CN213163480U - 一种夹具及工件夹持设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种夹具以及一种包括该夹具的工件夹持设备，其中，所述夹具包括夹具本体、支撑台和涨套，所述支撑台套设于所述夹具本体外部，其顶端面用于支撑工件；所述夹具本体包括底座、定位轴和导向轴，所述定位轴上设置有第一锥面螺纹结构，所述涨套上设置有第二锥面螺纹结构，通过与第一锥面螺纹结构配合使用将所述涨套固定拧紧到所述定位轴上，当向下下压涨套顶端时，涨套外壁膨胀，从而起到夹持工具的作用。所述工件夹持设备还包括压杆装置，所述压杆装置包括尾座，所述压杆装置下移过程中，所述尾座作用在涨套顶端，实现下压涨套外壁以使其膨胀的效果。

Description

一种夹具及工件夹持设备

技术领域

本实用新型涉及一种夹具以及工件夹持设备，特别是一种用于小直径内孔工件加工的机械夹具。

背景技术

齿轮磨齿加工中是依靠夹具对工件内孔和端面进行定位然后进行磨削；现有针对小齿轮的夹具一般采用液压夹具，具有夹紧力小、稳定性差等问题；同时夹具本体和工件定位面之间一体设计，当需要针对不同孔径工件进行加工时，需要准备不同规格的多套夹具；此外，现有液压夹具工件定位面外壁的涨紧量非常有限，导致环形上料器的定位精度不能达到夹具的使用要求，因此只能采用手动上下工件，人员劳动强度大加工效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种夹具，该夹具包括：

夹具本体，夹具本体包括底座、垂直设置于底座顶端的定位轴以及垂直设置于定位轴顶端的导向轴；底座具有底座顶端面，定位轴的上端设置有第一锥面螺纹结构；

支撑台，可拆卸地套设于夹具本体外圈，具有支撑台顶端面和支撑台底端面，支撑台顶端面用于支撑工件，支撑台底端面可拆卸地与底座下端第一端面固定连接；

涨套，内壁设置有与定位轴上第一锥面螺纹结构配合使用的第二锥面螺纹结构。

通过以上结构的夹具，夹具本体与工件定位面(涨套)分体设计，可以灵活更换涨套用于加工不同孔径的工件，节省夹具投资费用和换型操作时间，同时易于维修；此外，夹具各部分使用刚性连接结构，使得夹具使用时更为稳定、可靠。

进一步的，支撑台的顶端面外径大于等于工件内孔端面外径。该特征实现支撑端面仅为小端面，从而减少了前一工序车支撑面的时间和磨齿序因不同工件需要更换支撑的操作时间。

进一步的，涨套外壁设置有锁紧沟槽，与支撑台内壁上设置的锁紧牙配合固定。通过该结构，可防止使用中涨套松动失效。

进一步的，涨套外壁设置有摩擦涂层。通过该设置，可增大涨套外壁与工件内孔的摩擦力，进一步提高加工可靠性。

进一步的，涨套顶端设置有倒角。通过该结构，使得上料器自动上下工件时，工件更容易被套入涨套。

进一步的，涨套外径为11mm或12mm。通过该结构，使得本实用新型提供的夹具本体和工件定位面(涨套)分体设计的机械结构夹具应用于小孔径工件夹持，如11mm 或12mm内孔孔径的工件加工中。

进一步的，底座顶端面上设置有复数个支撑件，分别穿过均匀设置在顶端面上的圆孔中，支撑件一端连接设置在底座内部的弹性件，一端凸出于底座顶端面；通过该结构设置，使得涨套在拧紧和下压过程中具有缓冲作用。

进一步的，第一锥面螺纹结构的每一个锥面为7度。通过该种设计，使得锥面具有自锁功能。

本实用新型还提供一种工件夹持设备，包括上述的夹具，以及与上述夹具配合使用的压杆装置，压杆装置至少包括尾座。通过压杆装置下移，尾座作用在夹具的涨套上端，使涨套外壁膨胀夹紧工件。

进一步的，夹具的导向轴顶端开设有第一开孔，压杆装置还包括垂直设置在尾座中间的顶针，第一开孔适于顶针插入。当下压压杆装置对涨套施压时，压杆装置上设置的顶针首先插入到第一开孔中，以此对下压施力起导向作用。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为夹具与压杆装置配合使用的剖面图

图2为夹具本体的主视图

图3为支撑台的剖视图

图4为涨套的剖视图

图5为涨套与定位轴拧紧后的状态示意图

图6为尾座下压过程中涨套和定位轴之间的状态示意图

其中，附图标记如下：

1 夹具本体

2 支撑台

3 涨套

10 工件

12 底座

14 定位轴

16 导向轴

20 向左位移

22 支撑台顶端面

23 锁紧牙

24 支撑台底端面

30 向下位移

31 倒角

33 锁紧沟槽

50 夹具

100 压杆装置

102 尾座

104 顶针

121 第一端面

123 底座顶端面

131 第二锥面螺纹结构

142 第一锥面螺纹结构

161 第一开孔

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

图1为夹具各部分集成后与压杆装置配合使用的剖面图。图2为夹具本体的主视图，图3为支撑台的剖视图，图4为涨套的剖视图。

具体的，如图1所示，夹具50与压杆设备100配合使用，对工件10进行夹持加工。夹具50包括夹具本体1、支撑台2以及涨套3；

如图2所示，夹具本体1包括底座12、定位轴14和导向轴16；底座12为具有多层台阶的回旋体结构，定位轴14与底座12同轴，并一体化设置于底座12的顶端，定位轴 14上端设置有第一锥面螺纹结构142，优选的，第一锥面螺纹结构142具有8层锥面。导向轴16与定位轴14同轴，并一体化设置于定位轴14顶端。

优选的，底座12、定位轴14、导向轴16均为不锈钢结构，工件10为有内孔的工件，如齿轮。

如图3所示，支撑台2为回旋体结构，可拆卸地套设于夹具本体1外，支撑台2的底端面24可拆卸地固定于底座12的第一端面121上；优选的，在支撑台2底端面24和底座12的第一端面121上分别均匀设置对应的穿孔，使用螺栓等紧固件穿过分别设置在支撑台底端面24和底座第一端面12上的穿孔，并用螺母紧固，从而达到将支撑台2底端面24固定到底座12上的效果。此处紧固结构和方法还可以是其他形式，此处不一一赘述。

所述支撑台顶端面22为工件10的加工支撑面，支撑台2被固定到底座12上后，支撑台2上端面22齐平于定位轴14的某个位置，该位置应确保安装涨套3以及放置工件 10后，工件10的上端面适当低于涨套顶端面，因为高于涨套顶端会导致尾座102不能直接作用于涨套3的外壁，过低则会导致涨套3在尾座102的作用下过于膨胀，影响夹持效果或者损坏涨套。

涨套3为常见的侧壁由工业橡胶和金属拼接成的圆筒结构，根据图4和图5所示的示范性实施例，涨套3内壁设置有与定位轴14上的第一锥面螺纹结构142配合使用的第二锥面螺纹结构131，安装时，将涨套3套入定位轴14上，并旋转拧紧，此时涨套3内壁设置的第二锥面螺纹结构131与定位轴14上的第一锥面螺纹结构142完全契合，实现涨套3和定位轴14之间的锁紧。

进一步的，支撑台顶端面22外径大于等于支撑工件10内孔端面外径。优选的，支撑台顶端面22外径等于或者略大于工件10的内孔端面。现有技术中，工件支撑均托在工件齿根圆处以增加加工稳定性，而本结构的支撑台2仅支撑在工件10内孔边缘处的小端面，该种支撑经过计算完全能够满足可稳定可靠的加工需求，同时，减少了前一工序加工齿根圆处的支撑面的时间。

进一步的，涨套外壁设置有锁紧沟槽33，与支撑台2内壁上设置的锁紧牙23配合固定，以防止工作过程中涨套3松动。优选的，锁紧沟槽33有三个，均匀设置在涨套3 外壁上，锁紧牙23对应有三个，设置在支撑台2内壁上；安装时，首先安装支撑台2，然后将涨套3套入定位轴14上进行旋转拧入，当涨套3拧入到定位轴14上一半位置时，将支撑台2内壁上的三个锁紧牙23分别卡于涨套3外壁的三个锁紧沟槽33内的上端，用支撑台2带动涨套3一同拧紧到位，从而防止在使用时涨套3松动失效。

进一步的，涨套3外壁设置有摩擦涂层。摩擦涂层涂覆在涨套表面并且不影响外表精度，可以为CBN材质；主要起到增大工件10内壁与涨套3外壁的摩擦力，进而提高夹持强度，防止工件10松动失效。

进一步的，涨套3顶端设置有倒角31。优选的，如图4所示，位于涨套3顶端的倒角为30度，当上料器自动上下料时，该倒角能够配合涨套3实现更好的自动上下料。

进一步的，涨套外径为11mm或12mm。具体的，在实际使用中，准备外径为11mm 和12mm的涨套各一个，当需要对内孔直径为11mm工件进行加工时，直接将11mm涨套固定到固定轴14上进行使用；当需要对内孔直径为12mm工件进行加工时，直接将 12mm涨套固定到固定轴14上进行使用；因此，只用更换涨套，就可以用于11mm和 12mm的内孔工件的加工。

进一步的，如图2所示，底座顶端面123上设置有复数个支撑件分别穿过均匀设置在顶端面123上的圆孔中，支撑件一端连接设置在底座内部的弹性件，一端凸出于底座顶端面123；优选的，底座顶端面123上设置有6个圆孔，每个圆孔中各有一个支撑件插设于其中，每个支撑件一端连接到设置在底座内部的弹性件(如强力弹簧)上，另一端凸出于顶端面123。将涨套3旋转并拧紧到定位轴14上，此时涨套3底端首先接触到 6个支撑件的上端面，随着涨套向下拧紧而压紧弹性件，直至涨套3下端紧压底座顶端面123。

优选的，设置有圆形垫片套设于定位轴14上，并与6个支撑件的上端面固定连接。这样涨套3下移过程中将直接压紧在圆形垫片上，受力更加均匀，同时也由于弹性件所起到的缓冲作用使得涨套3不易磨损。

进一步的，第一锥面螺纹结构142的每一个锥面为7度，因此使得该锥面螺纹结构可实现自锁功能.

本实用新型还提供一种工件夹持设备。具体的，图1示出了夹具各部分集成后与压杆装置配合使用的剖面图，如图1所示，压杆装置100配合夹具50夹持工件10，压杆装置100包括尾座102，在实际工作时，尾座102外壁直接作用于涨套3的外壁，设置于压杆装置100最外圈的的压杆106下压至工件10端面上，压紧工件10。

进一步的，如图1所示，夹具导向轴16顶端开设有第一开孔161，压杆装置100的尾座102中间还垂直设置有顶针104，顶针104适于第一开孔161。优选的，顶针104直径略大于第一开孔161的内径，当压杆装置100向下移动时，顶针104首先插入第一开孔161，并在尾座102对涨套3向下持续施压的过程种起导向作用。

夹具和工件夹持设备的安装和使用过程：(1)安装夹具本体1于机床底座大盘上；(2)将支撑台2套置于夹具本体1外圈，并支撑台2底端面24固定到底座12的第一端面121上；(3)将涨套3拧在夹具本体1的第一锥面螺纹结构142上；(4)将工件 10套于涨套3外，其内孔端面搁置于支撑台2的上端面22上；(5)编辑机床程序缓慢向下移动压杆装置100，使顶针104向下插入导向轴16顶端你的第一开孔161中，继续下移到尾座102接触到涨套3顶端，并持续产生向下压力给涨套3。

工作原理：如图5和图6分别示出了涨套与定位轴拧紧后的状态，以及尾座下压涨套过程中涨套和定位轴之间的状态。

如图5所示，涨套3与定位轴14拧紧后，定位轴14的第一锥面螺纹结构142的锥面和涨套3第二锥面螺纹结构131的锥面相契合并实现自锁；

如图6所示，当压杆装置100向下移动，尾座102持续向涨套3外壁实施下压力时，设置的锥面结构使得对涨套3的下压力分解成一个向下的作用力和一个向左的作用力，向左的力使得具有弹性结构的涨套3外壁膨胀，并向左实现一定向左位移20，从而锁紧工件；同时，向下的作用力使得涨套3向下实现一定向下位移30，使得工件10下端面与支撑台顶端面22紧密贴合实现稳固的夹紧。

本实用新型的夹具至少具有以下的优点：

1.采用夹具本体和工件定位面(涨套)分体形式，使得可以灵活更换涨套用于加工不同孔径的工件，节省夹具投资费用和换型操作时间，同时易于维修。

2.该夹具各部门采用机械的刚性连接，增加夹具的稳定性和可靠性，相比液压夹具维修保养费用也得到了很大的节省。

3.仅以小端面支撑工件进行加工，免去了现有以齿根圆面作为支撑面时需要的前序步骤，节省加工时间，提高加工效率。

4.该结构的夹具涨套膨胀量增大，可以满足自动上料器的误差要求，从而实现自动上料。

5.将夹具本体和加工定位面(涨套)的分体设计应用于小直径工件的加工，更加灵活的满足小直径工件加工的需求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种夹具(50)，用于夹持工件(10)，其特征在于，包括：

夹具本体(1)，所述夹具本体(1)包括底座(12)、垂直设置于所述底座(12)顶端的定位轴(14)以及垂直设置于所述定位轴(14)顶端的导向轴(16)；所述底座(12)具有底座顶端面(123)，所述定位轴(14)上端设置有第一锥面螺纹结构(142)；

支撑台(2)，可拆卸地套设于所述夹具本体(1)外，具有支撑台顶端面(22)和支撑台底端面(24)，所述支撑台顶端面(22)为所述工件(10)加工支撑面，所述支撑台底端面(24)可拆卸地与底座(12)下端第一端面(121)固定；

涨套(3)：所述涨套(3)内壁设置有与所述第一锥面螺纹结构(142)配合使用的第二锥面螺纹结构(131)。

2.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述支撑台顶端面(22)外径等于所述工件(10)内孔端面外径。

3.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述涨套(3)外壁设置有锁紧沟槽(33)，与所述支撑台(2)内壁上设置的锁紧牙(23)配合固定。

4.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述涨套(3)外壁设置有摩擦涂层。

5.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述涨套(3)顶端设置有倒角(31)。

6.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述涨套(3)外径为11mm或12mm。

7.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述底座顶端面(123)上设置有复数个支撑件，分别穿过均匀设置在所述底座顶端面(123)上的圆孔中，所述支撑件一端连接设置在所述底座(12)内部的弹性件，一端凸出于底座顶端面(123)。

8.根据权利要求1所述的夹具(50)，其特征在于，所述第一锥面螺纹结构(142)的每一个锥面为7度。

9.一种工件夹持设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的夹具(50)，以及与所述夹具(50)配合使用的压杆装置(100)，所述压杆装置(100)至少包括尾座(102)。

10.根据权利要求9所述的工件夹持设备，其特征在于，所述夹具(50)的导向轴(16)顶端开设有第一开孔(161)，所述压杆装置(100)还包括垂直设置在尾座(102) 中间的顶针(104)，所述第一开孔(161)适于所述顶针(104)插入。

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