CN220993676U - 一种用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机加工夹具技术领域，公开了一种用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，夹持底座为阶梯轴且两端分设夹持部及外螺纹部，定向压盖一端设可与外螺纹部螺纹连接的内螺纹沉孔且另一端设台阶孔，导向圈为弹性胶环结构且同轴固定镶嵌在台阶孔的外孔内，导向圈内孔直径小于内孔Ⅰ直径且与待加工铝合金阶梯轴的其中一光滑轴滑动配合。本实用新型以相互螺纹连接的夹持底座及定向压盖连接机床及铝合金阶梯轴，并以定向压盖内镶嵌的导向圈对铝合金阶梯轴进行定位及夹持，从而既可以实现铝合金阶梯轴车削的自动定心，而且导向圈还能消减切削振动并避免铝合金阶梯轴夹伤，具有结构简单、自动定心、夹持稳定可靠、不易损伤铝合金工件的特点。

Description

一种用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具

技术领域

本实用新型属于机加工夹具技术领域，具体涉及一种结构简单、自动定心、夹持稳定可靠、不易损伤铝合金工件的用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具。

背景技术

铝合金以铝为基体并添加一定量其它合金化元素的合金，由于具有密度低、力学性能佳、加工性能好、无毒、易回收、导电性和传热性及抗腐蚀性能优良等特点，在船用行业、化工行业、航空航天、金属包装、交通运输等领域广泛使用。其中，回转类工件是应用最为广泛的一类铝合金。

目前，对于铝合金阶梯轴等回转类工件，一般采用卧式车床进行加工，大型工件采用立式车床进行加工，少部分采用铣床及加工中心进行加工，而其中常规回转类工件多采用卡盘或涨头式夹具夹持，薄壁类工件多采用内涨式或外长式夹具夹持。但铝合金的强度和硬度虽然远高于纯铝，却与钢铁相比其强度和硬度仍然较低，而且由于铝合金的高塑性，容易导致切削时与工具紧密接触形成刀片积削瘤而造成切削振动和增大作用于工件的切削力，而常规卡盘及涨头式夹具对工件刚性夹持，因此切削振动和过大的切削力不仅使得铝合金工件的表面加工质量降低，而且还容易导致铝合金的夹持部位损伤，最终使得铝合金工件的加工质量难以提高乃至造成铝合金工件报废。

现有技术中，为了解决回转类铝合金工件加工夹持存在的上述问题，有通过在切削刀杆内设置阻尼机构的方式，通过阻尼机构来抑制刀杆振动以改善由于刀片积削瘤引起的切削振动，但增加阻尼机构不仅会导致刀杆结构复杂，而且阻尼机构对越长的刀杆减震效果越好，因此仅适用于深孔类回转工件的加工。为此，现有技术中还有通过改进涨头式夹具，在涨头式夹具内设置弹性零部件实现与铝合金工件的非刚性夹持，从而达到抑制工件切削振动和避免造成夹持损伤，但简单的以弹性零部件来代替刚性零部件的方式，又会造成铝合金工件难以准确定位和稳定夹持，使得工件切削时让刀现象明显而形成锥形或鼓形面，严重影响加工质量。此外，还有通过对现有夹持工具进行复杂结构设计，从而既能抑制切削振动，还能减轻工件夹持损伤，但又会导致夹具结构复杂，而且工件夹持和拆换不便、调整过程繁琐，导致切削准备时间较长，降低了铝合金工件的切削效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、调整便捷、定位准确可靠、适应面广的用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具。

本实用新型是这些实现的：包括夹持底座、定向压盖、导向圈，所述夹持底座为阶梯轴且一端设置有与机床回转座连接的夹持部、另一端设置有外螺纹部，所述定向压盖的一端设置有可与外螺纹部螺纹连接的内螺纹沉孔且另一端同轴设置有外大内小的台阶孔，所述台阶孔的内孔Ⅰ连通内螺纹沉孔，所述导向圈为弹性胶环结构且同轴固定镶嵌在台阶孔的外孔内，所述导向圈的内孔直径小于内孔Ⅰ直径且与待加工铝合金阶梯轴的其中一光滑轴滑动配合。

进一步的，所述定向压盖远离内螺纹沉孔的外端面为收口方向面向内螺纹沉孔的锥形面。

进一步的，所述外孔内固定镶嵌的导向圈远离内螺纹沉孔的外端面不低于锥形面。

进一步的，所述定向压盖为圆柱体且外圆面上开设有沿轴向延伸的凹槽或外圆面上竖直设置有手柄，或者定向压盖的外缘为六角形结构。

进一步的，所述内孔Ⅰ与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合；或者内孔Ⅰ与待加工铝合金阶梯轴间隙配合，所述夹持底座在外螺纹部一侧的端面上同轴设置有与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合的定位孔。

进一步的，所述内孔Ⅰ和/或定位孔为锥形孔，所述内孔Ⅰ的开口面向内螺纹沉孔，所述定位孔的开口远离夹持部。

进一步的，所述锥形孔的锥角小于20°且锥形孔的前后两端开口设置有圆倒角。

进一步的，本实用新型还包括周向均布有多个通孔Ⅱ的环形压盖，所述环形压盖的外圆面上设置有螺纹，所述定向压盖的锥形面上同轴设置有直径大于外孔的紧定槽，所述紧定槽为内螺纹孔，所述环形压盖螺纹啮合的设置于紧定槽内且端面抵紧导向圈。

进一步的，所述紧定槽内的环形压盖外端面不低于锥形面，所述外孔的深度小于导向圈的宽度。

进一步的，所述环形压盖的内孔直径大于导向圈上相配合的铝合金阶梯轴外圆面直径。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型以螺纹连接的夹持底座及定向压盖分别连接机床和待加工铝合金阶梯轴，并以定向压盖内镶嵌的弹性导向圈对铝合金阶梯轴进行定位及夹持，待加工铝合金阶梯轴被螺纹连接的夹持底座及定向压盖前后夹持定位，在滑动配合的导向圈作用下即可实现夹持时自动定心，而且螺纹连接的形式使得夹装及拆卸较为简单且稳定可靠，从而能够缩短待加工工件的更换准备时间和夹具调试时间，有效提高加工效率。

2、本实用新型通过与待加工铝合金阶梯轴滑动配合的弹性导向圈对其进行定心和导向，弹性胶环不仅能消减因刀片积削瘤引起的切削振动，而且还能减弱乃至避免铝合金阶梯轴因切削力过大而被夹具夹伤，并且待加工铝合金阶梯轴被前后夹持定位形成简支梁也能够减弱乃至消除让刀现象，最终能够有效提高铝合金阶梯轴的加工质量。

3、本实用新型进一步使定向压盖远离内螺纹沉孔的外端面为收口向内的锥形面，锥形端面可避免定向压盖与切削刀柄形成干涉，从而可提高待加工铝合金阶梯轴的可加工范围；而且台阶孔的外孔内固定镶嵌的导向圈外端面不低于锥形面，也能够增大导向圈与待加工铝合金阶梯轴的夹持和导向接触面积，从而充分发挥弹性导向圈的有利性能。

4、本实用新型进一步设置环形压盖自外侧以螺纹连接的方式压紧导向圈，既能避免导向圈由于更换待加工铝合金台阶轴而从定向压盖内被带出造成需重新安装的麻烦，而且螺纹连接结构还便于导向圈的更换，导向圈被前后夹持固定还能确保与待加工铝合金阶梯轴的滑动配合公差保持在合适的范围，从而既便于阶梯轴的更换，又能保证加工质量。

综上所述，本实用新型具有结构简单、自动定心、夹持稳定可靠、不易损伤铝合金工件的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图之一；

图2为图1的左视图；

图3为本实用新型结构示意图之二；

图4为图3的定向压盖结构示意图；

图中：1-夹持底座，11-夹持部，12-外螺纹部，13-定位孔，2-定向压盖，21-内螺纹沉孔，22-台阶孔，221-内孔Ⅰ，222-外孔，23-锥形面，24-凹槽，25-手柄，26-紧定槽，3-导向圈，4-环形压盖，5-铝合金阶梯轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1至4所示，本实用新型包括夹持底座1、定向压盖2、导向圈3，所述夹持底座1为阶梯轴且一端设置有与机床回转座连接的夹持部11、另一端设置有外螺纹部12，所述定向压盖2的一端设置有可与外螺纹部12螺纹连接的内螺纹沉孔21且另一端同轴设置有外大内小的台阶孔22，所述台阶孔22的内孔Ⅰ221连通内螺纹沉孔21，所述导向圈3为弹性胶环结构且同轴固定镶嵌在台阶孔22的外孔222内，所述导向圈3的内孔直径小于内孔Ⅰ221直径且与待加工铝合金阶梯轴的其中一光滑轴滑动配合。

所述定向压盖2远离内螺纹沉孔21的外端面为收口方向面向内螺纹沉孔21的锥形面23。

所述外孔222内固定镶嵌的导向圈3远离内螺纹沉孔21的外端面不低于锥形面23。

所述定向压盖2为圆柱体且外圆面上开设有沿轴向延伸的凹槽24或外圆面上竖直设置有手柄25，或者定向压盖2的外缘为六角形结构。

所述内孔Ⅰ221与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合；或者内孔Ⅰ221与待加工铝合金阶梯轴间隙配合，所述夹持底座1在外螺纹部12一侧的端面上同轴设置有与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合的定位孔13。

所述内孔Ⅰ221和/或定位孔13为锥形孔，所述内孔Ⅰ221的开口面向内螺纹沉孔21，所述定位孔13的开口远离夹持部11。

所述锥形孔的锥角小于20°且锥形孔的前后两端开口设置有圆倒角。

如图3和4所示，本实用新型还包括周向均布有多个通孔Ⅱ的环形压盖4，所述环形压盖4的外圆面上设置有螺纹，所述定向压盖2的锥形面23上同轴设置有直径大于外孔222的紧定槽26，所述紧定槽26为内螺纹孔，所述环形压盖4螺纹啮合的设置于紧定槽26内且端面抵紧导向圈3。

所述紧定槽26内的环形压盖4外端面不低于锥形面23，所述外孔222的深度小于导向圈3的宽度。

所述环形压盖4的内孔直径大于导向圈3上相配合的铝合金阶梯轴外圆面直径。

本实用新型工作原理和工作过程：

如图1和2所示，加工前，先选择将导向圈3压入到外孔222内，并且将夹持底座1固定在机床的卡盘（图中未示出）上；加工时，将铝合金阶梯轴5放置到定向压盖2的内螺纹沉孔21内，并使铝合金阶梯轴5其中一光滑轴滑动贯穿导向圈3的内孔，然后将定向压盖2旋转到夹持底座1的外螺纹部12上致使铝合金阶梯轴5被压紧，完成铝合金阶梯轴5的装夹过程，接着启动机床即可对铝合金阶梯轴5的预定面进行切削加工。待铝合金阶梯轴5的预定面加工完成后，通过插入凹槽24的工具使定向压盖2反向旋转并与外螺纹部12分离，即可取出加工完的铝合金阶梯轴5，继续放入新的铝合金阶梯轴5并按前述过程即可完成加工。

如图3和4所示，加工前，先将导向圈3压入到外孔222内，然后将环形压盖4旋入紧定槽26内并压紧导向圈3，并且将夹持底座1固定在机床的卡盘（图中未示出）上；加工时，将铝合金阶梯轴5放置到定向压盖2的内螺纹沉孔21内，并使铝合金阶梯轴5其中一光滑轴滑动贯穿导向圈3的内孔，然后将定向压盖2旋转到夹持底座1的外螺纹部12上，致使铝合金阶梯轴5的一端插入到定位孔13内并被前后压紧，完成铝合金阶梯轴5的装夹过程，接着启动机床即可对铝合金阶梯轴5的预定面进行切削加工。待铝合金阶梯轴5的预定面加工完成后，通过手持手柄25使定向压盖2反向旋转并与外螺纹部12分离，即可取出加工完的铝合金阶梯轴5，继续放入新的铝合金阶梯轴5并按前述过程即可完成加工。若需更换导向圈3时，可向环形压盖4的通孔Ⅱ内插入工具并反向旋转使之与定向压盖2分离即可完成更换。

以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于包括夹持底座（1）、定向压盖（2）、导向圈（3），所述夹持底座（1）为阶梯轴且一端设置有与机床回转座连接的夹持部（11）、另一端设置有外螺纹部（12），所述定向压盖（2）的一端设置有可与外螺纹部（12）螺纹连接的内螺纹沉孔（21）且另一端同轴设置有外大内小的台阶孔（22），所述台阶孔（22）的内孔Ⅰ（221）连通内螺纹沉孔（21），所述导向圈（3）为弹性胶环结构且同轴固定镶嵌在台阶孔（22）的外孔（222）内，所述导向圈（3）的内孔直径小于内孔Ⅰ（221）直径且与待加工铝合金阶梯轴的其中一光滑轴滑动配合。

2.根据权利要求1所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述定向压盖（2）远离内螺纹沉孔（21）的外端面为收口方向面向内螺纹沉孔（21）的锥形面（23）。

3.根据权利要求2所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述外孔（222）内固定镶嵌的导向圈（3）远离内螺纹沉孔（21）的外端面不低于锥形面（23）。

4.根据权利要求1所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述定向压盖（2）为圆柱体且外圆面上开设有沿轴向延伸的凹槽（24）或外圆面上竖直设置有手柄（25），或者定向压盖（2）的外缘为六角形结构。

5.根据权利要求1、2、3或4所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述内孔Ⅰ（221）与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合；或者内孔Ⅰ（221）与待加工铝合金阶梯轴间隙配合，所述夹持底座（1）在外螺纹部（12）一侧的端面上同轴设置有与待加工铝合金阶梯轴的其中另一光滑轴滑动配合的定位孔（13）。

6.根据权利要求5所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述内孔Ⅰ（221）和/或定位孔（13）为锥形孔，所述内孔Ⅰ（221）的开口面向内螺纹沉孔（21），所述定位孔（13）的开口远离夹持部（11）。

7.根据权利要求6所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述锥形孔的锥角小于20°且锥形孔的前后两端开口设置有圆倒角。

8.根据权利要求5所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于还包括周向均布有多个通孔Ⅱ的环形压盖（4），所述环形压盖（4）的外圆面上设置有螺纹，所述定向压盖（2）的锥形面（23）上同轴设置有直径大于外孔（222）的紧定槽（26），所述紧定槽（26）为内螺纹孔，所述环形压盖（4）螺纹啮合的设置于紧定槽（26）内且端面抵紧导向圈（3）。

9.根据权利要求8所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述紧定槽（26）内的环形压盖（4）外端面不低于锥形面（23），所述外孔（222）的深度小于导向圈（3）的宽度。

10.根据权利要求8所述用于铝合金阶梯轴车削的自定心夹具，其特征在于所述环形压盖（4）的内孔直径大于导向圈（3）上相配合的铝合金阶梯轴外圆面直径。