CN203109641U - 一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，包括便利用车床上自带的通用三爪卡盘对其进行快速夹持的圆柱形轴套和安装在轴套上的夹持块，其轴套内部分为上下两半部分：下半部分是圆形孔，导向轴置于圆形孔中，可沿轴向上下滑动，圆形孔有内螺纹，压盖与轴套下端螺纹连接，在压盖与导向轴之间有压缩弹簧；轴套内上半部分是矩形槽，矩形槽上部一组对应内壁是对称的楔形坡面，两夹持块对称安装在矩形槽内，两夹持块的下端通过销轴铰接在导向轴的上端中心，销轴行于矩形槽带有楔形坡面的一组对应内壁，两夹持块上端内侧夹持部位带有V型钳口，套在销轴上的双扭力弹簧的两末端分别作用在两夹持块的内侧施以张力。

Description

一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具

技术领域

本实用新型涉及一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，应用于将钢板矩形坯料制作成圆形拉伸试样车削加工过程中快速夹持定位。 

背景技术

冶金企业在生产、研发过程中，金属力学性能试验一般将坯料加工制作成圆形横截面试样，也就是圆形拉伸试样，对材料进行拉伸试验（GB/T228-2010）。加工方式是将材料锯切成矩形样坯后车削加工成圆形拉伸试样。车床一般配套使用通用三爪卡盘或四爪卡盘，三爪卡盘只能快速夹持同心圆棒料，若装夹不规则的矩型样坯最少需6-10分钟，四爪卡盘能夹持异形件，需要频繁调整卡盘四爪同步动作，耗用时间长。上海齐宝数控机床制造有限公司的刘然、朱兴华、王胜民等公开了一种圆拉伸试样加工的专用机床（公告号CN201436137U），通过将数控车床、送料机和打标机整合在一起，使得圆拉伸试样的送料、加工和打标工作能够一次性自动完成。但是该设备费用高，数控车床只能做圆拉伸试样加工专机使用，资源利用率不高。武汉钢铁（集团）公司的董如泉、唐因、虞正群等公开了一种车床试件定位夹具（公告号CN201455681U），该实用新型包括底座、夹持块和中心顶针，中心顶针安装于底座中心，用于顶住试件轴端表面中心；夹持块安装在底座上，用于夹持试件，具有使钢板样坯快速定位于加工位置，使样坯安全高效加工成符合国家标准圆形拉伸待磨削加工试件的特点。但该夹具在钢板样坯尺寸发生变化时，需要手动调节夹持块的紧固螺丝，以便根据样坯的外表面结构做出相适应的变动，不能快速响应截面尺寸变化范围大的矩形样坯试样加工。河南森源电气股份有限公司的赵亚中、胡占楼公开了一种方形工件快速自定心装卡装置。该实用新型锥轴通过螺纹连接有锥套，锥轴上同时带有锥度的四掰弹性卡头，通过手动调节锥轴上螺纹距离使弹性卡头变形， 实现对方形工件的夹紧。 

圆形拉伸试样在材料力学性能试验试样数量中占比约30%，加工任务量大，中试工厂主要是科研试验使用，不同的坯料锯切成矩形样坯（长度140-300mm，宽12-25mm，高12-25mm）后，截面尺寸变化范围大，按常规方法加工试样，不能实现车床夹具快速准确地进行自动中心定位、夹紧，劳动强度大，生产效率低。  

发明内容

本实用新型的目的是制作一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，主要解决以下技术问题：（1）对矩形样坯夹持时，使得矩形端面与车床顶针的轴线方向垂直，准确实现中心定位，并能够在车床主轴高速旋转情况下传递切削力矩。（2）能够适应矩形样坯截面尺寸变化范围，自动调节夹持试样钳口大小，快速夹持定位于加工位置，克服手动调节钳口缺陷，降低劳动强度，提高生产效率。 

本实用新型的技术方案：本实用新型的一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具包括便利用车床上自带的通用三爪卡盘对其进行快速夹持的圆柱形轴套和安装在轴套上的夹持块，其轴套内部分为上下两半部分：下半部分是圆形孔，导向轴置于圆形孔中，可沿轴向上下滑动，圆形孔有内螺纹，压盖与轴套下端螺纹连接，在压盖与导向轴之间有压缩弹簧；轴套内上半部分是矩形槽，矩形槽一组对应内壁的上部是对称的楔形坡面，两夹持块对称安装在矩形槽内，两夹持块的下端通过销轴铰接在导向轴的上端中心，销轴平行于矩形槽带有楔形坡面的一组对应内壁，两夹持块上端内侧夹持部位带有V型钳口，套在销轴上的双扭力弹簧的两末端分别作用在两夹持块的内侧施以张力。 

所述的V型钳口开口为直角V型，两个V型钳口构成的方形夹持口朝向车床尾座顶尖。 

所述的轴套上对应销轴的位置有销轴安装孔。 

本实用新型的有益效果： 

本实用新型结构简单，易于操作，效率高，可在5秒内快速准确装夹矩型样坯，提高了批量生产效率。可自动夹持矩型样坯工件截面积范 围大，宽12-25mm，高12-25mm。应用前景广阔，可应用该夹具设计原理，制作相应的夹具，实现大方坯工件在车床上的加工。 

附图说明

图1是本实用新型 YZ剖面图。 

图2是本实用新型XZ剖面图。 

图3是本实用新型装配分解图。 

图4是本实用新型工作示意图。 

具体实施方式

如图1、图2、图3是本实用新型的一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具结构示意图，本实用新型的包括便利用车床上自带的通用三爪卡盘对其进行快速夹持的圆柱形轴套和安装在轴套上的夹持块，其轴套8内部分为上下两半部分：下半部分是圆形孔，导向轴3置于圆形孔中，可沿轴向上下滑动，圆形孔有内螺纹，压盖1与轴套8下端螺纹连接，在压盖1与导向轴3之间有压缩弹簧2；轴套8内上半部分是矩形槽，矩形槽上部一组对应内壁是对称的楔形坡面9，两夹持块6、7对称安装在矩形槽内，两夹持块6、7的下端通过销轴4铰接在导向轴3的上端中心，销轴4平行于矩形槽带有楔形坡面9的一组对应内壁，两夹持块6、7上端内侧夹持部位带有V型钳口10，套在销轴4上的双扭力弹簧5的两末端分别作用在两夹持块6、7的内侧施以张力。 

所述的V型钳口10开口为直角V型，两个V型钳口构成的方形夹持口朝向车床尾座顶尖。 

所述的轴套8上对应销轴4的位置有销轴安装孔11。 

夹具轴套8外部是圆形轴，以便利用车床上自带的通用三爪卡盘对其进行快速夹持。轴套内部分为上下两半部分：下半部分是圆形孔，圆形孔有内螺纹，可以与压盖1上的外螺纹连接，将压缩弹簧2、导向轴3依次压入轴套8圆形孔内，压缩弹簧2、导向轴3可沿轴向上下滑动。上半部分是矩形槽，矩形槽Y方向有两个对称的楔形坡面9，两夹持块6、7分别安装在矩形槽内，V型钳口12起到定心并夹紧的作用；双扭力弹簧5在两夹持块之间，弹簧两末端分别作用在两夹持块上, 双扭力弹簧 5作动力给将两夹持块施以张力。轴套8上有直径10mm轴套连接销轴安装孔11，可以方便安装直径8mm的销轴4，销轴4通过导向轴3上的连接销孔12将导向轴3、双扭力弹簧和两夹持块在轴套内连接成一体。 

这里将轴套8轴向方向定义为Z向，轴套连接销轴安装孔11中心线方向定义为X向， X Z平面法向并穿过轴套8中心线方向定义为Y向。YZ平面和XZ平面剖面图分别如图1 、图2所示。 

非工作状态下，压缩弹簧2固定在导向轴3与压盖1之间，导向轴3在弹簧弹力作用下沿轴套8内的圆形孔Z向正向移动，在销轴4作用下，弹簧弹力传递给两夹持块6、7，推动两夹持块6、7同步沿Z向正向移动，同时，双扭力弹簧5两末端将两夹持块6、7沿Y向轴向推开，使得两夹持块6、7侧面与轴套8内部上半部分的矩形槽内楔形坡面9紧密接触，两夹头开口度打开，直至压缩弹簧2伸缩至最大长度，夹头开口度达最大。 

夹具工作示意图如图4所示，机床三爪卡盘卡住夹具轴套8外部圆形轴，工件14装夹时应用手把持矩型样坯一端放入两夹持块6、7的V型口12内，手动调节车床尾座顶尖13向Z向负方向移动，使其与矩型样坯14的中心孔相接触，并推动两夹持块6、7沿Z向轴向负方向移动，同步带动导向轴沿Z向轴向负方向移动，压缩弹簧2处于压缩状态，同时，两夹持块夹头Y向开口度减少，当V型口10与矩型样坯14两面接触后，顶尖顶紧，可实现矩型样坯的定位。完成径向定位同时，矩形槽结构本身起到限制两夹持块绕机床回转轴线转动作用，即能够有效防止矩型样坯工件绕机床回转轴线转动，可进行车削加工试样。 

加工完毕后，向Z向正方向手动调节车床尾座顶尖13，使其退出工作位置，处于压缩状态压缩弹簧2释放弹力，将导向轴和两夹持块6、7沿Z向正向推出轴套8，双扭力弹簧4将两夹头沿矩形槽导向坡面Y向打开，可卸下加工完成的试样。 

本实用新型是斜楔式夹紧机构，主要是利用其斜面移动所产生的压力夹紧工件，将夹持块背面与轴套内两配合面加工成斜切面，同时在扭转弹簧径向力作用下，可以实现夹持块轴向位移转变为径向位移。夹具 在非工作状态下，利用压缩弹簧和双扭力弹簧的弹力实现夹具夹头的自动复位，方便工件夹装。工件夹装时，尾座顶针可以轴向移动，矩形样坯工件在尾座顶针推力作用下沿轴向运动，将力传递给两夹持块，由于两夹持块固定在同一导向轴上，两夹持块随导向轴同步移动速度，利用斜楔形坡面结构，使两夹持块变轴向运动为径向等速同步移动，针对矩形样坯工件，夹持块夹持部位设计为V型钳口，方便工件夹装，实现对工件定心定位和夹紧。工件加工完毕，尾座顶针退出，导向轴在压缩弹簧作用下，带动两夹持块自动打开V型钳口，夹具在双扭力弹簧作用下自动复位，方便取出试样。 

Claims (3)

1.一种将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，包括便利用车床上自带的通用三爪卡盘对其进行快速夹持的圆柱形轴套和安装在轴套上的夹持块，其特征在于：轴套（8）内部分为上下两半部分：下半部分是圆形孔，导向轴（3）置于圆形孔中，可沿轴向上下滑动，圆形孔有内螺纹，压盖（1）与轴套（8）下端螺纹连接，在压盖（1）与导向轴（3）之间有压缩弹簧（2）；轴套（8）内上半部分是矩形槽，矩形槽一组对应内壁的上部是对称的楔形坡面（9），两夹持块（6、7）对称安装在矩形槽内，两夹持块（6、7）的下端通过销轴（4）铰接在导向轴（3）的上端中心，销轴（4）平行于矩形槽带有楔形坡面（9）的一组对应内壁，两夹持块（6、7）上端内侧夹持部位带有V型钳口（10），套在销轴（4）上的双扭力弹簧（5）的两末端分别作用在两夹持块（6、7）的内侧施以张力。

2.根据权利要求1所述的将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，其特征在于：V型钳口（10）开口为直角V型，两个V型钳口构成的方形夹持口朝向车床尾座顶尖。

3.根据权利要求1或2所述的将矩型样坯加工成圆形拉伸试样的车床夹具，其特征在于：轴套（8）上对应销轴（4）的位置有销轴安装孔（11）。 

Images