CN117102905B - 一种用于外圆装夹的夹紧机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于外圆装夹的夹紧机构，包括：若干夹管基体，呈周向分布；弹性连件，连接在相邻夹管基体之间；若干夹管基体和弹性连接形成环状的内径可变的夹具；其中，夹管基体为非弹性材料制成，弹性连件为弹性材料制成，且与相邻的夹管基体的侧面紧密固定。本发明的夹紧机构，非弹性材料制成的夹管基体具有较好的机械强度和定位精度，在其他夹持工装的夹紧下不会发生较大形变，也能承受较大的夹紧力，夹紧力也能够直接传递到钟形壳上，对钟形壳的定位更稳定，便于后续加工；弹性连件与夹管基体的侧面连接面积较大，在受到较大拉力时也不会轻易断开，保证夹具始终保持环状，能够正常使用。

Description

一种用于外圆装夹的夹紧机构

技术领域

本发明涉及钟形壳加工技术领域，特别是涉及一种用于外圆装夹的夹紧机构。

背景技术

在动力传递过程中，会使用到万向节传动机构。钟形壳是万向节传动机构的重要组成部分，其加工是需要采用特定夹具进行夹持。如中国发明专利CN109365852B中公开的一种钟形壳加工工装，包括套筒以及用于定位钟形壳外部的橡胶夹具，所述橡胶夹具位于套筒内部，所述橡胶夹具包括围绕钟形壳外部设置的若干定位块，所述定位块的内侧与钟形壳接触，所述套筒内设有定位橡胶夹具后端的拉盘，所述拉盘上设有定位钟形壳内部的内定位座，所述内定位座与拉盘中心固定连接；这样，通过橡胶夹具夹持钟形壳，橡胶夹具的各个定位块作用于钟形壳外圆，避免钟形壳表面夹伤及变形，起到良好的保护作用。

该专利中用于定位钟形壳外部的夹具为橡胶材质，分为定位块和连接在相邻定位块之间的片状的连接部，当橡胶夹具夹紧钟形壳时，连接部能产生形变，确保定位块与钟形壳外部准确贴合。为了保证形变效果，连接部不能太厚，在夹紧力较大时，连接部容易断裂；而橡胶材质较软，其制成的定位块在受到较大夹紧力时容易形变过大，而导致定位失效。因此，需要对定位钟形壳外部的夹具进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，从而提供一种用于外圆装夹的夹紧机构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于外圆装夹的夹紧机构，包括：

若干夹管基体，呈周向分布；

弹性连件，连接在相邻所述夹管基体之间；若干所述夹管基体和所述弹性连接形成环状的内径可变的夹具；其中，所述夹管基体为非弹性材料制成，所述弹性连件为弹性材料制成，且与相邻的所述夹管基体的侧面紧密固定。

优选地，所述夹管基体包括顶部和位于所述顶部下方的主体，所述顶部和所述主体为一体式结构，相邻所述夹管基体的所述顶部侧面之间具有伸缩缝，相邻所述夹管基体的所述主体侧面之间具有调节间隙，所述调节间隙的周向宽度大于所述伸缩缝的周向宽度。

优选地，所述主体的侧面由上至下包括第一圆弧面、第一直面、第二圆弧面和第二直面，所述第一圆弧面与所述第一直面光滑过渡，且所述第一圆弧面相对所述第一直面更靠近所述顶部，所述第二圆弧面相对所述第二直面更靠近所述顶部，所述第二圆弧面的一端与所述第一直面连接，另一端与所述第二直面光滑过渡；

相邻所述夹管基体的所述主体的所述第一圆弧面、所述第一直面、所述第二圆弧面和所述第二直面形成所述调节间隙的侧壁，且所述调节间隙与所述第一直面对应区域的周向宽度小于与所述第二直面对应区域的周向宽度。

优选地，所述弹性连件位于所述调节间隙中，所述弹性连件的侧壁形状与相邻所述主体的所述第一圆弧面、所述第一直面、所述第二圆弧面和所述第二直面的形状适配，所述弹性连件的顶端为与两个相邻的所述主体的所述第一圆弧面相适配的圆弧部，所述圆弧部的顶点位于所述伸缩缝的正下方。

优选地，所述主体的内壁具有第一分壁、连接斜壁和第二分壁，位于上端的所述第一分壁的内径小于位于下端的第二分壁的内径，所述连接斜壁连接在所述第一分壁和所述第二分壁之间；

所述弹性连件与所述第一分壁对应的部分的厚度大于与所述第二分壁对应的部分的厚度。

优选地，所述弹性连件朝向环状的夹具中心的内端为实心结构；

所述弹性连件背离环状的夹具中心的外端的侧壁沿相邻主体的侧面延伸并围设成一空心结构。

优选地，所述空心结构的外壁在环状夹具的轴向方向上的中部具有波浪形连接面，所述波浪形连接面由上至下向所述环状夹具的中心倾斜。

优选地，所述夹管基体的两侧还具有沿环状夹具的轴向方向设置的贯穿开孔，所述贯穿开孔与所述夹管基体的侧面连通，所述弹性连件还包括位于两侧的拉紧部，所述拉紧部能够嵌入所述贯穿开孔中并与所述贯穿开孔的侧壁紧密固定，所述弹性连件为一体式结构。

优选地，所述夹管基体的下端设有挂槽；所述贯穿开孔的底部开口位于所述挂槽的轴向上方，

所述拉紧部的顶面与所述夹管基体的顶面齐平，所述拉紧部的底面与所述贯穿开孔的底部开口齐平。

优选地，所述夹管基体的顶面设有沿轴向延伸的第一定位孔，所述第一定位孔位于两个所述贯穿开孔之间；

所述夹管基体的外壁还设有定位槽，所述定位槽中设有第二定位孔，所述定位槽位于所述夹管基体的周向中部。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述技术方案中所提供的用于外圆装夹的夹紧机构，若干所述夹管基体和所述弹性连接形成环状的内径可变的夹具，用来夹持钟形壳，环状的夹具内壁与钟形壳的外圆相适配，可以避免对钟形壳的外表面造成损伤，而非弹性材料制成的夹管基体具有较好的机械强度和定位精度，在其他夹持工装的夹紧下不会发生较大形变，也能承受较大的夹紧力，夹紧力也能够直接传递到钟形壳上，对钟形壳的定位更稳定，便于后续加工；弹性连件与夹管基体的侧面紧密固定，一方面，弹性连件能够发生形变，提供预紧力和拉力，使得夹管基体与钟形壳的外圆贴合，夹具的适用性很好；另一方面，弹性连件与夹管基体的侧面连接面积较大，在受到较大拉力时也不会轻易断开，保证夹具始终保持环状，能够正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例一的夹紧机构的示意图。

图2为本发明实例一的夹紧机构的另一角度的示意图。

图3为本发明实例一的夹紧机构在伸缩缝处的剖面示意图。

图4为本发明实例一的若干夹管基体的结构示意图。

图5为本发明实例一的弹性连件的结构示意图。

图6为本发明实例二的夹紧机构的示意图。

图7为本发明实例二的夹紧机构的另一角度的示意图。

图8为本发明实例二的若干夹管基体的结构示意图。

图9为本发明实例二的夹管基体的侧面示意图。

图10为本发明实例二的弹性连件的结构示意图。

附图标记：

10夹管基体；11伸缩缝；12调节间隙；13第一圆弧面；14第一直面；15第二圆弧面；16第二直面；17第一分壁；18连接斜壁；19第二分壁；20弹性连件；21圆弧部；22空心结构；23波浪形连接面；24避让槽；25拉紧部；251管状部；252连接条；30贯穿开孔；31管状孔；32开槽；40第一定位孔；41定位槽；42第二定位孔；43挂槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，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，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实例一

如附图1所示，本发明实施例公开一种用于外圆装夹的夹紧机构，包括若干周向分布的夹管基体10和连接在相邻夹管基体10之间的弹性连件20，若干夹管基体10和弹性连接形成环状的内径可变的夹具，在使用时，夹具需与套筒配合使用，夹具位于套筒内部，钟形壳位于夹具内部，夹管基体10的内壁能够与钟形壳的外圆贴合，夹管基体10的外壁具有向下收缩的锥面，与套筒内壁配合，套筒内还设有定位夹具下端的拉盘，夹管基体10的下端设有挂槽43，拉盘的前端通过挂槽43将夹具挂住，而后将拉盘与油缸连接，固定套筒，油缸向下拉动拉盘，同时将夹具向下拉动，从而相邻的夹管基体10彼此靠拢，弹性连件20被压缩，夹具将钟形壳夹紧。需要注意的是，本实施例中的上下是以附图中的方位为例，在实际应用场景中，上下方位可对应替换成左右或前后或上下方位颠倒。

本实施例的夹管基体10为非弹性材料制成，比如钢铁、铜等材质，具有较好的机械强度和定位精度，在其他夹持工装的夹紧下不会发生较大形变，也能承受较大的夹紧力，夹紧力也能够直接传递到钟形壳上，对钟形壳的定位更稳定，便于后续加工；弹性连件20与夹管基体10的侧面紧密固定，弹性连件20可采用橡胶一体成型，一方面，弹性连件20能够发生形变，提供预紧力和拉力，使得夹管基体10与钟形壳的外圆贴合，夹具的适用性很好；另一方面，弹性连件20与夹管基体10的侧面连接面积较大，在受到较大拉力时也不会轻易断开，保证夹具始终保持环状，能够正常使用。

如附图4所示，若干夹管基体10周向间隔设置，形成环形，夹管基体10包括顶部和位于顶部下方的主体，顶部和主体为一体式结构，相邻夹管基体10的顶部侧面之间具有伸缩缝11，本实施例中的伸缩缝11的周向宽度较小，伸缩缝11为狭长型缝，伸缩缝11中不设置弹性连体，仅提供夹具收缩空间，使得夹具的定位更精准，当夹具受套筒作用收缩时，夹管基体10彼此靠拢直至伸缩缝11消失，两个夹管基体10的顶部侧面彼此紧贴，夹管基体10的内壁与钟形壳紧密贴合，夹紧力在钟形壳外圆上分布更均匀，夹持更稳定。

相邻夹管基体10的主体侧面之间具有调节间隙12，调节间隙12的周向宽度大于伸缩缝11的周向宽度，由此，调节间隙12能够容纳周向宽度更大的弹性连件20，弹性连件20本身的机械强度更大，更不容易断开，在夹具套设在钟形壳的外圆上时，也不会因受到较大拉力而断开。

在制作夹具时，可先将若干夹管基体10周向间隔设置，确定伸缩缝11和调节间隙12的周向宽度，并在夹管基体10的上方、下方、内侧和外侧设置阻挡件，然后橡胶熔融后注入调节间隙12中，而后冷却形成弹性连件20，则弹性连件20与夹管基体10的侧面自然粘接；或者，在制作时，预先制作适合尺寸的弹性连件20，并将弹性连件20放入若干呈周向间隔分布的夹管基体10的调节间隙12中，对弹性连件20和夹管基体10的接触面进行热熔，弹性连件20的侧面熔融并粘接在夹管基体10的侧面，实现紧密固定。

优选地，如附图2和附图4所示，本实施例的主体的侧面由上至下包括第一圆弧面13、第一直面14、第二圆弧面15和第二直面16，第一圆弧面13与第一直面14光滑过渡，且第一圆弧面13相对第一直面14更靠近顶部，第二圆弧面15相对第二直面16更靠近顶部，第二圆弧面15的一端与第一直面14连接，另一端与第二直面16光滑过渡；相邻夹管基体10的主体的第一圆弧面13、第一直面14、第二圆弧面15和第二直面16形成调节间隙12的侧壁，如此设置主体的侧壁，相比于平直的主体侧壁，能够与弹性连件20具有更多的接触、连接面积，进而大大增强主体与弹性连件20的连接强度。

当两个夹管基体10相邻，其侧壁相对时，第一圆弧面13使得两个夹管基体10之间的间隙由周向宽度较小的伸缩缝11逐步过渡到周向宽度较大的调节间隙12，且与弹性连件20具有较大的连接面积，且第一圆弧面13和第一直面14光滑过渡，方便加工；同样的，调节间隙12与第一直面14对应区域的周向宽度小于与第二直面16对应区域的周向宽度，第二圆弧面15使得两个夹管基体10之间的间隙由周向宽度较大的调节间隙12逐步过渡到周向宽度最大的调节间隙12，且与弹性连件20具有较大的连接面积。由此可知，如附图2所示，两个夹管基体10相邻，侧面间隙由上至下变大，当夹具需要套设在外圆尺寸较大的钟形壳上时，钟形壳一般夹管基体10的下端套入，可将夹管基体10的顶部掰开，增大顶部的内径，下端收缩，使得夹具更容易套在钟形壳上。

对应的，如附图2和附图5所示，弹性连件20位于调节间隙12中，弹性连件20的侧壁形状与相邻主体的第一圆弧面13、第一直面14、第二圆弧面15和第二直面16的形状适配，弹性连件20的顶端为与两个相邻的主体的第一圆弧面13相适配的圆弧部21，圆弧部21的顶点位于伸缩缝11的正下方，由此，当伸缩缝11为张开状态时，弹性连件20尤其是圆弧部21能同步形变张开，始终能够覆盖伸缩缝11，承受较大的拉力且不易断开；当伸缩缝11为收缩状态时，弹性连件20尤其是圆弧部21能同步形变收缩，且形变效果较好，也提供了较大的预紧力，使得夹具对钟形壳的夹持更有力，更稳定。

由于，钟形壳一般从夹管基体10的下端套入，因此，如附图3所示，主体的内壁具有第一分壁17、连接斜壁18和第二分壁19，位于上端的第一分壁17的内径小于位于下端的第二分壁19的内径，连接斜壁18连接在第一分壁17和第二分壁19之间，使得夹具更容易套在钟形壳上，连接斜壁18还可起到一定的导向作用。同样的，弹性连件20与第一分壁17对应的部分的厚度大于与第二分壁19对应的部分的厚度，具体为，弹性连件20的内壁与主体的内壁基本齐平，避免弹性连件20干扰夹具套设在钟形壳外圆上，且在夹具套设在钟形壳上后，弹性连件20的内壁还可与钟形壳的外圆接触贴合，利用夹紧夹具时弹性连件20的形变力和与钟形壳的摩擦力进一步提高对钟形壳的夹持效果。

基于上述结构，为了避免弹性连件20与钟形壳接触时向弹性连件20的内部内缩，如附图3所示，弹性连件20朝向环状的夹具中心的内端为实心结构，弹性连件20的内端的机械强度更大，不仅可以提供更大的预紧力，也可以避免弹性连件20向内部坍塌，弹性连件20的内壁能够与钟形壳的外圆保持贴合状态。而弹性连件20背离环状的夹具中心的外端的侧壁沿相邻主体的侧面延伸并围设成一空心结构22，使得弹性连件20的外端具有更好的形变能力，当夹具的内端被钟形壳撑开时，弹性连件20的外端发生较大形变，并将形变的力传递到内端，使得夹具对钟形壳的夹紧力更大，夹管基体10与钟形壳的外圆精准贴合，整个夹具的适用性更好。

如附图3所示，空心结构22的外壁在环状夹具的轴向方向上的中部具有波浪形连接面23，波浪形连接面23由上至下向环状夹具的中心倾斜，使得弹性连件20的厚度逐渐缩小，与夹管基体10的外壁锥面以及下端的挂槽43相适配，避免弹性连件20突出于挂槽43中而干扰挂槽43与拉盘的配合连接，更优的，如附图5所示，弹性连件20的下端与挂槽43对应的位置设有避让槽24，既能保证了弹性连件20与夹管基体10的连接面积，又能避免影响挂槽43与拉盘的配合连接。

实例二

如附图6所示，本实施例与实例一的区别在于，夹管基体10的两侧还具有沿环状夹具的轴向方向设置的贯穿开孔30，贯穿开孔30与夹管基体10的侧面连通，弹性连件20还包括位于两侧的拉紧部25，拉紧部25能够嵌入贯穿开孔30中并与贯穿开孔30的侧壁紧密固定。设置贯穿开孔30的目的在于，进一步增强夹管基体10与弹性连件20的连接强度，避免受到较大拉力时断开了夹管基体10与弹性连件20的连接，导致夹具无法形成完整环形，影响对钟形壳的夹紧。

如附图7所示，本实施例中的夹管基体10的侧面形状以及弹性连件20的侧壁与实例一基本相同，在此不再赘述。如附图8和附图9所示，本实施例中，贯穿开孔30由夹管基体10的顶面沿夹具的轴向贯穿，夹管基体10的下端设有挂槽43；贯穿开孔30的底部开口位于挂槽43的轴向上方，同样的，拉紧部25的顶面与夹管基体10的顶面齐平，拉紧部25的底面与贯穿开孔30的底部开口齐平，由此使得拉紧部25整体均置于贯穿开孔30中，与夹管基体10的连接面积更大，连接更牢固。

如附图9所示，贯穿开孔30包括管状孔31和开槽32，开槽32连通管状孔31和夹管基体10的侧面，对应的，如附图10所示，弹性连件20为一体式结构，即本实施例的弹性连件20是在实例一的弹性连件20的基础上，在两侧增设了拉紧部25，拉紧部25也包括与管状孔31相适配的管状部251和与开槽32相适配的连接条252。

在制作夹具时，可先将若干夹管基体10周向间隔设置，确定伸缩缝11和调节间隙12的周向宽度，并在夹管基体10的上方、下方、内侧和外侧设置阻挡件，然后橡胶熔融后注入调节间隙12和贯穿开孔30中，贯穿开孔30与调节间隙12连通，而后冷却形成带拉紧部25的弹性连件20，则弹性连件20与夹管基体10的侧面以及贯穿开孔30的侧壁自然粘接；或者，在制作时，预先制作适合尺寸的弹性连件20，并将弹性连件20放入若干呈周向间隔分布的夹管基体10的调节间隙12中，拉紧部25卡入贯穿开孔30中，对弹性连件20和夹管基体10的接触面进行热熔，弹性连件20的侧面熔融并粘接在夹管基体10的侧面，拉紧部25熔融并粘接在贯穿开孔30中，实现紧密固定。

实例一和实例二中，如附图1所示，夹管基体10的顶面设有沿轴向延伸的第一定位孔40，第一定位孔40位于两个贯穿开孔30之间；第一定位孔40的作用在于便于机床装夹器安装，两个第一定位孔40位于两个贯穿开孔30之间，能够避让弹性连件20，使得夹管基体之间的连接更可靠。如附图2和附图7所示，夹管基体10的外壁还设有定位槽41，定位槽41中设有第二定位孔42，定位槽41位于夹管基体10的周向中部。定位槽41主要起轴向导向作用。如用导向键时, 第二定位孔42起固定导向键作用,起到辅助导向的作用。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种用于外圆装夹的夹紧机构，其特征在于，包括：

若干夹管基体，呈周向分布；

弹性连件，连接在相邻所述夹管基体之间；若干所述夹管基体和所述弹性连接形成环状的内径可变的夹具；其中，所述夹管基体为非弹性材料制成，所述弹性连件为弹性材料制成，且与相邻的所述夹管基体的侧面紧密固定，所述弹性连件与所述夹管基体的侧面为熔融粘接固定；

所述夹管基体包括顶部和位于所述顶部下方的主体，所述顶部和所述主体为一体式结构，相邻所述夹管基体的所述顶部侧面之间具有伸缩缝，所述伸缩缝用于提供使夹具定位更精准的收缩空间，当夹具受套筒作用收缩时，所述夹管基体彼此靠拢直至所述伸缩缝消失，两个所述夹管基体的顶部侧面彼此紧贴；

相邻所述夹管基体的所述主体侧面之间具有容纳所述弹性连件的调节间隙，所述调节间隙的周向宽度大于所述伸缩缝的周向宽度；

所述主体的侧面由上至下包括第一圆弧面、第一直面、第二圆弧面和第二直面，所述第一圆弧面与所述第一直面光滑过渡，且所述第一圆弧面相对所述第一直面更靠近所述顶部，所述第二圆弧面相对所述第二直面更靠近所述顶部，所述第二圆弧面的一端与所述第一直面连接，另一端与所述第二直面光滑过渡；

相邻所述夹管基体的所述主体的所述第一圆弧面、所述第一直面、所述第二圆弧面和所述第二直面形成所述调节间隙的侧壁，且所述调节间隙与所述第一直面对应区域的周向宽度小于与所述第二直面对应区域的周向宽度；

所述弹性连件位于所述调节间隙中，所述弹性连件的侧壁形状与相邻所述主体的所述第一圆弧面、所述第一直面、所述第二圆弧面和所述第二直面的形状适配，所述弹性连件的顶端为与两个相邻的所述主体的所述第一圆弧面相适配的圆弧部，所述圆弧部的顶点位于所述伸缩缝的正下方；

所述主体的内壁具有第一分壁、连接斜壁和第二分壁，位于上端的所述第一分壁的内径小于位于下端的第二分壁的内径，所述连接斜壁连接在所述第一分壁和所述第二分壁之间；

所述弹性连件与所述第一分壁对应的部分的厚度大于与所述第二分壁对应的部分的厚度。

2.如权利要求1所述的夹紧机构，其特征在于，所述弹性连件朝向环状的夹具中心的内端为实心结构；

所述弹性连件背离环状的夹具中心的外端的侧壁沿相邻主体的侧面延伸并围设成一空心结构。

3.如权利要求2所述的夹紧机构，其特征在于，所述空心结构的外壁在环状夹具的轴向方向上的中部具有波浪形连接面，所述波浪形连接面由上至下向所述环状夹具的中心倾斜。

4.如权利要求1至3任一项所述的夹紧机构，其特征在于，

所述夹管基体的两侧还具有沿环状夹具的轴向方向设置的贯穿开孔，所述贯穿开孔与所述夹管基体的侧面连通，所述弹性连件还包括位于两侧的拉紧部，所述拉紧部能够嵌入所述贯穿开孔中并与所述贯穿开孔的侧壁紧密固定，所述弹性连件为一体式结构。

5.如权利要求4所述的夹紧机构，其特征在于，所述夹管基体的下端设有挂槽；所述贯穿开孔的底部开口位于所述挂槽的轴向上方，

所述拉紧部的顶面与所述夹管基体的顶面齐平，所述拉紧部的底面与所述贯穿开孔的底部开口齐平。

6.如权利要求4所述的夹紧机构，其特征在于，所述夹管基体的顶面设有沿轴向延伸的第一定位孔，所述第一定位孔位于两个所述贯穿开孔之间；

所述夹管基体的外壁还设有定位槽，所述定位槽中设有第二定位孔，所述定位槽位于所述夹管基体的周向中部。