CN108941646A

CN108941646A - 一种用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具

Info

Publication number: CN108941646A
Application number: CN201811096311.7A
Authority: CN
Inventors: 李正中; 张强; 肖红梅; 朱星
Original assignee: Chongqing Qingshan Industry Co Ltd
Current assignee: Chongqing Qingshan Industry Co Ltd; Chongqing Tsingshan Industrial Co Ltd
Priority date: 2018-09-19
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2018-12-07

Abstract

本发明公开了一种定位精度较好的机械式胀芯夹具，其特征在于：还包括其外径大于夹具本体（10）的外圆锥芯体（12）的顶部的外径，其内孔的孔径微大于夹具本体的外螺纹柱体（13）的外径的止转压环（40），止转压环的内孔上设有径向向内伸出的止转部（41）；外螺纹柱体的外周上设有纵向贯通的与止转部相配合的纵向止转槽（130）；胀套（30）的内锥孔（33）的顶部设有止转环槽（330），止转环槽的孔径大于止转压环和压紧件（50）的压紧部（52）的外径且大于内锥孔顶部的孔径、高度大于止转压环和压紧件的压紧部的高度之和；止转压环和压紧件的压紧部相互重叠、它们的外侧位于胀套的止转环槽内，止转部伸入纵向止转槽中。

Description

一种用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具

技术领域

本发明涉及用于加工内孔工件的夹具，具体涉及一种用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具。

背景技术

本领域技术人员均知，在对有中心内孔的工件进行机械加工时，通常将中心内孔作为加工的定位基准。为消除中心内孔与夹具芯轴的径向间隙，经常采用机械式胀芯夹具。目前，参见图1，市场上常见的一种用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，包括夹具本体10、垫圈20、胀套30和压紧螺母50，所述夹具本体10的整体为阶梯轴型，包括由上至下顺序一体连接外螺纹柱体13、上小下大的外圆锥芯体12和定位端面体11，以及机床主轴连接的部分（为简化起见，图中未示出），所述外螺纹柱体13的外径小于外圆锥芯体12的外径、外圆锥芯体12的外径小于定位端面体11的外径；所述垫圈20的孔径稍大于被夹持工件的孔径；所述胀套30包括外径与工件的中心内孔配合且高度大于夹具本体10的外圆锥芯体12的高度减去垫圈20的高度、并大于工件的高度的圆柱体31，与夹具本体10的外圆锥芯体12的外径相配合的内锥孔33，所述圆柱体31的外周上设有若干轴向槽310；所述压紧件50包括由压紧件体51和由该压紧件体51底部径向向外伸出的直径大于胀套30的内锥孔33的顶部的孔径的压紧部52和上下贯通压紧件体51的与夹具本体10的外螺纹柱体13相配合的螺纹孔53；其中，垫圈20安装于夹具本体10的定位端面体11上，胀套30的内锥孔33套装于夹具本体10的外圆锥芯体12且底部位于垫圈20的内孔之中，压紧件50通过其螺纹孔53可上下移动且转动地拧在夹具本体10的外螺纹柱体13上。

使用时，工件通过中心内孔套装于胀套30的圆柱体31上，旋转压紧件50使之向下移动，使其压紧部52的底面下压胀套30的顶面，并使胀套30的内锥孔33沿着夹具本体10的外圆锥芯体12上向下移动，同时在外圆锥芯体12和轴向槽310作用下向外胀开，其圆柱体31与工件内孔贴合并胀紧，实现工件的定位，然后对工件进行加工。这种现有的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具的压紧件50的压紧部52的底面直接下压胀套30的顶面，当被装夹的工件的内孔直径较小或长度较大时，胀套就需要做得又薄又长，其胀套刚度较低，于是存在下列的技术问题；

1，压紧件50的压紧部52的底面与压胀套30的顶面直接接触，接触面上既存在使胀套30轴向移动的正压力，又存在压紧件50的压紧部52的相对于胀套30旋转摩擦所产生的旋转力矩。该旋转力矩会引起胀套30发生顺着压紧件50旋转方向的扭曲变形，使得工件的定位精度较差；

2，胀套30扭曲变形时伴随着胀套30轴向高度缩短，在反向拧压压紧件50，松开夹具本体10所产生的与拧紧时反向的旋转力矩又有促使拧紧时发生的扭转恢复的趋势，胀套30拧紧时缩短的轴向高度也有恢复的趋势。这种轴向高度恢复的趋势将使得胀套30顶面紧紧顶住压紧件50，阻碍压紧件50旋转，造成夹具难以松开，使用比较困难。

当然，可以通过减少胀套30上的轴向槽310的数量、缩短胀套30轴向槽310的长度、增加胀套30的壁厚等方法来增加胀套30刚性，或在胀套30与压紧件50中间增加推力轴承来消除压紧件50的底面与胀套30的顶面的摩擦等来解决上述问题。但是，减少胀套30上的轴向槽310的数量、缩短胀套30的轴向槽310的长度受装夹精度的限制而不能大幅改动，增加胀套30壁厚受工件内孔直径的限制而不能做的太厚。增加推力轴承又会增加成本，且轴承为标准件，固定的规格也增加了使用轴承的局限性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种定位精度较好、使用比较方便的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具。

为解决上述技术问题，本发明的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，包括夹具本体、垫圈、胀套和压紧件；

所述夹具本体的整体为阶梯轴型，包括由上至下顺序一体的外螺纹柱体、上小下大的外圆锥芯体和定位端面体，以及机床主轴连接的部分，所述外螺纹柱体的外径小于外圆锥芯体的外径、外圆锥芯体的外径小于定位端面体的外径；

所述垫圈的孔径稍大于被夹持工件的孔径；

所述胀套包括外径与工件的中心内孔配合且高度大于夹具本体的外圆锥芯体的高度减去垫圈的高度、并大于工件的高度的圆柱体，与夹具本体的外圆锥芯体的外径相配合的内锥孔，所述圆柱体的外周上设有若干轴向槽；

所述压紧件包括由压紧件体和由该压紧件体底部径向向外伸出的直径大于胀套的内锥孔的顶部的孔径的压紧部和上下贯通压紧件体的与夹具本体的外螺纹柱体相配合的螺纹孔，其中，垫圈安装于夹具本体的定位端面体上，胀套的内锥孔套装于夹具本体的外圆锥芯体上且底部位于垫圈的内孔之中，压紧件通过其螺纹孔可上下移动且转动地拧在夹具本体的外螺纹柱体上，其特征在于：

还包括其外径大于夹具本体的外圆锥芯体的顶部的外径，其内孔的孔径微大于夹具本体的外螺纹柱体的外径的止转压环，所述止转压环的内孔上设有径向向内伸出的止转部；

所述夹具本体的外螺纹柱体的外周上设有纵向贯通的与止转压环的内孔上的止转部相配合的纵向止转槽；

所述胀套的内锥孔的顶部设有止转环槽，所述止转环槽的孔径大于止转压环和压紧件的压紧部的外径且大于内锥孔顶部的孔径、高度大于止转压环和压紧件的压紧部的高度之和；

其中，止转压环和压紧件的压紧部相互重叠、它们的外侧位于胀套的止转环槽内，止转压环上的止转部伸入夹具本体的外螺纹柱体的纵向止转槽中。

进一步地，所述止转压环上的止转部为凸笋形，所述夹具本体的外螺纹柱体上的纵向止转槽的径向截面为方形或者矩形。

进一步地，所述止转压环上的止转部为梯形体或者三角形体或者锯齿形体或者半圆形体或者椭圆形体或者抛物线形体或者波浪形体，相应地，所述夹具本体的外螺纹柱体上的纵向止转槽的径向截面为梯形槽或者三角形槽或者锯齿形槽或者半圆形槽或者椭圆形槽或者抛物线形槽或者波浪形槽。

进一步地，所述压紧件为底部为凸缘的螺母。

本发明包含如下有益效果；

1，夹紧时，止转压环将压紧件的轴向移动和轴向力传递给胀套，将压紧件的旋转运动和周向摩擦力矩隔离，消除了压紧件底面的旋转运动和周向摩擦力对胀套的影响，即保证了装夹精度，又消除了压紧件松开时，胀套扭转恢复，轴向高度恢复的趋势对压紧件的旋转的阻碍作用，使夹具松开容易，定位精度较高且使用比较方便。

2，与增加推力轴承相比，结构结构比较简单，设计灵活，制造容易，成本较低且不受标准件规格限制。

附图说明

图1是现有技术的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明中的止转压环与夹具本体的外螺纹柱体上的纵向止转槽配合的示意图；

图4是本发明中的夹具本体的结构示意图；

图5是垫圈的结构示意图；

图6是本发明中的胀套的结构示意图；

图7是本发明中的压紧件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施方式对本发明做详细说明。

参见图2至图7，本发明的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，包括夹具本体10、垫圈20、胀套30和压紧件50；所述夹具本体10的整体为阶梯轴型，包括由上至下顺序一体的外螺纹柱体13、上小下大的外圆锥芯体12和定位端面体11，以及与机床主轴连接的部分（为简化起见，图中未示出），所述外螺纹柱体13的外径小于外圆锥芯体12的外径、外圆锥芯体12的外径小于定位端面体11的外径；所述垫圈20的孔径稍大于被夹持工件的孔径；所述胀套30包括外径与工件的中心内孔配合且高度大于夹具本体10的外圆锥芯体12的高度减去垫圈20的高度、并大于工件的高度的圆柱体31，与夹具本体10的外圆锥芯体12的外径相配合的内锥孔33，所述圆柱体31的外周上设有若干轴向槽310；所述压紧件50包括由压紧件体51和由该压紧件体51底部径向向外伸出的直径大于胀套30的内锥孔33的顶部的孔径的压紧部52和上下贯通压紧件体51的与夹具本体10的外螺纹柱体13相配合的螺纹孔53，其中，垫圈20安装于夹具本体10的定位端面体11上，胀套30的内锥孔33套装于夹具本体10的外圆锥芯体12上且底部位于垫圈20的内孔之中，压紧件50通过其螺纹孔53可上下移动且转动地拧在夹具本体10的外螺纹柱体13上。由图2至图8可见，本发明还包括其外径大于夹具本体10的外圆锥芯体12的顶部的外径，其内孔的孔径微大于夹具本体10的外螺纹柱体13的外径的止转压环40，所述止转压环40的内孔上设有径向向内伸出的止转部41；所述夹具本体10的外螺纹柱体13的外周上设有纵向贯通的与止转压环40的内孔上的止转部41相配合的纵向止转槽130；所述胀套30的内锥孔33的顶部设有止转环槽330，所述止转环槽330的孔径大于止转压环40和压紧件50的压紧部52的外径且大于内锥孔33顶部的孔径、高度大于止转压环40和压紧件50的压紧部52的高度之和；其中，止转压环40和压紧件50的压紧部52相互重叠、它们的外侧位于胀套30的止转环槽330内，止转压环40上的止转部41伸入夹具本体10的外螺纹柱体13上的纵向止转槽130中。这样一来，本发明就能够；

参见图2至图4，在本发明的优选实施例中，所述止转压环40上的止转部41为凸笋形，所述夹具本体10的外螺纹柱体13上的纵向止转槽130的径向截面为方形或者矩形。这使得止转部41和纵向止转槽130的结构比较简单、制造容易且使用效果较好。

当然，在本发明的优选实施例中，所述止转压环40上的止转部41还可以为梯形体或者三角形体或者锯齿形体或者半圆形体或者椭圆形体或者抛物线形体或者波浪形体，相应地，所述夹具本体10的外螺纹柱体13上的纵向止转槽130的径向截面为梯形槽或者三角形槽或者锯齿形槽或者半圆形槽或者椭圆形槽或者抛物线形槽或者波浪形槽。这同样使得止转部41和纵向止转槽130的结构比较简单、制造容易且使用效果较好。

参见图7，在本发明的优选实施例中，所述压紧件50为底部为凸缘的螺母。这使得压紧件50的结构比较简单、制造比较容易。

上面结合附图对本发明的优选实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，包括夹具本体（10）、垫圈（20）、胀套（30）和压紧件（50）；

所述夹具本体（10）的整体为阶梯轴型，包括由上至下顺序一体的外螺纹柱体（13）、上小下大的外圆锥芯体（12）和定位端面体（11），以及机床主轴连接的部分，所述外螺纹柱体（13）的外径小于外圆锥芯体（12）的外径、外圆锥芯体（12）的外径小于定位端面体（11）的外径；

所述垫圈（20）的孔径稍大于被夹持工件的孔径；

所述胀套（30）包括外径与工件的中心内孔配合且高度大于夹具本体（10）的外圆锥芯体（12）的高度减去垫圈（20）的高度、并大于工件的高度的圆柱体（31），与夹具本体（10）的外圆锥芯体（12）的外径相配合的内锥孔（33），所述圆柱体（31）的外周上设有若干轴向槽（310）；

所述压紧件50包括由压紧件体51和由该压紧件体51底部径向向外伸出的直径大于胀套（30）的内锥孔（33）的顶部的孔径的压紧部（52）和上下贯通压紧件体（51）的与夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）相配合的螺纹孔（53），其中，垫圈（20）安装于夹具本体（10）的定位端面体（11）上，胀套（30）的内锥孔（33）套装于夹具本体（10）的外圆锥芯体（12）上且底部位于垫圈（20）的内孔之中，压紧件50通过其螺纹孔（53）可上下移动且转动地拧在夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）上，其特征在于：

还包括其外径大于夹具本体（10）的外圆锥芯体（12）的顶部的外径，其内孔的孔径微大于夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）的外径的止转压环（40），所述止转压环（40）的内孔上设有径向向内伸出的止转部（41）；

所述夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）的外周上设有纵向贯通的与止转压环（40）的内孔上的止转部（41）相配合的纵向止转槽（130）；

所述胀套（30）的内锥孔（33）的顶部设有止转环槽（330），所述止转环槽（330）的孔径大于止转压环（40）和压紧件（50）的压紧部（52）的外径且大于内锥孔（33）顶部的孔径、高度大于止转压环（40）和压紧件（50）的压紧部（52）的高度之和；

其中，止转压环（40）和压紧件（50）的压紧部（52）相互重叠、它们的外侧位于胀套（30）的止转环（330）槽内，止转压环（40）上的止转部（41）伸入夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）的纵向止转槽（130）中。

2.根据权利要求1所述的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，其特征在于：所述止转压环（40）上的止转部（41）为凸笋形，所述夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）上的纵向止转槽（130）的径向截面为方形或者矩形。

3.根据权利要求1所述的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，其特征在于：所述止转压环（40）上的止转部（41）为梯形体或者三角形体或者锯齿形体或者半圆形体或者椭圆形体或者抛物线形体或者波浪形体，相应地，所述夹具本体（10）的外螺纹柱体（13）上的纵向止转槽（130）的径向截面为梯形槽或者三角形槽或者锯齿形槽或者半圆形槽或者椭圆形槽或者抛物线形槽或者波浪形槽。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于加工中心内孔工件的机械式胀芯夹具，其特征在于：所述压紧件（50）为底部为凸缘的螺母。