CN210388812U - 花键轴高精度车内孔夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控车床加工花键轴高精度车内孔夹紧装置，解决了目前轴类零件加工内孔时的跳动精度与尺寸精度要求难以保证的技术问题。一种花键轴高精度车内孔夹紧装置，包括液压中空卡盘、连接套筒、浮动限位弹簧顶尖机构、连接螺杆、连接法兰。本实用新型取消了每次装夹时的找正过程，缩短了重新装夹的调整与上下零件时间，减少装夹时间65%以上；实现了液压中空卡盘夹紧机构夹紧花键轴类零件外圆以传递扭矩、定心，确保浮动限位弹簧顶尖结构确定的中心、液压中空卡盘夹紧外圆确定的中心连线与零件中心线保持一致，保证了加工后的零件内孔跳动在0.05mm以内，加工后的零件内孔合格率可达到100%。

Description

花键轴高精度车内孔夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及一种数控车床加工花键轴用夹紧装置，具体一种花键轴高精度车内孔夹紧装置，该装置在花键轴类零件车内孔时可采用一夹一顶的加工方案，通过综合设计液压中空卡盘的三等分错位结构连接套筒、连接螺杆、三等分错位结构连接法兰、浮动限位弹簧顶尖机构，以保证轴类零件加工内孔时的跳动精度与尺寸精度要求。

背景技术

近年来，随着市场竞争的日趋激烈，“短工序、大批量、低成本、高质量、低废品率”生产方式已经成为机械加工行业的主导生产方式。双中间轴斜齿变速箱花键主轴因为结构限制，必须采用一轴端具有高精度内孔的结构设计，需要热后采用精加工内孔的工艺手段来完成加工。花键主轴内孔跳动图纸要求在0.05mm以内，传统加工方法是在M250普通内孔磨床上采用普通三爪卡盘找正夹紧的方式进行磨削加工，但由于花键轴类零件长，在磨削加工时砂轮进刀力度对其的影响较大，磨削过程存在倾斜情况，从而造成跳动超差，加工零件内孔后的合格率仅为75%。因此非常需要一种能够快速准确的实现轴类零件的定位夹紧的装置，以保证轴类零件加工内孔时的跳动精度与尺寸精度要求。

发明内容

本实用新型为解决目前轴类零件加工内孔时的缺乏一种能够快速准确的夹紧轴类零件，使得轴类零件加工内孔时的跳动精度与尺寸精度要求难以保证的技术问题，提供一种花键轴高精度车内孔夹紧装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种花键轴高精度车内孔夹紧装置，包括液压中空卡盘、连接套筒、浮动限位弹簧顶尖机构、连接螺杆、连接法兰；所述连接套筒带有外螺纹的一端与液压中空卡盘不设卡爪带有内螺纹的一侧相连接，连接套筒靠近其另一端的内径呈第一错位结构；所述连接法兰包括中心开孔的连接盘以及连接在连接盘一侧的中心管；所述中心管的前端外径呈第二错位结构且第二错位结构能无干涉的穿过第一错位结构；所述连接螺杆经由连接法兰中心孔以及中心管伸入连接套筒内并与连接套筒的第一错位结构内壁连接；限位弹簧顶尖机构位于连接套筒内，包括定位滑动套、顶尖、弹簧；定位滑动套一端与连接盘的中心管的前端固定连接，弹簧固定在定位滑动套内部，顶尖固定在弹簧朝向液压中空卡盘的一端。

本实用新型利用夹具本身的定位精度保证花键轴类零件的加工精度，避免了因花键主轴外圆跳动的差异对其加工结果的影响。夹具夹紧使用时：先将花键轴类零件放入液压中空卡盘内，用力将花键轴类零件向连接套筒、连接螺杆一侧推动，使花键轴类零件非加工端面中心孔压缩浮动限位弹簧顶尖机构中的顶尖和弹簧后退，与定位滑动套端面贴紧；然后控制连接螺杆拉动与连接螺杆连接的连接套筒、连接套筒拉动与连接套筒连接的液压中空卡盘的内螺纹机构左右轴向运动，液压中空卡盘的内螺纹左右机构轴向运动推动液压中空卡盘上的三爪楔形块机构向下径向运动（此运动为液压中空卡盘的固有功能），三爪夹紧花键轴类零件后开始加工内孔（在花键轴类零件的加工端面采用相应车刀进行加工，即与连接套筒所在侧相反的一侧）。

夹具松开使用时：花键轴类零件内孔加工完毕后，操纵连接螺杆推动与连接螺杆连接的连接套筒，连接套筒推动与连接套筒连接的液压中空卡盘的内螺纹机构左右轴向运动，液压中空卡盘的内螺纹左右机构轴向运动推动液压中空卡盘上的三爪楔形块机构向上径向运动（此运动为液压中空卡盘的固有功能），三爪松开花键轴类零件，浮动限位弹簧顶尖机构中弹簧弹开，推动顶尖前进，顶尖推动花键轴类零件前进与定位滑动套端面离开。取出加工好的花键轴类零件，送到下一工序加工。

本实用新型的有益效果：①实现了浮动限位弹簧顶尖机构限制花键轴类零件的轴向位置、定心以及避免出现加工时的车刀振纹；②取消每次装夹时的找正过程，缩短了重新装夹的调整与上下零件时间，减少装夹时间65%以上，生产效率提升了1倍以上；③实现了液压中空卡盘夹紧机构夹紧花键轴类零件外圆以传递扭矩、定心，确保浮动限位弹簧顶尖结构确定的中心、液压中空卡盘夹紧外圆确定的中心连线与零件中心线保持一致，保证了零件加工后的内孔跳动在0.05mm以内，零件加工后的内孔合格率可达到100%。

附图说明

图1本实用新型总结构示意图。

图2 连接套筒侧剖视图。

图3为图2的左侧视图。

图4连接法兰侧剖视图。

图5为图4的右侧视图。

1-花键轴类零件、2-液压中空卡盘、3-连接套筒、4-浮动限位弹簧顶尖机构、5-连接螺杆、6-连接法兰；

31-第一错位结构，41-顶尖、42-弹簧、43-定位滑动套，61-第二错位结构。

具体实施方式

本实用新型实现了①主轴头架中心内层的液压油缸连接螺杆与外层的三等分错位结构连接套筒，穿越中间层的三等分错位结构连接法兰后，实现内、外层结构的转换连接；②实现了中间层的三等分错位结构连接法兰与主轴头架中心内层的浮动限位弹簧顶尖机构的中、内层结构的转换连接，最终实现多层次圆柱类连接机构的组合内外转换连接的有机应用。其结构包括液压中空卡盘2、连接套筒3、浮动限位弹簧顶尖机构4、连接螺杆5、连接法兰6；所述连接套筒3的一端与液压中空卡盘2不设卡爪的一侧相连接，连接套筒3靠近其另一端的内径呈第一错位结构31（如图2、3所示）；所述连接法兰6包括中心开孔的连接盘以及连接在连接盘一侧的中心管（如图4、5所示）；所述中心管的前端外径呈第二错位结构61且第二错位结构61能无干涉的穿过第一错位结构31；所述连接螺杆5经由连接法兰6中心孔以及中心管伸入连接套筒3内并与连接套筒3的第一错位结构31内壁连接；限位弹簧顶尖机构4位于连接套筒3内，包括定位滑动套43、顶尖41、弹簧42；定位滑动套43一端与连接盘的中心管的前端固定连接，弹簧42固定在定位滑动套43内部，顶尖41固定在弹簧42朝向液压中空卡盘2的一端。

所述连接套筒3带有外螺纹的一端与液压中空卡盘2不设卡爪且带有内螺纹的一侧相连接；当连接套筒3左右轴向运动时推动液压中空卡盘2的内螺纹机构左右轴向运动，液压中空卡盘2的内螺纹左右机构轴向运动推动液压中空卡盘2上的三爪楔形块机构上下径向运动（此运动为液压中空卡盘的固有功能），达到三爪夹紧松开工件的目的。

如图3所示，所述连接套筒内的第一错位结构包括中心孔以及环绕中心孔等间距分布的三个扇形孔圆弧结构，所述三段扇形孔圆弧结构的内侧面开有内螺纹（2、3可见），连接螺杆的前端外侧面开有外螺纹并与圆弧段螺纹连接；如图5所示，所述连接法兰6的第二错位结构由中心管的前端镂空而成，在垂直于中心管轴线平面上的投影呈环绕中心管轴线的三段圆弧结构，定位滑动套43连接在三段圆弧结构朝向液压中空卡盘2的一端。

连接套筒内的三个扇形孔圆弧结构相对于第一错位结构中心孔的开口角度为60度（如图3所示）；连接法兰的三段圆弧结构中相邻圆弧之间所成角度为70度（如图5所示），也就是圆弧段本身相对于中心所成角度为50度，这样三段圆弧结构可以穿过扇形孔圆弧结构且不会干涉。

本实用新型所述花键轴高精度车内孔夹紧装置是通过综合设计液压中空卡盘的三等分错位结构连接套筒、连接螺杆、三等分错位结构连接法兰、浮动限位弹簧顶尖结构，解决了以下技术问题：1、解决采用普通三爪卡盘找正夹紧但无后端面中心孔浮动定位、限位方式进行磨削过程中存在零件倾斜情况，导致内孔跳动超差问题；2、解决现有夹具需要找正后加工造成的加工效率低下的问题。

结合图1所示，夹具夹紧使用时：先将花键轴类零件1放入液压中空卡盘2内，用力向左推花键轴类零件1，使花键轴类零件1左端面中心孔压缩浮动限位弹簧顶尖机构4中的顶尖41和弹簧42后退，与定位滑动套43端面贴紧；然后踩下液压开关，使液压油缸拉动与液压油缸连接的连接螺杆5、连接螺杆5拉动与连接螺杆连接的连接套筒3、连接套筒3拉动与三等分错位结构连接套筒连接的液压中空卡盘的内螺纹机构左右轴向运动，液压中空卡盘的内螺纹左右机构轴向运动推动液压中空卡盘上的三爪楔形块机构向下径向运动（此运动为液压中空卡盘的固有功能），液压卡盘2夹紧花键轴类零件1后开始加工内孔。连接法兰通过相应支架进行支撑。

夹具松开使用时：花键轴类零件1内孔加工完毕后先踩下液压开关，使液压油缸推动与液压油缸连接的连接螺杆5、连接螺杆5推动与连接螺杆连接的连接套筒3、连接套筒3推动与连接套筒连接的液压中空卡盘的内螺纹机构左右轴向运动，液压中空卡盘的内螺纹左右机构轴向运动推动液压中空卡盘上的三爪楔形块机构向上径向运动（此运动为液压中空卡盘的固有功能），液压中空卡盘2松开花键轴类零件1，浮动限位弹簧顶尖机构4中弹簧42弹开，推动顶尖41前进，顶尖41推动花键轴类零件1前进与定位滑动套43端面离开。取出加工好的花键轴类零件，送到下一工序加工。

夹具各部件作用：（一）花键轴类零件：花键轴高精度车内孔夹紧装置的加工载体；（二）液压中空卡盘：与三等分错位结构连接套筒连接，夹紧零件外圆定心；（三）三等分错位结构连接套筒：用于连接液压中空卡盘与连接螺杆，实现内、外层结构的转换连接；（四）浮动限位弹簧顶尖机构：与三等分错位结构连接法兰连接，实现中、内层结构的转换连接，提供零件端面定位、定心以及避免出现加工时的车刀振纹；（五）连接螺杆：用于连接三等分错位结构连接套筒与液压油缸，实现内、外结构的转换连接与液压机构的夹紧、松开动作的实现；（六）三等分错位结构连接法兰：用于连接浮动限位弹簧顶尖机构与车床头架主轴，提供浮动限位弹簧顶尖机构的定位支撑。

Claims (3)

1.一种花键轴高精度车内孔夹紧装置，其特征在于，包括液压中空卡盘（2）、连接套筒（3）、浮动限位弹簧顶尖机构（4）、连接螺杆（5）、连接法兰（6）；所述连接套筒（3）带有外螺纹的一端与液压中空卡盘（2）不设卡爪且带有内螺纹的一侧相连接，连接套筒（3）靠近其另一端的内径呈第一错位结构（31）；所述连接法兰（6）包括中心开孔的连接盘以及连接在连接盘一侧的中心管；所述中心管的前端外径呈第二错位结构（61）且第二错位结构（61）能无干涉的穿过第一错位结构（31）；所述连接螺杆（5）经由连接法兰（6）中心孔以及中心管伸入连接套筒（3）内并与连接套筒（3）的第一错位结构（31）内壁连接；浮动限位弹簧顶尖机构（4）位于连接套筒（3）内，包括定位滑动套（43）、顶尖（41）、弹簧（42）；定位滑动套（43）一端与连接盘的中心管的前端固定连接，弹簧（42）固定在定位滑动套（43）内部，顶尖（41）固定在弹簧（42）朝向液压中空卡盘（2）的一端。

2.如权利要求1所述的花键轴高精度车内孔夹紧装置，其特征在于，所述连接套筒（3）内的第一错位结构（31）包括中心孔以及环绕中心孔等间距分布的三个扇形孔圆弧结构，所述三个扇形孔圆弧结构的内侧面开有内螺纹，连接螺杆的前端外侧面开有外螺纹并与圆弧段内螺纹连接；所述连接法兰（6）的第二错位结构（61）由中心管的前端镂空而成，在垂直于中心管轴线平面上的投影呈环绕中心管轴线的三段圆弧结构；定位滑动套（43）连接在三段圆弧结构朝向液压中空卡盘（2）的一端固定连接。

3.如权利要求2所述的花键轴高精度车内孔夹紧装置，其特征在于，连接套筒（3）内的三个扇形孔圆弧结构相对于第一错位结构（31）中心孔的开口角度均为60度；连接法兰（6）的三段圆弧结构中相邻圆弧之间所成角度为70度。

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