CN205342589U - 一种用于加工偏心短轴的专用夹具 - Google Patents
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Abstract
一种用于加工偏心短轴的专用夹具，夹持于机床主轴上，其特征在于：所述专用夹具包括受直接夹持并起偏心定位作用的偏心主体、提供压紧力的拧紧螺母、传递压紧力的压圈和将压紧力转化为工件夹持抱紧力的蝶形弹簧片组；所述偏心主体的外部设有外圆，内部设有安置孔和用以安装所述偏心短轴的定位孔，该定位孔的轴线与所述外圆的轴线存在有一偏心距，所述蝶形弹簧片组和压圈设置于所述安置孔中，所述拧紧螺母旋接在所述偏心主体上且通过所述压圈向所述蝶形弹簧片组施加压紧力，使该蝶形弹簧片组的内孔收缩而夹持抱紧所述偏心短轴的外圆。本实用新型结构简单，定位可靠，操作简便，加工效率高，可用于在车床或磨床上偏心短轴的加工。
Description
技术领域
本实用新型涉及轴类零件加工用辅助装置，特别涉及一种用于加工偏心短轴的专用夹具，属于机械制造技术领域。
背景技术
在机械制造领域中，时常会遇到长度较短的偏心轴的车削和磨削问题，例如，在中高速柴油机的结构中，如果其正时或定时机构是由机械驱动的，则其中必然含有凸轮轴、正时齿轮轴等长度短小的偏心轴类零部件，如连接驱动泵与中间齿轮的正时齿轮轴即为一个偏心距精度达0.04mm的高精度偏心轴，这类偏心短轴通常都采用车床和磨床进行加工。
现有技术中，采用普通卧式车床或简易的(经济型)数控车床对偏心短轴加工的方法有三种：双偏心顶尖法、三爪自定心卡盘加偏心垫片法以及偏心轴套法。
上述对偏心短轴类零件的常用加工工艺方法存在有以下问题：
1.在没有高精度双主轴车铣机床的情况下，双顶尖法中零件两端面的顶尖孔必须要在卧式加工中心上找正外圆进行钻铣，然后调头重新找正外圆再钻铣而成，两次外圆找正会造成其定位精度大幅下降，无法满足0.04mm级位置精度的控制要求。
2.三爪自定心卡盘加偏心垫片法需要根据所加工零件的偏心程度，在卡盘其中的一个卡爪及零件圆柱面之间垫上一块预先计算好厚度的偏心垫片，并且在完成半精车后进行手工测量并再次修正校准后才能继续精车工序。为了达到较高的精度该方法需要反复校调，操作复杂，效率较低，并且其加工精度与操作者的熟练度有很大关系。
3.偏心轴套法即，为待加工零件制作一个偏心套并将零件装配在偏心套内，然后机床夹持在偏心套上完成车削或磨削加工；偏心套与零件的传统连接方式分为两种：一是采用键槽连接保证相对位置，二是使用连接面过盈配合来将零件涨紧在偏心套中，但是键槽连接不适合外圆为光面的零件，而过盈配合方式的安装及拆卸过程很麻烦且容易损坏加工零件的表面。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服上述现有加工技术的缺陷，提供一种更实用和高效的用于加工偏心短轴的专用夹具，在普通(数控)机床上方便可靠地完成长度短小的高精度偏心轴类零件的车削或磨削加工，达到使用简便、成本低廉、加工效率高、保证精度的效果。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于加工偏心短轴的专用夹具，夹持于机床主轴上，其特征在于：所述专用夹具包括受直接夹持并起偏心定位作用的偏心主体、提供压紧力的拧紧螺母、传递压紧力的压圈和将压紧力转化为工件夹持抱紧力的蝶形弹簧片组；所述偏心主体的外部设有外圆，内部设有安置孔和用以安装所述偏心短轴的定位孔，该定位孔的轴线与所述外圆的轴线存在有一偏心距，所述蝶形弹簧片组和压圈设置于所述安置孔中，所述拧紧螺母旋接在所述偏心主体上且通过所述压圈向所述蝶形弹簧片组施加压紧力，使该蝶形弹簧片组的内孔收缩而夹持抱紧所述偏心短轴的外圆。
进一步地，所述的蝶形弹簧片组由一个或一个以上蝶形弹簧片构成，其内孔的径向收缩量为0.1～0.4mm。
进一步地，所述的拧紧螺母包括有用于与所述偏心主体连接的螺纹孔和用以穿过所述偏心短轴的通孔，该通孔的端面设有凸出的压紧部。
本实用新型的有益技术效果如下：
所述用于加工偏心短轴的专用夹具解决了现有偏心短轴类零件加工中精度不高、加工效率低下和操作人员劳动强度大的难题，用于在车床或磨床上完成偏心轴的加工。本实用新型具有下列优点：
1)结构简单，根据工件具体情况可调，使用和装卸便捷；
2)偏心定位可靠，定位精度保证在0.002～0.01mm范围内；
3)操作简便，提高了偏心短轴的加工工效。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是偏心主体的结构示意图。
图3是蝶形弹簧片的结构示意图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是拧紧螺母的结构示意图。
图6是本实用新型的使用状态图。
图中，1—偏心主体，11—中心孔，12—定位孔，13—安置孔，14—螺纹部，15—外圆，2—蝶形弹簧片组，21—蝶形弹簧片，3—压圈，4—拧紧螺母，41—压紧部，42—通孔，43—螺纹孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但不能因此而限制本实用新型所要求保护的范围。
请参阅图1本实用新型的结构示意图。图示用于加工偏心短轴的专用夹具夹持于机床主轴上，所述专用夹具包括偏心主体1、蝶形弹簧片组2、压圈3和拧紧螺母。
请参阅图2，所述偏心主体1作为整套工装的主体，受机床直接夹持并起偏心定位作用，其外部设有外圆15和螺纹部14，内部设有同轴线的中心孔11、定位孔12和安置孔13。所述外圆11直接受机床三爪自定心卡盘夹持并采用千分表校准，起到连接机床主轴与定位的作用；也可根据机床主轴特点采用卡盘夹持之外的其他连接方式。所述定位孔12用以安装所述偏心短轴5(见图6)，其与待加工偏心短轴5的短轴外圆表面小间隙配合，从而限制待加工工件五个方向的自由度，起到定位作用；该定位孔12的轴线与所述外圆11的轴线存在有一偏心距e，该偏心距e根据工件偏心短轴5的结构尺寸而定，其位置精度是待加工零件加工精度的保证。所述安置孔13用于安放所述蝶形弹簧片组2和压圈3。当加工直径较大的零件时，所述偏心主体1可制成镂空型结构以减轻重量。
所述压圈3设置于所述安置孔13中，对所述蝶形弹簧片组2的外侧起到限位作用，用于传递压紧力，可以是一个单独零件，也可以与压紧力施力部件做成一体。
所述的拧紧螺母4用以提供压紧力，请参阅图5，其包括有螺纹孔43和通孔42，该螺纹孔43用于与所述偏心主体1的螺纹部14连接，该通孔42用以穿过所述偏心短轴5，该通孔42的端面设有凸出的压紧部41，用以抵压所述蝶形弹簧片组2。所述拧紧螺母4旋接在所述偏心主体1上，并且通过所述压圈3向所述蝶形弹簧片组2施加压紧力。所述拧紧螺母4作为压紧力的提供单元，可以是一个整体零件，也可以是多个零件的机械组合，或者是气动或液压等其它夹持力提供源。
所述的蝶形弹簧片组2设置于所述安置孔13中，用于将所述拧紧螺母4的压紧力转化为工件夹持抱紧力，是执行夹紧作用的主要元件，起到控制待加工偏心短轴5第六个自由度的作用；所述的蝶形弹簧片组2由一个或一个以上蝶形弹簧片21叠加而构成，其内孔的径向收缩量为0.1～0.4mm，定心精度达到请结合参阅图3和图4，所述蝶形弹簧片21可以根据待加工零件的硬度及表面状况选用不同材料并调整其硬度，内外圆尺寸可以根据实际情况车削调整。单片的蝶形弹簧片21传递的扭矩Mk(N*mm)与轴向受力Q(N)之间的关系公式为：
Q＝K×2×Mk/D×μ×tan(β-2)
式中，
K——安全系数，
Mk——所需传递力矩(N*mm)，
D——工件夹持面直径(mm)，
μ——摩擦因数，
β——蝶形弹簧片的锥面半角(°)。
所述的蝶形弹簧片组2可以根据所需夹持力矩的大小来调整所使用的蝶形弹簧片21的数量。
待加工的偏心短轴5装入所述偏心主体1的定位孔12内之后，拧紧螺母4旋紧螺纹产生轴向压力(压紧力)，通过所述压圈3施加于所述蝶形弹簧片组2上，使该蝶形弹簧片组2的内孔收缩，从而夹持抱紧所述偏心短轴5的外圆。
现通过对SEMT公司中速机6PA6LN机型中的正时齿轮偏心轴零件的装夹实例来说明本实用新型的具体应用过程，如图6所示：
1.将偏心主体1的光面外圆15通过三爪卡盘夹持在机床主轴上，使用千分表校准外圆15，控制全跳动≤0.005，完成该偏心主体1的安装校调。
2.在偏心主体1的安置孔13中装入蝶形弹簧片组2及压圈3，在压圈3外旋上拧紧螺母4与偏心主体1连接，完成整套专用工装的安装。
3.旋松拧紧螺母4，使蝶形弹簧片组2处于张开的松弛状态。
4.将偏心短轴5(正时齿轮偏心轴)装入偏心主体1的定位孔12中，蝶形弹簧片组2环绕于正时齿轮偏心轴的配合外圆。
5.旋紧拧紧螺母4，偏心主体1与压圈3由两端挤压蝶形弹簧片组2，使该蝶形弹簧片组2发生变形，内孔产生收缩，直至所述蝶形弹簧片组2的内圆完全抱紧所述偏心短轴5的外圆，将所述拧紧螺母4的压紧力转化为工件夹持抱紧力，从而完成全部工装和零件的安装，可以进行车削或磨削加工。
本实用新型作为工装安装于机床主轴上，零件通过定位孔及弹性夹持直接快速装夹于所述专用夹具上，实现了偏心短轴零件的快速高精度加工，定位精度保证在0.002～0.01mm范围内，解决了原先偏心短轴类零件加工方法精度不高、加工效率低下、操作人员劳动强度大的难题；同时本实用新型具有结构简单，使用便捷，精度稳定可靠的优点，适用于在车床或磨床上偏心短轴的加工。
上述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型，凡依本实用新型范围的内容所作的等效变化与修饰，都属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种用于加工偏心短轴的专用夹具，夹持于机床主轴上，其特征在于：所述专用夹具包括受直接夹持并起偏心定位作用的偏心主体、提供压紧力的拧紧螺母、传递压紧力的压圈和将压紧力转化为工件夹持抱紧力的蝶形弹簧片组；所述偏心主体的外部设有外圆，内部设有安置孔和用以安装所述偏心短轴的定位孔，该定位孔的轴线与所述外圆的轴线存在有一偏心距，所述蝶形弹簧片组和压圈设置于所述安置孔中，所述拧紧螺母旋接在所述偏心主体上且通过所述压圈向所述蝶形弹簧片组施加压紧力，使该蝶形弹簧片组的内孔收缩而夹持抱紧所述偏心短轴的外圆。
2.根据权利要求1所述的用于加工偏心短轴的专用夹具，其特征在于：所述的蝶形弹簧片组由一个或一个以上蝶形弹簧片构成，其内孔的径向收缩量为0.1～0.4mm。
3.根据权利要求1所述的用于加工偏心短轴的专用夹具，其特征在于：所述的拧紧螺母包括用于与所述偏心主体连接的螺纹孔和用以穿过所述偏心短轴的通孔，该通孔的端面设有凸出的压紧部。
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