CN108436123A - 一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具，属于机械加工领域，通过设置呈圆管状的夹具体，在夹具体内周壁上沿轴向间隔开设多个轴向槽，以用于多个钢球堆叠容置其中，且钢球可在轴向槽中可沿夹具体径向移动并不从中脱落且其不可沿夹具体环向移动，从而通过向多个轴向槽中的钢球施加沿夹具体轴向的压力可使得轴向槽中的钢球交错分布并以部分钢球的外壁面抵接薄壁零件的外周壁，从而实现薄壁零件的快速装夹。本发明的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其结构简单，操作便捷，保证了薄壁零件所受装夹力的均匀性和装夹位置的准确性，减少了加工过程中的加工误差，提升了加工的精度和加工的效率，具有较好的推广应用价值。

Description

一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具。
背景技术
在机械加工领域，夹具的应用十分广泛，对于不同的待加工零件，往往设置有结构及形态各异的夹具，以适应于零件的形状与机构，保证加工的精度和效率。
在对圆筒形薄壁类零件进行加工时，由于工件较薄，所以待加工的零件往往容易在夹具夹紧力的作用下产出变形，进而影响工件的尺寸精度和加工精度；传统的的薄壁零件夹通常采用三爪卡盘，通过在三个方向施力对工件夹持，这虽然能在一定程度上夹紧工件，但却难以保证工件的形状公差要求，影响工件的加工精度；而其他的装夹方式，如采用两端夹紧的方式，通过在工件轴向上施加压应力，以提高薄壁零件的刚性，来达到尽量减小切削时薄壁处的受力变形，虽然该方法能一定程度上减少切削时薄壁处的变形，但是由于上述夹紧方式无法有效保证夹具与薄壁零件的接触面(或接触点)受力相同，且接触面(或接触点)分布较少，使得每个接触面(或接触点)受力过大，进而导致在加工中容易使薄壁零件产生形变，从而影响零件的加工精度和加工合格率，产生额外的加工成本和资源的浪费，具有一定的局限性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中通过设置呈圆管状的夹具体，在夹具体内周壁上沿轴向间隔开设多个轴向槽，以用于多个钢球沿轴向填充其中，且钢球可在轴向槽中可沿夹具体径向移动并不从中脱落且其不可沿夹具体环向移动，从而通过向多个轴向槽中的钢球施加沿夹具体轴向的压力可使得轴向槽中的钢球交错分布并以部分钢球的外壁面抵接薄壁零件的外周壁，从而实现薄壁零件的快速装夹。
为实现上述目的，本发明提供一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具，用于对圆柱形薄壁零件快速装夹，包括夹具体和可将所述夹具体两端分别封闭的第一端盖与第二端盖，其特征在于，
所述夹具体呈圆管状结构，其内周壁面上开设有多个轴向槽，槽长度方向沿管体轴向，槽深方向为管体厚度方向，槽的横截面呈弧形，且各轴向槽在所述夹具体环向上间隔布置，该轴向槽中沿轴向填充有多个钢球；
所述轴向槽在该夹具体内周壁面上的槽口小于所述钢球的直径以使得所述钢球可部分突出于该槽口，所述轴向槽环向上的最大宽度等于所述钢球的直径以使得多个所述钢球在环向上不产生位移，且该轴向槽的深度大于所述钢球的直径，使得所述钢球可在该轴向槽深度方向移动，所述轴向槽端部的所述钢球受轴向力作用在该轴向槽轴向被挤压时可使得槽内的所述钢球在该轴向槽深度上交错分布且其中部分所述钢球的外周壁凸出槽口而抵接套装在所述夹具体管体内的所述薄壁零件的外周壁面而将其压紧，从而实现对所述薄壁零件的快速装夹。
作为本发明的进一步改进，所述钢球在所述轴向槽中深度方向并排布置的钢球为一个，即同一径向截面上最多只能存在一个所述钢球的球心。
作为本发明的进一步改进，所述钢球在所述轴向槽中深度方向并排布置的钢球为多个，即同一径向截面上存在多个所述钢球的球心。
作为本发明的进一步改进，所述轴向槽在所述夹具体内周壁上沿该夹具体的周向等间距设置或者不等距设置。
作为本发明的进一步改进，所述轴向槽在所述夹具体上对称设置。
作为本发明的进一步改进，所述轴向槽的开设数量为3～16个。
作为本发明的进一步改进，所述轴向槽开设的数量为12个。
作为本发明的进一步改进，对应所述第一端盖和所述第二端盖分别在所述夹具体的两端面上开设有一定深度并连通所述轴向槽的环形凹槽，所述第一端盖和所述第二端盖可部分嵌入所述环形凹槽中并抵接所述钢球的外周壁。
作为本发明的进一步改进，所述第一端盖和/或所述第二端盖为环形结构，其包括可对应嵌入所述环形凹槽并以端面抵接所述钢球的内环结构和可与所述夹具体的外周壁以螺纹连接的外环结构，继而所述上端盖匹配连接在所述夹具体的端部后可以其轴向旋进的深度来控制所述钢球的压紧或松开，实现所述薄壁零件的快速装夹或取下。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其通过设置呈圆管状的夹具体，在夹具体内周壁上沿轴向间隔开设多个轴向槽，以用于多个钢球沿轴向填充其中，且钢球可在轴向槽中可沿夹具体径向移动并不从中脱落且其不可沿夹具体环向移动，从而通过向多个轴向槽中的钢球施加沿夹具体轴向的压力可使得轴向槽中的钢球交错分布并以部分钢球的外壁面抵接薄壁零件的外周壁，从而实现薄壁零件的快速装夹，薄壁零件受多个方向上的多个稳定夹紧力而固定，有效保证了薄壁零件的固定稳定性，提升了薄壁零件固定位置的准确性，减少了加工的误差，提升了薄壁零件的合格率和加工效率，降低了薄壁零件的加工成本；
(2)本发明的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其通过在夹具体的两端分别设置有上端盖和下端盖，以其封闭夹具体的两端，防止轴向槽中的钢球掉落，而将上端盖和/或下端盖设置为内环结构和外环结构相结合的形式，并对应在夹具体端面上开设有可连通轴向槽的环形凹槽，继而以内环结构匹配嵌入其中，且以外环结构与夹具体壁面匹配连接，通过内环结构的嵌入深度来有效实现钢球的压紧或松开，从而实现薄壁零件的快速装卸，操作简便，有效提升了薄壁零件的装夹效率，降低了薄壁零件的加工成本；
(3)本发明的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其结构简单，操作便捷，通过夹具体内周壁上的多个钢球抵接薄壁零件的外壁面并使其稳固装夹，保证了薄壁零件所受装夹力的均匀性和装夹位置的准确性，减少了加工过程中的加工误差，提升了加工的精度和加工的效率，具有较好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的结构主视图；
图2是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的结构俯视图；
图3是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的A-A向剖视图；
图4是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的本体结构剖视图；
图5是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的本体结构俯视图；
图6是本发明实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具的本体结构B-B向剖视图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.夹具，101.夹具体，102.轴向槽，103.钢球，104.上端盖，105.下端盖，106.环形凹槽；2.薄壁零件。
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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明优选实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具如图1～6中所示。其中，薄壁零件2可如图1中所示，沿夹具1的轴向对应插入夹具1中并固定，再由加工设备完成薄壁零件2的加工。
具体地，优选实施例中的夹具1包括呈圆管状的夹具体101，即夹具体101的两端之间开设有贯通孔，薄壁零件2可对应置于该贯通孔中完成固定装夹，也即是说夹具体101能装夹外径略小于其内径或者外径等于其内径的薄壁零件2。
进一步地，夹具体101呈管状，其管壁具有一定厚度，且在夹具体101的管壁内侧上沿轴线开设有多个轴向槽102，且多个轴向槽102在夹具体101的管壁内侧沿周向间隔布置；进一步优选地，优选实施例中的轴向槽102在夹具体101上对称设置，且轴向槽102可进一步优选在夹具体101的周向上等间距设置，如图4～6中所示；当然，优选实施例中的轴向槽102也不局限于上述设置，其可根据实际需要以不等距的形式布置，也可设置为不沿夹具体101轴线对称的形式，这些都可根据实际需要进行优选设置。
进一步地，优选实施例中的轴向槽102沿夹具体101的轴线等间距对称设置有12个，以用于薄壁零件2置于夹具体1中后可在零件外周对其施加均匀的力而固定；当然，轴向槽102的设置数量也不局限于12个，其可根据实际需要优选为3～16个，如3个、4个、6个、8个、10个、14个、16个等，在此不做赘述。
进一步地，优选实施例中的轴向槽102连通夹具体101的两端，其横截面形状如同字母“C”，故而也可称之为“C形通槽”；而轴向槽102中对应放置有多个钢球103，钢球103置于轴向槽102中后可在夹具体101的径向和轴向活动，但无法在夹具体101的环向(或者周向)上移动，即轴向槽102在夹具体101径向上的开孔宽度大于钢球103的直径，但是其在夹具体101环向上的开设宽度等于钢球103的直径；进一步地，轴向槽102的一侧与夹具体101的内周壁面连通，且其与夹具体101内周壁面交界处沿夹具体101周向上的宽度小于钢球103的直径，故而钢球103置于轴向槽102中后可沿夹具体101的径向移动，但不会从轴向槽102中脱离。
进一步地，对应夹具体102的两端分别设置有上端盖104和下端盖105，优选实施例中的夹具体101竖向设置，其上端面可与上端盖104匹配连接，而下端面可以下端盖105匹配连接，从而将堆叠放置在轴向槽102中的多个钢球103限位，并将钢球103纵向压紧，继而部分钢球103会部分突出轴向槽102并与薄壁零件2的外壁面抵接，对其施加径向的夹紧力；进一步地，优选实施例中的上端盖104和下端盖105分别为环形结构，且分别包括同轴设置的内环和外环结构，相应地，分别在夹具体101的上下两端面上分别对应内环结构的内外径开设有一定深度的环形凹槽106，环形凹槽106与轴向槽102的端部相通，继而上端盖104和下端盖105上的内环结构可对应嵌入相应的环形凹槽106中，且上端盖104和下端盖105上的外环结构内壁可与夹具体101的外壁固定，优选实施例中的外环结构与夹具体101的外壁之间以螺纹连接，即在夹具体101的外周壁上开设有外螺纹，在外环结构的内周壁上开设有内螺纹。
本发明优选实施例中适用于薄壁零件快速装夹的夹具在使用时，优选先将下端盖105匹配安装在夹具体101的下端面上，再将若干钢球103堆叠进轴向槽102中，其数量以上端盖104可匹配安装在夹具体101上端面且上端盖104的内环结构可与钢球103的球面抵接为准，每个轴向槽102中放置的钢球103数量及尺寸相通，保证钢球103给薄壁零件2的装夹力大小均等，继而将需要装夹固定的薄壁零件2沿夹具体101的轴向置于夹具体101中，向下旋紧上端盖104以将轴向槽102中的钢球103纵向压紧，故而轴向槽102中的钢球103交错布置，且部分钢球103的外周壁抵接薄壁零件2的外周壁，并向其施加一个沿径向的作用力，从而通过夹具体101周向上的多个轴向槽102中的钢球103将薄壁零件2夹紧以进行薄壁零件2的加工；待其加工完成以后，只需将上端盖104向上松开，便可轻松将薄壁零件2取下。
本发明优选实施例中所记载的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其装夹简便，装夹稳固，且固定装夹后的薄壁零件2在外周壁上多点受均匀的装夹力作用，受力均衡，使得固定后的薄壁零件2余夹具体101同轴，继而能有效保证零件加工过程中的形状公差，减少零件的变形，并保证零件的加工精度，从而大大提升薄壁零件加工的效率和加工精度，增加薄壁零件加工的合格率，减少因加工误差所导致的不合格品的数量，降低薄壁零件的加工成本，具有较好的推广应用价值。
本领域的技术人员容易理解，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 (9)

1.一种适用于薄壁零件快速装夹的夹具，用于对圆柱形薄壁零件(2)快速装夹，包括夹具体(101)和可将所述夹具体(101)两端分别封闭的第一端盖与第二端盖，其特征在于，
所述夹具体(101)呈圆管状结构，其内周壁面上开设有多个轴向槽(102)，槽长度方向沿管体轴向，槽深方向为管体厚度方向，槽的横截面呈弧形，且各轴向槽(102)在所述夹具体(101)环向上间隔布置，该轴向槽(102)中沿轴向填充有多个钢球(103)；
所述轴向槽(102)在该夹具体(101)内周壁面上的槽口小于所述钢球(103)的直径以使得所述钢球(103)可部分突出于该槽口，所述轴向槽(102)环向上的最大宽度等于所述钢球(103)的直径以使得多个所述钢球(103)在环向上不产生位移，且该轴向槽(102)的深度大于所述钢球(103)的直径，使得所述钢球(103)可在该轴向槽(102)深度方向移动，所述轴向槽(102)端部的所述钢球(103)受轴向力作用在该轴向槽(102)轴向被挤压时可使得槽内的所述钢球(103)在该轴向槽(102)深度上交错分布且其中部分所述钢球(103)的外周壁凸出槽口而抵接套装在所述夹具体(101)管体内的所述薄壁零件(2)的外周壁面而将其压紧，从而实现对所述薄壁零件(2)的快速装夹。
2.根据权利要求1所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述钢球(103)在所述轴向槽(102)中深度方向并排布置的钢球(103)为一个，即同一径向截面上最多只能存在一个所述钢球(103)的球心。
3.根据权利要求1所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述钢球(103)在所述轴向槽(102)中深度方向并排布置的钢球(103)为多个，即同一径向截面上存在多个所述钢球(103)的球心。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述轴向槽(102)在所述夹具体(101)内周壁上沿该夹具体(101)的周向等间距设置或者不等距设置。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述轴向槽(102)在所述夹具体(101)上对称设置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述轴向槽(102)的开设数量为3～16个。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述轴向槽(102)开设的数量为12个。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，对应所述第一端盖和所述第二端盖分别在所述夹具体(101)的两端面上开设有一定深度并连通所述轴向槽(102)的环形凹槽(106)，所述第一端盖和所述第二端盖可部分嵌入所述环形凹槽(106)中并抵接所述钢球(103)的外周壁。
9.根据权利要求8所述的适用于薄壁零件快速装夹的夹具，其中，所述第一端盖和/或所述第二端盖为环形结构，其包括可对应嵌入所述环形凹槽(106)并以端面抵接所述钢球(103)的内环结构和可与所述夹具体(101)的外周壁以螺纹连接的外环结构，继而所述上端盖匹配连接在所述夹具体(101)的端部后可以其轴向旋进的深度来控制所述钢球(103)的压紧或松开，实现所述薄壁零件(2)的快速装夹或取下。
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Denomination of invention: A fixture for fast clamping of thin wall parts

Effective date of registration: 20210629

Granted publication date: 20201124

Pledgee: Yancheng Tinghu District Financing Guarantee Co., Ltd

Pledgor: JIANGSU GAOJING MECHANICAL & ELECTRICAL EQUIPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2021320000106

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