CN116079093A - 定子车外圆用的内涨夹具 - Google Patents

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CN116079093A CN202310178052.7A CN202310178052A CN116079093A CN 116079093 A CN116079093 A CN 116079093A CN 202310178052 A CN202310178052 A CN 202310178052A CN 116079093 A CN116079093 A CN 116079093A
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赵国利
赵伟
葛舒亮
孙元峰
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Abstract

本发明提供了定子车外圆用的内涨夹具，属于夹具技术领域。它解决了装夹不方便且装夹稳定性差的问题。它包括涨套以及能与机床的主轴固定连接的定位座，定位座具有环状的抵靠部以及位于抵靠部内侧且与其同心设置的导向头，涨套套设在导向头外，导向头内穿设有一端能与主轴内的拉管固定连接的拉杆，涨套包括若干围绕导向头分布的金属作用块以及位于各相邻两金属作用块之间且采用弹性材料制成的连接件，金属作用块的侧部设有凹入的连接槽，连接槽的槽宽朝槽口方向缩小，连接件侧部具有插接于连接槽内且形状与连接槽相配合的连接部，拉杆另一端伸出导向头外并与涨套沿轴向固定。它具有装夹方便、装夹稳定性好、使用可靠等优点。

Description

定子车外圆用的内涨夹具
技术领域
本发明属于夹具技术领域，涉及定子车外圆用的内涨夹具。
背景技术
定子是用于产生交流电的部件，其内部含有线圈。定子在生产过程中，经常需要对表面进行车外圆，为了防止刀具在加工时造成定子变形，因此在装夹时要求从定子的内部进行撑紧。例如，中国专利所公开的申请号为201811555203.1的一种叉车电机定子加工工装，它包括芯棒、胎具复板、涨套、圆柱销和左锁紧螺帽，胎具复板为圆柱筒状结构且胎具复板固定安装在芯棒上的圆柱定位凸台上，涨套采用40Cr材料制作而成且涨套中心设有圆锥孔，涨套中心圆锥孔安装在芯棒上的圆锥段，涨套上沿着圆周方向均匀分布有两组矩形长条切割槽且两组矩形长条切割槽之间的夹角为90°，涨套上一组矩形长条切割槽与涨套左侧面相通，涨套上另一组矩形长条切割槽与涨套右侧面相通，涨套上沿着圆周方向均匀分布有四个径向安装孔且径向安装孔轴线与矩形长条切割槽轴线成45°夹角，左锁紧螺帽安装在芯棒上的螺纹段且左锁紧螺帽顶在涨套的右端面上，圆柱销安装在涨套上的径向安装孔里且圆柱销尾部卡在左锁紧螺帽上的环形卡槽里。在使用时，该工装通过芯棒左端定心圆锥面实现与加工机床工件转轴同轴，将定子一端抵靠在胎具复板上后，工作人员向左旋动左锁紧螺帽，左锁紧螺帽与涨套右端相抵靠而会推动涨套沿着芯棒上的圆锥段向左移动，这样涨套就会向外涨开并撑紧在定子的内孔壁上，以保证车外圆时定子不会变形。
然而，上述加工工装也存在着不足之处：涨套由左锁紧螺帽向左旋动来带动移动并向外涨开，也就是说工作人员在定位住定子的同时还需要手动去操作左锁紧螺母，而且左锁紧螺母基本上都是要依靠扳手这类工具进行操作才能更好地拧紧，因此实际装夹起来很不方便。并且，左锁紧螺母的旋紧程度从肉眼很难观察到，可能会因为左锁紧螺母没被旋紧而导致定子虽被涨套撑住但撑紧力很小，即还存在着装夹稳定性差的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种定子车外圆用的内涨夹具，解决了装夹不方便且装夹稳定性差的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
定子车外圆用的内涨夹具，包括涨套以及能与机床的主轴固定连接的定位座，所述的定位座具有环状的抵靠部以及位于抵靠部内侧且与其同心设置的导向头，涨套套设在导向头外，其特征在于，所述的导向头内穿设有一端能与主轴内的拉管固定连接的拉杆，涨套包括若干围绕导向头分布的金属作用块以及位于各相邻两金属作用块之间且采用弹性材料制成的连接件，金属作用块的侧部设有凹入的连接槽，连接槽的槽宽朝槽口方向缩小，连接件侧部具有插接于连接槽内且形状与连接槽相配合的连接部，拉杆另一端伸出导向头外并与涨套沿轴向固定。
定位座固定在机床的主轴端部，导向头、抵靠部及机床的主轴同心设置，拉杆一端与主轴内的拉管固定连接，金属作用块在连接件的连接下收拢在一起。需要装夹时，工作人员将定子一端抵靠在抵靠部上，然后控制主轴内的拉管带动拉杆移动，而涨套与拉杆是沿轴向固定的，这样一来涨套就会沿着导向头移动。由于相邻两金属作用块之间是通过采用弹性材料制成的连接件进行连接的，连接件是可以进行弹性形变的，因此在涨套沿着导向头移动时，各金属作用块能通过弹性体上的连接部被拉伸而向外扩散并撑紧在定子的内孔壁上。加工完成后，主轴内的拉管带动拉杆复位移动，各金属作用块在连接件的作用下收拢并将定子松开。
在本定子车外圆用的内涨夹具中，涨套是由拉杆带动沿导向头进行移动而使各金属作用块向外扩散的，而拉杆又是由主轴内的拉管带动移动，拉管是由连接在主轴上的回转油缸进行直接控制的，工作人员只需在机床上执行回转油缸的控制便可完成涨紧工作，无需再像现有中一样手动旋紧锁紧螺帽才能实现涨紧，由此大大地提高了装夹的便利性。此外，相比于旋紧螺帽的拧紧程度不易控制和掌握而言，回转油缸的油压作用力显然要更大且几乎不会有波动，这样不仅涨紧力更大且不易在加工时出现松动，从而又提高了装夹的稳定性。
进一步地，通过将涨套设置为包括若干围绕导向头分布的金属作用块以及位于各相邻两金属作用块之间且采用弹性材料制成的连接件，在装夹中整个金属作用块都会动作而撑紧在定子的内孔壁上，这相比于传统的金属弹性涨套来说撑紧面积更大，装夹更加牢固。而且，相比于连接件直接粘接方式固连在相邻两个金属作用块之间而言，本夹具中，连接件与金属作用块不直接固连，而仅通过连接部插接在连接槽内的方式使连接件对相邻两金属作用块之间进行约束，这样一方面不会出现粘接处脱开的问题，另一方面在涨套执行涨开动作或合拢动作时连接件都能更好地承受力，提高了使用的可靠性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的连接件呈长条状且其两端与金属作用块沿拉杆轴向的两端大致齐平，连接槽贯穿金属作用块沿拉杆轴向的两端，连接部沿拉杆轴向的长度与连接槽相匹配。
连接槽贯穿金属作用块沿拉杆的轴向两端，连接部沿拉杆轴向的长度与连接槽相匹配，这样在涨套执行合拢动作时能更加稳定，且连接部与连接件的连接处受力更加均匀而不容易断裂，在提高装夹便利性的同时进一步提高了使用的可靠性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的连接部朝其伸出连接件的方向依次包括片状体与条状体，条状体的宽度大于片状体的宽度，连接槽包括与片状体形状相同的槽部一以及与条状体形状相同的槽部二，片状体的拉伸变形方向与其宽度方向大致垂直。
条状体的宽度大于片状体的宽度，条状体插接在槽部二内而片状体插接在槽部一内，在拉杆带动涨套沿着导向头移动的过程中，相邻的两金属作用块会分别通过对应条状体与槽部二的插接而对对应的片状体产生拉力使其产生变形，从而使各金属作用块得以向外扩散并撑紧在定子的内孔壁上。由于片状体的形状较为细薄，且片状体的拉伸变形方向与其宽度方向大致垂直，使得其在受力时能很好地进行拉伸变形，并且在拉伸变形时不易出现弯曲的现象而延长了使用寿命。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的连接件的两侧面与相邻两金属作用块的对应侧面之间均具有间隙。
通过上述设置，使得连接件不会将相邻两金属作用块给别住，确保了涨套执行涨开动作时的可靠性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的金属作用块的内侧具有减重槽。
在金属作用块内侧设置减重槽，能够减轻金属作用块的重量，从而降低连接部在收拢金属作用块时的疲劳损耗，延长了使用寿命并保证了本定子车外圆用的内涨夹具的使用可靠性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，各金属作用块的一端内侧均具有凸肩，拉杆的外周侧具有第一环形凸部与第二环形凸部，第一环形凸部与第二环形凸部之间形成限位槽且第一环形凸部相较于第二环形凸部要更靠近导向头，第一环形凸部沿周向均布有若干供凸肩穿过至限位槽内的缺口槽。
具体在使用时，先不将拉杆与定位座组装在一起，定位座固定到机床的主轴端面上后，将各金属作用块利用各连接件连接拼合成涨套，然后将涨套从拉杆需要跟主轴内的拉管固定连接的一端套装到拉杆上，在各凸肩穿过第一环形凸部上的缺口槽至限位槽内后转动涨套使凸肩与缺口槽错开以使涨套与拉杆由此形成轴向固定，最后再将拉杆穿过导向头并与主轴内的拉管固定连接。
通过在第一环形凸部上设置缺口槽，使得各金属作用块的凸肩能不受第一环形凸部的设置而卡入到限位槽内，提高了将涨套与拉杆沿轴向固定的装配便利性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的第二环形凸部上沿拉杆的轴向设有两端贯穿的配合孔，配合孔内固定有防转杆，防转杆一端位于其中两个相邻两金属作用块之间。
防转杆固定在第二环形凸部的配合孔内且其一端位于其中两个相邻金属作用块之间，防转杆在使用时是保持不动的，这样可以防止涨套在使用时相对于拉杆转动至凸肩与缺口槽相对，保证了本定子车外圆用的内涨夹具的使用可靠性。
在上述的定子车外圆用的内涨夹具中，所述的定位座还具有呈圆盘状的安装部，抵靠部及导向头均固连于安装部一侧，导向头设有相连通的安装孔一与安装孔二，安装孔一、安装孔二及安装部的中心孔同心设置且安装孔一的孔径大于安装孔二，拉杆包括滑动设置在安装孔一内且远离涨套的一端设有螺纹连接孔的联结头以及穿过安装孔二并与联结头靠近涨套的一端固定连接的杆体。
定位座通过安装部固定在机床的主轴端部，拉杆通过联结头远离涨套一端设置的螺纹连接孔固定连接在主轴内的拉管端部。
与现有技术相比，本定子车外圆用的内涨夹具具有以下优点：
1、涨套由拉杆带动沿导向头进行移动而使各金属作用块向外扩散，而拉杆又是由主轴内的拉管带动移动，拉管是由连接在主轴上的回转油缸进行直接控制的，工作人员只需在机床上执行回转油缸的控制便可完成涨紧工作，无需再像现有中一样手动旋紧锁紧螺帽才能实现涨紧，由此大大地提高了装夹的便利性；
2、回转油缸的油压作用力显然要更大且几乎不会有波动，这样不仅涨紧力更大且不易在加工时出现松动，从而又提高了装夹的稳定性；
3、将涨套设置为包括若干围绕导向头分布的金属作用块以及位于各相邻两金属作用块之间且采用弹性材料制成的连接件，金属作用块与连接件通过连接部与连接槽相互连接，在装夹中整个金属作用块都会动作而撑紧在定子的内孔壁上，装夹更加牢固，在涨套执行涨开动作或合拢动作时连接件都能更好地承受力，提高了使用的可靠性。
附图说明
图1是本定子车外圆用的内涨夹具的剖视图。
图2是图1中A-A向的剖视图。
图3是图2中A处的局部放大图。
图4是本定子车外圆用的内涨夹具中涨套与拉杆之间的配合示意图。
图5是本定子车外圆用的内涨夹具中涨套与拉杆的杆体之间的分解示意图。
图6是金属作用块的结构示意图。
图7是连接件的结构示意图。
图中，1、定位座；1a、抵靠部；1b、导向头；1b1、安装孔一；1b2、安装孔二；1c、安装部；2、涨套；2a、金属作用块；2a1、连接槽；2a11、槽部一；2a12、槽部二；2a2、凸肩；2a3、减重槽；2b、连接件；2b1、连接部；2b11、片状体；2b12、条状体；3、拉杆；3a、杆体；3a1、第一环形凸部；3a11、缺口槽；3a2、第二环形凸部；3a3、限位槽；3b、联结头；3b1、螺纹连接孔；4、限位盖；4a、盖体；4b、压板；5、锁紧螺母；6、防转杆；7、定子。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，定子车外圆用的内涨夹具，包括涨套2以及能与机床的主轴固定连接的定位座1，定位座1具有环状的抵靠部1a、位于抵靠部1a内侧的导向头1b以及呈圆盘状的安装部1c，抵靠部1a及导向头1b均固定连接在安装部1c的一侧，抵靠部1a、导向头1b及安装部1c均同心设置，导向头1b外表面具有锥度且导向头1b的外径沿导向头1b所固定的安装部1c一侧朝另一侧逐渐增大，涨套2套在导向头1b外且涨套2内侧具有与导向头1b外表面相同的锥度。导向头1b内穿设有一端能与主轴内的拉管固定连接的拉杆3，拉杆3另一端伸出导向头1b外并与涨套2沿轴向固定。导向头1b设有相连通的安装孔一1b1与安装孔二1b2，安装孔一1b1、安装孔二1b2及安装部1c的中心孔同心设置且安装孔一1b1的孔径大于安装孔二1b2，拉杆3包括滑动设置在安装孔一1b1内且远离涨套2的一端设有螺纹连接孔3b1的联结头3b以及穿过安装孔二1b2并与联结头3b靠近涨套2的一端固定连接的杆体3a。在本实施例中，本定子车外圆用的内涨夹具还包括呈盖状且能套接在拉杆3上的限位盖4以及能螺纹连接在拉杆3上的锁紧螺母5，限位盖4具体包括设有通孔的盖体4a以及一侧具有凸台的压盖4b，压盖4b的凸台能嵌入到盖体4a的通孔内。
具体地，如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，涨套2包括若干围绕导向头1b均匀分布的金属作用块2a以及位于各相邻两金属作用块2a之间且采用弹性材料(具体可以是橡胶材料或尼龙材料)制成的连接件2b，金属作用块2a呈扇形块状，连接件2b的两侧壁与相邻两金属作用块2a的对应侧面不固连且具有间隙，金属作用块2a的侧部设有凹入的连接槽2a1，连接槽2a1的槽宽朝槽口方向缩小，连接件2b侧部具有位于连接槽2a1内且形状与连接槽2a1相配合的连接部2b1。每个金属作用块2a的两侧都设有连接槽2a1，每个连接件2b的两侧都具有连接部2b1。连接槽2a1的凹入方向与所在的金属作用块2a的侧面相垂直或大致垂直，连接部2b1垂直或大致垂直凸出于连接件2b的侧面。连接件2b呈长条状且其两端与金属作用块2a沿拉杆3轴向的两端大致相齐平，连接槽2a1贯穿金属作用块2a沿拉杆3轴向的两端，连接部2b1沿拉杆3轴向的长度与连接槽2a1相匹配。连接部2b1朝其伸出连接件2b的方向依次包括片状体2b11与条状体2b12，条状体2b12的宽度大于片状体2b11的宽度，连接槽2a1包括与片状体2b11形状相同的槽部一2a11以及与条状体2b12形状相同的槽部二2a12，片状体2b11的拉伸变形方向与其宽度方向大致垂直。各金属作用块2a的内侧均具有减重槽2a3，减重槽2a3能减轻金属作用块2a的重量，从而降低连接部2b1在收拢金属作用块2a时的疲劳损耗。
使用时，将定位座1通过圆盘状的安装部1c利用紧固件固定连接在机床的主轴端部，抵靠部1a及导向头1b与机床的主轴形成同心设置，主轴内的拉管穿过安装部1c的中心孔并螺纹连接在拉杆3的联结头3b上的螺纹连接孔3b1内，金属作用块2a在各连接件2b的连接下收拢在一起。
需要装夹时，工作人员将定子7一端抵靠在抵靠部1a上，然后控制主轴内的拉管带动拉杆3移动(拉管由回转油缸的活塞进行驱动)，而涨套2与拉杆3是沿轴向固定的，这样一来涨套2就会沿着导向头1b移动。由于相邻两金属作用块2a之间是通过采用弹性材料制成的连接件2b进行连接的，连接件2b是可以进行弹性形变的，因此在涨套2沿着导向头1b移动时，各金属作用块2a能通过弹性体上的连接部2b1被拉伸而向外扩散并撑紧在定子7的内孔壁上。涨紧后，将限位盖4套在拉杆3上并抵靠在定子7的另一端上，然后将锁紧螺母5螺纹连接在拉杆3上并顶住限位盖4，使定子7沿轴向被抵靠部1a与限位盖4给固定住，最终装夹完的状态如图1所示。加工完成后，主轴内的拉管带动拉杆3复位移动，各金属作用块2a在连接件2b的作用下收拢并将定子7松开。涨套2是由拉杆3带动沿导向头1b进行移动而使各金属作用块2a向外扩散的，而拉杆3又是由主轴内的拉管带动移动，拉管是由连接在主轴上的回转油缸进行直接控制的，工作人员只需在机床上执行回转油缸的控制便可完成涨紧工作，大大地提高了装夹的便利性。此外，回转油缸的油压作用力显然要更大且几乎不会有波动，这样不仅涨紧力更大且不易在加工时出现松动，从而又提高了装夹的稳定性。
进一步地，如图1、图5和图6所示，各金属作用块2a的一端内侧均具有凸肩2a2，拉杆3的杆体3a外周侧具有限位槽3a3，各凸肩2a2位于限位槽3a3内使涨套2与拉杆3沿轴向固定。具体地，拉杆3的杆体3a外侧具有第一环形凸部3a1与第二环形凸部3a2，限位槽3a3由第一环形凸部3a1、第二环形凸部3a2及拉杆3的杆体3a外周壁所构成，第一环形凸部3a1相较于第二环形凸部3a2要更靠近导向头1b，第一环形凸部3a1沿周向均布有若干供凸肩2a2穿过至限位槽3a3内的缺口槽3a11。具体在使用时，先不将拉杆3与定位座1组装在一起，定位座1固定到机床的主轴端面上后，将各金属作用块2a利用各连接件2b连接在一起拼合成涨套2(实际中涨套2可以直接先组合成一个整体等待使用)，然后将涨套2从拉杆3需要跟主轴内的拉管固定连接的一端套装到拉杆3上，在各凸肩2a2穿过第一环形凸部3a1上的缺口槽3a11至限位槽3a3内后转动涨套2使凸肩2a2与缺口槽3a11错开以使涨套2与拉杆3由此形成轴向固定，最后再将拉杆3穿过导向头1b并与主轴内的拉管固定连接。第二环形凸部3a2上沿拉杆3的轴向设有两端贯穿的配合孔，配合孔内固定有防转杆6，防转杆6一端位于其中两个相邻两金属作用块2a之间，防转杆6在使用时是不动的，这样可以防止涨套2在使用时相对于拉杆3转动至凸肩2a2与缺口槽3a11相对，保证了本定子车外圆用的内涨夹具的使用可靠性。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.定子车外圆用的内涨夹具，包括涨套(2)以及能与机床的主轴固定连接的定位座(1)，所述的定位座(1)具有环状的抵靠部(1a)以及位于抵靠部(1a)内侧且与其同心设置的导向头(1b)，涨套(2)套设在导向头(1b)外，其特征在于，所述的导向头(1b)内穿设有一端能与主轴内的拉管固定连接的拉杆(3)，涨套(2)包括若干围绕导向头(1b)分布的金属作用块(2a)以及位于各相邻两金属作用块(2a)之间且采用弹性材料制成的连接件(2b)，金属作用块(2a)的侧部设有凹入的连接槽(2a1)，连接槽(2a1)的槽宽朝槽口方向缩小，连接件(2b)侧部具有插接于连接槽(2a1)内且形状与连接槽(2a1)相配合的连接部(2b1)，拉杆(3)另一端伸出导向头(1b)外并与涨套(2)沿轴向固定。
2.根据权利要求1所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的连接件(2b)呈长条状且其两端与金属作用块(2a)沿拉杆(3)轴向的两端大致齐平，连接槽(2a1)贯穿金属作用块(2a)沿拉杆(3)轴向的两端，连接部(2b1)沿拉杆(3)轴向的长度与连接槽(2a1)相匹配。
3.根据权利要求2所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的连接部(2b1)朝其伸出连接件(2b)的方向依次包括片状体(2b11)与条状体(2b12)，条状体(2b12)的宽度大于片状体(2b11)的宽度，连接槽(2a1)包括与片状体(2b11)形状相同的槽部一(2a11)以及与条状体(2b12)形状相同的槽部二(2a12)，片状体(2b11)的拉伸变形方向与其宽度方向大致垂直。
4.根据权利要求3所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的连接件(2b)的两侧面与相邻两金属作用块(2a)的对应侧面之间均具有间隙。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的金属作用块(2a)的内侧具有减重槽(2a3)。
6.根据权利要求5所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，各金属作用块(2a)的一端内侧均具有凸肩(2a2)，拉杆(3)的外周侧具有第一环形凸部(3a1)与第二环形凸部(3a2)，第一环形凸部(3a1)与第二环形凸部(3a2)之间形成限位槽(3a3)且第一环形凸部(3a1)相较于第二环形凸部(3a2)要更靠近导向头(1b)，第一环形凸部(3a1)沿周向均布有若干供凸肩(2a2)穿过至限位槽(3a3)内的缺口槽(3a11)。
7.根据权利要求6所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的第二环形凸部(3a2)上沿拉杆(3)的轴向设有两端贯穿的配合孔，配合孔内固定有防转杆(6)，防转杆(6)一端位于其中两个相邻两金属作用块(2a)之间。
8.根据权利要求6所述的定子车外圆用的内涨夹具，其特征在于，所述的定位座(1)还具有呈圆盘状的安装部(1c)，抵靠部(1a)及导向头(1b)均固连于安装部(1c)一侧，导向头(1b)设有相连通的安装孔一(1b1)与安装孔二(1b2)，安装孔一(1b1)、安装孔二(1b2)及安装部(1c)的中心孔同心设置且安装孔一(1b1)的孔径大于安装孔二(1b2)，拉杆(3)包括滑动设置在安装孔一(1b1)内且远离涨套(2)的一端设有螺纹连接孔(3b1)的联结头(3b)以及穿过安装孔二(1b2)并与联结头(3b)靠近涨套(2)的一端固定连接的杆体(3a)。
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