CN112024924A - 一种工件内涨夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件内涨夹紧机构，属于机械加工夹具技术领域，包括设置于机架上的主动轴（1）、从动轴（2），主动轴（1）的轴线与从动轴（2）的轴线在同一条直线上，主动轴（1）一端的端部设置有圆台状的塔头一（3），从动轴（2）一端的端部设置有与塔头一（3）相对应的圆台状的塔头二（4），塔头一（3）的周向外侧设置有涨紧件（5），涨紧件（5）两端内壁分别设置有与塔头一（3）和塔头二（4）相配合的圆台状内腔（6），本发明在工件车削过程中，从工件内侧腔体对工件进行夹紧，使工件绕轴线转动平稳，在工件加工过程中，同心度较高，从而提高工件的加工精度。

Description

一种工件内涨夹紧机构

技术领域

本发明属于机械加工夹具技术领域，具体说涉及一种适用于机械自动化操作以达到高精度车削的工件内涨夹紧机构。

背景技术

车削，即车床加工，是机械加工的一部分，主要利用车刀对旋转的工件进行加工，在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。在加工时，通常先车削工件的外圆，再通过外圆确定内孔，保证外圆与内孔的同心度。但有些工件由于制造方式的不同，需要先车削内孔，再通过对内孔的固定确定外圆，这就需要对车削夹具进行改进，提高工件内孔与外圆的同心度，减小内孔与外圆同轴度的跳动，用以提高工件的加工质量以及精密度。

公告号为CN204843844U的实用新型专利公开了一种胀套定心夹具，包括芯轴、胀套，转盘、拨杆、沉头螺钉、挡板和夹具体，胀套两端设有均匀交错分布的三槽，其内孔左右两头设为内锥面，胀套内孔左右两头的内锥面分别与芯轴和夹具体的外锥面相配，芯轴与夹具体内孔活动配合，拨杆穿过芯轴后，其两端压靠在转盘内孔底壁上，该实用新型提高了生产效率和工件加工精度。

在现有技术中，工件的夹装通常是通过人工手动完成，人手可以避免夹装时工件与夹具发生碰撞，造成对夹具的磨损等不利影响，但人工夹装的工作效率较慢，无法满足大批量生产的需求，因此需要通过机械手夹装实现自动化生产，但机械手在实际操作过程中无法像人工一样保证每一次工件与夹具接触的稳定性和精确性，容易使工件与夹具发生碰撞，由于工件与夹具都不是刚性结构，在多次碰撞下，工件与夹具易产生形变，最终影响车削时工件内孔与外圆的同心度。因此需要发明一种能够满足自动化生产，且能够避免工件与夹具之间发生碰撞影响工件内孔与外圆同轴度跳动的内涨夹紧机构，提高工件的加工精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中工件车削过程中容易出现内孔与外圆精度不准确等技术问题，提供一种能够满足自动化生产，且能够避免工件与夹具之间发生碰撞影响工件内孔与外圆同轴度跳动的工件内涨夹紧机构，提高工件的加工精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种工件内涨夹紧机构，包括设置于机架上的主动轴，机架上还设置有沿主动轴轴线方向与主动轴作相对移动的从动轴，所述主动轴的轴线与所述从动轴的轴线在同一条直线上，所述主动轴一端的端部设置有圆台状的塔头一，所述从动轴一端的端部设置有与所述的塔头一相对应的圆台状的塔头二，所述塔头一的周向外侧设置有涨紧件，所述涨紧件两端内壁分别设置有与所述塔头一和塔头二相配合的圆台状内腔，所述涨紧件两端沿其自身轴向方向分别开设有2至6个开口。

把涨紧件安装在主动轴的塔头一上，使圆台状的塔头一的外壁与涨紧件一端的圆台状内腔相配合，利用机械手夹持已经加工好内孔的工件移动至主动轴轴线位置，水平移动后将工件套设于涨紧件外端，之后，驱动从动轴朝主动轴方向水平移动，直至圆台状的塔头二的外壁与涨紧件另一端的圆台状内腔相配合，且塔头二将涨紧件一端的开口涨开，由于主动轴的位置是固定的，当涨紧件一端受到推动或挤压时，会发生内部应力，与塔头一相接触的一端开口也会涨开，当涨紧件两端的开口都被有效涨开时，可以实现涨紧件对工件的夹紧定位，防止在旋转车削的过程中，工件发生位移或晃动，导致工件内孔与外圆产生同轴度的跳动，只要保证涨紧件本身的外圆与工件内孔的同心度相同，即可保证工件的高精度车削加工质量。

作为本发明的进一步改进措施，上述的涨紧件与所述主动轴之间设置有用于防止涨紧件从主动轴上脱落的连接件，通过连接件实现涨紧件与主动轴的相连接。

作为本发明的进一步改进措施，上述的涨紧件与所述主动轴之间设置有间隙，间隙主要为弥补机械手上料时产生的精度偏差。

作为本发明的进一步改进措施，上述的涨紧件两端的开口沿涨紧件自身周向交错分布，所述每个开口之间的间距相等，所述涨紧件表面还开设有与所述开口内端相连通的圆孔，圆孔主要为涨紧件两端在涨开过程中的止裂作用。

作为本发明的进一步改进措施，上述的所述涨紧件与所述塔头一相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有导向面，所述涨紧件与所述塔头二相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有环状槽。

作为本发明的进一步改进措施，上述的所述主动轴内开设有轴向通孔，所述轴向通孔内依次插接有相连接的连接杆、拉杆和顶杆，所述连接杆一端设置有驱动件，所述主动轴连接涨紧件的一端开设有径向通孔，所述径向通孔内插接有与所述顶杆顶端相连接的定位块，所述定位块与所述涨紧件之间设置有靠块，所述靠块套设于主动轴上，所述靠块一端端面与所述定位块相贴靠，所述靠块另一端端面与所述涨紧件端面相贴靠，所述靠块外壁沿其自身周向开设有环状的凸台，在主动轴内设置连接杆、拉杆、顶杆、定位块和靠块，主要是为实现车削结束后，将工件从涨紧件上的下料的操作。

作为本发明的进一步改进措施，上述的主动轴内壁开设有定位孔，所述定位孔内设置有固定于拉杆上的定位销。

作为本发明的进一步改进措施，上述的主动轴外表面设置有轴肩一，所述轴肩一与所述涨紧件之间设置有靠山，所述靠山一端端面与所述轴肩一相抵靠，靠山另一端端面与工件内部的凸起相抵靠，实现对不同尺寸的工件的水平定位。

作为本发明的进一步改进措施，上述的主动轴设置为分体结构，包括主动轴一、主动轴二和主动轴三，所述主动轴一内插接有所述连接杆，所述主动轴二内插接有所述拉杆，所述主动轴三内插接有所述顶杆和定位块，所述圆台状的塔头一和靠山设置于主动轴三上，所述主动轴一与主动轴二之间、主动轴二与主动轴三之间分别通过紧固件一相连接，分体结构有利于主动轴的拆分，可以根据实际需要调节，适用于不同加工要求或尺寸要求的工件的车削。

作为本发明的进一步改进措施，上述的从动轴外表面设置有轴肩二，所述从动轴外套设有压套，所述压套与轴肩二之间设置有弹性件，所述压套与所述从动轴通过紧固件二相连接，压套一端端面与工件内部的凸起相抵靠，压套另一端通过弹性件与从动轴相连接，当不同尺寸工件加工时，压套一端端面先与工件内部的凸起相抵靠，利用弹性件实现缓冲目的，为从动轴的移动预留偏差，防止从动轴移动距离过大，造成涨紧件的损坏。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、利用主动轴和从动轴分别与涨紧件相配合，使工件在车削过程中，从工件内侧腔体对工件进行两端同步涨紧，使工件绕轴线转动平稳，防止工件在加工过程中出现晃动的情况，在工件加工过程中，同心度较高，可以提高工件的质量；2、相对于传统车削上料，本发明实现了机械自动化操作，提高工作效率，节省人力，且为实现机械手上料，在涨紧件与主动轴之间设置了间隙，用于弥补机械手的误差，保证工件与涨紧件、主动轴之间的稳定性和精确性，有效避免了工件与涨紧件、主动轴之间发生碰撞，影响精度；3、利用连接件将涨紧件设置于主动轴上，涨紧件是可拆卸的，便于更换，同时又可以防止机械手下料时将涨紧件一同从主动轴上脱离，或其他因素造成涨紧件的脱落，提高了工作效率；4、利用连接杆、拉杆、顶杆等装置，实现工件的自动下料，完成自动化生产，提高了工作效率，节省了人力。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是本发明的主视图。

图3是图2中A-A向剖视图。

图4是图3中I部的放大图。

图5是本发明中涨紧件的放大主视图。

图6是图5中B-B向剖视图。

图7是本发明中主动轴的放大立体图。

图8是本发明中主动轴的放大主视图。

图9是图8中C-C向剖视图。

图10是本发明中靠块的放大图。

附图标号说明：1-主动轴，2-从动轴，3-塔头一，4-塔头二，5-涨紧件，6-圆台状内腔,7-开口，8-连接件，9-间隙，10-圆孔，11-导向面，12-环状槽,13-轴向通孔，14-连接杆，15-拉杆，16-顶杆，17-径向通孔，18-定位块，19-靠块，20-凸台，21-定位孔，22-定位销，23-轴肩一，24-靠山，25-主动轴一，26-主动轴二，27-主动轴三，28-紧固件一，29-轴肩二，30-压套，31-弹性件，32-紧固件二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

需要说明的是，本文所使用的术语 “水平”、“上”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1和图2所示的一种工件内涨夹紧机构，包括设置于机架上的主动轴1，机架上还设置有沿主动轴1轴线方向与主动轴1作相对移动的从动轴2，主动轴1的轴线与从动轴2的轴线在同一条直线上。

如图3至图6所示，主动轴1一端的端部设置有圆台状的塔头一3，从动轴2一端的端部设置有与塔头一3相对应的圆台状的塔头二4，塔头一3的周向外侧设置有涨紧件5，涨紧件5两端内壁分别设置有与塔头一3和塔头二4相配合的圆台状内腔6，从动轴2沿主动轴1的水平方向移动至圆台状的塔头二与涨紧件5一端内壁的圆台状内腔6相配合。涨紧件5与塔头一3相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有导向面11，涨紧件5与塔头二4相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有环状槽12。

由于本机构采用机械手上料，为弥补机械手产生的误差，在上料过程中对涨紧件5或主动轴1产生碰撞，影响内涨夹紧机构的精度，在涨紧件5与主动轴1之间设置了间隙9，机械手将工件套设于涨紧件5上，启动从动轴2水平移动，对涨紧件5一端起压紧作用，由于主动轴1是固定不动的，涨紧件5在受到从动轴2的挤压时，涨紧件5的另一端即可与主动轴1相抵靠。

由于涨紧件5与主动轴1是分体结构且之间设置有间隙，涨紧件5与主动轴1之间设置有用于防止涨紧件5从主动轴1上脱落的连接件8。作为一种方案，连接件8包括设置于主动轴外壁的环状凸台，涨紧件5与所述主动轴1相连接一端的内壁沿其自身周向开设有与环状凸台相对应的凹槽一，环状凸台可以在凹槽一内水平移动，用于配合涨紧件5在主动轴1上的位移；作为另一种方案，塔头一内沿其自身轴向开设有通孔，连接件8包括插接于通孔内螺钉，涨紧件5内壁开设有凹槽二，螺钉外端的端面与凹槽二的端面相卡接，防止涨紧件5从主动轴1上脱落。

为了实现涨紧件5对工件的涨紧定位作用，涨紧件5两端沿其自身轴向方向分别开设有2至6个开口7，当圆台状的塔头一3和塔头二4分别与涨紧件5两端的相接触配合时，会使涨紧件5两端的开口涨开，令涨紧件5两端的外径大于涨紧件5中间部分的外径，从而将工件固定于涨紧件5上，使工件在加工过程中无法产生位移。为避免涨紧件在长时间多次涨紧过程中，由于压力过大造成开裂或损坏，涨紧件5两端的开口7沿涨紧件5自身周向交错分布，每个开口7之间的间距相等，保证涨紧件5每一弧面所受到的力都相等，并且涨紧件5表面还开设有与开口7内端相连通的圆孔10用于止裂。

如图3至图10所示，当工件加工完成后，为实现自动化下料，主动轴1内开设有轴向通孔13，轴向通孔13内依次插接有相连接的连接杆14、拉杆15和顶杆16，连接杆14一端设置有驱动件，主动轴1连接涨紧件5的一端开设有径向通孔17，径向通孔17内插接有与顶杆16顶端相连接的定位块18，定位块18与涨紧件5之间设置有靠块19，靠块19套设于主动轴1上，靠块19一端端面与定位块18相贴靠，靠块19另一端端面与涨紧件5端面相贴靠，靠块19外壁沿其自身周向开设有环状的凸台20。主动轴1内壁开设有定位孔21，定位孔21内设置有固定于拉杆15上的定位销22。

主动轴1外表面设置有轴肩一23，轴肩一23与涨紧件5之间设置有用于确定工件水平位置的靠山24，靠山24一端端面与轴肩一23相抵靠。从动轴2外表面设置有轴肩二29，从动轴2外套设有压套30，压套30与轴肩二29之间设置有弹性件31，压套30与从动轴2通过紧固件二32相连接。

为了方便拆装，满足不同加工需求，主动轴1设置为分体结构，包括主动轴一25、主动轴二26和主动轴三27，主动轴一25内插接有连接杆14，主动轴二26内插接有拉杆15，主动轴三27内插接有顶杆16和定位块18，圆台状的塔头一3和靠山24设置于主动轴三27上，主动轴一25与主动轴二26之间、主动轴二26与主动轴三27分别通过紧固件一28相连接。

本发明的工作原理是：把涨紧件5通过连接件8安装在主动轴1的塔头一3上，使圆台状的塔头一3的外壁与涨紧件5一端的圆台状内腔6相配合，利用机械手夹持已经加工好内孔的工件移动至主动轴1轴线位置，水平移动后将工件套设于涨紧件5外端，工件内部的凸起与主动轴1上的靠山24的一端端面相抵靠，之后，驱动从动轴2朝主动轴1方向水平移动，直至压套30一端端面与工件内部的凸起相抵靠，用于确定工件的水平位置，防止工件产生水平移动，从动轴2上的圆台状的塔头二4的外壁与涨紧件5另一端的圆台状内腔6相配合，且塔头二4将涨紧件5一端的开口7涨开，由于主动轴1的位置是固定的，当涨紧件5一端受到推动或挤压时，会发生内部应力，与塔头一3相接触的一端开口7也会涨开，当涨紧件5两端的开口7都被有效涨开时，涨紧件5两端外径变大，可以实现涨紧件5对工件的夹紧定位，防止在旋转车削的过程中，工件发生位移或晃动，导致工件内孔与外圆产生同轴度的跳动，只要保证涨紧件5本身的外圆与工件内孔的同心度相同，即可保证工件的高精度车削加工质量。当一个工件加工完成后，从动轴2复位，涨紧件5与塔头二4相接触的一端的开口7收缩，驱动件驱动连接杆14依次带动拉杆15和顶杆16推动定位块18，从而带动靠块19与涨紧件5的端面和工件的端面相接触，将涨紧件5和工件从主动轴1的塔头一3上推动一点距离，使涨紧件5另一端的开口7收缩，对工件不再起到涨紧的作用，机械手运动将工件从涨紧件5上移开，实现自动化生产。

上面结合附图对本发明实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，对于本领域普通技术人员来说，还可以在不脱离本发明的前提下作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工件内涨夹紧机构，包括设置于机架上的主动轴（1），机架上还设置有沿主动轴（1）轴线方向与主动轴（1）作相对移动的从动轴（2），所述主动轴（1）的轴线与所述从动轴（2）的轴线在同一条直线上，其特征在于，所述主动轴（1）一端的端部设置有圆台状的塔头一（3），所述从动轴（2）一端的端部设置有与所述的塔头一（3）相对应的圆台状的塔头二（4），所述塔头一（3）的周向外侧设置有涨紧件（5），所述涨紧件（5）两端内壁分别设置有与所述塔头一（3）和塔头二（4）相配合的圆台状内腔（6），所述涨紧件（5）两端沿其自身轴向方向分别开设有2至6个开口（7）。

2.根据权利要求1所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述涨紧件（5）与所述主动轴（1）之间设置有用于防止涨紧件（5）从主动轴（1）上脱落的连接件（8）。

3.根据权利要求2所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述涨紧件（5）与所述主动轴（1）之间设置有间隙（9）。

4.根据权利要求3所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述涨紧件（5）两端的开口（7）沿涨紧件（5）自身周向交错分布，所述每个开口（7）之间的间距相等，所述涨紧件（5）表面还开设有与所述开口（7）内端相连通的圆孔（10）。

5.根据权利要求4所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述涨紧件（5）与所述塔头一（3）相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有导向面（11），所述涨紧件（5）与所述塔头二（4）相配合的一端端部内壁沿其自身周向一圈开设有环状槽（12）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述主动轴（1）内开设有轴向通孔（13），所述轴向通孔（13）内依次插接有相连接的连接杆（14）、拉杆（15）和顶杆（16），所述连接杆（14）一端设置有驱动件，所述主动轴（1）连接涨紧件（5）的一端开设有径向通孔（17），所述径向通孔（17）内插接有与所述顶杆（16）顶端相连接的定位块（18），所述定位块（18）与所述涨紧件（5）之间设置有靠块（19），所述靠块（19）套设于主动轴（1）上，所述靠块（19）一端端面与所述定位块（18）相贴靠，所述靠块（19）另一端端面与所述涨紧件（5）端面相贴靠，所述靠块（19）外壁沿其自身周向开设有环状的凸台（20）。

7.根据权利要求6所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述主动轴（1）内壁开设有定位孔（21），所述定位孔（21）内设置有固定于拉杆（15）上的定位销（22）。

8.根据权利要求7所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述主动轴（1）外表面设置有轴肩一（23），所述轴肩一（23）与所述涨紧件（5）之间设置有靠山（24），所述靠山（24）一端端面与所述轴肩一（23）相抵靠。

9.根据权利要求8所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述主动轴（1）设置为分体结构，包括主动轴一（25）、主动轴二（26）和主动轴三（27），所述主动轴一（25）内插接有所述连接杆（14），所述主动轴二（26）内插接有所述拉杆（15），所述主动轴三（27）内插接有所述顶杆（16）和定位块（18），所述圆台状的塔头一（3）和靠山（24）设置于主动轴三（27）上，所述主动轴一（25）与主动轴二（26）之间、主动轴二（26）与主动轴三（27）之间分别通过紧固件一（28）相连接。

10.根据权利要求9所述的一种工件内涨夹紧机构，其特征在于，所述从动轴（2）外表面设置有轴肩二（29），所述从动轴（2）外套设有压套（30），所述压套（30）与轴肩二（29）之间设置有弹性件（31），所述压套（30）与所述从动轴（2）通过紧固件二（32）相连接。

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