CN105057725A - 分段式涨簧夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段式涨簧定位夹紧装置。所述夹紧装置包括主轴；所述主轴固定套装有中间活动支撑体和相对主轴可轴向移动的活动锥体；所述中间活动支撑体上套装有固定锥体和分段式涨簧，该中间活动支撑体的外壁与分段式涨簧的内壁中段保持接触；所述分段式涨簧的两端均具有内锥孔，所述固定锥体的一端具有与所述分段式涨簧的一端内锥孔形成锥面配合的外锥面结构，所述活动锥体的一端与所述分段式涨簧的一端内锥孔形成锥面配合的外锥面结构，使活动锥体沿着主轴轴线方向向固定锥体移动时均匀挤压分段式涨簧。本发明采用分段式涨簧定位夹紧和中段辅助支承等手段，进一步满足了长筒形薄壁件的加工精度要求。

Description

分段式涨簧夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种分段式涨簧定位夹紧装置，属于机械加工技术领域,尤其适用于长圆筒薄壁件的机械精密加工。

背景技术

目前加工长筒形薄壁件，一般采用内涨式定心涨簧定位夹紧加工外形，能较好保证工件等壁厚、内外圆同轴度等要求，但对于高精度的大直径长筒形薄壁件，若采用内涨式定心涨簧定位夹紧方式，根据定心涨簧工作原理，涨簧仅两端内锥圆线支承工件，中部处于悬浮软夹紧状态，薄壁工件中部的加工刚性还是较弱，这对全长壁厚精度（壁厚差<0.05mm）有要求的工件，是极为不利的，甚至有的设计者放弃这种定位夹紧方式。

发明内容

本发明旨在提供一种分段式涨簧定位夹紧装置，采用分段式涨簧定位夹紧和中段辅助支承等手段，进一步满足了长筒形薄壁件的加工精度要求。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种分段式涨簧定位夹紧装置，包括用于与机床主轴相联的主轴；其结构特点是，所述主轴固定套装有中间活动支撑体和相对主轴可轴向移动的活动锥体；所述中间活动支撑体上套装有固定锥体和用于支撑长筒形薄壁件的分段式涨簧，该中间活动支撑体的外壁与分段式涨簧的内壁中段保持接触；所述分段式涨簧的两端均具有内锥孔，所述固定锥体的一端具有与所述分段式涨簧的一端内锥孔形成锥面配合的外锥面结构，所述活动锥体的一端与所述分段式涨簧的一端内锥孔形成锥面配合的外锥面结构，使活动锥体沿着主轴轴线方向向固定锥体移动时均匀挤压分段式涨簧。

由此，工作时，通过固定锥体和活动锥体挤压分段式涨簧的两端，同时通过中间活动支撑体支撑分段式涨簧的中部，防止长筒形薄壁件中部支撑不足，可以极大地保证长筒形薄壁件均匀地处于定位夹紧状态。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，所述中间活动支撑体为锥形结构，其外壁具有锥形面，所述分段式涨簧的内壁中段向内延伸有环状凸起，该环状凸起具有单向支承弹性锥面，所述环状凸起的锥面与所述中间活动支撑体的外壁锥形面形成锥面配合。

进一步地，所述固定锥体的锥形面末端具有限制分段式涨簧移动的定位端面。

所述固定锥体的外端具有用于驱动固定锥体朝活动锥体移动的螺母，所述中间活动支撑体上具有与该螺母螺纹配合的外螺纹。为了方便调节螺母，所述螺母外壁固定装有驱动其转动的手柄。

为了更好地实现分段式涨簧均匀胀开来支撑长筒形薄壁件的效果，所述分段式涨簧的壁面上开有多条开口涨槽。

多条开口涨槽均布交错布置在分段式涨簧的壁面上，且开口涨槽的长度方向与分段式涨簧的长度方向一致。

所述主轴的外端通过紧固螺钉装有压板，该压板可在紧固螺钉的紧固下驱动活动锥体向固定锥体靠拢。

所述主轴上套装有弹簧，该弹簧的一端紧压在主轴中部的定位台阶上，另一端紧压在所述活动锥体上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用分段式涨簧双向夹紧方式，克服了由于加工应力使产品发生的形变，保证了所加工产品的壁厚差均匀，具有操作方便、安全、可靠等特点。

2、结构设计合理，根据圆筒形薄壁件刚性差又极易变形的特点，采用分段式涨簧作为主定位，使涨簧均匀涨紧工件全段内壁，对于长圆筒形薄壁件，增加了其刚性，减少了加工过程中产生的切削振动和变形，加工精度大大提高。

本发明主要应用于大直径内孔（＞φ160）长圆筒异形薄壁件的精加工，特别适合于内形台阶众多的高精度薄壁(<1.5mm)零件的装夹。可一次精加工零件的内外圆，使内外圆具有很高的同轴度精度(<φ0.06)。具有定位精度高、安全、可靠、操作简单等优点。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构原理图；

图2是图1的分段式涨簧结构示意图。

具体实施方式

一种双向分段涨簧定位及中段辅助支承联合夹紧装置，如图1所示，包括主轴1、销2、螺母3、固定锥体4、防转销5、止动螺钉6、中间活动支撑体7、键8、调整垫圈9、分段式涨簧10、弹簧11、活动锥体12、限位螺钉13、压板14、紧固螺钉15、手柄16等零件。结构为：轴1与机床主轴内孔联接，并用长螺杆将夹具轴拉紧；固定锥体4孔压入轴后，用止动螺钉6固定；将分段式涨簧10一端放置于固定锥体的锥面上，其涨簧上的开口槽对准防转销，再将中间活动支撑体7装入轴上，并将四个凸台对准固定锥体上的腰形孔，拧上螺母3；依次装入调整垫圈9、压缩弹簧11，再把活动锥体孔放入轴内，其锥面与涨簧锥面贴合，并给压缩弹簧预压力，再装压板14、紧固螺钉15；装上工件后，首先拧紧螺钉15，再用手柄拧紧螺母3，使涨簧均匀涨紧工件内孔。

所述涨簧内圆锥顶角为α角，且两端有槽宽为数毫米的互相均衡错位的多个开口涨槽18(两端对称)。

分段式涨簧中部内腔设计了单向支承弹性锥面，工作锥面为β角。

该夹具装夹的基本操作要点:将工件内形套入分段式涨簧10中,并使工件左端面紧贴固定锥体4定位面；装上工件后，首先拧紧紧固螺钉15，再用手柄16拧紧螺母3，使中间活动支撑体7轴向移动并涨紧涨簧10而固紧工件，完成工件装夹。工件加工完成后，卸下工件时,先松开大螺母3后,再松开紧固螺钉15，活动锥体12借助弹簧11的弹力，松开涨簧10，将工件退出。

本发明的应用扩展：根据产品内形及长度大小，可设计各种特殊的分段式涨簧，仅改变定位定心外圆直径，借用同一种芯轴，形成尺寸系列化的加工夹具，满足不同直径产品的加工要求。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种分段式涨簧定位夹紧装置，包括用于与机床主轴相联的主轴（1）；其特征在于，所述主轴（1）固定套装有中间活动支撑体（7）和相对主轴（1）可轴向移动的活动锥体（12）；所述中间活动支撑体（7）上套装有固定锥体（4）和用于支撑长筒形薄壁件的分段式涨簧（10），该中间活动支撑体（7）的外壁与分段式涨簧（10）的内壁中段保持接触；所述分段式涨簧（10）的两端均具有内锥孔，所述固定锥体（4）的一端具有与所述分段式涨簧（10）的一端内锥孔（16）形成锥面配合的外锥面结构，所述活动锥体（12）的一端与所述分段式涨簧（10）的一端内锥孔（17）形成锥面配合的外锥面结构，使活动锥体（12）沿着主轴（1）轴线方向向固定锥体（4）移动时均匀挤压分段式涨簧（10）。

2.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述中间活动支撑体（7）为锥形结构，其外壁具有锥形面，所述分段式涨簧（10）的内壁中段向内延伸有环状凸起，该环状凸起具有单向支承弹性锥面，所述环状凸起的锥面与所述中间活动支撑体（7）的外壁锥形面形成锥面配合。

3.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述固定锥体（4）的锥形面末端具有限制分段式涨簧（10）移动的定位端面。

4.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述固定锥体（4）的外端具有用于驱动固定锥体（4）朝活动锥体（12）移动的螺母（3），所述中间活动支撑体（7）上具有与该螺母（3）螺纹配合的外螺纹。

5.根据权利要求4所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述螺母（3）外壁固定装有驱动其转动的手柄（16）。

6.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述分段式涨簧（10）的壁面上开有多条开口涨槽（18）。

7.根据权利要求6所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，多条开口涨槽（18）均布交错布置在分段式涨簧（10）的壁面上，且开口涨槽（18）的长度方向与分段式涨簧（10）的长度方向一致。

8.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述主轴（1）的外端通过紧固螺钉（15）装有压板（14），该压板（14）可在紧固螺钉（15）的紧固下驱动活动锥体（12）向固定锥体（4）靠拢。

9.根据权利要求1所述的分段式涨簧定位夹紧装置，其特征在于，所述主轴（1）上套装有弹簧（11），该弹簧（11）的一端紧压在主轴（1）中部的定位台阶上，另一端紧压在所述活动锥体（12）上。