CN111266903B - 夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了夹具，属于夹具技术领域。它解决了薄壁类环形零件夹持时零件容易变形的问题。它包括底座，底座内沿中心轴线方向滑动设置有连接板以及与连接板形成联动关系的夹持组件，夹持组件上设有呈筒状并具有弹性的夹持部一，夹持组件上还设有呈筒状并具有弹性的夹持部二，夹持部位于夹持部一内侧且两者之间设有环形的安装通道，夹持部一与夹持部二均与底座之间形成锥面接触，当连接板沿中心轴线方向滑动时通过所述的锥面接触能使夹持部一与夹持部相互靠近。它具有加工精度高、零件不易变形、结构简单、成本低等优点。

Description

夹具

技术领域

本发明属于夹具技术领域，涉及夹具。

背景技术

在薄壁类环形零件端面进行加工孔或槽时，由于其自身结构强度比较脆弱，因此不适合采用常规的主轴夹具进行夹紧。目前，比较常见的夹持方式是通过面与面的接触方式实现夹紧，如中国专利曾公开过申请号为201410441910.3的一种数控车床夹具，它包括夹具座、主体、弹簧夹头、拉环、支撑座、圆锥套、定位筒座、拉杆头、夹块和定位筒，夹具座固定在主轴上，主体前端与夹具座固定连接，支撑座位于主体内，且支撑座的前端固定在夹具座上，定位筒座固定在支撑座的后端面上，定位筒固定在支撑座的后端面上，主体后端内壁上有环形凹槽，环形凹槽内装设有圆锥套，圆锥套内壁为锥面，弹簧夹头装设在主体内并位于主体与支撑座之间，弹簧夹头后端外壁有与圆锥套内壁的锥面匹配接触的锥面，弹簧夹头的后端内壁上固定有夹块，拉环固定在拉杆头上，拉环与弹簧夹头固定连接，拉杆头与车床的夹紧油缸通过拉杆连接。它通过拉环移动时带动弹簧夹头借助锥面配合方式向内缩，从而夹紧在环形零件的外周面上以防止其出现变形。

然而，在实际生产过程中发现，由于薄壁类的环形零件其壁厚很薄，采用弹簧夹头夹紧在零件外周面上时，由于零件内侧没有支撑，导致零件很容易因为单边受夹持力而出现变形，使得零件所需加工的端面与夹持面之间垂直度变差的情况，这样零件的加工端面就无法与刀具进给方向保持垂直，从而造成加工精度变差。

除这种方式外，还有一类夹具是顶紧环形零件的内周面来实现夹持，例如申请号为200710134795.5所公开的可加工回转体薄壁类工件的机床夹具，但是这种方式也会出现单边受力导致零件变形的情况。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种夹具，解决了薄壁类环形零件夹持时零件容易变形的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

夹具，包括底座，底座内沿中心轴线方向滑动设置有连接板以及与连接板形成联动关系的夹持组件，夹持组件上设有呈筒状并具有弹性的夹持部一，其特征在于，所述的夹持组件上还设有呈筒状并具有弹性的夹持部二，夹持部位于夹持部一内侧且两者之间设有环形的安装通道，夹持部一与夹持部二均与底座之间形成锥面接触，当连接板沿中心轴线方向滑动时通过所述的锥面接触能使夹持部一与夹持部相互靠近。

本夹具主要在薄壁类环形零件加工端面时使用，底座固定在数控车床的主轴上，底座的中心线方向与主轴的轴向为同方向，这样可以确保连接板的滑动方向与主轴的轴向为同方向，数控车床主轴内自带的油缸活塞杆与连接板相固定。工作人员将薄壁类环形零件放置在夹持部一与夹持部二之间的环形的安装通道内，然后控制数控车床主轴内自带的油缸工作，油缸的活塞杆将连接板向远离凹腔方向拉动，夹持组件随连接板联动而使夹持部一在锥面作用下向内收缩以及使夹持部二在锥面作用下向外扩张，即夹持部一与夹持部二相互靠近。这样一来，夹持部一就会夹紧在薄壁类环形零件的外周面上，而夹持部二则夹紧在薄壁类环形零件的内周面上，即实现了内外同时夹紧。

通过夹持部一与夹持部二的设置，形成了对薄壁类环形零件的内外夹紧，这样薄壁类环形零件的薄壁处不会出现单边受力的情况，即利用内外夹紧形成平衡，使得薄壁类环形零件在夹持时不会变形，确保了薄壁类环形零件的端面在夹持后能够与夹持面保持较好的垂直度，从而保证加工精度与产品的质量。在本夹具中，夹持组件的夹持动作随连接板联动形成，而连接板则由数控车床主轴内的现有油缸直接带动，无需借助其他驱动源或方式进行驱动，使得结构也更加简单、成本更低。并且，仅通过油缸的一次动作即可同时实现夹持部一与夹持部二的相互靠近，很好地提高了装夹效率。

在上述的夹具中，所述的夹持部一包括若干卡瓣一，夹持部二包括若干卡瓣二，各卡瓣一外侧壁与底座为锥面接触，各卡瓣二内侧壁与底座为锥面接触。

夹持组件一随连接板的滑动而动作时，各卡瓣一在锥面作用下向内夹紧，各卡瓣二则在锥面作用下向外涨紧，进而形成对薄壁类环形零件的内外夹紧以防止其变形。

在上述的夹具中，所述的底座包括一端设有凹腔的座体以及设于凹腔内的导向组件，夹持组件设于凹腔内，各卡瓣一与凹腔口部内壁相配合，导向组件位于各卡瓣二内侧并能在连接板滑动时使各卡瓣二端部向外涨紧。

在连接板滑动时，各卡瓣一端部在凹腔口部内壁作用下向内夹紧，各卡瓣二端部在导向组件作用下向外涨紧。借助凹腔口部内壁及导向组件的设置，使得各卡瓣一与各卡瓣二在连接板滑动时的动作能互不干扰，保证了对薄壁类环形零件的内外夹紧以防止其变形的可靠性。

在上述的夹具中，各卡瓣二固定在凹腔底壁上，导向组件包括固定在凹腔底壁中心的定位杆以及套设在定位杆外的导向芯子，导向芯子与各卡瓣二为锥面接触，定位杆上套设有弹簧，连接板上设有伸入凹腔内的阻挡件，导向芯子在弹簧的弹力作用下与阻挡件相抵靠。

初始状态，导向芯子抵靠在阻挡件上而无法移动。当连接板移动时，阻挡件与导向芯子相分离而失去了对导向芯子的阻挡作用，导向芯子便在弹簧的弹力作用下也与连接板做同方向的移动，这样一来导向芯子便能够在锥面的作用下而自动将各卡瓣二的端部向外涨紧在薄壁类环形零件的内周面上；连接板回位时由阻挡件顶着导向芯子克服弹簧的弹力同步回位。

这种设置方式，使得导向芯子与连接板之间形成了联动关系，能够在各卡瓣一受凹腔口部内壁作用向内夹紧的同时同步实现各卡瓣二端部的向外涨紧，以防止薄壁类环形零件在夹持时出现变形。

在上述的夹具中，作为另一种技术方案，各卡瓣二固定在凹腔底壁上，导向组件包括导向芯子以及若干穿过凹腔底壁将导向芯子与连接板相固定的拉杆，导向芯子与各卡瓣二为锥面接触。

在上述的夹具中，所述的卡瓣二包括弧形片体二以及固连于弧形片体二端部的弧形块体二，夹持组件包括固定在凹腔底壁上的环形支块二，各弧形片体二沿周向固连在环形支块二上，导向芯子与环形支块二间隙配合。

卡瓣二与环形支块二组合成了类似于弹性夹头的结构，既使得各卡瓣二能够方便地在凹腔内进行固定，同时在导向芯子移动时又能够借助弹性使各弧形块体二向外涨紧在薄壁类环形零件的内周壁上。

在上述的夹具中，所述的卡瓣一包括弧形片体一以及固连于弧形片体一端部的弧形块体一，夹持组件还包括滑动设置于凹腔内的环形支块一，各弧形片体一沿周向固连在环形块体一上，连接板与环形支块一通过若干穿过凹腔底壁的紧固件一相固定。

卡瓣一与环形支块一也组合成了类似于弹性夹头的结构，环形支块一与连接板通过紧固件一固定在一起，当连接板滑动时就可以通过环形支块一带动各卡瓣一活动，从而使各弧形块体一在凹腔口部内壁作用下向内收缩夹紧在薄壁类环形零件的外周壁上。

在上述的夹具中，所述的夹持部二外设有环形的定位块，凹腔的底壁上固连有若干紧固件二，定位块固定在各紧固件二上，定位块朝向凹腔口部的一端面边沿具有环形凸缘，环形凸缘端部位于各弧形块体一与各弧形块体二之间。

薄壁类环形零件从安装通道内放入时，薄壁类环形零件会抵靠在环形凸缘的端面上，这样薄壁类环形零件正好位于各弧形块体一与各弧形块体二之间，从而保证夹持部一与夹持部二能够准确地将薄壁类环形零件夹持住以防止单边受力而出现变形。

在上述的夹具中，所述的环形支块一位于定位块与凹腔的底壁之间，紧固件二包括穿过环形支块一的固定套以及依次穿过定位块与固定套并螺纹连接在凹腔底壁内的紧固螺钉二，固定套两端分别与定位块及凹腔底壁相抵靠。

将环形支块一设于定位块与凹腔的底壁之间，能够使整体结构更加紧凑，从而不会增加整个夹具的体积。紧固件二包括固定套以及紧固螺钉二，固定套穿过环形支块一，紧固螺钉二依次穿过定位块与固定套并螺纹连接在凹腔底壁内，固定套与环形支块一的配合保证了弹性夹头一的正常运动，同时紧固螺钉二与固定套的配合又保证了定位块在凹腔内的正常固定。

在上述的夹具中，各弧形块体一内侧设有弧形的凸条一，各弧形块体二外侧设有弧形的凸条二。

各弧形的凸条一能够贴紧在薄壁类环形零件的外周面上，各弧形的凸条二能够贴紧在薄壁类环形零件的内周面上，进一步提高了夹紧效果。尤其是在薄壁类环形零件沿底座的长度较短时，各凸条一与各凸条二能够分别贴合在薄壁类环形零件的整个外周壁和内周壁上，确保这类零件在夹持时更不容易出现变形。

与现有技术相比，本夹具具有以下优点：

1、通过夹持部一与夹持部二的动作，形成了对薄壁类环形零件的内外夹紧，起到了很好的支撑作用，确保薄壁类环形零件不会因单边受力而在夹持时出现变形，保证了加工精度与产品的质量；

2、通过数控车床主轴内的油缸一次动作即可同时实现各卡瓣一的向内收缩及各卡瓣二的向外涨紧，很好地提高了装夹效率，且无需借助其他驱动源或方式进行驱动，使得结构也更加简单、成本更低；

3、定位块的设置使得本夹具能够对薄壁类环形零件进行准确夹持，保证加工精度。

附图说明

图1是本夹具及薄壁类环形零件的立体结构示意图。

图2是本夹具(装上薄壁类环形零件时)实施例一的剖视图。

图3是图2中的局部放大图。

图4是本夹具中弹性夹头一的立体结构示意图。

图5是本夹具中弹性夹头二的立体结构局部分解图。

图中，1、底座；1a、座体；1a1、凹腔；1a2、环形凸耳；1b、座板；2、连接板；3、夹持部一；3a、卡瓣一；3a1、弧形片体一；3a2、弧形块体一；3a21、凸条一；4、夹持部二；4a、卡瓣二；4a1、弧形片体二；4a2、弧形块体二；4a3、夹紧块；4a31、凸条二；5、安装通道；6、定位杆；7、导向芯子；8、弹簧；9、阻挡件；9a、导向套；9b、定位螺钉；10、环形支块二；11、环形支块一；12、紧固件一；12a、滑套；12b、紧固螺钉一；13、定位块；13a、环形凸缘；14、紧固件二；14a、固定套；14b、紧固螺钉二；15、固定螺钉；16、安装螺钉；17、薄壁类环形零件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图2所示，夹具，包括底座1，底座1包括座体1a以及座板1b，座体1a呈圆柱形的块状，座体1a的一端面设有安装腔，安装腔内沿座体1a的中心轴线方向也即轴向滑动设置有连接板2。座体1a外周壁具有环形凸耳1a2，座板1b连接于座体1a设有安装腔的一端面，座板1b与座体1a通过穿过环形凸耳1a2并穿入座板1b内的固定螺钉15相固定，座板1b的连接使得连接板2只能在安装腔内滑动而不会从安装腔内脱出。座板1b呈圆环形，在使用时将座板1b固定在数控车床的主轴上，数控车床主轴内自带的油缸活塞杆通过座板1b的中心孔与连接板2相固定。

如图1、图2和图3所示，座体1a的另一端面设有凹腔1a1，凹腔1a1内设有夹持组件，夹持组件与连接板2形成联动关系。夹持组件上设有夹持部一3，夹持组件上设有夹持部二4，夹持部一3与夹持部二4均呈筒状并具有弹性，夹持部二4位于夹持部一3的内侧且两者之间设有环形的安装通道5，夹持部一3与夹持部二4均与底座之间形成锥面接触，当连接板2沿中心轴线方向滑动时通过所述的锥面接触能使夹持部一3与夹持部二4相互靠近。

如图2、图3和图4所示，其中，夹持部一3包括若干卡瓣一3a，各卡瓣一3a外侧壁与底座1为锥面接触。各卡瓣一3a均包括弧形片体一3a1以及固连于弧形片体一3a1端部的弧形块体一3a2，夹持组件包括滑动设置于凹腔1a1内的环形支块一11，各弧形片体一3a1沿周向固连在环形支块一11朝向凹腔1a1口部的端面上，连接板2与环形支块一11通过若干穿过凹腔1a1底壁的紧固件一12相固定，各弧形块体一3a2外侧壁与凹腔1a1口部内壁之间为锥面接触。具体来说，各卡瓣一3a与环形支块一11为一体式结构，即组合成了一个与弹性夹头相同的结构，当连接板2移动时通过环形支块一11能够带动各卡瓣一3a向移动，进而使各弧形块体一3a2在锥面的作用下向内收缩。各弧形块体一3a2的内侧设有弧形的凸条一3a21。

如图2所示，在本实施例中，各紧固件一12均包括穿过凹腔1a1底壁的滑套12a以及依次穿过环形支块一11与滑套12a并螺纹连接在连接板2内的紧固螺钉一12b，滑套12a两端分别与连接板2及环形支块一11相抵靠。环形支块一11抵靠在滑套12a的端部上，使得环形支块一11与凹腔1a1底壁之间具有间隙，这样可以确保环形支块一11能顺利地向靠近安装腔的方向滑动。

如图2、图3和图5所示，夹持部二4包括若干卡瓣二4a，各卡瓣二4a内侧壁与底座1为锥面接触。底座1还包括设于凹腔1a1内的导向组件，导向组件位于各卡瓣二4a内侧并能在连接板2滑动时使各卡瓣二4a端部向外涨紧。具体来说，各卡瓣二4a均包括弧形片体二4a1以及固连于弧形片体二4a1端部的弧形块体二4a2，夹持组件包括通过若干安装螺钉16固定在凹腔1a1底壁上的环形支块二10，环形支块二10位于环形支块一11内侧，各弧形片体二4a1沿周向固连在环形支块二10朝向凹腔1a1口部的端面上。各卡瓣二4还包括固连在各弧形块体二4a2外侧的夹紧块4a3，各夹紧块4a3的外侧具有弧形的凸条二4a31。

如图2所示，导向组件包括固定在凹腔1a1底壁中心的定位杆6以及套设在定位杆6外的导向芯子7，导向芯子7与各弧形块体二4a2为锥面接触。定位杆6上套设有弹簧8，连接板2上设有伸入凹腔1a1内的阻挡件9，导向芯子7在弹簧8的弹力作用下与阻挡件9相抵靠。各卡瓣二4a与环形支块二10为一体式结构，即组成了一个与弹性夹头相同的结构，当连接板2滑动时导向芯子7随着连接板2移动而使各弧形块体二4a2在锥面作用下向外涨紧。

如图1和图2所示，进一步地，凹腔1a1的底壁中心设有安装孔，定位杆6的一端螺纹连接于安装孔内。导向芯子7为圆柱形的块状，导向芯子7的一端面中心设有配合孔，定位杆6具有头部，定位杆6自配合孔穿过导向芯子7，导向芯子7的另一端与环形支块二10中心孔形成间隙配合。弹簧8套设在位于配合孔内的定位杆6上，弹簧8两端分别与头部及配合孔的孔底面相抵靠。阻挡件9的数量为若干个，各阻挡件9均呈柱状并沿周向分布。具体来说，各阻挡件9均包括穿过凹腔1a1底壁的导向套9a以及穿过导向套9a并穿入连接板2内的定位螺钉9b，导向套9a轴向固定在定位螺钉9b与连接板2之间。

如图2和图3所示，夹持部二4外设有环形的定位块13，凹腔1a1的底壁上固连有若干紧固件二14，定位块13固定在各紧固件上。定位块13朝向凹腔1a1口部的一端面边沿具有环形凸缘13a，环形凸缘13a位于各弧形块体一3a2与各夹紧块4a3之间。定位块13位于夹持部一3的内侧，且环形支块一11位于定位块13与凹腔1a1底壁之间。紧固件二14包括穿过环形支块一11的固定套14a以及依次穿过定位块13与固定套14a并螺纹连接在凹腔1a1底壁内的紧固螺钉二14b，固定套14a两端分别与定位块13及凹腔1a1底壁相抵靠。

本夹具主要在薄壁类环形零件17加工时使用，工作人员将薄壁类环形零件17放置在夹持部一3与夹持部二4之间的安装通道5内，薄壁类环形零件17抵靠在环形凸缘13a的端面上。然后，控制数控车床主轴内自带的油缸工作，油缸的活塞杆将连接板2向远离凹腔1a1方向拉动，连接板2通过各紧固件一12带动环形支块一11同步移动，各卡瓣一3a上的弧形块体一3a2在移动的过程中借助与凹腔1a1口部之间的锥面作用而逐渐向内收缩，从而使得各凸条一3a21顶紧在薄壁类环形零件17的外周面上。

在连接板2移动的同时，连接板2上的阻挡件9与导向芯子7相分离而失去了对导向芯子7的阻挡作用，导向芯子7便在弹簧8的弹力作用下也与连接板2做同方向的移动。这样一来，导向芯子7便会通过锥面的作用而迫使各弧形块体二4a2逐渐向外扩张，从而使得各凸条二4a31顶紧在薄壁类环形零件17的内周面上。通过夹持部一3夹紧在薄壁类环形零件17外周面以及夹持部二4顶紧在薄壁类环形零件17的内周面，形成了对薄壁类环形零件17的内外夹紧，这样薄壁类环形零件17的薄壁处不会出现单边受力的情况，即利用内外夹紧形成平衡，使得薄壁类环形零件17在夹持时不会变形，确保了薄壁类环形零件17的端面在夹持后能够与夹持面保持较好的垂直度，从而保证加工精度与产品的质量。

在本夹具中，各卡瓣一3a通过环形支块一11与连接板23相固定在一起，导向芯子7与连接板2形成联动关系，连接板2由数控车床主轴内的现有油缸直接带动，无需借助其他驱动源或方式进行驱动，使得结构也更加简单、成本更低。并且，仅通过油缸的一次动作即可同时实现各卡瓣一3a的向内收缩及各卡瓣二4a的向外涨紧，很好地提高了装夹效率。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不同之处在于：在本实施例中，导向组件包括导向芯子7以及若干穿过凹腔1a1底壁将导向芯子7与连接板2相固定的拉杆，导向芯子7与各卡瓣二4a为锥面接触。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.夹具，用于对薄壁类环形零件（17）的内外夹紧，包括底座（1），底座（1）内沿中心轴线方向滑动设置有连接板（2）以及与连接板（2）形成联动关系的夹持组件，夹持组件上设有呈筒状并具有弹性的夹持部一（3），其特征在于，所述的夹持组件上还设有呈筒状并具有弹性的夹持部二（4），夹持部二（4）位于夹持部一（3）内侧且两者之间设有环形的安装通道（5），夹持部一（3）与夹持部二（4）均与底座（1）之间形成锥面接触，当连接板（2）沿中心轴线方向滑动时通过所述的锥面接触能使夹持部一（3）与夹持部二（4）相互靠近，夹持部一（3）包括若干卡瓣一（3a），夹持部二（4）包括若干卡瓣二（4a），各卡瓣一（3a）外侧壁与底座为锥面接触，各卡瓣二（4a）内侧壁与底座为锥面接触，底座（1）包括一端设有凹腔（1a1）的座体（1a）以及设于凹腔（1a1）内的导向组件，夹持组件设于凹腔（1a1）内，各卡瓣一（3a）与凹腔（1a1）口部处内壁相配合，导向组件位于各卡瓣二（4a）内侧并能在连接板（2）滑动时使各卡瓣二（4a）端部向外涨紧，各卡瓣二（4a）固定在凹腔（1a1）底壁上，导向组件包括固定在凹腔（1a1）底壁中心的定位杆（6）以及套设在定位杆（6）外的导向芯子（7），导向芯子（7）与各卡瓣二（4a）为锥面接触，定位杆（6）上套设有弹簧（8），连接板（2）上设有伸入凹腔（1a1）内的阻挡件（9），导向芯子（7）在弹簧（8）的弹力作用下与阻挡件（9）相抵靠，卡瓣二（4a）包括弧形片体二（4a1）以及固连于弧形片体二（4a1）端部的弧形块体二（4a2），夹持组件包括固定在凹腔（1a1）底壁上的环形支块二（10），各弧形片体二（4a1）沿周向固连在环形支块二（10）上，导向芯子（7）与环形支块二（10）间隙配合，卡瓣一（3a）包括弧形片体一（3a1）以及固连于弧形片体一（3a1）端部的弧形块体一（3a2），夹持组件还包括滑动设置于凹腔（1a1）内的环形支块一（11），各弧形片体一（3a1）沿周向固连在环形支块一（11）上，连接板（2）与环形支块一（11）通过若干穿过凹腔（1a1）底壁的紧固件一（12）相固定，夹持部二（4）外设有环形的定位块（13），凹腔（1a1）的底壁上固连有若干紧固件二（14），定位块（13）固定在各紧固件二（14）上，定位块（13）朝向凹腔（1a1）口部的一端面边沿具有环形凸缘（13a），环形凸缘（13a）端部位于各弧形块体一（3a2）与各弧形块体二（4a2）之间，环形支块一（11）位于定位块（13）与凹腔（1a1）的底壁之间，紧固件二（14）包括穿过环形支块一（11）的固定套（14a）以及依次穿过定位块（13）与固定套（14a）并螺纹连接在凹腔（1a1）底壁内的紧固螺钉二（14b），固定套（14a）两端分别与定位块（13）及凹腔（1a1）底壁相抵靠，薄壁类环形零件（17）放置在安装通道（5）内，通过数控车床主轴内的油缸一次动作同时实现各卡瓣一（3a）的向内收缩及各卡瓣二（4a）的向外涨紧。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，各弧形块体一（3a2）内侧设有弧形的凸条一（3a21），各弧形块体二（4a2）外侧设有弧形的凸条二（4a31）。