CN114193321B - 一种液压膨胀芯轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压膨胀芯轴，包括：通油轴、膨胀套筒、节流喷嘴、进油螺堵、增压螺堵、增压密封圈、密封圈和密封垫；其中节流喷嘴通过螺纹旋入通油轴的径向通油孔中；膨胀套筒通过间隙配合套入通油轴，膨胀套筒一端与通油轴端部齐平，另一端与通油轴的台阶面接触，膨胀套筒与通油轴齐平端部间隙、与台阶接触面均采用焊接方式组合，防止通油轴内部液压油漏油；进油螺堵通过螺纹旋入通油轴一侧的主孔中，其台阶处布置密封垫，设有环槽的部位布置有密封圈，防止液压油通过通油轴端部漏出；增压螺堵沿通油轴的径向螺纹孔旋入，其上布置有环槽的位置装入增压密封圈，防止液压油通过该处径向孔漏出。

Description

一种液压膨胀芯轴
技术领域
本发明涉及一种液压膨胀芯轴，主要用于以内孔定位进行套筒类零件外表面磨削和铣削加工，属于机械制造类。
背景技术
加工套筒类特征外表面时常采用内孔定位穿心轴的方法，对同轴度要求较高时常用锥度芯轴，对轴向定位精度和径向受力较大的外表面加工时常采用一侧端面锁紧的圆柱芯轴，这两种芯轴加工方式均存在批量加工时需要根据内孔尺寸重复配磨和大量备料的问题，配磨耗时且投入成本较大。为了兼顾同轴度和轴向定位精度要求，市面上出现了大量膨胀类芯轴，但大多以弹簧套筒实现径向膨胀的机械结构，这种芯轴尽管可以通过更换弹簧套筒便捷实现多种内孔尺寸的调整，但一般装夹力和重复定位精度不足。而采用大部分气压和液压膨胀原理的芯轴，要么夹紧力不足，要么因流道封闭设计使液压油极难充满膨胀腔道而导致芯轴夹持精度和夹紧力不足。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种液压膨胀芯轴，是一种以内孔定位进行套筒类零件外表面磨削和铣削加工液压膨胀芯轴，解决了磨削工件外圆时传统锥度芯轴轴向定位问题、批量加工中需要多次重复配芯轴的问题；改善了传统膨胀芯轴装夹工件铣钻削外圆表面特征时受到径向载荷导致的精度问题。
本发明的技术解决方案是：
一种液压膨胀芯轴，包括：通油轴(1)、膨胀套筒(2)、节流喷嘴(3)、进油螺堵(4)、增压螺堵(5)、增压密封圈(6)、密封圈(7)和密封垫(8)；
其中节流喷嘴(3)通过螺纹旋入通油轴(1)的径向通油孔中；膨胀套筒(2)通过间隙配合套入通油轴(1)，膨胀套筒(2)一端与通油轴(1)端部齐平，另一端与通油轴(1)的台阶面接触，膨胀套筒(2)与通油轴(1)齐平端部间隙、与台阶接触面均采用焊接方式组合，防止通油轴(1)内部液压油漏油；
进油螺堵(4)通过螺纹旋入通油轴(1)一侧的主孔中，其台阶处布置密封垫(8)，设有环槽的部位布置有密封圈(7)，防止液压油通过通油轴(1)端部漏出；增压螺堵(5)沿通油轴(1)的径向螺纹孔旋入，其上布置有环槽的位置装入增压密封圈(6)，防止液压油通过该处径向孔漏出。
进一步的，所述通油轴(1)外圆呈台阶圆柱结构，台阶一侧为圆柱面，用于芯轴装夹，台阶另一侧为膨胀油腔，等距离布置有两个油腔，通油轴(1)内部布置有液压油流动的油路，中心布置有主通油孔，主通油孔为盲孔，靠近端部一侧布置有台阶，台阶面上布置有螺纹(11)，用于安装进油螺堵(4)；主通油孔位于膨胀油腔的一侧布置有第一节流喷嘴孔(13)和第二节流喷嘴孔(14)，第一节流喷嘴孔(13)和第二节流喷嘴孔(14)与膨胀油腔连接的位置布置有螺纹，第二节流喷嘴孔(14)轴向沿通油轴(1)的径向均布；
第一节流喷嘴孔(13)与主通油孔连通的一端相比与膨胀油腔连通的一端在轴向上更接近主通油孔出口端，起到方便膨胀油腔注油排气的作用；在通油轴(1)远离膨胀油腔的一侧布置有增压孔(12)，增压孔(12)为台阶孔，靠通油轴(1)外圆端上布置有螺纹孔，用于旋入增压螺堵(5)；
通油轴(1)靠近膨胀油腔的端面中心布置有第一中心孔(15)，另一侧布置有第二中心孔(16)；膨胀油腔中间凸起环槽沿母线方向布置有矩形通油槽(17)，用于连通两处膨胀油腔。
进一步的，所述膨胀套筒(2)为薄壁套筒结构，内孔布置有储油腔(21)和(22)，两油腔处的壁厚小于其他部位壁厚，受到油压时，向外膨胀。
进一步的，所述节流喷嘴(3)为圆柱结构，外圆表面布满螺纹，用于旋入通油轴(1)的节流喷嘴孔(13)和(14)；节流喷嘴(3)一侧布置有一字槽(31)，用于螺纹的拧紧；中心处布置有台阶孔(33)，两台阶连接处布置有90度锥面(34)，起到油液节流作用。
进一步的，通油轴(1)与膨胀套筒(2)除了通过焊接组装外，还可以将膨胀套筒(2)与通油轴(1)的孔轴配合设计成过盈配合，通过热涨方式装入。
进一步的，进油螺堵(4)和增压螺堵(5)，根据需要可更改成增加外部架增压泵供油的进油口，实现自动夹紧。
进一步的，通油轴(1)中主孔靠近螺纹(11)的一侧需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
进一步的，通油轴(1)中增压台阶光孔段需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
进一步的，所述的通油轴(1)的第一节流喷嘴孔(13)，在轴向方向上，与主孔连通的一侧孔靠近外圆台阶一侧，另一侧轴心尽可能靠近膨胀油腔靠近台阶的一侧，用于芯轴膨胀油腔中空气的排出。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明的膨胀芯轴相比与传统用实体芯轴，可减小芯轴轴向尺寸，更好的保证轴向定位精度。此外通过液压涨紧的方式，方便加工工件的安装与拆卸，同时能比较精确的控制夹持力。
(2)该种液压膨胀芯轴相对于一般的液压膨胀芯轴，其压力油流道充分考虑了气压平衡，能更为容易排空流道和膨胀腔内的空气，使油液充满芯轴内部流道，增加套筒薄壁的膨胀均匀性，从而夹紧力更大。
(3)该发明的膨胀芯轴内部流道布置了节流孔，能够起到减缓膨胀腔收缩冲击速度，降低工件的在加工过程中受到径向力时变形量波动，从而提高加工精度。
附图说明
图1是本发明一种液压膨胀芯轴组装结构的剖视图；
图2是本发明通油轴示意图；
图3是本发明膨胀套筒示意图；
图4是本发明节流喷嘴示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提出一种液压膨胀芯轴，包括：通油轴1、膨胀套筒2、节流喷嘴3、进油螺堵4、增压螺堵5、增压密封圈6、密封圈7和密封垫8；
其中节流喷嘴3通过螺纹旋入通油轴1的径向通油孔中；膨胀套筒2通过间隙配合套入通油轴1，膨胀套筒2一端与通油轴1端部齐平，另一端与通油轴1的台阶面接触，膨胀套筒2与通油轴1齐平端部间隙、与台阶接触面均采用焊接方式组合，防止通油轴1内部液压油漏油；
进油螺堵4通过螺纹旋入通油轴1一侧的主孔中，其台阶处布置密封垫8，设有环槽的部位布置有密封圈7，防止液压油通过通油轴1端部漏出；增压螺堵5沿通油轴1的径向螺纹孔旋入，其上布置有环槽的位置装入增压密封圈6，防止液压油通过该处径向孔漏出。
如图2所示，通油轴1外圆呈台阶圆柱结构，台阶一侧为圆柱面，用于芯轴装夹，台阶另一侧为膨胀油腔，等距离布置有两个油腔，通油轴1内部布置有液压油流动的油路，中心布置有主通油孔，主通油孔为盲孔，靠近端部一侧布置有台阶，台阶面上布置有螺纹11，用于安装进油螺堵4；主通油孔位于膨胀油腔的一侧布置有第一节流喷嘴孔13和第二节流喷嘴孔14，第一节流喷嘴孔13和第二节流喷嘴孔14与膨胀油腔连接的位置布置有螺纹，第二节流喷嘴孔14轴向沿通油轴1的径向均布；
第一节流喷嘴孔13与主通油孔连通的一端相比与膨胀油腔连通的一端在轴向上更接近主通油孔出口端，起到方便膨胀油腔注油排气的作用；在通油轴1远离膨胀油腔的一侧布置有增压孔12，增压孔12为台阶孔，靠通油轴1外圆端上布置有螺纹孔，用于旋入增压螺堵5；
通油轴1靠近膨胀油腔的端面中心布置有第一中心孔15，另一侧布置有第二中心孔16；膨胀油腔中间凸起环槽沿母线方向布置有矩形通油槽17，用于连通两处膨胀油腔。
如图3所示，所述膨胀套筒2为薄壁套筒结构，内孔布置有储油腔21和22，两油腔处的壁厚小于其他部位壁厚，受到油压时，向外膨胀。
如图4所示，所述节流喷嘴3为圆柱结构，外圆表面布满螺纹，用于旋入通油轴1的节流喷嘴孔13和14；节流喷嘴3一侧布置有一字槽31，用于螺纹的拧紧；中心处布置有台阶孔33，两台阶连接处布置有90度锥面34，起到油液节流作用。
进一步的，通油轴1与膨胀套筒2除了通过焊接组装外，还可以将膨胀套筒2与通油轴1的孔轴配合设计成过盈配合，通过热涨方式装入。
进一步的，进油螺堵4和增压螺堵5，根据需要可更改成增加外部架增压泵供油的进油口，实现自动夹紧。
进一步的，通油轴1中主孔靠近螺纹11的一侧需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
进一步的，通油轴1中增压台阶光孔段需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
进一步的，所述的通油轴1的第一节流喷嘴孔13，在轴向方向上，与主孔连通的一侧孔靠近外圆台阶一侧，另一侧轴心尽可能靠近膨胀油腔靠近台阶的一侧，用于芯轴膨胀油腔中空气的排出。
本发明的膨胀芯轴相比与传统用实体芯轴，可减小芯轴轴向尺寸，更好的保证轴向定位精度。此外通过液压涨紧的方式，方便加工工件的安装与拆卸，同时能比较精确的控制夹持力。该种液压膨胀芯轴相对于一般的液压膨胀芯轴，其压力油流道充分考虑了气压平衡，能更为容易排空流道和膨胀腔内的空气，使油液充满芯轴内部流道，增加套筒薄壁的膨胀均匀性，从而夹紧力更大。本发明的膨胀芯轴内部流道布置了节流孔，能够起到减缓膨胀腔收缩冲击速度，降低工件的在加工过程中受到径向力时变形量波动，从而提高加工精度。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (8)

1.一种液压膨胀芯轴，其特征在于包括：通油轴(1)、膨胀套筒(2)、节流喷嘴(3)、进油螺堵(4)、增压螺堵(5)、增压密封圈(6)、密封圈(7)和密封垫(8)；
其中节流喷嘴(3)通过螺纹旋入通油轴(1)的径向通油孔中；膨胀套筒(2)通过间隙配合套入通油轴(1)，膨胀套筒(2)一端与通油轴(1)端部齐平，另一端与通油轴(1)的台阶面接触，膨胀套筒(2)与通油轴(1)齐平端部间隙、与台阶接触面均采用焊接方式组合，防止通油轴(1)内部液压油漏油；
进油螺堵(4)通过螺纹旋入通油轴(1)一侧的主孔中，其台阶处布置密封垫(8)，设有环槽的部位布置有密封圈(7)，防止液压油通过通油轴(1)端部漏出；增压螺堵(5)沿通油轴(1)的径向螺纹孔旋入，其上布置有环槽的位置装入增压密封圈(6)，防止液压油通过该处径向孔漏出；
所述通油轴(1)外圆呈台阶圆柱结构，台阶一侧为圆柱面，用于芯轴装夹，台阶另一侧为膨胀油腔，等距离布置有两个油腔，通油轴(1)内部布置有液压油流动的油路，中心布置有主通油孔，主通油孔为盲孔，靠近端部一侧布置有台阶，台阶面上布置有螺纹(11)，用于安装进油螺堵(4)；主通油孔位于膨胀油腔的一侧布置有第一节流喷嘴孔(13)和第二节流喷嘴孔(14)，第一节流喷嘴孔(13)和第二节流喷嘴孔(14)与膨胀油腔连接的位置布置有螺纹，第二节流喷嘴孔(14)轴向沿通油轴(1)的径向均布；
第一节流喷嘴孔(13)与主通油孔连通的一端相比与膨胀油腔连通的一端在轴向上更接近主通油孔出口端，起到方便膨胀油腔注油排气的作用；在通油轴(1)远离膨胀油腔的一侧布置有增压孔(12)，增压孔(12)为台阶孔，靠通油轴(1)外圆端上布置有螺纹孔，用于旋入增压螺堵(5)；
通油轴(1)靠近膨胀油腔的端面中心布置有第一中心孔(15)，另一侧布置有第二中心孔(16)；膨胀油腔中间凸起环槽沿母线方向布置有矩形通油槽(17)，用于连通两处膨胀油腔。
2.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：所述膨胀套筒(2)为薄壁套筒结构，内孔布置有储油腔(21)和(22)，两油腔处的壁厚小于其他部位壁厚，受到油压时，向外膨胀。
3.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：所述节流喷嘴(3)为圆柱结构，外圆表面布满螺纹，用于旋入通油轴(1)的节流喷嘴孔(13)和(14)；节流喷嘴(3)一侧布置有一字槽(31)，用于螺纹的拧紧；中心处布置有台阶孔(33)，两台阶连接处布置有90度锥面(34)，起到油液节流作用。
4.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：通油轴(1)与膨胀套筒(2)除了通过焊接组装外，还可以将膨胀套筒(2)与通油轴(1)的孔轴配合设计成过盈配合，通过热涨方式装入。
5.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：进油螺堵(4)和增压螺堵(5)，根据需要可更改成增加外部架增压泵供油的进油口，实现自动夹紧。
6.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：通油轴(1)中主孔靠近螺纹(11)的一侧需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
7.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：通油轴(1)中增压台阶光孔段需要研磨，保证孔圆柱度0.003mm，表面粗糙度优于Ra0.4。
8.根据权利要求1所述的一种液压膨胀芯轴，其特征在于：所述的通油轴(1)的第一节流喷嘴孔(13)，在轴向方向上，与主孔连通的一侧孔靠近外圆台阶一侧，另一侧轴心尽可能靠近膨胀油腔靠近台阶的一侧，用于芯轴膨胀油腔中空气的排出。
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