CN113579279B - 环类零件的夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环类零件的夹持装置，涨芯组件的至少一部分位于通孔中，导向组件环绕在涨芯组件的周围，涨芯组件与压块通过锥面配合，弹簧沿着压块的周向布置并与压块配合使压块与涨芯组件的配合获得保持，所述第一弹性支撑机构位于通孔中，第一弹性支撑机构的一端与基座配合，第一弹性支撑机构的另一端与导向组件的一端配合，第二弹性支撑机构与涨芯组件配合后使该第二弹性支撑机构的一端与基座配合并蓄积弹性势能，第二弹性支撑机构的另一端与定位部件连接，定位部件套在基座的外周面上，定位部件与基座通过锥面配合，限位环环绕在定位部件的周围。本发明可防止被夹持的环类零件变形。

Description

环类零件的夹持装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种环类零件的夹持装置。

背景技术

之前我公司对垫片式结合齿的铣齿、倒角加工采用的是内涨式夹具(图1)，该夹具包括、涨紧套1、限位环2、涨芯3，所述涨紧套1包括底座1a、多个与垫片式结合齿A配合的涨紧瓣1b，这些涨紧瓣1b沿着周向间隔布置，每个涨紧瓣1b的一端与底座1a固定，每个涨紧瓣1b的另一端为自由端，限位环2环绕在涨紧套1的周围，使用时，将垫片式结合齿A空套在涨紧套1对应于涨紧瓣1b的位置，并使垫片式结合齿A与限位环2的轴向端面形成配合，涨芯3插入涨紧套1的内套中，涨芯3的锥面与涨紧瓣1b的锥面锥合，对涨紧瓣1b产生径向的作用力，从而涨紧瓣1b被涨芯3所涨开，进而涨紧瓣1b对垫片式结合齿A产生涨紧作用力。

上述夹具是通过对产品内径延径向方向由内向外施加一定的力达到夹紧工件的目的，但由于垫片式结合齿A的厚度小，其自身的刚度有限，由于夹具的涨紧力超过了其自身的刚性度，从而迫使垫片式结合齿A直径尺寸变大，内径尺寸变大0.01-0.018mm，变大量约占公差带34％，这种变化量已远远超出图纸上的公差要求，夹持时就直接导致产品报废了。因此，以涨紧为夹持目的的夹具对于垫片式结合齿A这一类厚度小的零件来说非常不适用。

本发明适用于圆形单片式结合齿的加工夹具，传统内涨式夹具使用过程中，受到径向夹紧力的影响，导致变大后的尺寸超差公差要求；该发明通过调整夹紧力的方向，解决机加工过程中导致薄壁件产品径向变形问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环类零件的夹持装置，本发明可防止被夹持的环类零件变形。

环类零件的夹持装置，包括限位环，还包括涨芯组件、基座、导向组件、压块、弹簧、第一弹性支撑机构、第二弹性支撑机构、对环类零件形成径向定位的定位部件，基座上设有通孔，导向组件的一部分位于通孔中，导向组件上设有径向的滑配槽，所述压块与导向组件上的滑配槽配合，涨芯组件的至少一部分位于通孔中，导向组件环绕在涨芯组件的周围，涨芯组件与压块通过锥面配合，弹簧沿着压块的周向布置并与压块配合使压块与涨芯组件的配合获得保持，所述第一弹性支撑机构位于通孔中，第一弹性支撑机构的一端与基座配合，第一弹性支撑机构的另一端与导向组件的一端配合，第二弹性支撑机构与涨芯组件配合后使该第二弹性支撑机构的一端与基座配合并蓄积弹性势能，第二弹性支撑机构的另一端与定位部件连接，定位部件套在基座的外周面上，定位部件与基座通过锥面配合，限位环环绕在定位部件的周围。

本发明在使涨芯组件轴向移动时，既使得定位部件对环类零件形成了径向定位的作用，又使得环类零件被夹紧在压块与限位环之间，夹紧的作用力主要由压块与限位环加持，形成了轴向方向的夹持作用力，这样本发明消除了传统夹具通过径向方向的涨紧力导致环类零件变形问题。本发明通过仅对涨芯组件施加轴向的作用力，同是实现了端面夹紧，以及径向定位，具有使用简单，避免零件变形的优点。本发明不但适用于厚度较小的环类零件的加工，而且也适用于厚度较大的环类零件的加工，对于厚度较小的环类零件加工时的夹持，主要是防止零件径向变形。

附图说明

图1为现有技术中用于涨紧薄壁结合齿的夹具的示意图；

图2为本发明的夹持装置的立体图；

图3为本发明的夹持装置的剖视图；

图4为基座的示意图；

图5为压块的示意图；

图6为下导向座的示意图；

图7为上导向座的示意图；

图8为定位部件的示意图；

附图中的标记：

环类零件A，涨紧套1，底座1a，涨紧瓣1b，限位环2，涨芯3，第一锥面3a，第一平面3b，基座4，隔板4a，第一孔4b，第二孔4c，第三孔4d，延伸座4f，大径孔4g，限位面4h，压块5，第二锥面5a，凹槽5b，弹簧6，定位部件7,连接座7a，定位瓣7b，连接座8，肩部8a，螺钉9，下导向座10，滑配槽10a，第一贯通孔10b，插槽10c，上导向座11，让位缺口11a，第二贯通孔11b，延伸部11c，第一弹簧12，第一压环13，第一导柱14，第二弹簧15，拉环16，装配孔16a，台阶16b。

具体实施方式

本实施例的环类零件的夹持装置，包括限位环2、涨芯组件、基座4、导向组件、压块5、弹簧6、第一弹性支撑机构、第二弹性支撑机构、对环类零件A形成径向定位的定位部件7，下面分别对每部分以及各部件之前的关系进行说明：

基座4上设有通孔，导向组件的一部分位于通孔中，基座4上的通孔内设有将通孔分隔成第一孔4b和第二孔4c的隔板4a，该隔板4a上设有第三孔4d和第四孔4e，第三孔4d的孔径小径第一孔4b和第二孔4c的孔径，第三孔4d与第一孔4b和第二孔4c连通，所述导向组件的一部分位于第一孔4b中，第一弹性支撑机构的一部分位于第二孔4c中，第一弹性支撑机构的另一部分穿过第四孔4e与导向组件配合。

基座4的一端具有延伸座4f，该延伸座4f上设有大径孔4g，大径孔4g的内径大于第二孔4c的内径，在大径孔4g与第二孔4c之间形成限位面4h，大径孔4g和限位面4h用于与第二弹性支撑机构配合。

导向组件上设有径向的滑配槽10a，导向组件包括下导向座10，所述滑配槽10a设置在下导向座10上，下导向座10上设有供涨芯组件穿过的第一贯通孔10b。导向组件还包括上导向座11，上导向座11的周面上设有与压块5配合的让位缺口11a，上导向座11上设有供涨芯组件穿过的第二贯通孔11b，上导向座11与下导向座10固定后，让位缺口11a与滑配槽10a对应。上导向座11的一端设有延伸部11c，下导向座10的周面上设有插槽10c，延伸部11c插入到插槽10c中后，采用螺钉、铆钉或焊接的方式将下导向座10和延伸部11c进行固定。

所述压块5与导向组件上的滑配槽10a配合，压块5在外力的作用下可沿滑配槽10a运动，压块5对环类零件A施加轴向的压力，环类零件A的一端支撑在限位环2的轴向端面上，压块5对环类零件A的另一端施加轴向的压力，从而环类零件A被夹持在压块5与限位环2之间。本实施例中，先使压块5沿滑配槽10a形成径向移动，压块5移动到与环类零件A对应的位置后，再使压块5进行轴向运动，才能使压块5对环类零件A施加轴向的压力。

驱动压块5进行径向和轴向移动是由涨芯组件来完成的，所述涨芯组件的至少一部分位于通孔中，导向组件环绕在涨芯组件的周围，即下导向座10和上导向座11环绕在涨芯组件的周围，涨芯组件与压块5通过锥面配合。

优选地，涨芯组件包括涨芯3、连接座8，涨芯3的周面上设有驱使压块5沿导向组件径向移动的第一锥面3a，涨芯3的一端设有驱使压块5沿导向组件轴向移动第一平面3b，第一平面3b与第一锥面3a连接。

压块5在径向方向需要受到约束，否则，压块5将无法与涨芯组件保持配合关系，本实施例中，弹簧6沿着压块5的周向布置并与压块5配合使压块5与涨芯组件的配合获得保持。优选地，在压块5上设置凹槽5b，压块5的数量至少是两个，本实施例中优先采用三个压块5，弹簧6采用环形状的弹簧，将弹簧6嵌入到凹槽5b中，通过弹簧6的作用力对压块5产生径向约束，从而使得压块5与涨芯组件的配合获得保持。

连接座8与涨芯3的另一端连接，连接座8与第二弹性支撑机构配合。压块5上设有第二锥面5a，第二锥面5a与第一锥面3a配合，当涨芯3轴向运动时，第一锥面3a对第二锥面5a形成挤压作用力，使得压块5沿着滑配槽10a径向运动。当第一锥面3a与第二锥面5a分离，继而由第一平面3b与压块5的轴向端面配合时，随着涨芯3继续轴向运动，第一平面3b对压块5施加轴向方向的作用力，从而使压块5以及导向组件一同进行轴向运动。

连接座8的周面上设有肩部8a，该肩部8a与第二弹性支撑机构配合后使第二弹性支撑机构与基座4形成抵顶。当涨芯组件沿轴向运动时，通过肩部8a与第二弹性支撑机构配合的作用，使第二弹性支撑机构与基座4的抵顶获得保持，进而第二弹性支撑机构对定位部件7形成轴向的拉力。

所述第一弹性支撑机构位于通孔中，第一弹性支撑机构的一端与基座4配合，第一弹性支撑机构的另一端与导向组件的一端配合，所述第一弹性支撑机构包括第一弹簧12、第一压环13、第一导柱14，第一弹簧12的一端与基座4配合，第一弹簧12的另一端与第一压环13配合，第一压环13与第一导柱14的一端固定，第一导柱14的另一端与导向组件的一端固定。

通过第一弹性支撑机构的作用，一方面对导向组件形成支撑，使导向组件与隔板4a之间具有间距，当导向组件轴向移动时，导向组件可以在该间距内自由的轴向移动而不受限制，另一方面，当涨芯组件复位时，在第一弹性支撑机构的作用下使导向组件复位。

第二弹性支撑机构与涨芯组件配合后使该第二弹性支撑机构的一端与基座4配合并蓄积弹性势能，第二弹性支撑机构的另一端与定位部件7连接，本实施例中，通过穿过基座4的螺钉9对第二弹性支撑机构与定位部件7形成固定，定位部件7套在基座4的外周面上，定位部件7与基座4通过锥面配合，限位环2环绕在定位部件7的周围。

第二弹性支撑机构的主要作用是当涨芯组件在轴向移动时，使第二弹性支撑机构的弹性势能获得释放，该释放出来的弹性势能转换为对定位部件7的拉力，从而使定位部件7轴向移动，由于定位部件7与基座4通过锥面配合，因此，定位部件7轴向移动时被基座4撑开，最终定位部件7对环类零件A的内孔形成径定的定位作用，避免环类零件A在加工过程中沿径向移动。

第二弹性支撑机构包括第二弹簧15、拉环16，拉环16上设有装配孔16a，第二弹簧15的一端位于装配孔16a中且与拉环16抵顶，拉环16上设有台阶16b，台阶16b与涨芯组件配合后使第二弹簧15的另一端与基座4抵顶，第二弹簧15与基座4上的限位面4h抵顶，拉环16配合在大径孔4g中，拉环16与定位部件7固定连接。

连接座8的一部分配合在拉环16的孔内，从而台阶16b与肩部8a配合，涨芯组件驱动压块5对环类零件A产生压力，环类零件A加工完毕之后，涨芯组件要回到原始位置，涨芯组件在复位的过程中，通过肩部8a推动台阶16b，使拉环16向基座4上的限位面4h移动，由于第二弹簧15被抵顶在限位面4h与拉环16之间，因此，拉环16复位时使第二弹簧15压缩，这样，第二弹簧15蓄积的弹性势能随着压缩量增大而增大。

当涨芯组件沿基座4的轴向移动后，涨芯组件通过与压块5配合的锥面使压块5径向移动并逐渐地与环类零件A形成对应，同时第二弹性支撑机构的弹性势能随着涨芯组件的移动获得释放，第二弹性支撑机构释放的弹性势能作用在定位部件7上，定位部件7沿基座4轴向移动，定位部件7与基座4通过锥面配合的部分沿径向撑开后对环类零件A形成定位，随着涨芯组件持续轴向移动，最后涨芯组件使压块5轴向移动，环类零件A被压紧在压块5与限位环2之间。

优选地，定位部件7包括连接座7a、多个定位瓣7b，多个定位瓣7b沿着同一周向间隔布置，每个定位瓣7b的一端与连接座7a连接，每个定位瓣7b的另一端为自由端，定位瓣7b的内表面的一部分为锥面，所述基座4的外周面的一部分为锥面。连接座7a与拉环16通过所述穿过基座4的螺钉9进行紧固。定位部件7轴向移动时，定位瓣7b被撑开，定位瓣7b沿着径向移动，从而定位瓣7b与环类零件A的内孔形成配合，定位瓣7b与环类零件A内孔的配合优先采用过渡配合，过渡配合使定位部件7对环类零件A形成定位作用，同时又避免了使环类零件A变形。

本实施例的工作过程中：

连接座8与机床上的拉杆连接，拉杆对连接座8施加拉力，涨芯3随着连接座8一同轴向移动，在涨芯3上的第一锥面3a与压块5上第二锥面5a配合作用下，涨芯3的轴向移动使压块5径向移动并逐渐地与环类零件A形成对应，同时由于连接座8的移动，第二弹簧15蓄积的弹性势能获得释放，第二弹簧15推动拉环16轴向移动，拉环16带动定位部件7轴向移动，定位部件7上的定位瓣7b被撑开，定位瓣7b沿着径向移动，从而定位瓣7b与环类零件A的内孔形成配合，定位部件7对环类零件A形成定位作用。随着涨芯3的持续移动，当第一锥面3a与第二锥面5a分离，继而由第一平面3b与压块5的轴向端面配合时，随着涨芯3继续轴向运动，第一平面3b对压块5施加轴向方向的作用力，从而使压块5以及导向组件一同进行轴向运动，最终使环类零件A被压紧在压块5与限位环2之间。

Claims (10)

1.环类零件的夹持装置，包括限位环(2)，其特征在于，还包括涨芯组件、基座(4)、导向组件、压块(5)、弹簧(6)、第一弹性支撑机构、第二弹性支撑机构、对环类零件(A)形成径向定位的定位部件(7)，基座(4)上设有通孔，导向组件的一部分位于通孔中，导向组件上设有径向的滑配槽(10a)，所述压块(5)与导向组件上的滑配槽配合，涨芯组件的至少一部分位于通孔中，导向组件环绕在涨芯组件的周围，涨芯组件与压块(5)通过锥面配合，弹簧(6)沿着压块(5)的周向布置并与压块(5)配合使压块(5)与涨芯组件的配合获得保持，所述第一弹性支撑机构位于通孔中，第一弹性支撑机构的一端与基座(4)配合，第一弹性支撑机构的另一端与导向组件的一端配合，第二弹性支撑机构与涨芯组件配合后使该第二弹性支撑机构的一端与基座(4)配合并蓄积弹性势能，第二弹性支撑机构的另一端与定位部件(7)连接，定位部件(7)套在基座(4)的外周面上，定位部件(7)与基座(4)通过锥面配合，限位环(2)环绕在定位部件(7)的周围。

2.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，涨芯组件包括涨芯(3)、连接座(8)，涨芯(3)的周面上设有驱使压块(5)沿导向组件径向移动的第一锥面(3a)，涨芯(3)的一端设有驱使压块(5)沿导向组件轴向移动第一平面(3b)，连接座(8)与涨芯(3)的另一端连接，连接座(8)与第二弹性支撑机构配合。

3.根据权利要求2所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，连接座(8)的周面上设有肩部(8a)，该肩部(8a)与第二弹性支撑机构配合后使第二弹性支撑机构与基座(4)形成抵顶。

4.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，基座(4)上的通孔内设有将通孔分隔成第一孔(4b)和第二孔(4c)的隔板(4a)，该隔板(4a)上设有第三孔(4d)和第四孔(4e)，第三孔(4d)的孔径小径第一孔(4b)和第二孔(4c)的孔径，第三孔(4d)与第一孔(4b)和第二孔(4c)连通，所述导向组件的一部分位于第一孔(4b)中，第一弹性支撑机构的一部分位于第二孔(4c)中，第一弹性支撑机构的另一部分穿过第四孔(4e)与导向组件配合。

5.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，导向组件包括下导向座(10)，所述滑配槽(10a)设置在下导向座(10)上，下导向座(10)上设有供涨芯组件穿过的第一贯通孔(10b)。

6.根据权利要求5所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，导向组件还包括上导向座(11)，上导向座(11)的周面上设有与压块(5)配合的让位缺口(11a)，上导向座(11)上设有供贯供涨芯组件穿过的第二贯通孔(11b)，上导向座(11)与下导向座(10)固定后，让位缺口(11a)与滑配槽(10a)对应。

7.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，所述第一弹性支撑机构包括第一弹簧(12)、第一压环(13)、第一导柱(14)，第一弹簧(12)的一端与基座(4)配合，第一弹簧(12)的另一端与第一压环(13)配合，第一压环(13)与第一导柱(14)的一端固定，第一导柱(14)的另一端与导向组件的一端固定。

8.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，第二弹性支撑机构包括第二弹簧(15)、拉环(16)，拉环(16)上设有装配孔(16a)，第二弹簧(15)的一端位于装配孔(16a)中且与拉环(16)抵顶，拉环(16)上设有台阶(16b)，台阶(16b)与涨芯组件配合后使第二弹簧(15)的另一端与基座(4)抵顶，拉环(16)与定位部件(7)固定连接。

9.根据权利要求1所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，定位部件(7)包括连接座(7a)、多个定位瓣(7b)，多个定位瓣(7b)沿着同一周向间隔布置，每个定位瓣(7b)的一端与连接座(7a)连接，每个定位瓣(7b)的另一端为自由端，定位瓣(7b)的内表面的一部分为锥面，所述基座(4)的外周面的一部分为锥面。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的环类零件的夹持装置，其特征在于，当涨芯组件沿基座(4)的轴向移动后，涨芯组件通过与压块(5)配合的锥面使压块(5)径向移动并逐渐地与环类零件(A)形成对应，同时第二弹性支撑机构的弹性势能随着涨芯组件的移动获得释放，第二弹性支撑机构释放的弹性势能作用在定位部件(7)上，定位部件(7)沿基座(4)轴向移动，定位部件(7)与基座(4)通过锥面配合的部分沿径向撑开后对环类零件(A)形成定位，随着涨芯组件持续轴向移动，最后涨芯组件使压块(5)轴向移动，环类零件(A)被压紧在压块(5)与限位环(2)之间。

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