本发明中当弹性筒夹通过车床拉杆带动向内运动，将轴向拉力转换成一垂直于弹簧夹头中心的夹紧力，将工件夹紧；通过对弹性筒夹进行改进，增加扩张凹形锥槽，与端盖上的扩张凸起锥面配合，当拉杆往外运动时推动弹性筒夹前移，脱离锁紧锥面松弛，在自身弹性作用下内径恢复到一定的尺寸，拉杆往外继续运动，弹性筒夹与端盖发生接触，弹性筒夹前端面的扩张凹形锥槽与端盖内侧的扩张凸起锥面相互作用，转换成一垂直于弹簧夹头中心的外张力使筒夹内径涨大到要求的直径；本发明通过锁紧锥面处和增加的扩张处的双重作用，达到3毫米的最大夹紧行程，实现0-3毫米大夹紧行程；锥度套筒与壳体设计成组合件，克服了常规设计中的一体结构，当长期使用锥度磨损时，只需更换锥度套筒，降低成本；弹性筒夹的名义孔直径由于有主动扩张动作做保障，可以使用一般的40cr、 45钢等常见钢材，相比弹簧钢等加工工艺及热处理工艺相对简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中弹性筒夹的结构示意图。

图3是图2所示弹性筒夹的右视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，进一步描述本发明：一种车床用弹性夹头机构，包括锥度套筒6、弹性筒夹1、外壳7，外壳的后端是安装法兰，使用时与车床法兰9连接，外壳7内是安装孔腔，锥度套筒6固定在外壳内的安装孔腔内，锥度套筒内设有内锁紧锥面，弹性筒夹的外圆是外锁紧锥面14，弹性筒夹的内孔是工件安装腔12，弹性筒夹1配合在锥度套筒6内，弹性筒夹的后端设有内螺纹15，弹性筒夹1通过内螺纹能与车床拉杆5连接；弹性筒夹的前端端面上设有扩张凹形锥槽13，外壳的前端固定有端盖4，端盖中心是工件空开腔，端盖内侧设有扩张凸起锥面4a，扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽13配合；端盖与弹性筒夹之间设有防转销3（弹性筒夹上设有销孔2）；通常情况下，外锁紧锥面14的锥度A取30o，与其配套的锥度套筒内锁紧锥面的锥度取27.5-28.5 o。

如图2、图3所示，弹性筒夹1沿轴向从大端面到导向面切割有4条通槽11，这个与标准弹性筒夹作用原理一样，只是为了大行程的需要，相对标准弹性筒夹尺寸稍微加宽处理，可设计为3-4毫米。

如图1所示，锥度套筒内设有润滑油储存槽8，使用时注满油，本夹头工作时高速旋转，产生飞溅和油雾起到润滑的作用。

 如图1、图2所示，弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的外侧面开口处与弹性筒夹的前端端面外缘厚度D为3.5-4.5毫米，弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的内侧面开口处与弹性筒夹的前端端面内缘厚度C为3.5-4.5毫米。

 如图1、图2所示，弹性筒夹的前端端面上扩张凹形锥槽的内侧面是与弹性筒夹的中心轴线平行的；扩张凹形锥槽的外侧面是锥面，与弹性筒夹的中心轴线夹角B为45度；端盖内侧的扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽相应。本发明不局限于此，扩张凹形锥槽的外侧面与弹性筒夹的中心轴线夹角B为40-50o的范围，都可以达到目的。

工作原理：拉杆5的外螺纹与弹性筒夹的后端内螺纹连接，当拉杆往左运动时拉紧弹性筒夹，产生轴向拉力；然后由本机构内锥度套筒前端的内锁紧锥面，将轴向拉力转换成一垂直于弹性筒夹中心的夹紧力将工件夹紧，同时端盖4端面在工艺上起到轴向定位的作用，当拉杆往右运动时推动弹性筒夹前移，脱离锁紧锥面，弹性筒夹松弛，在自身弹性作用下内径恢复到一定的尺寸，拉杆往右继续运动，弹性筒夹与端盖发生接触，弹性筒夹前端面的凹形锥槽与端盖内侧的凸起锥面相互作用，转换成一垂直于弹簧夹头中心的外张力使筒夹内径涨大到要求的名义孔直径，从弹性筒夹与端盖发生接触到筒夹内径涨大到要求的名义孔直径，拉杆往右运动大约2毫米后停止；拉杆的驱动可以是液压，气动等。

本发明的制作及安装过程：下述部件均用45号钢制作；

 弹性筒夹1粗加工预留0.5mm精加工量，完成后淬火，回火至硬度HRC40-45，用万能磨床加工，一次装夹完成导向面，夹紧锥面，夹紧面，再用线切割加工2对对称槽；

 外壳7粗加工留1毫米精加工量，完成厚调质至硬度HRC28-32，安装上车床主轴，用车床自己精加工内孔及端面；

 端盖4粗加工留1毫米精加工量，钻销孔，完成后淬火，回火至硬度HRC40-45，精加工时保证扩张锥面及内端面一次装夹加工完成；

 锥度套筒6粗车后留1毫米精加工量，完成后淬火，回火至硬度HRC40-45，用磨床精磨，一次装夹完成外圆及内锥面；安装：首先启动本装置的驱动机构（液压或气动）确认拉杆往右运动并处于到位的位置，将加工好的锥度套筒6放入壳体7，再将弹性筒夹1的内螺纹旋到拉杆的外螺纹上，旋进到离锥度套筒的锁紧锥面还有2-3毫米间隙时停止，将端盖放到弹性套筒上，端盖的圆柱销插入弹性套筒的销孔，安装端盖的固定螺丝，此时观察是不是弹性套筒刚好能被略微张开端盖又能安装到位，若弹性套筒能张开，而端盖不能到位，侧卸下螺丝，旋转端盖带动弹性套筒一起旋转一定角度再安装螺丝，多次试装后，弹性套筒刚好能被略微张开端盖又能安装到位侧安装完成。

Claims (4)

1.一种车床用弹性夹头机构，包括锥度套筒、弹性筒夹、外壳，外壳的后端是安装法兰，锥度套筒内设有内锁紧锥面，弹性筒夹的外圆是外锁紧锥面，弹性筒夹的内孔是工件安装腔，弹性筒夹配合在锥度套筒内，其特征在于：外壳内设有安装孔腔，锥度套筒固定在外壳内的安装孔腔内，弹性筒夹的后端设有内螺纹，弹性筒夹通过内螺纹能与车床拉杆连接；弹性筒夹的前端端面上设有扩张凹形锥槽，外壳的前端固定有端盖，端盖中心是工件空开腔，端盖内侧设有扩张凸起锥面，扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽配合；端盖与弹性筒夹之间设有防转销。

2.根据权利要求1所述一种车床用弹性夹头机构，其特征在于：锥度套筒内设有润滑油储存槽。

3.根据权利要求1或2所述一种车床用弹性夹头机构，其特征在于：弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的外侧面开口处与弹性筒夹的前端端面外缘厚度为3.5-4.5毫米，弹性筒夹的尺寸设置要保证扩张凹形锥槽的内侧面开口处与弹性筒夹的前端端面内缘厚度为3.5-4.5毫米。

4.根据权利要求1或2所述一种车床用弹性夹头机构，其特征在于：弹性筒夹的前端端面上扩张凹形锥槽的内侧面是与弹性筒夹的中心轴线平行的；扩张凹形锥槽的外侧面是锥面，与弹性筒夹的中心轴线呈40-50o夹角；端盖内侧的扩张凸起锥面与扩张凹形锥槽相应。