CN218696034U - 一种工件夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件夹紧装置，包括固定座，可滑动地设置在固定座内的挤压件，以及至少两围设在所述挤压件上的膨胀件；固定座具有一中空的圆筒形开口；挤压件为圆锥或圆台，挤压件与圆筒形的开口共轴，挤压件半径较小的一端为小径端，小径端伸出开口外侧；膨胀件具有一内曲面和一外曲面，其内曲面与挤压件的外曲面贴合接触，使各膨胀件的外曲面围合形成一圆筒；各膨胀件之间具有间隙；各膨胀件的第一端卡固在开口的内侧，其第二端伸出开口外侧，为自由端；当挤压件沿其轴线向远离开口的方向移动时，各膨胀件围成的圆筒的内径随着挤压件的移动而增大。本实用新型从工件的内侧夹紧工件，实现对工件的固定，夹紧力分布均匀，夹紧效果好，定位快。

Description

一种工件夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及工件定位的技术领域，特别是涉及一种工件夹紧装置。

背景技术

在使用机床对工件进行加工时，通常通过夹具将待加工的工件固定，再选用合适的刀具对工件进行加工。目前，机床加工常用的工件夹具为三爪卡盘，其利用均匀分布在卡盘体上的三个活动卡爪的径向移动，从外向内夹紧固定工件。然而，对于径向截面为圆形的工件，由于其与活动卡爪的接触面为圆环面，缺少夹紧点，因此夹紧效果不佳。夹紧力过大，容易损坏工件，夹紧力过小，夹紧效果不好，工件在加工过程易出现位移，导致加工精度低。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于，提供一种工件夹紧装置，其具有夹紧效果好，定位快的优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种工件夹紧装置，包括固定座，可滑动地设置在所述固定座内的挤压件，以及至少两围设在所述挤压件上的膨胀件；所述固定座具有一中空的圆筒形开口；所述挤压件为圆锥或圆台，所述挤压件与圆筒形的所述开口共轴，所述挤压件半径较小的一端为小径端，所述小径端伸出所述开口外侧；各所述膨胀件具有一内曲面合一外曲面，其内曲面与所述挤压件的外曲面贴合接触，使各所述膨胀件的膨胀件围合形成一圆筒；各所述膨胀件之间具有间隙；各所述膨胀件的第一端卡固在所述开口的内侧，其第二端伸出所述开口外侧，为自由端；当所述挤压件沿其轴线向远离所述开口的方向移动时，各所述膨胀件围成的圆筒的内径随着所述挤压件的移动而增大。

相较于现有技术，本实用新型的工件夹紧装置通过设置挤压件与至少两个膨胀件，使挤压件和膨胀件之间通过斜面贴合接触形成挤压结构，当挤压件向膨胀件移动时，形成对膨胀件的挤压，使各膨胀件形成的圆筒沿径向方向扩张，从套设在膨胀件上的工件的内侧夹紧工件，实现对工件的固定，夹紧力分布均匀，夹紧效果好，尤其对外周侧为圆弧面的工件，不易损伤工件。

进一步地，各所述膨胀件之间的间隙内设置有弹性部件，并固定于两相邻所述膨胀件的侧壁上，所述弹性部件用于当所述挤压件缩回所述开口时，可使所述膨胀件向所述挤压件聚拢，并使得各所述膨胀件的斜面始终贴合所述挤压件的斜面。

进一步地，所述开口内侧壁设有径向的限位凸环，所述膨胀件靠近第一端的斜面设有环形的限位槽，所述限位凸环卡固在所述限位槽内。

进一步地，所述弹性部件为收缩硅胶。

进一步地，所述膨胀件有六个。

进一步地，六个所述膨胀件均匀围设在所述挤压件的斜面上。

进一步地，所述工件夹紧装置还包括防积屑部件，所述挤压件小径端的轴心位置设有一安装孔，所述防积屑部件安装在所述安装孔内，用于防止工件加工产生的废屑进入所述挤压件和所述膨胀件的接触面内。

进一步地，所述防积屑部件包括固定杆和挡屑件，所述挡屑件为中空的筒状结构，其一端形成一朝向外侧的凸缘，该凸缘的直径大于所述挤压件小径端的直径；所述固定杆的一端固定在所述安装孔内，所述挡屑件套设在所述固定杆上，且所述凸缘靠近所述挤压件的小径端。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型工件夹紧装置第一种实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型工件夹紧装置第一种实施方式的剖面图；

图3为本实用新型工件夹紧装置第一种实施方式中膨胀件的结构示意图；

图4为本实用新型工件夹紧装置第一种实施方式中膨胀件的局部爆炸示意图；

图5为本实用新型工件夹紧装置第二种实施方式的结构示意图；

附图标记：10-固定座、102-圆筒形的开口、102a-限位凸环、20-挤压件、202-安装孔、30-膨胀件、302膨胀件之间的间隙、304-限位槽、40-驱动单元、50-弹性部件。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

传统的三爪卡盘是通过三个活动的卡住从工件的外侧对工件施加夹紧力，从而固定工件。但对于径向截面呈圆形的工件(比如圆筒)，当使用三抓卡盘对其夹紧固定时，由于工件表面为光滑的弧面，缺乏夹持点，如果夹紧力不足，则很难满足加工过程对工件定位的要求。因此，要达到较好的夹紧效果，就需要施加较大的夹紧力，然而，如果夹紧力过大，则会容易损坏工件，工件精度(尤其是圆跳读)差。

为解决上述问题，本实用新型通过设置挤压件与至少两个膨胀件，使挤压件和膨胀件之间通过斜面贴合接触形成挤压结构，并将工件套设在膨胀件外侧，从内向外对工件施加夹紧力。

图1-4示出本实用新型工件夹紧装置的第一种实施方式的具体结构。如图1和图2所示，本实施方式的工件夹紧装置包括固定座10，可滑动地设置在固定座内的挤压件20，以及至少两围设在挤压见20上的膨胀件30。在这里，膨胀件的数量可以为2个，或3个，或4个，甚至更多，但优选为6个，这样确保对工件平均施力，同时避免因膨胀件数量过多，造成装置结构复杂，容易故障等问题。

固定座10为阶梯圆柱体，其具有一中空的圆筒形开口102，且该开口102与固定座10共轴，开口102的内侧壁设有径向的限位凸环102a。挤压件20可以为圆锥形，也可以为如图2所示的圆台形，无论是哪一种形状，挤压件20的一端半径较大，为大径端；另一端半径较小，为小径端。大径端和小径端之间形成一外曲面。挤压件20与圆筒形的开口102共轴，且挤压件20的小径端可伸出开口102的外侧。膨胀件30均具有一内曲面合一外曲面，其内曲面与与挤压件20的外曲面贴合接触，使六个膨胀件30均匀分布在挤压件20的外周侧，六个膨胀件30的外曲面围合形成一圆筒。各膨胀件30之间具有间隙302。各膨胀件30靠近第一端的斜面上设有环形的限位槽304，膨胀件30靠近第一端的限位槽304与开口内侧限位凸环102a卡合；各膨胀件30的第二端伸出开口102，为自由端。

使用时，先将工件套接于各膨胀件30的外侧，然后驱动挤压件20沿其轴线向远离开口102的方向移动。当挤压件20沿其轴线向远离开口102的方向移动时，挤压件20与各膨胀件30产生相对位移，随着挤压件20的移动，挤压件20与膨胀件30接触的接触面的径向截面的内径逐渐增大，即各膨胀件30向外扩张，因而逐步增加对套接于膨胀件30外侧的工件施加夹紧力，直至固定工件。当挤压件20沿其轴线向靠近开口102的方向移动时，对套接于膨胀件30上的工件施加夹紧力减小，使工件易于松脱。在这里，可以采用机械方式驱动挤压件20沿其轴线往复运动，也可以如图2所示，在挤压件20的大径端设置驱动单元40作为推动挤压件20往复运动的动力源，具体地，驱动单元40为伸缩电机或者步进电机等。

进一步地，上述工件夹紧装置还包括用于防止工件加工产生的废屑进入所述挤压件(20)和所述膨胀件(30)的接触面内的防积屑部件(图未示)。具体地，挤压件20小径端的轴心位置设有一安装孔202。防积屑部件(图未示)包括固定杆(图未示)和挡屑件(图未示)，挡屑件(图未示)为中空的筒状结构，其一端形成一朝向外侧并垂直于筒身的凸缘，该凸缘的直径大于挤压件20小径端的直径。固定杆(图未示)的一端固定在安装孔202内，挡屑件(图未示)套设在固定杆(图未示)上，且凸缘(图未示)靠近挤压件20的小径端。由于挡屑件(图未示)的凸缘的直径比挤压件20小径端的直径大，因此可以遮挡住加工产生的废屑从挤压件20的小径端进入至挤压件20与膨胀件30之间的接触面内。

虽然上述工件夹紧装置在挤压件20沿其轴线向靠近开口102的方向移动时，对套接于膨胀件30上的工件施加夹紧力减小，工件易于松脱，但膨胀件30无法自行收缩，也就是说，膨胀件30无法自动复位，开始下一轮工件夹紧的应用。

为解决这个问题，本实用新型还提供第二种实施方式，请参阅图5，其与第一种实施方式的区别仅在于：各膨胀件30之间的间隙302内设置有弹性部件50，弹性部件50分别固定于相邻的两膨胀件30的侧壁上，其他结构与第一种实施方式相同，故不再作重复说明。在本实施方式中，弹性部件50具体为收缩硅胶，由于收缩硅胶具有一定的弹性，因此，当挤压件20沿其轴线向远离开口102的方向移动时，收缩硅胶也随之扩张。当挤压件20沿其轴线向靠近开口102的方向移动时，挤压件20与各膨胀件30产生相对位移，随着挤压件20的移动，挤压件20与膨胀件30接触的接触面的径向截面内径逐渐减小，收缩硅胶也随之收缩，因而带动各膨胀件30向挤压件20聚拢复位，令各膨胀件30的曲面始终贴合挤压件20的外曲面。这样便易于取下完成加工的工件，并开始下一轮工件夹紧的应用。在这里，弹性部件50也可以为弹簧，当弹性部件50为弹簧时，弹簧两端分别固定在相邻两膨胀件30的侧壁上。当挤压件20沿其轴线向远离开口102的方向移动时，弹簧也随之拉伸；当挤压件20沿其轴线向靠近开口102的方向移动时，通过弹簧的回复弹性使各膨胀件30向挤压件20聚拢。

相较于现有技术，本实用新型的工件夹紧装置通过设置挤压件与至少两个膨胀件，使挤压件和膨胀件之间通过斜面贴合接触形成挤压结构，当挤压件向膨胀件移动时，形成对膨胀件的挤压，使各膨胀件形成的圆筒沿径向方向扩张，从套设在膨胀件上的工件的内侧夹紧工件，实现对工件的固定，夹紧力分布均匀，夹紧效果好，尤其对径向截面呈圆形的工件，不易损伤工件，且结构简单，制造成本低。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。

Claims (8)

1.一种工件夹紧装置，其特征在于：包括固定座(10)，可滑动地设置在所述固定座(10)内的挤压件(20)，以及至少两围设在所述挤压件(20)上的膨胀件(30)；

所述固定座(10)具有一中空的圆筒形开口(102)；

所述挤压件(20)为圆锥或圆台，所述挤压件(20)与圆筒形的所述开口(102)共轴，所述挤压件(20)半径较小的一端为小径端，所述小径端伸出所述开口(102)外侧；

各所述膨胀件(30)具有一内曲面和一外曲面，其内曲面与所述挤压件(20)的外曲面贴合接触，使各所述膨胀件(30)的外曲面围合形成一圆筒；各所述膨胀件(30)之间具有间隙(302)；各所述膨胀件(30)的第一端卡固在所述开口(102)的内侧，其第二端伸出所述开口(102)外侧，为自由端；当所述挤压件(20)沿其轴线向远离所述开口(102)的方向移动时，各所述膨胀件(30)围成的圆筒的内径随着所述挤压件(20)的移动而增大。

2.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于：

各所述膨胀件(30)之间的间隙(302)内设置有弹性部件(50)，并固定于两相邻所述膨胀件(30)的侧壁上，所述弹性部件用于当所述挤压件(20)缩回所述开口(102)时，可使所述膨胀件(30)向所述挤压件(20)聚拢，并使得各所述膨胀件(30)的斜面始终贴合所述挤压件(20)的斜面。

3.根据权利要求2所述的工件夹紧装置，其特征在于：

所述开口内侧壁设有径向的限位凸环(102a)，所述膨胀件(30)靠近第一端的斜面设有环形的限位槽(304)，所述限位凸环(102a)卡固在所述限位槽(304)内。

4.根据权利要求3所述的工件夹紧装置，其特征在于：

所述弹性部件(50)为收缩硅胶。

5.根据权利要求3所述的工件夹紧装置，其特征在于：

所述膨胀件(30)有六个。

6.根据权利要求5所述的工件夹紧装置，其特征在于：

六个所述膨胀件(30)均匀围设在所述挤压件(20)的斜面上。

7.根据权利要求1所述的工件夹紧装置，其特征在于：

还包括防积屑部件，所述挤压件(20)小径端的轴心位置设有一安装孔(202)，所述防积屑部件安装在所述安装孔(202)内，用于防止工件加工产生的废屑进入所述挤压件(20)和所述膨胀件(30)的接触面内。

8.根据权利要求7所述的工件夹紧装置，其特征在于：

所述防积屑部件包括固定杆和挡屑件，所述挡屑件为中空的筒状结构，其一端形成一朝向外侧的凸缘，该凸缘的直径大于所述挤压件(20)小径端的直径；

所述固定杆的一端固定在所述安装孔(202)内，所述挡屑件套设在所述固定杆上，且所述凸缘靠近所述挤压件的小径端。

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