CN109570540B - 带螺纹的软三爪 - Google Patents

Abstract

提供一种带螺纹的软三爪，具有软三爪本体，软三爪本体垂直固连轴向高度h＞2/3h1的弧板型螺纹连接件，且弧板型螺纹连接件用于靠扶并贴合适配待加工薄壁套筒类零件的外圆周侧壁，其中弧板型螺纹连接件制有外螺纹，并旋合连接制有内螺纹且与三爪卡盘盘体中心轴线同轴的压紧螺帽以轴向压紧待加工薄壁套筒类零件的同时径向夹紧待加工薄壁套筒类零件于三爪卡盘盘体。本发明防零件变形效果好；加工精度高；成本低；制作方便；操作简单。

Description

带螺纹的软三爪

技术领域

本发明属车削加工薄壁套筒类零件使用的三爪卡盘卡爪工装技术领域，具体涉及一种带螺纹的软三爪。

背景技术

目前，车削精密加工薄壁套筒类零件4时(参见图10-图12)，一般使用扇形软三爪或设计专用工装夹具来实现加工，但是，这两种方法都有不同的弊端。其中，扇形软三爪卡盘的软三爪虽然能保证同心度地径向夹紧薄壁套筒类零件4，但是由于扇形卡爪本体轴向厚度有限，向心定位夹紧时，夹紧力稍大就会导致零件发生塑性变形；而夹紧力过小，又会导致零件在切削力作用下相对三爪卡盘转动；因此使用现有的扇形卡盘夹紧薄壁套筒类零件，不仅容易导致零件发生塑性变形，进而导致零件加工尺寸不稳定，实际加工中很难保证设计要求，通常无法满足尺寸、形位公差要求极为严格的薄壁套筒类零件的精密加工需求。而设计专门的工装夹具，防止零件变形的同时还要保证零件的加工精度，设计的工装夹具普遍结构复杂，工装制作成本较高；尤其装夹过程颇为繁琐，降低了加工效率。对此，现提出如下有效将三爪卡盘卡爪与工装轴向压紧工件的优势合二为一，既能保留卡爪定位装夹后零件的加工精度；又能实现快速装夹，并防止零件变形的新的技术方案。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种适用于车削加工薄壁套筒类零件使用的带螺纹的软三爪，通过压紧螺帽的内螺纹旋合连接软三爪本体弧板型螺纹连接件的外螺纹以轴向压紧并径向夹紧零件，解决现有技术下薄壁套筒类零件加工易变形、装夹慢、无法保证加工精度的技术难题。

本发明采用的技术方案：带螺纹的软三爪，具有软三爪本体，所述软三爪本体的向心位移端与软三爪本体垂直固连为一体设有弧板型螺纹连接件，且弧板型螺纹连接件用于靠扶并贴合适配待加工薄壁套筒类零件的外圆周侧壁，其中弧板型螺纹连接件的板体轴向高度h＞2/3h1，h1为待加工薄壁套筒类零件的套筒轴向长度；所述弧板型螺纹连接件的弧形板体外侧壁沿径向制有外螺纹，且三个软三爪本体的弧板型螺纹连接件制有的外螺纹组成连续旋动的螺旋线，并通过连续旋动的螺旋线旋合适配连接制有内螺纹的压紧螺帽，且压紧螺帽的中心轴线、三个弧板型螺纹连接件的中心轴线以及三爪卡盘的中心轴线同心同轴设置；通过压紧螺帽旋合适配连接三个软三爪本体的弧板型螺纹连接件的轴向位移轴向压紧固定待加工薄壁套筒类零件。

为对薄壁套筒类零件的轴向压紧提供支撑：所述软三爪本体的定位基准工作面轴向底端与弧板型螺纹连接件轴向垂直固连为一体制有定位凸台。

上述技术方案中，为径向夹紧零件的同时能够更好地轴向压紧零件，进一步地：所述压紧螺帽具有内螺纹连接套体，所述内螺纹连接套体轴端与其同心同轴固连为一体制有环形压紧帽盖，且环形压紧帽盖通过其内侧圆环端面轴向压紧待加工薄壁套筒类零件；所述环形压紧盖帽中心制有进刀通孔，所述进刀通孔、压紧螺帽与三爪卡盘盘体中心轴线同心同轴设置，且进刀通孔的孔径ΦD2大于待加工薄壁套筒类零件的待加工孔径ΦD3。

为进一步防止零件塑性变形，优选地：所述弧板型螺纹连接件用软性材料制成。

上述技术方案中，优选地：所述软性材料包括紫铜或铝合金。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案将软卡爪与工装合二为一，既能保留卡爪径向夹紧零件的加工精度优势，保证零件的形位公差；又能实现薄壁套筒类零件快速装夹；同时较扇形卡爪径向夹紧还具有有效防止薄壁套筒类零件装夹前后发生塑性变形；并有效保证博壁套筒类零件加工精度的优势；

2、本方案通过弧板型螺纹连接件增加扇形卡爪的轴向厚度，协同其软性材料制作的材料优势共同作用，较扇形卡爪夹紧方式可有效防止零件塑性变形；一方面可防止零件转动，另一方面可达到轻扶式夹紧零件的效果；防止夹伤零件；防止零件变形；

3、本方案通过压紧螺帽旋合软三爪本体的弧板型螺纹连接件，通过压紧螺帽的轴向位移使其环形压紧帽盖的内侧环形端面能够轴向压紧待加工薄壁套筒类零件的轴端外侧上端面，以将零件轴向压紧固定的同时协同弧板型螺纹连接件的内侧弧面轻扶式夹紧零件外圆周壁面；较设计专门的工装夹具，夹具制作简单，成本低，装夹、定位操作方便、快捷；可提高生产效率；

4、本方案防零件变形效果好；加工精度高；成本低；制作方便；操作简单。

附图说明

图1为本发明带螺纹的软三爪立体结构示意图；

图2为本发明压紧螺帽的立体结构示意图；

图3为图1带螺纹软三爪的B向主视图；

图4为图2压紧螺帽的A向主视图；

图5为本发明一种实施例装夹定位后的使用状态结构示意图；

图6为本发明装夹待加工零件前的使用状态图；

图7为图6放入待加工零件后的使用状态图；

图8为图7安装压紧螺帽并轴向压紧待加工零件后的使用状态透视图；

图9为图8的主视图；

图10为待加工零件加工完成后的立体图；

图11为图10的轴端主视图；

图12为图11的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图1-12对本发明的具体实施方式进行详细说明。

需要说明的是，本发明所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设有”、“固连为一体”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，应当以具体情况，或以原文明确的规定，或具体限定方式来理解上述术语在本发明中的具体含义。

带螺纹的软三爪，具有软三爪本体1，为防止三爪卡盘径向夹紧待加工薄壁套筒类零件4时防止工件变形：所述软三爪本体1的向心位移端101与软三爪本体1垂直固连为一体设有弧板型螺纹连接件2(参见图1和图2)，具体地，所述软三爪本体1与弧板型螺纹连接件2一体成型制成或粘接固连为一体；且所述弧板型螺纹连接件2的中心轴垂直于三爪卡盘盘体上端面所在平面；且弧板型螺纹连接件2用于靠扶并贴合适配待加工薄壁套筒类零件4的外圆周侧壁(参见图7)，进一步地，为减小径向夹紧力：其中弧板型螺纹连接件2的板体轴向高度h＞2/3h1，h1为待加工薄壁套筒类零件4的套筒轴向长度(参见图1和图12)；具体应用时，通过一定值的h减小径向夹紧力来防止零件变形；进一步地：h-h1＝γ，0.5＜γ＜1(单位：mm)所述为轴向压紧工件，同时以最少的构件数、和最少的装夹步骤实现待加工薄壁套筒类零件4的快速装夹，以满足套筒类零件的高精度加工需求：所述弧板型螺纹连接件2的弧形板体外侧壁沿径向制有外螺纹201(参见图1、图3)，且三个软三爪本体1的弧板型螺纹连接件2制有的外螺纹201组成连续旋动的螺旋线(参见图6)，并通过连续旋动的螺旋线旋合适配连接制有内螺纹301的压紧螺帽3(参见图8并结合图1图2)，且压紧螺帽3的中心轴线、三个弧板型螺纹连接件2的中心轴线以及三爪卡盘的中心轴线同心同轴设置(参见图8和图9为最终夹紧后的状态)；通过压紧螺帽3旋合适配连接三个软三爪本体1的弧板型螺纹连接件2的轴向位移轴向压紧固定待加工薄壁套筒类零件4。

进一步地，为对薄壁套筒类零件的轴向压紧提供支撑：所述软三爪本体1的定位基准工作面202轴向底端与弧板型螺纹连接件2轴向垂直固连为一体制有定位凸台203。

上述实施例中，进一步地：为径向夹紧零件的同时能够更好地轴向压紧零件：所述压紧螺帽3具有内螺纹连接套体304(图4)，内螺纹连接套体304内直径根据弧板型螺纹连接件2尺寸加工设计以实现三个同心的弧板型螺纹连接件2与压紧螺帽3的同心同轴的旋合适配连接,以进一步实现待加工薄壁套筒类零件4的高精度形位公差加工需求。即所述内螺纹连接套体304轴端与其同心同轴固连为一体制有环形压紧帽盖302(图2)，且环形压紧帽盖302通过其内侧圆环端面轴向压紧待加工薄壁套筒类零件4的轴端外侧端面；所述环形压紧盖帽302中心制有进刀通孔303，所述进刀通孔303、压紧螺帽3与三爪卡盘盘体中心轴线同心同轴设置。具体地，进刀通孔303可防止零件在加工中不会出现让刀，并可直接针对待加工薄壁套筒类零件4底端圆面钻孔401,可安装与孔401直径对应的钻头即可完成高精度的钻孔加工。为更好更牢靠地轴向压紧待加工薄壁套筒类零件4；以便完成待加工薄壁套筒类零件4轴端的孔401的高精度加工；所述进刀通孔303的孔径ΦD2大于待加工薄壁套筒类零件4的待加工孔径ΦD3。

为进一步防止弧板型螺纹连接件2径向位移夹紧待加工薄壁套筒类零件4时防止零件塑性变形，优选地：所述弧板型螺纹连接件2用软性材料制成。所述软性材料包括紫铜或铝合金。在进一步地，为简化本发明的制作：所述弧板型螺纹连接件2与软三爪本体1粘接固连为一体。

使用方法步骤如下：

1)、根据待加工薄壁套筒类零件4的外直径制作软三爪本体1以及弧板型螺纹连接件2和压紧螺帽3；其中软三爪本体1以及弧板型螺纹连接件2根据待加工薄壁套筒类零件4的尺寸现镗加工；压紧螺帽3根据弧板型螺纹连接件2的尺寸加工；将加工好的带弧板型螺纹连接件2的软三爪本体1装入三爪卡盘盘体以待用该三爪卡盘定位夹紧待加工薄壁套筒类零件4；

2)、向心位移软三爪本体1以将待加工薄壁套筒类零件4松配合装入预定位好的三爪卡盘的弧板型螺纹连接件2内；并使弧板型螺纹连接件2的内侧端面轻扶待加工薄壁套筒类零件4的外圆周壁面实现预定位；(参照图6和图7)

需要说明的是，所述软三爪本体1的向心自动定心位移传动结构等同于现有三爪卡盘中卡爪本体向心自动定心推进位移的传动结构，即三爪卡盘由卡盘体、活动软三爪本体1和卡爪驱动机构组成。卡爪驱动机构包括位于三爪卡盘上三个软三爪本体1导向部分的底面螺纹，且软三爪本体1导向部分的底面螺纹与碟形伞齿轮背面的平面螺纹相啮合，当用扳手通过四方孔转动小伞齿轮时，啮合小伞齿轮的碟形齿轮转动，碟形伞齿轮背面的平面螺纹同时带动三个软三爪本体1向中心等距移动靠近或退出，用以夹紧不同直径的工件即卡盘制有平面螺纹。

3)、旋合连接压紧螺帽3和弧板型螺纹连接件2，通过压紧螺帽3的环形压紧盖帽302内侧环形端面轴向压紧待加工薄壁套筒类零件4的轴端外侧端面以将待加工薄壁套筒类零件4轴向压紧，实现待加工薄壁套筒类零件4的最终装夹定位；(参照图8)

4)、根据待加工薄壁套筒类零件4的待钻孔401直径d选择相应规格尺寸的钻头安装在车床后即可开始钻孔加工。

本发明有效将软卡爪与工装的优势合二为一，既能保留卡爪径向夹紧零件的加工精度优势，保证零件的形位公差；又能实现薄壁套筒类零件轴向压紧于径向夹紧一次完成的快速装夹；同时较扇形卡爪径向夹紧还具有有效防止薄壁套筒类零件装夹前后发生塑性变形；并有效保证博壁套筒类零件加工精度的优势；通过弧板型螺纹连接件2增加扇形卡爪的轴向厚度，协同其软性材料制作的材料优势共同作用，较扇形卡爪夹紧方式可有效防止零件塑性变形；一方面可防止零件转动，另一方面可达到轻扶式夹紧零件的效果；防止夹伤零件；防止零件变形；通过压紧螺帽3旋合软三爪本体1的弧板型螺纹连接件2，通过压紧螺帽3的轴向位移使其环形压紧帽盖302的内侧环形端面能够轴向压紧待加工薄壁套筒类零件4的轴端外侧上端面，以将零件轴向压紧固定的同时协同弧板型螺纹连接件2的内侧弧面轻扶式夹紧零件外圆周壁面；较设计专门的工装夹具，夹具制作简单，成本低，装夹、定位操作方便、快捷；可提高生产效率。

综上所述，使用该软三爪轻扶零件，较单纯使用扇形卡爪夹紧零件而言，不对零件薄壁产生过大的径向夹紧力作用，因此能避免零件塑性变形，避免夹伤或夹变形零件；利用软三爪本体1向心端设有的具有轴向高度h1的弧板型螺纹连接件2上的外螺纹201与相配合的压紧螺帽3进行螺纹连接，减小夹紧压力地径向夹紧零件的同时，还能通过压紧螺帽3的环形压紧帽盖302的内侧环形端面牢固地相对卡盘盘体轴向压紧待加工薄壁套筒类零件4，优选地，将待加工薄壁套筒类零件4轴向压紧于软三爪本体1定位基准工作面202制有的定位凸台203上端面。因此，不仅解决了零件夹伤、变形问题，而且轴向压紧零件牢固稳定，可防零件转动；在卡爪精度要求满足的前提下，零件加工所需的行位公差同时满足。因此，本发明防零件变形效果好；加工精度高；成本低；制作方便；操作简单。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.带螺纹的软三爪，具有软三爪本体(1)，其特征在于：所述软三爪本体(1)的向心位移端(101)与软三爪本体(1)垂直固连为一体设有弧板型螺纹连接件(2)，且弧板型螺纹连接件(2)用于靠扶并贴合适配待加工薄壁套筒类零件(4)的外圆周侧壁，其中弧板型螺纹连接件(2)的板体轴向高度h＞2/3h1，h1为待加工薄壁套筒类零件(4)的套筒轴向长度；所述弧板型螺纹连接件(2)的弧形板体外侧壁沿径向制有外螺纹(201)，且三个软三爪本体(1)的弧板型螺纹连接件(2)制有的外螺纹(201)组成连续旋动的螺旋线，并通过连续旋动的螺旋线旋合适配连接制有内螺纹(301)的压紧螺帽(3)，且压紧螺帽(3)的中心轴线、三个弧板型螺纹连接件(2)的中心轴线以及三爪卡盘的中心轴线同心同轴设置；通过压紧螺帽(3)旋合适配连接三个软三爪本体(1)的弧板型螺纹连接件(2)的轴向位移轴向压紧固定待加工薄壁套筒类零件(4)；所述压紧螺帽(3)具有内螺纹连接套体(304)，所述内螺纹连接套体(304)轴端与其同心同轴固连为一体制有环形压紧帽盖(302)，且环形压紧帽盖(302)通过其内侧圆环端面轴向压紧待加工薄壁套筒类零件(4)；所述环形压紧盖帽(302)中心制有进刀通孔(303)，所述进刀通孔(303)、压紧螺帽(3)与三爪卡盘盘体中心轴线同心同轴设置，且进刀通孔(303)的孔径ΦD2大于待加工薄壁套筒类零件(4)的待加工孔径ΦD3。

2.根据权利要求1所述的带螺纹的软三爪，其特征在于：所述软三爪本体(1)的定位基准工作面(202)轴向底端与弧板型螺纹连接件(2)轴向垂直固连为一体制有定位凸台(203)。

3.根据权利要求1所述的带螺纹的软三爪，其特征在于：所述弧板型螺纹连接件(2)用软性材料制成。

4.根据权利要求3所述的带螺纹的软三爪，其特征在于：所述软性材料包括紫铜或铝合金。

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