CN103991030B - 陶瓷产品内孔加工夹具装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于陶瓷产品加工设备领域，提供了一种陶瓷产品内孔加工夹具装置，包括用于夹持固定待加工内孔的陶瓷产品的固定夹和将所述陶瓷产品锁定于所述固定夹上的锁紧螺母，还包括可使所述固定夹沿所述陶瓷产品的待加工所述内孔的径向弹性晃动的支撑机构，所述固定夹安装于所述支撑机构上。通过使用可以径向弹性晃动的弹性套筒来支撑陶瓷产品。在研磨棒研磨陶瓷产品时，当研磨棒发生振动时，弹性套筒的自由端会随研磨棒同步振动，则弹性套筒的自由端支撑的陶瓷产品会跟随研磨棒同步振动或晃动，即在待加工的内孔的轴向方向，该内孔与研磨棒始终共轴，从而保证内孔的加工精度。

Description

陶瓷产品内孔加工夹具装置

技术领域

本发明属于陶瓷产品加工设备领域，尤其涉及一种陶瓷产品内孔加工时用来夹持陶瓷产品的陶瓷产品内孔加工夹具装置。

背景技术

陶瓷产品加工时，往往需要在陶瓷产品上加工内孔。一般是使用研磨棒研磨加工陶瓷产品的内孔。通过电机主轴夹住研磨棒进行高速旋转，再使用夹具夹持陶瓷产品，然后使陶瓷产品朝向研磨棒进给，以加工出陶瓷产品的内孔。现有技术的夹具为刚性结构，陶瓷产品内孔在研磨加工时，陶瓷产品与高速旋转的研磨棒之间作用力较大，由于在电机等驱动机构带动研磨棒转动时，必不可少地会产生振动，这样会对陶瓷产品的内孔的径向产品相对较大的作用力，而刚性夹具夹持的陶瓷产品在其内孔的径向方向上超出研磨力以外的径向力无法释放，导致陶瓷产品的内孔在研磨过程中将导致卡滞，造成陶瓷产品的内孔精度低而报废。请参阅图1，使用现有技术加工的陶瓷产品9＇的内孔91＇，部分位置于研磨棒的振动导致内孔91＇的孔径不一致，如图1中陶瓷产品9＇内孔91＇的两端的直径较大，这种陶瓷产品9＇的内孔91＇精度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷产品内孔加工夹具装置，旨在解决现有技术陶瓷产品的内孔加工精度低的问题。

本发明是这样实现的，一种陶瓷产品内孔加工夹具装置，包括用于夹持固定待加工内孔的陶瓷产品的固定夹和将所述陶瓷产品锁定于所述固定夹上的锁紧螺母，所述锁紧螺母安装于所述固定夹上，还包括可使所述固定夹沿所述陶瓷产品的待加工所述内孔的径向弹性晃动的支撑机构，所述支撑机构包括可径向弹性晃动的弹性套筒和固定所述弹性套筒的固定板，所述弹性套筒包括与所述固定板固定的固定端及与该固定端部相对的自由端，所述固定夹安装于所述弹性套筒的所述自由端，所述弹性套筒的轴向与所述陶瓷产品上的待加工的所述内孔的轴向相同。

进一步地，所述弹性套筒包括靠近所述自由端的第一段、靠近所述固定端的第二段和连接所述第一段和所述第二段的连接段，所述第二段的直径大于所述第一段的直径。

进一步地，所述连接段垂直于所述弹性套筒的轴线方向，所述连接段的相对内侧与所述第一段相连，所述连接段的相对外侧与所述第二段相连。

进一步地，还包括用于抵顶所述弹性套筒的外侧以对该弹性套筒进行对中的缓冲对中机构，所述缓冲对中机构安装于所述固定板上。

进一步地，所述缓冲对中机构包括抵顶所述弹性套筒外侧面的三个抵顶件、朝向所述弹性套筒的方向抵压三个所述抵顶件的弹性压环和支撑所述抵顶件的支撑座，三个所述抵顶件间隔设置且滑动安装于所述支撑座上，所述支撑座安装于所述固定板上。

进一步地，三个所述抵顶件均匀分布于所述弹性套筒的外围，且两两所述抵顶件之间的夹角相等。

进一步地，所述弹性压环为弹性卡环，三个所述抵顶件上均开设有支撑所述弹性卡环的卡槽。

进一步地，还包括用于将所述陶瓷产品顶出所述固定夹的顶出机构，所述顶出机构与所述支撑机构相连。

进一步地，所述固定夹的轴向呈中空状，所述顶出机构包括用于抵顶所述陶瓷产品的顶杆，所述顶杆滑动安装于所述支撑机构中，且所述顶杆的一端插装于所述固定夹中。

进一步地，还包括安装座，所述安装座上设有安装套，所述支撑机构和所述缓冲对中机构均设于所述安装套中。

本发明通过使用可以径向弹性晃动的弹性套筒来支撑陶瓷产品。在研磨棒研磨陶瓷产品时，当研磨棒发生振动时，弹性套筒的自由端会随研磨棒同步振动，则弹性套筒的自由端支撑的陶瓷产品会跟随研磨棒同步振动或晃动，即在待加工的内孔的轴向方向，该内孔与研磨棒始终共轴，从而保证内孔的加工精度。

附图说明

图1是使用现有技术的夹具夹持陶瓷产品时加工的内孔的剖视结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种陶瓷产品内孔加工夹具装置的立体结构示意图；

图3是图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置的第一位置的剖视结构示意图；

图4是图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置的第二位置的剖视结构示意图；

图5是图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置的第三位置的剖视结构示意图；

图6是图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置的内部结构示意图；

图7是图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置的分解结构示意图；

图8是图7中弹性套筒的剖视放大结构示意图；

图9是图7中固定夹的放大结构示意图。

图10是利用图1的陶瓷产品内孔加工夹具装置夹持的陶瓷产品加工后的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图2，本发明实施例提供的一种陶瓷产品内孔加工夹具装置。具体结构请参阅图3、图4、图7和图10，该陶瓷产品内孔加工夹具装置包括固定夹1、锁紧螺母2和支撑机构3。其中，固定夹1是用来夹持固定待加工内孔91的陶瓷产品9，以便使用研磨棒对该陶瓷产品9进行研磨加工内孔91。锁紧螺母2用于将陶瓷产品9锁定在固定夹1上，以使陶瓷产品9与固定夹1相对静止。支撑机构3用来支撑固定夹1用，该支撑机构3可以使安装在其上的固定夹1沿着陶瓷产品9的待加工的内孔91的径向弹性晃动，即使用研磨棒加工陶瓷产品9，当研磨棒发生径向振动晃动时，固定夹1可以沿垂直于研磨棒的轴向方向弹性晃动，从而可以使其夹持的陶瓷产品9随研磨棒同步晃动。

通过使用上述支撑机构3，当固定夹1安装在该支撑机构3上，并将陶瓷产品9安装在固定夹1上后，陶瓷产品9可以随固定夹1一起沿着陶瓷产品9的待加工的内孔91的径向弹性晃动。在研磨棒研磨陶瓷产品9时，研磨棒发生振动时，会产生轻微移动，该移动方向可以分解为沿待加工内孔91的轴向方向移动和沿待加工内孔91的径向方向移动。当研磨棒沿待加工内孔91的轴向移动则不会对研磨精度产生较大影响；而当研磨棒沿待加工的内孔91的径向移动时，安装在支撑机构3上的固定夹1会随研磨棒同步移动，即支撑机构3上支撑的陶瓷产品9会跟随研磨棒同步振动或晃动，即在待加工的内孔91的轴向方向，该内孔91与研磨棒始终共轴，从而保证内孔91的加工精度，同时也可以防止研磨棒因过载而损坏，起到保护研磨棒的作用。

请参阅图3、图4和图8，支撑机构3是使用弹性套筒32和固定板31来实现的。其中弹性套筒32可以径向弹性晃动，且弹性套筒32包括相对的自由端326和固定端327，其中自由端326与固定夹1相连，并且弹性套筒32的轴向与陶瓷产品9的待加工内孔91的轴向相同，通过弹性套筒32来支撑固定夹1。弹性套筒32的固定端327与固定板31相连，以方便安装、移动该陶瓷产品内孔加工夹具装置。由于弹性套筒32的固定端327固定在固定板31上，自由端326可以径向弹性晃动，当固定夹1安装在弹性套筒32的自由端326后，固定夹1则可以沿弹性套筒32的径向晃动；而固定端327与固定板31相对固定，则可以相对限定自由端326的径向晃动幅度，保证其轴向同心的对中，使陶瓷产品9的内孔91的轴向与研磨棒轴向一致。在研磨棒研磨陶瓷产品9中，研磨棒发生径向振动移动时，由于固定夹1可以径向晃动，则其上的陶瓷产品9会随研磨棒同步发生径向振动移动，从而可以防止内孔91的加工精度的降低，减小因振动而引起的精度降低，提高陶瓷产品9上内孔91加工的精度。弹性套筒32可以使用相对较薄、具有良好弹性的金属制造，也可以使用塑料制造，如可以使用硬度为70A(其中字母A为邵氏硬度单位SHOREA，即邵氏硬度A)的PU(Polyurethane，中文名为聚氨基甲酸酯简称聚氨酯)。

请参阅图3、图7和图8，弹性套筒32的自由端326上设有第一法兰324，而固定夹1的底部对应设有固定法兰12，通过第一法兰324与固定法兰12配合，使用连接螺栓13将固定夹1安装在弹性套筒32的自由端326。在其它实施例中，也可以使用其它方式连接固定夹1与弹性套筒32，如将固定夹1焊接在弹性套筒32的自由端326。

本实施例中，弹性套筒32的固定端327设有第二法兰325，固定板31上开设有配合安装第二法兰325的安装孔311，通过螺栓将第二法兰325安装在固定板31上。在其它实施例中，也可以将弹性套筒32的固定端327焊接在固定板31上。

进一步地，弹性套筒32包括靠近自由端326的第一段321、靠近固定端327的第二段322和连接第一段321和第二段322的连接段323，第二段322的直径大于第一段321的直径。将弹性套筒32的第二段322的直径设置大于其第一段321的直径，则在弹性套筒32径向晃动时，其第一段321相对晃动需要的径向力相对较小，其第二段322侧相对晃动较小，能更好的与固定板31相连，并且还可以起到复位对中固定夹1的作用，即当研磨棒的径向振动幅度变小，对陶瓷产品9施加的径向作用力减小时，通过连接段323的过渡，可以对弹性套筒32的第一段321提供朝向弹性套筒32的中心轴线位置的作用力，从而使其第一段321复位对中，进而使陶瓷产品9复位，防止弹性套筒32径向晃动过大而影响研磨精度。

本实施例中，连接段323垂直于弹性套筒32的轴线方向，其相对内侧与第一段321相连，其相对外侧与第二段322相连。将连接段323设置为垂直于弹性套筒32的轴线方向，可以在对保证第一段321能良好径向晃动的情况下，对第一段321提供适当的朝向弹性套筒32的轴线位置的作用力，以便其复位，即保证弹性套筒32的第一段321径向晃动灵活且幅度适当。在其它实施例中，连接段323也可以倾斜设置，即连接段323由第二段322渐变至第一段321。更优地方案为当连接段323呈渐变状时，可以将其制作相对较薄，以提供良好地弹性。

请参阅图3、图7和图9，固定夹1为三瓣夹，其具有三个夹持瓣11，通过三个夹持瓣11夹持住陶瓷产品9。进一步地，该陶瓷产品内孔加工夹具装置还包括螺纹套7，螺纹套7上设有与锁紧螺母2配合的外螺纹(未示出)，而锁紧螺母2的内螺纹孔的一端设有呈逐渐缩小的锥形斜面21，侧通过锥形斜面21抵压夹持瓣11来夹紧陶瓷产品9。夹持瓣11的顶端的外表面设有与锥形斜面21配合的导向面111，设置导向面111起导向作用，便于锁紧螺母2抵压夹持瓣11。当然，在其它一些实施例中，也可以在固定夹1上设置与锁紧螺母2的内螺纹相配合的外螺纹，如在固定夹1的中部设置外螺纹。当锁紧螺母2安装在固定夹1上，并抵压夹持瓣11从而夹持住陶瓷产品9。在另一些实施例中，也可以将螺纹套7紧配在固定夹1上。

请一并参阅图9，本实施例中，螺纹套7的底端设有与第一法兰324配合的压板法兰71，压板法兰71套设在固定夹1上，通过压板法兰71和第一法兰324抵压固定夹1，从而可以起到保护固定夹1的作用和固定螺纹套7的作用。而将压板法兰71套设在固定夹1上，还可以通过螺纹套7起到定位固定夹1的作用，进而更好地定位陶瓷产品9。

请参阅图4、图5和图6，该陶瓷产品内孔加工夹具装置还包括缓冲对中机构4，缓冲对中机构4安装于固定板31上，以通过固定板31来支撑缓冲对中机构4。缓冲对中机构4用于抵顶弹性套筒32的外侧以对该弹性套筒32进行对中，方便弹性套筒32快速复位。由于弹性套筒32的固定端327固定在固定板31上，而其自由端326上安装固定夹1，当研磨棒对陶瓷产品9施加一个相对较大的径向作用力时，弹性套筒32的自由端326会随研磨棒径向弹性晃动。在研磨棒对陶瓷产品9施加的相对较大的径向作用力消失时，即研磨棒复位时，弹性套筒32的自由端326会发生回弹，以进行复位。然而在弹性套筒32回弹过程中，其自由端326在惯性作用下会继续发生晃动，这些晃动的惯性作用力，会导致研磨棒与陶瓷产品9之间的径向作用力增加，而降低加工精度。设置缓冲对中机构4，以抵顶弹性套筒32的外侧，可以起到缓冲作用，以吸收弹性套筒32回弹的惯性作用力，减小陶瓷产品9的振动，提高其内孔91的加工精度。设置缓冲对中机构4，还可以限定弹性套筒32的径向晃动幅度，保证其轴向同心的对中，使陶瓷产品9的内孔91的轴向与研磨棒轴向一致，提高加工精度。优先地方案为缓冲对中机构4抵顶弹性套筒32靠近其自由端326的位置，以更好地吸收惯性作用力，以及对弹性套筒32的自由端326进行对中。

本实施例中，缓冲对中机构4包括抵顶弹性套筒32外侧面的三个抵顶件41、弹性压环42和支撑抵顶件41的支撑座43，三个抵顶件41间隔设置且滑动安装于支撑座43上，支撑座43安装于固定板31上。三个抵顶件41安装于弹性压环42中，使弹性压环42朝向弹性套筒32的方向抵压三个抵顶件41，从而使抵顶件41抵顶住弹性套筒32。通过弹性压环42抵压三个抵顶件41，以提供弹性压力，三个抵顶件41抵顶弹性套筒32的外侧面，以实现弹性套筒32的自动对中定位。另外，当弹性套筒32径向晃动时，三个抵顶件41会随弹性套筒32移动，而弹性压环42可以吸收弹性套筒32的惯性作用力。在其它实施例中，缓冲对中机构4也可以使用橡胶套，并在该橡胶套中凸设用来抵顶弹性套筒32的外侧面的凸杆来实现。

进一步地，三个抵顶件41均匀分布于弹性套筒32的外围，且两两抵顶件41之间的夹角相等。即相邻两个抵顶件41之间的夹角为120度。将三个抵顶件41均匀设置在弹性套筒32的外围，可以使弹性套筒32的周向受力均匀，更好的使弹性套筒32对中，以及吸收其晃动时的惯性力。本实施例中，抵顶件41为滑动安装在支撑座43上的铆钉。其它实施例中，抵顶件41也可以为滑动安装在支撑座43上的滑杆等。

请参阅图3、图4和图7，本实施例中，支撑座43包括套设于弹性套筒32外侧的支撑套431，支撑套431上开设有供抵顶件41插入的通孔432。抵顶件41滑动插入相应的通孔432中，从而支撑住抵顶件41，并且当弹性套筒32径向晃动时，抵顶件41可以沿支撑套431上的通孔432移动。支撑套431可以固定在支撑机构3的固定板31上。其它实施例中，也可以用多个安装在固定板31上的安装板来支撑抵顶件41。

本实施例中，弹性压环42为弹性卡环，三个抵顶件41上均开设有支撑弹性卡环的卡槽411。通过三个抵顶件41上的卡槽411来支撑弹性卡环、安装方便。在其它实施例中，弹性压环42也可以为圆筒状，其内侧设置凹槽，将抵顶件41安装在其凹槽中。弹性压环42还可以使用折弯成圆形有金属丝制成，当然，使用金属丝制成弹性压环42，还可以在抵顶件41上开设插孔，以安装弹性压环42。

请参阅图2、图3和图7，为了方便安装和移动该陶瓷产品内孔加工夹具装置，该夹具装置还包括安装座6，安装座6上设有安装套61，支撑机构3和缓冲对中机构4均设于安装套61中。如本实施例中，固定板31与安装套61的一端固定相连。缓冲对中机构4的支撑套431的远离支撑机构3的固定板31的一端还设有连接法兰，连接法兰与安装套61的相对另一端固定相连。

请参阅图3、图4和图7，进一步地，在加工完陶瓷产品9的内孔91后，为方便从固定夹1上卸下陶瓷产品9，该陶瓷产品内孔加工夹具装置还包括用于将陶瓷产品9顶出固定夹1的顶出机构5，顶出机构5与支撑机构3相连。

进一步地，固定夹1的轴向呈中空状。顶出机构5包括用于抵顶陶瓷产品9的顶杆51，顶杆51滑动安装于支撑机构3中，且顶杆51的一端插装于固定夹1中。通过顶杆51抵顶陶瓷产品9，从而将加工好的陶瓷产品9卸出固定夹1。本实施例中，顶杆51插装于弹性套筒32中，并穿过该弹性套筒32伸入固定夹1中，以抵顶陶瓷产品9。

进一步地，顶出机构5还包括顶出弹簧52，顶出弹簧52安装于固定板31上，并抵顶顶杆51的远离固定夹1的一端。设置顶出弹簧52，以实现自动顶出陶瓷产品9，提高生产效率。

为方便安装顶出弹簧52，可以将顶出弹簧52套设在顶杆51的远离固定夹1的一端，并且在顶杆51上设置止挡顶出弹簧52的凸台53。

进一步地，固定板31上还设有定位套54，顶出弹簧52安装在定位套54中。设置定位套54，以方便安装顶出弹簧52。

为调节顶出弹簧52抵顶顶杆51的力度，该顶出机构5还包括调压螺栓55，调压螺栓55螺纹安装在固定板31上，并穿过固定板31抵顶顶出弹簧52，从而调节顶出弹簧52的压缩量。为更好地使调压螺栓55抵压顶出弹簧52，在调压螺栓55与顶出弹簧52之间还设有滑块56，通过调压螺栓55推动滑块56，抵压顶出弹簧52。滑块56配合滑动安装在定位套54中。

请参阅图4、图7和图10，使用该陶瓷产品内孔加工夹具装置夹持加工的陶瓷产品9的内孔91精度高，其内孔91的孔径一致性好，内孔91的加工精度可以达到2-5μm(0.002-0.005mm)的高精度。而当在圆形陶瓷产品9的中心轴上加工内孔91时，也可以达到高精确的同心度，同心度可以达到0.02mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陶瓷产品内孔加工夹具装置，包括用于夹持固定待加工内孔的陶瓷产品的固定夹和将所述陶瓷产品锁定于所述固定夹上的锁紧螺母，所述锁紧螺母安装于所述固定夹上，其特征在于，还包括可使所述固定夹沿所述陶瓷产品的待加工所述内孔的径向弹性晃动的支撑机构，所述支撑机构包括可径向弹性晃动的弹性套筒和固定所述弹性套筒的固定板，所述弹性套筒包括与所述固定板固定的固定端及与该固定端部相对的自由端，所述固定夹安装于所述弹性套筒的所述自由端，所述弹性套筒的轴向与所述陶瓷产品上的待加工的所述内孔的轴向相同。

2.如权利要求1所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，所述弹性套筒包括靠近所述自由端的第一段、靠近所述固定端的第二段和连接所述第一段和所述第二段的连接段，所述第二段的直径大于所述第一段的直径。

3.如权利要求2所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，所述连接段垂直于所述弹性套筒的轴线方向，所述连接段的相对内侧与所述第一段相连，所述连接段的相对外侧与所述第二段相连。

4.如权利要求1所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，还包括用于抵顶所述弹性套筒的外侧以对该弹性套筒进行对中的缓冲对中机构，所述缓冲对中机构安装于所述固定板上。

5.如权利要求4所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，所述缓冲对中机构包括抵顶所述弹性套筒外侧面的三个抵顶件、朝向所述弹性套筒的方向抵压三个所述抵顶件的弹性压环和支撑所述抵顶件的支撑座，三个所述抵顶件间隔设置且滑动安装于所述支撑座上，所述支撑座安装于所述固定板上。

6.如权利要求5所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，三个所述抵顶件均匀分布于所述弹性套筒的外围，且两两所述抵顶件之间的夹角相等。

7.如权利要求6所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，所述弹性压环为弹性卡环，三个所述抵顶件上均开设有支撑所述弹性卡环的卡槽。

8.如权利要求1-7任一项所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，还包括用于将所述陶瓷产品顶出所述固定夹的顶出机构，所述顶出机构与所述支撑机构相连。

9.如权利要求8所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，所述固定夹的轴向呈中空状，所述顶出机构包括用于抵顶所述陶瓷产品的顶杆，所述顶杆滑动安装于所述支撑机构中，且所述顶杆的一端插装于所述固定夹中。

10.如权利要求4所述的陶瓷产品内孔加工夹具装置，其特征在于，还包括安装座，所述安装座上设有安装套，所述支撑机构和所述缓冲对中机构均设于所述安装套中。