CN108838417B - 一种用于轴套类零件加工的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轴套类零件加工的夹具，该夹具包括套筒、芯轴体、锥套以及螺母；套筒两相对端的内壁均设有内锥面，内锥面的顶点位于套筒内部，套筒一端部侧壁上设有若干与套筒轴心平行的条形缝；芯轴体包括相连的第一外锥面、轴部，轴部远离第一外锥面方向端设有外螺纹；锥套外侧壁设为第二外锥面；其中，芯轴体轴部的外螺纹端从套筒一端穿入并从套筒另一端穿出，该轴部穿出的外螺纹端穿过锥套并拧入螺母，螺母顶持在锥套上，锥套的第一外锥面、芯轴体的第二外锥面分别顶持在套筒两端的内锥面内。本发明夹具结构简单、操作简便，能够快速夹紧或松开零件，有效消除因变形引起的加工误差，保证了加工精度。

Description

一种用于轴套类零件加工的夹具

技术领域

本发明属于高效切削加工领域，尤其涉及一种快速精确定位和消除误差的用于轴套类零件加工的夹具。

背景技术

机械制造中轴套类零件占有很大比例。目前轴套类零件的机加工多采用通用夹具，如三爪卡盘和尾座顶尖等，但由于中间没有相应的支撑或支撑受力不均，使得在切削加工过程中，特别对于刚性较低或薄壁套的零件，径向切削力极易使零件发生不均匀的弯曲变形或移动，使得切削的深度发生变化，从而导致锥度加工误差和圆度误差，此外使用传统卡盘式夹紧方式在固定过程中难以做到多个卡爪同步操作，费时费力，同时容易产生偏心的现象，使轴套类零件定位不准从而影响加工精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于轴套类零件加工的夹具，其基于套筒的均匀弹性变形来实现精确快速的定位和消除加工误差的效果，旨在使轴类零件实现高效拆装的同时，能够保证精准定位不变形，从而彻底消除夹紧变形引起的零件锥度和圆度误差。

本发明公开了一种用于轴套类零件加工的夹具，该夹具包括套筒、芯轴体、锥套以及螺母；所述套筒两相对端的内壁均设有内锥面，所述内锥面的顶点位于套筒内部，所述套筒一端部侧壁上设有若干与套筒轴心平行的条形缝；所述芯轴体包括相连的第一外锥面、轴部，所述轴部远离第一外锥面方向端设有外螺纹；所述锥套外侧壁设为第二外锥面；其中，所述芯轴体轴部的外螺纹端从套筒一端穿入并从套筒另一端穿出，该轴部穿出的外螺纹端穿过锥套并拧入螺母，所述螺母顶持在锥套上，所述锥套的第一外锥面、芯轴体的第二外锥面分别顶持在套筒两端的内锥面内。

优选地，所述芯轴体的轴部上设有垂直于芯轴体轴心的定位螺孔，该定位螺孔内拧入导向螺钉；所述锥套还包括朝套筒内部方向伸出的筒状插入部，该插入部上设有与锥套轴心平行的导向缝；其中，所述导向螺钉从芯轴体轴部上凸起，且该凸起位于导向缝中。

优选地，所述芯轴体的轴部包括与第一外锥面直接相连的第一轴部以及与所述第一轴部直接相连的第二轴部；其中，所述第一轴部的内径与锥套内径适配，且所述第一轴部上设有所述定位螺孔；所述第二轴部的内径与螺母内径适配，且所述第二轴部上设有所述外螺纹；

所述锥套插入部的外径与套筒内径适配。

优选地，所述芯轴体还包括两端的夹持部和顶持部；其中，所述夹持部上设有适用于三爪卡盘抓持的夹持孔，所述顶持部上设有适用于顶针顶持的顶持孔。

优选地，所述锥套外锥面远离插入部方向端的侧壁边沿上设有钩形部，该沟形部的沟口朝锥套轴心方向设置；所述螺母为带肩螺母；其中，所述带肩螺母拧入芯轴体轴部外螺纹端并顶持在锥套上，所述带肩螺母的肩部位于钩形部的沟口内。

优选地，若干所述条形缝以套筒轴心为中心对称分布在套筒侧壁上。

优选地，所述套筒两端的内锥面分别为与第一外锥面顶持的第一内锥面以及与第二外锥面顶持的第二内锥面；其中，

所述第一内锥面顶点夹角大于第一外锥面顶点夹角；

所述第二内锥面顶点夹角小于第二外锥面顶点夹角。

优选地，所述第一外锥面顶点夹角、第二外锥面顶点夹角均为60°，所述第一内锥面顶点夹角为62°，所述第二内锥面顶点夹角为58°。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明夹具结构简单、操作简便；能够快速夹紧或松开零件，大大减少了拆装时间，提高了工作效率；在保证精确定位和有效夹紧的同时，避免了零件的变形，从而消除了因变形引起的加工误差，保证了加工精度。

附图说明

图1是本发明用于轴套类零件加工的夹具与工件装配后在透视状态下的结构示意图；

图2是本发明的套筒的结构示意图以及垂直于轴心方向的截面图；

图3是本发明的芯轴体的结构示意图；

图4是本发明的锥套的结构示意图。

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的夹具作进一步地详细说明，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。

如图1～4所述，其中，图1是本发明用于轴套类零件加工的夹具与工件装配后在透视状态下的结构示意图；图2是本发明的套筒的结构示意图以及垂直于轴心方向的截面图；图3是本发明的芯轴体的结构示意图；图4是本发明的锥套的结构示意图。

本发明公开了一种轴套类零件加工的夹具，该夹具包括套筒1、芯轴体2、锥套3以及螺母4；所述套筒1两相对端的内壁均设有内锥面(1-1、1-2)，所述内锥面(1-1、1-2)的顶点位于套筒1内部，所述套筒1一端部侧壁上设有若干与套筒1轴心平行的条形缝1-3；所述芯轴体2包括相连的第一外锥面2-1、轴部2-2，所述轴部远离第一外锥面2-1方向端设有外螺纹2-3；所述锥套3外侧壁设为第二外锥面3-1；其中，

所述芯轴体2轴部的外螺纹2-3端从套筒1一端穿入并从套筒1另一端穿出，该轴部穿出的外螺纹2-3端穿过锥套3并拧入螺母4，所述螺母4顶持在锥套3上，所述锥套3的第一外锥面2-1、芯轴体2的第二外锥面3-1分别顶持在套筒1两端的内锥面(1-1、1-2)内。

在本发明实施例中，为便于传统的三爪卡盘和尾座顶尖直接运用到本发明夹具上，更具体的，所述芯轴体2还包括两端的夹持部2-4和顶持部2-5；其中，所述夹持部2-4上设有适用于三爪卡盘抓持的夹持孔，所述顶持部2-5上设有适用于顶针顶持的顶持孔。

在本发明实施例中，为使套筒1侧壁能均匀顶持在工件内壁上，更具体的，若干所述条形缝1-3以套筒1轴心为中心对称分布在套筒1侧壁上。

在本发明实施例中，套筒1是该夹具的关键零件，套筒1的结构尺寸、材料及热处理、加工精度等对夹具使用性能的影响很大，需要根据实际使用情况进行测试检验确定。

在本发明的实际应用过程中，将套筒1置于工件5内，往套筒1内插入芯轴体2，在芯轴体2从套筒1另一端穿出的外螺纹2-3端在套入锥套3后拧入螺母4，锥套3的第一外锥面2-1、芯轴体2的第二外锥面3-1分别顶持在套筒1两端的内锥面内，此时，随着螺母4的不断拧紧，在第一外锥面2-1、第二外锥面3-1的压迫过程中，由于套筒1靠第一锥面端的若干条形缝1-3的存在，第一锥面不断压入套筒1内，并最终将套筒1设有条形缝1-3端的侧壁朝远离套筒1轴心方向上顶起膨胀，套筒1膨胀的侧壁则压紧在工件5的内壁内，将压紧了工件5的夹角安装在机床上，通过机床三爪卡盘抓紧芯轴体2夹持部2-4的夹持孔上，机床尾座顶尖顶紧在顶持部2-5的顶持孔内，基于本领域技术人员公知的是，夹具、工件5等装配后，工件5、套筒1、芯轴体2、锥套3均应当是与机床顶尖共轴心的，装配完成后操作机床并最终完成刀具对工件5表面的切削加工作业。当完成当前工件5的加工后，将螺母4从芯轴体2轴部外螺纹2-3端稍微拧松，套筒1膨胀的侧壁弹性收缩回位，套筒1与当前工件5的压紧状态解除，将当前工件5拆下，将其他待加工工件5重新装配在夹具上，重复上述操作，即可完成工件5批量加工。

本发明结构简单、操作方便，基于均匀弹性变形的原理来实现对轴套类工件5的快速定位与夹紧，被加工工件5定位更精确，并且有效消除了因夹紧变形引起的加工误差，在保持加工精度的同时还极大的提高了加工效率。

在本发明的进一步实施过程中，为确保螺母4拧入过程中锥套3能准确延套筒1轴心线上移动，在本发明实施例中，所述芯轴体2的轴部上设有垂直于芯轴体2轴心的定位螺孔2-6，该定位螺孔内拧入导向螺钉6；所述锥套3还包括朝套筒1内部方向伸出的筒状插入部3-2，该插入部3-2上设有与锥套3轴心平行的导向缝3-3；其中，所述导向螺钉6从芯轴体2轴部上凸起，且该凸起位于导向缝3-3中。

在本发明实施例中的实际应用过程中，将锥套3套入芯轴体2轴部时，筒状插入部3-2进入到套筒1内，且导向螺钉6进入到导向缝3-3中，在螺母4的拧紧过程中，在导向螺钉6配合导向缝3-3的导向作用下，锥套3能准确延套筒1轴心线上移动，能确保套筒1靠第一外锥面2-1端的侧壁能更加均匀的膨胀。

在本发明的进一步实施过程中，为使芯轴体2的轴部能更好的填充套筒1以避免套筒1不需变形的地方出现变形，并且便于锥套3的安装，在本发明实施例中，所述芯轴体2的轴部包括与第一外锥面2-1直接相连的第一轴部以及与所述第一轴部直接相连的第二轴部；其中，所述第一轴部的内径与锥套3内径适配，且所述第一轴部上设有所述定位螺孔；所述第二轴部的内径与螺母4内径适配，且所述第二轴部上设有所述外螺纹2-3。

在本发明实施例中，锥套3插入部3-2能够很好的填充芯轴体2轴部与套筒1之间的空隙，以支持套筒1靠锥套3方向端不在挤压状态下变形。

在本发明的进一步实施过程中，为便于螺母4从芯轴体2轴部外螺纹2-3端拧出的过程中将锥套3从套筒1内带出，在本发明实施例中，所述锥套3外锥面远离插入部3-2方向端的侧壁边沿上设有钩形部3-4，该沟形部的沟口朝锥套3轴心方向设置；所述螺母4为带肩螺母4；其中，所述带肩螺母4拧入芯轴体2轴部外螺纹2-3端并顶持在锥套3上，所述带肩螺母4的肩部位于钩形部的沟口内。

在本发明的实际应用过程中，在完成工件5的切削加工后，将螺母4从芯轴体2轴部外螺纹2-3端拧出，拧出的过程中，螺母4的尖部顶持在钩形部的沟口内，并最终将锥套3从套筒1内带出，这使得夹具与工件5的拆装更加高效、方便。

在本发明的进一步实施过程中，在螺母4的拧紧过程中，为确保套筒1靠第一外锥面2-1的侧壁受力优先，在本发明实施例中，所述套筒1两端的内锥面(1-1、1-2)分别为与第一外锥面2-1顶持的第一内锥面1-1以及与第二外锥面3-1顶持的第二内锥面1-2；其中，所述第一内锥面1-1顶点夹角大于第一外锥面2-1顶点夹角；所述第二内锥面1-2顶点夹角小于第二外锥面3-1顶点夹角。

在本发明的实际应用过程中，由于第一内锥面1-1顶点夹角大于第一外锥面2-1顶点夹角，且第二内锥面1-2顶点夹角小于第二外锥面3-1顶点夹角时，套筒1条形缝1-3处的侧壁向远离轴心方向的受力大于套筒1另一端侧壁的受力，在螺母4的拧紧过程中，套筒1条形缝1-3处的侧壁则更加易于受力，膨胀更均匀。

在本发明的进一步实施过程中，为了改善锥面接触状况，并且考虑到使用过程中产生的磨损，在本发明实施例中，更具体的，所述第一外锥面2-1顶点夹角、第二外锥面3-1顶点夹角均为60°，所述第一内锥面1-1顶点夹角为62°，所述第二内锥面1-2顶点夹角为58°。在本发明实际应用过程中，根据各锥面夹角的设置，相应的，套筒1上条形缝1-3的设置数量为四条，将圆周分成四瓣以便于套筒1侧壁胀缩。

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 (4)

1.一种用于轴套类零件加工的夹具，其特征在于，该夹具包括套筒、芯轴体、锥套以及螺母；所述套筒两相对端的内壁均设有内锥面，所述内锥面的顶点位于套筒内部，所述套筒一端部侧壁上设有若干与套筒轴心平行的条形缝；若干所述条形缝以套筒轴心为中心对称分布在套筒侧壁上；所述芯轴体包括相连的第一外锥面、轴部，所述轴部远离第一外锥面方向端设有外螺纹；所述锥套外侧壁设为第二外锥面；其中，

所述芯轴体轴部的外螺纹端从套筒一端穿入并从套筒另一端穿出，该轴部穿出的外螺纹端穿过锥套并拧入螺母，所述螺母顶持在锥套上，所述锥套的第一外锥面、芯轴体的第二外锥面分别顶持在套筒两端的内锥面内；

所述套筒两端的内锥面分别为与第一外锥面顶持的第一内锥面以及与第二外锥面顶持的第二内锥面；其中，

所述第一内锥面顶点夹角大于第一外锥面顶点夹角；

所述第二内锥面顶点夹角小于第二外锥面顶点夹角；

所述芯轴体的轴部上设有垂直于芯轴体轴心的定位螺孔，该定位螺孔内拧入导向螺钉；所述锥套还包括朝套筒内部方向伸出的筒状插入部，该插入部上设有与锥套轴心平行的导向缝；其中，所述导向螺钉从芯轴体轴部上凸起，且该凸起位于导向缝中；

所述芯轴体的轴部包括与第一外锥面直接相连的第一轴部以及与所述第一轴部直接相连的第二轴部；其中，所述第一轴部的内径与锥套内径适配，且所述第一轴部上设有所述定位螺孔；所述第二轴部的内径与螺母内径适配，且所述第二轴部上设有所述外螺纹；

所述锥套插入部的外径与套筒内径适配。

2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述芯轴体还包括两端的夹持部和顶持部；其中，所述夹持部上设有适用于三爪卡盘抓持的夹持孔，所述顶持部上设有适用于顶针顶持的顶持孔。

3.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述锥套外锥面远离插入部方向端的侧壁边沿上设有钩形部，该钩形部的沟口朝锥套轴心方向设置；所述螺母为带肩螺母；其中，所述带肩螺母拧入芯轴体轴部外螺纹端并顶持在锥套上，所述带肩螺母的肩部位于钩形部的沟口内。

4.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一外锥面顶点夹角、第二外锥面顶点夹角均为60°，所述第一内锥面顶点夹角为62°，所述第二内锥面顶点夹角为58°。