CN107088829A - 套筒研磨夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装夹具技术领域，提供一种套筒研磨夹具，包括呈圆柱体的心轴，还包括两个相同的变形机构，且两个变形机构相对设在心轴上；变形机构包括气囊、螺母、若干支撑杆和若干固定板；螺母与心轴螺纹连接；支撑杆均与螺母铰接，且支撑杆可相对螺母转动；固定板的一端和心轴铰接，另一端和支撑杆铰接，且若干固定板可围绕心轴形成锥体并能用于固定套筒；气囊包括用于通入气体的进气口和用于给套筒外圆吹气的出气口，且气囊设在锥体内。本技术方案提供的套筒研磨夹具，操作简单，能有效提高装夹拆卸效率，使用范围广，还能及时清理研磨碎屑。

Description

套筒研磨夹具

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，具体涉及一种套筒研磨夹具。

背景技术

套筒是汽车维修中常用的一种工具，常用于拧紧或拆卸螺丝。其结构通常包括内孔和外圆，内孔主要起支撑导向作用，外圆一般用于与其他零件进行接触而起到支撑作用。在加工套筒时通常需要将套筒装夹起来以对其外圆和内孔进行研磨，并且需要保证外圆和内孔的同轴度，然而由于装夹困难，往往很难达到形位公差（即形状公差和位置公差）要求。

传统的做法有将夹具的心轴设计成圆柱形的，但圆柱形心轴的外圆和套筒的内孔之间必然存在间隙，此间隙会直接导致套筒加工后内孔和外圆的同轴度误差，因此要提高加工精度，就必须减小此间隙，而间隙太小又造成装卸困难。

CN201143635公开了一种套筒磨削夹具，由心轴构成，心轴的一端设置有锥形心轴体，心轴的另一端上套设有一个夹紧锥体和一个装卸螺母，装卸螺母通过螺纹副与心轴连接，夹紧锥体位于锥形心轴体和装卸螺母之间，夹紧锥体的短径端与锥形心轴体的短径端相向。夹紧锥体的长径端的端面内设置有圆孔，圆孔的内壁中设置有环形槽，环形槽上设置有两个径向槽，装卸螺母的一端外圆周上设置有两个凸块，两个凸块均位于环形槽内。将待加工的工件放置到夹紧锥体与锥形心轴体之间，利用装卸螺母对夹紧锥体加压，可以固定工件。装卸螺母一端的凸块设置在夹紧锥体端面孔内壁的环形槽中，卸下工件时，装卸螺母可以将夹紧锥体从工件内拉出。本技术方案可保证工件内孔与外圆的同轴度。

然而上述方案还存在一定的缺陷：1、在装夹或者拆卸套筒的时候，需要先将装卸螺母和夹紧锥体均从心轴上拆卸下来，然后才能将套筒装夹到心轴上或者从心轴上拆卸下来，操作繁琐，装夹拆卸效率较低；2、能适用的套筒内孔直径受限，使用范围小；3、磨削过程中产生的粉末碎屑不能及时清理，影响研磨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种套筒研磨夹具，操作简单，能有效提高装夹拆卸效率，使用范围广，还能及时清理研磨碎屑。

为达到上述目的，本发明的基础方案是：提供一种套筒研磨夹具，包括呈圆柱体的心轴，还包括两个相同的变形机构，且两个变形机构相对设在心轴上；变形机构包括气囊、螺母、若干支撑杆和若干固定板；螺母与心轴螺纹连接；支撑杆均与螺母铰接，且支撑杆可相对螺母转动；固定板的一端和心轴铰接，另一端和支撑杆铰接，且若干固定板可围绕心轴形成锥体并能用于固定套筒；气囊包括用于通入气体的进气口和用于给套筒外圆吹气的出气口，且气囊设在锥体内。

本技术方案的工作原理在于：正向旋转其中一个螺母，反向旋转另一个螺母，使螺母在心轴上进行水平移动，且使两个螺母之间的距离是越来越大的，即螺母逐渐远离锥体的窄口端，这时候，由于支撑杆可相对螺母转动，所以螺母周向转动的过程中，支撑杆不会发生周向转动，且随着螺母在水平方向上的移动，而支撑杆和螺母又是铰接的，所以支撑杆会相对螺母在平面内发生转动，固定板和支撑杆、心轴均铰接，所以固定板相对支撑杆和心轴也会在平面内发生转动，由于螺母是逐渐远离锥体的窄口端的，所以支撑杆和固定板之间的夹角逐渐变大，即锥体逐渐收缩，固定板逐渐靠近心轴，从而缩短固定板和心轴之间的距离，距离缩短到一定程度后，再将套筒的内孔穿插到心轴上，使得套筒位于相对设置的固定板之间。然后反向旋转螺母，使两个螺母之间的距离是越来越小的，即螺母逐渐靠近锥体的窄口端，这时候，支撑杆相对螺母在平面内发生转动，固定板相对支撑杆和心轴在平面内发生转动，由于螺母是逐渐靠近锥体的窄口端的，所以支撑杆和固定板之间的夹角逐渐变小，即锥体逐渐被撑开，固定板逐渐远离心轴，从而扩大固定板和心轴之间的距离，直到固定板和套筒的内孔相抵，这时候固定板形成的锥体角度适应套筒内孔的大小，从而固定套筒；同时从气囊的进气口吹入气体，使气囊逐渐变大而贴合在固定板形成的锥体内壁上，当气囊鼓起的大小适应固定板形成的锥体大小时，即可采用研磨工具开始研磨套筒的外圆，同时打开出气口，使气囊内的气体给套筒外圆吹气，并保证进气口一直充入气体，即让气囊一直贴合在固定板形成的锥体内壁上。研磨完毕后，先停止向气囊内通气，使气囊内的气体从出气口排出，气囊缩小，然后再转动螺母，使两个螺母之间的距离逐渐变大，后续的过程和前面描述的一致，此处不再赘述，直到锥体收缩后，将套筒的内孔从心轴、固定板上穿出，从而取下套筒，即完成整个研磨过程。

本技术方案的有益效果在于：1、只需要旋转螺母即可缩小固定板和心轴之间的距离，从而装夹或者拆卸套筒，或者增大固定板和心轴之间的距离，从而固定套筒进行研磨，而不需要如现有技术中将装卸螺母和夹紧锥体均从心轴上拆卸下来，本技术方案装夹或者拆卸套筒的操作简单，可有效提高装夹拆卸效率；2、固定板和心轴、支撑杆均铰接，支撑杆与螺母铰接，螺母又和心轴螺纹连接，使得固定板和心轴之间的角度可变，即固定板形成的锥体角度大小可变，且均能通过螺母固定住，可以适用不同的套筒内孔直径，使用范围广；3、将气囊置于锥体内，并贴合在固定板形成的锥体内壁上，使得气囊对固定板起一定的支撑作用，减少套筒研磨过程中固定板受到的压力，提高固定板的使用寿命；4、通过气囊还能缓冲研磨过程中对固定板产生的震动，起到减震的作用，夹具运行更加平稳；5、气囊上的出气口吹走研磨过程中产生的粉末碎屑，让研磨器与套筒外圆进行充分有效的接触，防止粉末碎屑影响研磨效果，同时吹出的空气还能带走一部分研磨时由于摩擦产生的热量，防止套筒研磨时发生热变形，能提高套筒研磨质量。

进一步，还包括用于研磨套筒内孔的研磨头，研磨头与心轴滑动连接，气囊还包括用于给研磨头吹气的吹气孔，进气口、出气口和吹气孔上均设有阀门。研磨套筒外圆结束后，还能通过研磨头对套筒内孔进行研磨，原理如下：关闭出气口上的阀门，然后打开两个气囊上的吹气孔的阀门，先向一个气囊内持续吹入气体，使气体从一个吹气孔吹出，从而推动研磨头在心轴上滑动，直到研磨头滑动到靠近另一个气囊的吹气孔时，停止给前一个气囊充气，而转向给另一个气囊充气，气体从另一个吹气孔吹出，推动研磨头在心轴上反向滑动，直到研磨头恢复原位，又给前一个气囊充气，开始下一个循环动作，使研磨头在心轴上往复运动，从而对套筒内孔进行研磨。不需要拆卸套筒，即可在同一夹具上同时对套筒外圆和内孔进行研磨，可以进一步保证套筒外圆和内孔的同轴度，保证形位公差不超差。

进一步，螺母的表面设有凹槽，凹槽上转动连接有圆环，圆环与若干支撑杆铰接。转动螺母，使螺母在心轴上移动时，圆环相对螺母上的凹槽发生转动，所以与圆环铰接的支撑杆不会发生转动，而只会相对螺母发生角度变化，结构简单。

进一步，吹气孔设在气囊的端部，锥体的窄口端设有与吹气孔相通的连通孔。气囊内的气体从吹气孔吹出再从连通孔吹出而推动研磨头，且连通孔设在锥体的窄口端，可以充分利用气体吹出的动能，使研磨头进行快速滑动，研磨效率高。

附图说明

图1为本发明套筒研磨夹具的结构示意图；

图2为本发明套筒研磨夹具研磨头的剖视图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：心轴1、气囊2、螺母3、支撑杆4、固定板5、进气口20、出气口21、吹气孔22、研磨头6、研磨部60、圆环30、连通孔50、套筒7。

本实施例提供的套筒研磨夹具，如图1所示，包括呈圆柱体的心轴1，心轴1的中间段为光面，并滑动连接有研磨头6，其结构如图2所示，研磨头6的中部圆盘设置，以周向研磨套筒7的内孔，研磨头7中部的两侧均设有凸出的研磨部60(当固定板5和套筒7相抵的时候，会形成一个腔体，研磨部60能进入这个腔体，从而研磨套筒7内孔的两端，即保证固定板5和套筒7相抵时套筒7对应的周向部分也能被研磨到)，研磨头6的大小可根据实际套筒7的大小需求进行更换；心轴1的左段和右段为螺纹段，且左段和右段上连接有两个相同的变形机构，且两个变形机构相对连接在心轴1上；变形机构包括气囊2、螺母3、若干支撑杆4和若干固定板5，本实施例优选支撑杆4和固定板5的数量均为四个；螺母3与心轴1螺纹连接；螺母3的表面开有凹槽，凹槽上转动连接有圆环30，圆环30与四个支撑杆4铰接；四个固定板5的一端和心轴1铰接，另一端和四个支撑杆4分别铰接，且若干固定板5可围绕心轴1形成锥体从而固定套筒7；气囊2包括用于通入气体的进气口20，用于给套筒7外圆吹气的出气口21和用于给研磨头6吹气的吹气孔22，且进气口20、出气口21和吹气孔22上均设有阀门，吹气孔22设在气囊2的端部，锥体的窄口端设有与吹气孔22相通的连通孔50；且气囊2置于锥体内。

具体使用时，先正向旋转左边的螺母3，反向旋转右边的螺母3，使螺母3在心轴1上进行水平移动，且这种旋转方式会使两个螺母3之间的距离是越来越大的，即螺母3逐渐远离锥体的窄口端，螺母3旋转的过程中，圆环30相对螺母3上的凹槽发生转动，所以与圆环30铰接的支撑杆4不会发生周向转动，而只会相对螺母3发生角度变化，支撑杆4运动带动固定板5也在平面内进行转动，由于螺母3是逐渐远离锥体的窄口端的，所以支撑杆4和固定板5之间的夹角逐渐变大，固定板5与心轴1之间的距离逐渐变小，从而缩短固定板5和心轴1之间的距离，距离缩短到一定程度后，即当套筒7的内孔能穿过固定板5后，再将套筒7的内孔依次通过支撑杆4、固定板5而穿插到心轴1的中间段上。然后反向旋转左边的螺母3，正向旋转右边的螺母3，使两个螺母3之间的距离是越来越小的，即螺母3逐渐靠近锥体的窄口端，这时候，支撑杆4相对螺母3在平面内发生转动，固定板5相对支撑杆4和心轴1在平面内发生转动，由于螺母3是逐渐靠近锥体的窄口端的，所以支撑杆4和固定板5之间的夹角逐渐变小，固定板5逐渐远离心轴1，从而扩大固定板5和心轴1之间的距离，直到固定板5和套筒7的内孔相抵，这时候固定板5形成的锥体角度适应套筒7内孔的大小，从而固定套筒7。

同时打开气囊2上进气口20的阀门，从气囊2的进气口20吹入气体，气囊2会逐渐变大至贴合在固定板5形成的锥体内壁上，当气囊2鼓起的大小适应固定板5形成的锥体大小时，即可采用研磨工具开始研磨套筒7的外圆，同时打开出气口21的阀门，使气囊2内的气体通过出气口21给套筒7外圆吹气，从而吹走研磨套筒7外圆产生的粉末碎屑，并保证进气口20一直充入气体，即让气囊2一直贴合在固定板5形成的锥体内壁上。

套筒7外圆研磨完毕后，关闭出气口21上的阀门，然后打开两个气囊2上的吹气孔22的阀门，先向左边的气囊2内持续吹入气体，使气体从左边的吹气孔22吹出，并从连通孔50吹出从而推动研磨头6在心轴1上滑动，直到研磨头6滑动到靠近右边的气囊2的吹气孔22时，停止给左边的气囊2充气，而转向给右边的气囊2充气，气体从右边的吹气孔22吹出，并从连通孔50吹出从而推动研磨头6在心轴1上反向滑动，直到研磨头6恢复原位，靠近左边的气囊2，停止给右边的气囊2充气，又给左边的气囊2充气，如此循环往复，使研磨头6在心轴1上往复运动，从而对套筒7内孔进行研磨。

所有研磨都完毕后，停止通入气体到气囊2内，使气囊2内的气体从吹气孔22排出，气囊2缩小，然后再转动螺母3，使两个螺母3之间的距离逐渐变大，后续的原理和前面装夹套筒7的原理一致，此处不再赘述，直到固定板5和心轴1之间的距离缩短到一定程度后，即当套筒7的内孔能穿过固定板5后，将套筒7的内孔从心轴1、固定板5、支撑杆4上依次穿出，从而取下套筒7，即完成整个研磨过程。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.套筒研磨夹具，包括呈圆柱体的心轴，其特征在于，还包括两个相同的变形机构，且两个变形机构相对设在心轴上；所述变形机构包括气囊、螺母、若干支撑杆和若干固定板；所述螺母与心轴螺纹连接；所述支撑杆均与螺母铰接，且支撑杆可相对螺母转动；所述固定板的一端和心轴铰接，另一端和支撑杆铰接，且若干固定板可围绕心轴形成锥体并能用于固定套筒；所述气囊包括用于通入气体的进气口和用于给套筒外圆吹气的出气口，且气囊设在所述锥体内。

2.根据权利要求1所述的套筒研磨夹具，其特征在于，还包括用于研磨套筒内孔的研磨头，所述研磨头与心轴滑动连接，所述气囊还包括用于给研磨头吹气的吹气孔，所述进气口、出气口和吹气孔上均设有阀门。

3.根据权利要求1所述的套筒研磨夹具，其特征在于，所述螺母的表面设有凹槽，所述凹槽上转动连接有圆环，所述圆环与若干支撑杆铰接。

4.根据权利要求2所述的套筒研磨夹具，其特征在于，所述吹气孔设在气囊的端部，所述锥体的窄口端设有与吹气孔相通的连通孔。