CN207823987U - 一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置。该装置的多个支撑块间隔设置，围绕法兰套筒组成环形结构；每个支撑块的中部设有通孔，每两个支撑块之间放置一个支撑爪，支撑爪的侧面设有通孔，转轴穿过支撑爪和支撑块上的通孔；多个支撑爪间隔组成具有环形结构的支撑爪环，单个支撑爪由前端、后端和底部连接组成，支撑爪环放置在夹紧筒的内部，薄壁管形零件放置在支撑爪环外表面和夹紧筒内表面之间。本实用新型夹紧筒在楔形套筒和夹套的共同作用下发生收缩并对零件的外壁施压，实现对薄壁管形零件的外夹持；支撑爪环分别绕两支撑块之间的转轴翻转扩张，实现对薄壁管形零件的内夹持。

Description

一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置

技术领域

本实用新型涉及一种薄壁管形零件夹持，特别是涉及一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置；属于机械加工技术领域。

背景技术

机械加工领域中存在一类薄壁管形零件，旋转加工时管形零件的夹持方式一般为外夹持，当管件的可夹持区域较短时，夹紧效果较差，加工过程容易打滑，因而往往通过在管件内部填充实心棒料以实现对管件的内外夹持。但当管件口部直径小于中部直径时，依靠填充实心棒料的夹持方式便不再适用，因此针对可夹持区域较短，且口部直径小于中部直径的薄壁管形零件的旋转加工，亟需一种有效的内外夹持方法及装置来实现对该类薄壁管形零件的夹持。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中可夹持区域较短，且口部直径小于中部直径的薄壁管形零件旋转加工时内外夹持方面的不足，提出了一种有效的薄壁管件旋转加工时的内外夹持装置，以提高薄壁管件夹持的可靠性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，包括第一拉杆、第二拉杆、内筒、外套、楔形套筒、挂钩、夹紧筒、螺纹推杆、支撑爪环、弹簧、垫圈、螺母、支撑块、转轴、夹套、法兰套筒和支撑板；第一拉杆和第二拉杆上分别设有法兰，第一拉杆和第二拉杆连接，第二拉杆与内筒连接，第一拉杆设置在第二拉杆一端，第二拉杆另一端与螺纹推杆连接，内筒的外周设有外套；内筒的外圆面沿环向间隔设有多个导向键槽，导向键槽内设有导向键，外套内圆柱面上对应内筒的导向键槽的外周设有导向槽，外套一端与机床主轴连接；外套另一端与夹套连接；

楔形套筒的一端与内筒连接；楔形套筒的另一端与夹紧筒连接；夹紧筒的另一端是设置在夹套的楔形面内；楔形套筒外圆周面间隔设有多条挂钩；挂钩的右端设有台阶；夹紧筒的外壁两侧设有与楔形套筒一端内侧和夹套内侧呈相同倾斜角度的楔形面，夹紧筒外周设有环形凹槽，环形凹槽与挂钩上的台阶连接，夹紧筒从两端向中间沿圆环周面间隔设有多条沟槽；

多个支撑块间隔设置，围绕法兰套筒组成环形结构；每个支撑块的中部设有通孔，每两个支撑块之间放置一个支撑爪，支撑爪的侧面设有通孔，转轴穿过支撑爪和支撑块上的通孔；多个转轴间隔设置，围绕法兰套筒组成环形结构；

内筒和第二拉杆之间设有法兰套筒，法兰套筒的一端设有法兰，法兰的端面设有与支撑块相同数量及形状的凹槽，支撑块固定在法兰套筒法兰的凹槽内；法兰套筒的另一端通过法兰与支撑板连接；支撑板与外套连接；

螺纹推杆上设有圆形台阶，弹簧、垫圈、螺母套接在螺纹推杆上；多个支撑爪间隔组成具有环形结构的支撑爪环，单个支撑爪由前端、后端和底部连接组成，其中前端的外表面为与薄壁管形零件内壁曲率相同的圆弧面，用于顶紧薄壁管形零件的内壁；弹簧的一端与支撑爪环的底部连接，另一端与垫圈连接，垫圈外设有螺母；支撑爪环放置在夹紧筒的内部，薄壁管形零件放置在支撑爪环外表面和夹紧筒内表面之间。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述楔形套筒的一端设有法兰，法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，第六螺钉穿过通孔与内筒相连。

优选地，所述挂钩为三条，挂钩的设置方式是：楔形套筒的外圆周面沿环向间隔120°设有三个长条槽，每个长条槽内均设有至少两个螺纹孔；每条挂钩上设有至少两个通孔，第三螺钉10穿过每条挂钩上的通孔与楔形套筒上的长条槽连接。

优选地，所述挂钩右端台阶的截面为梯形；所述夹紧筒的内壁设有网格状的方形沟槽；夹紧筒每一端沿圆环周面间隔45°设有八条直沟槽。

优选地，所述每个支撑块的左端面设有两个螺纹孔，每个凹槽底部设有两个的通孔，第五螺钉穿过法兰套筒上的通孔与支撑块的左端面连接。

优选地，所述法兰套筒左端的法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，经第七螺钉与支撑板连接；支撑板的左右两端面沿环向间隔90°设有四个螺纹孔，沿周向间隔120°设有三个螺纹孔，经第八螺钉与外套连接。

优选地，所述夹套通过第四螺钉与外套相连接。

优选地，所述内筒的外圆面沿环向间隔120°设有三个导向键槽；第二螺钉将导向键固定在内筒上。

优选地，所述螺纹推杆的左端与第二拉杆右端的螺纹孔相连。

应用上述装置的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持方法，包括如下步骤：

步骤1，旋转加工前，将薄壁管形零件的可夹持区域放置在夹紧筒内；

步骤2，通过内筒将第一拉杆和第二拉杆的往程运动传递至楔形套筒上，楔形套筒右端内侧楔形面作用到夹紧筒一端外壁上的楔形面，夹套内侧的楔形面作用到夹紧筒另一端外壁上的楔形面，两个楔形面共同作用使夹紧筒发生收缩，实现对所述管件旋转加工时的外夹持；

步骤3，在步骤2的同时，通过螺纹推杆将第一拉杆和第二拉杆的往程运动转换为支撑爪环的翻转运动，使得支撑爪环向外张开，并通过螺纹推杆对支撑爪环的翻转角度进行微调，充分顶紧零件的内壁，实现对所述管件旋转加工时的内夹持；

步骤4，旋转加工完成后，通过楔形套筒将第一拉杆和第二拉杆的返程运动传递至挂钩上，通过挂钩的拉力作用使夹紧筒恢复至自然状态，从而结束对所述管件旋转加工时的外夹持；

步骤5，在所述步骤4的同时，通过弹簧、垫圈、螺母的组合将第一拉杆和第二拉杆的返程运动传递至支撑爪环上，经弹簧的压紧力作用使支撑爪环发生收拢，结束对所述管件的内夹持，并将已加工的所述薄壁管形零件从所述内外夹持装置中取出。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：

本实用新型薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置不仅能够实现对可夹持区域较短，且口部直径小于中部直径的薄壁管件旋转加工时的内外夹持，有效解决传统薄壁管件夹持方式夹紧效果差、易发生打滑的问题，还能提高薄壁管件夹持的可靠性，降低生产成本。

附图说明

图1为旋转加工后薄壁管形零件的结构示意图；

图2为本实用新型一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置的结构示意图。

图3为图2外夹持部分的主视图；

图4为图3的拆分图；

图5为图2内夹持部分的主视图；

图6为图5的拆分图；

图7为图2中支撑爪的结构示意图；

图8为图2中支撑块的结构示意图；

图9为图2中法兰套筒的结构示意图。

图中示出：第一拉杆1、第二拉杆2、第一螺钉3、导向键4、第二螺钉5、内筒6、外套7、楔形套筒8、挂钩9、第三螺钉10、第四螺钉11、夹紧筒12、螺纹推杆13、支撑爪环14、弹簧15、垫圈16、螺母17、支撑块18、转轴19、夹套20、第五螺钉21、法兰套筒22、第六螺钉23、第七螺钉24、支撑板25、第八螺钉26。

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明白，以下结合具体实施例，并结合附图对本实用新型进一步详细说明，但实施方式不构成对本实用新型保护范围的限定。

图1为旋转加工后薄壁管形零件的结构示意图。如图1所示，薄壁管形零件的可夹持区域较短，且口部直径小于中部直径。

如图2所示，一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，包括第一拉杆1、第二拉杆2、内筒6、外套7、楔形套筒8、挂钩9、夹紧筒12、螺纹推杆13、支撑爪环14、弹簧15、垫圈16、螺母17、支撑块18、转轴19、夹套20、法兰套筒22和支撑板25；第一拉杆1和第二拉杆2上分别设有法兰，第一螺钉3穿过第一拉杆1和第二拉杆2上的法兰与内筒6连接，将第一拉杆1的驱动力传递至第二拉杆2和内筒6上；第一拉杆1设置在第二拉杆2一端，第二拉杆2另一端与螺纹推杆13连接，优选螺纹推杆13的左端与第二拉杆2右端的螺纹孔相连；内筒6的外周设有外套7；内筒6的外圆面沿环向间隔设有多个导向键槽，优选内筒6的外圆面沿环向间隔120°设有三个导向键槽；导向键槽内设有导向键4，第二螺钉5将导向键4固定在内筒6上；外套7内圆柱面上对应内筒6的导向键槽的外周设有导向槽，导向键4可在外套7的导向槽内滑动，导向键4将外套7的旋转运动传递至内筒6，并通过第一螺钉3将内筒6的旋转运动传递至第一拉杆1和第二拉杆2。外套7与机床主轴连接，夹套20通过第四螺钉11与外套7的一端连接，随外套7一起旋转，夹套20的内侧设有呈一定倾斜角度的楔形面，用于给夹紧筒12的外壁提供压紧力。单活塞回转气缸驱动第一拉杆。

如图4所示，楔形套筒8的一端(左端)与内筒5连接；优选楔形套筒8的一端(左端)设有法兰，法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，第六螺钉23穿过法兰上的通孔与内筒6相连。楔形套筒8的另一端(右端)内侧设有与夹套20内侧呈相同倾斜角度的楔形面，楔形套筒8外圆周面间隔设有多条挂钩9；优选地，挂钩9为三条，挂钩9的设置方式是：楔形套筒8的外圆周面沿环向间隔120°设有三个长条槽，每个长条槽内均设有至少两个螺纹孔；每条挂钩9上设有至少两个通孔，第三螺钉10穿过每条挂钩9上的通孔与楔形套筒8上的长条槽连接。挂钩9的右端设有台阶，台阶的截面优选为梯形；夹紧筒12的外壁两侧设有与楔形套筒8右端内侧和夹套20内侧呈相同倾斜角度的楔形面，夹紧筒12外周设有环形凹槽，环形凹槽与挂钩9上的台阶连接，用于在第一拉杆1返程运动时给夹紧筒12提供拉力，使之恢复至自然状态；夹紧筒12的内壁设有网格状的沟槽，优选为网格状的方形沟槽，用于提高夹紧筒12的韧性以及增大摩擦，夹紧筒12从两端向中间沿圆环周面间隔设有多条沟槽，优选每一端沿圆环周面间隔45°设有八条直沟槽，用于夹紧筒12受压紧力作用时提供收缩空间。

如图6所示，转轴19的形状类似销钉，从其功能的角度命名为转轴。

如图6所示，多个支撑块18间隔设置，围绕法兰套筒20组成环形结构；每个支撑块18的中部设有通孔，每两个支撑块18之间放置一个支撑爪，支撑爪的侧面设有通孔，转轴18穿过支撑爪和支撑块18上的通孔，用于将一个支撑爪和两个支撑块18连接在一起。

如图8所示，每个支撑块18的左端面设有两个螺纹孔，用于与法兰套筒20连接。多个转轴18间隔设置，围绕法兰套筒20形成环形结构。

如图9所示，法兰套筒20的右端设有法兰，法兰的右端面设有与支撑块18相同数量及形状的凹槽，每个凹槽底部设有两个相邻的通孔，第五螺钉21穿过法兰套筒22上的通孔与支撑块18的左端面连接，用于将支撑块18固定在法兰套筒20右端法兰的凹槽内。

如图6所示，螺纹推杆13的左端与第二拉杆2右端的螺纹孔相连，螺纹推杆13上设有圆形台阶，弹簧15、垫圈16、螺母17套接在螺纹推杆13上。

多个支撑爪间隔组成具有环形结构的支撑爪环14，优选支撑爪为8个；如图7所示，单个支撑爪由前端、后端和底部连接组成，其中，前端的外表面为与薄壁管形零件内壁曲率相同的圆弧面，用于顶紧薄壁管形零件的内壁，底部的侧面设有一通孔，用于穿过转轴19与左右两端的支撑块18连接，第一拉杆1往程运动时，带动第二拉杆2以及与第二拉杆2相连的螺纹推杆13往程运动，使得设置在螺纹推杆13上的圆形台阶往程运动，支撑爪环14在圆形台阶的推动下绕转轴19向外翻转，此时支撑爪环14的底部是呈一定倾斜角度的。

弹簧15的左端与支撑爪环14的底部相接触；支撑爪环14在加工过程中由于向外翻转扩张以顶紧薄壁管件内壁，此时其底部是呈一定倾斜角度的；当加工完成后需要结束对薄壁管件内壁的顶紧，弹簧15的压紧力会作用在处于倾斜状态的支撑爪环14底部，使支撑爪环14发生收拢，直至其底部恢复至无倾斜角度的初始状态。弹簧15的右端设有垫圈16和螺母17，由垫圈16经螺母17压紧。第一拉杆1返程运动时，带动第二拉杆2以及与第二拉杆2相连的螺纹推杆13返程运动，使得套接在螺纹推杆13上的螺母17随之返程运动，螺母17压迫垫圈16，进而压缩弹簧15，弹簧15的收缩会给支撑爪环14由于往程运动向外翻转而处于倾斜状态的底部提供压紧力，使支撑爪环14绕转轴19向内翻转，直至其底部恢复至无倾斜角度的初始状态。夹持薄壁管件是需要在旋转加工开始前完成的，此时螺母17不是旋转的，而加工过程螺母17是旋转的，但始终与螺纹推杆13保持相对静止，故螺母17在螺纹推杆上13的位置是固定的，螺纹推杆13的返程运动会直接带动螺母17返程运动，从而可实现对垫圈16的压迫。

夹紧筒12的外周一端是设置在楔形套筒8的楔形面内，另一端是设置在夹套20的楔形面内；夹套20通过第四螺钉11与外套7相连接，设置在外套7的端部；支撑爪环14放置在夹紧筒12的内部，薄壁管形零件放置在支撑爪环14外表面和夹紧筒12内表面之间，支撑爪环14和夹紧筒12分别用于薄壁管形零件的内夹持和外夹持；夹紧筒12在左端楔形套筒8和右端夹套20所提供压紧力作用下产生一定程度的收缩变形，从而实现对薄壁管形零件的外夹持；支撑爪环14则在螺纹推杆13上的圆形台阶的推动下绕转轴19向外翻转以顶紧相应位置薄壁管形零件的内壁，从而实现对薄壁管形零件的内夹持。

如图2、6、9所示，法兰套筒22左端的法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，可经第七螺钉24与支撑板25连接；支撑板25的左右两端面沿环向间隔90°设有四个螺纹孔，沿周向间隔120°设有三个螺纹孔，可经第八螺钉26与外套7连接。

当第一拉杆1和第二拉杆2往程运动时，螺纹推杆13随之往程运动，由于螺纹推杆13上设有圆形台阶，通过圆形台阶可使得支撑爪环14绕转轴19产生向外的翻转运动，进而实现支撑爪环14的张开。

对薄壁管形零件进行外夹持时，夹紧筒11的左右两端分别受到楔形套筒8和夹套20提供的压紧力作用，通过夹紧筒12产生一定的收缩变形来实现外夹持；当结束外夹持时，第一拉杆1和第二拉杆2的返程运动传递至挂钩9上，通过挂钩9的拉力作用使夹紧筒12与楔形套筒8和夹套20的接触面积减少，从而所受到两者提供的压紧力减少，当压紧力为零时即夹紧筒12恢复至自然状态。

第一拉杆1返程运动时，带动第二拉杆2以及与第二拉杆2相连的螺纹推杆13返程运动，使得套接在螺纹推杆13上的螺母17返程运动，通过垫圈16将螺母17的返程运动传递至弹簧15，使弹簧15产生收缩，由于弹簧15与支撑爪环14的底部相接触，弹簧15的收缩会给支撑爪环14的底部提供压紧力，使支撑爪环14绕转轴19产生向里的翻转运动，进而实现支撑爪环14的收拢。

本实用新型第一螺钉3、第二螺钉5、第三螺钉10、第四螺钉11、第五螺钉21和第六螺钉23、第七螺钉24、第八螺钉26都优选为内六角螺钉。

应用上述装置的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持方法包括以下步骤：

步骤1，旋转加工前，将图1所示薄壁管形零件的可夹持区域放置在夹紧筒12内；

步骤2，通过内筒6将第一拉杆1和第二拉杆2的往程运动传递至楔形套筒8上，并通过与夹套20的共同作用使夹紧筒12发生收缩，除了楔形套筒8右端内侧楔形面作用到夹紧筒12一端外壁上的楔形面外，还有夹套20内侧的楔形面作用到夹紧筒12另一端外壁上的楔形面，从而实现对所述管件旋转加工时的外夹持；

步骤3，在步骤2的同时，通过螺纹推杆13将第一拉杆1和第二拉杆2的往程运动转换为支撑爪环14的翻转运动，使得支撑爪环14向外张开，并通过螺纹推杆12对支撑爪环14的翻转角度进行微调，以充分顶紧零件的内壁，从而实现对所述管件旋转加工时的内夹持；

步骤4，旋转加工完成后，通过楔形套筒8将第一拉杆1和第二拉杆2的返程运动传递至挂钩9上，通过挂钩9的拉力作用使夹紧筒11恢复至自然状态，以结束对所述管件旋转加工时的外夹持；

步骤5，在所述步骤4的同时，通过弹簧15、垫圈16、螺母17的组合将第一拉杆1和第二拉杆2的返程运动传递至支撑爪环14上，经弹簧15的压紧力作用使支撑爪环14发生收拢，以结束对所述管件的内夹持，并将已加工的所述薄壁管形零件从所述内外夹持装置中取出。

以上具体实施方式对本实用新型的目的、技术方案进行详细说明，并不对本实用新型保护范围构成限制，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、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 (9)

1.一种薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，包括第一拉杆、第二拉杆、内筒、外套、楔形套筒、挂钩、夹紧筒、螺纹推杆、支撑爪环、弹簧、垫圈、螺母、支撑块、转轴、夹套、法兰套筒和支撑板；第一拉杆和第二拉杆上分别设有法兰，第一拉杆和第二拉杆连接，第二拉杆与内筒连接，第一拉杆设置在第二拉杆一端，第二拉杆另一端与螺纹推杆连接，内筒的外周设有外套；内筒的外圆面沿环向间隔设有多个导向键槽，导向键槽内设有导向键，外套内圆柱面上对应内筒的导向键槽的外周设有导向槽，外套一端与机床主轴连接；外套另一端与夹套连接；

楔形套筒的一端与内筒连接；楔形套筒的另一端与夹紧筒连接；夹紧筒的另一端是设置在夹套的楔形面内；楔形套筒外圆周面间隔设有多条挂钩；挂钩的右端设有台阶；夹紧筒的外壁两侧设有与楔形套筒一端内侧和夹套内侧呈相同倾斜角度的楔形面，夹紧筒外周设有环形凹槽，环形凹槽与挂钩上的台阶连接，夹紧筒从两端向中间沿圆环周面间隔设有多条沟槽；

多个支撑块间隔设置，围绕法兰套筒组成环形结构；每个支撑块的中部设有通孔，每两个支撑块之间放置一个支撑爪，支撑爪的侧面设有通孔，转轴穿过支撑爪和支撑块上的通孔；多个转轴间隔设置，围绕法兰套筒组成环形结构；

内筒和第二拉杆之间设有法兰套筒，法兰套筒的一端设有法兰，法兰的端面设有与支撑块相同数量及形状的凹槽，支撑块固定在法兰套筒法兰的凹槽内；法兰套筒的另一端通过法兰与支撑板连接；支撑板与外套连接；

螺纹推杆上设有圆形台阶，弹簧、垫圈、螺母套接在螺纹推杆上；多个支撑爪间隔组成具有环形结构的支撑爪环，单个支撑爪由前端、后端和底部连接组成，其中前端的外表面为与薄壁管形零件内壁曲率相同的圆弧面，用于顶紧薄壁管形零件的内壁；弹簧的一端与支撑爪环的底部连接，另一端与垫圈连接，垫圈外设有螺母；支撑爪环放置在夹紧筒的内部，薄壁管形零件放置在支撑爪环外表面和夹紧筒内表面之间。

2.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述楔形套筒的一端设有法兰，法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，第六螺钉穿过通孔与内筒相连。

3.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述挂钩为三条，挂钩的设置方式是：楔形套筒的外圆周面沿环向间隔120°设有三个长条槽，每个长条槽内均设有至少两个螺纹孔；每条挂钩上设有至少两个通孔，第三螺钉10穿过每条挂钩上的通孔与楔形套筒上的长条槽连接。

4.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述挂钩右端台阶的截面为梯形；所述夹紧筒的内壁设有网格状的方形沟槽；夹紧筒每一端沿圆环周面间隔45°设有八条直沟槽。

5.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述每个支撑块的左端面设有两个螺纹孔，每个凹槽底部设有两个的通孔，第五螺钉穿过法兰套筒上的通孔与支撑块的左端面连接。

6.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述法兰套筒左端的法兰沿环向间隔90°设有四个通孔，经第七螺钉与支撑板连接；支撑板的左右两端面沿环向间隔90°设有四个螺纹孔，沿周向间隔120°设有三个螺纹孔，经第八螺钉与外套连接。

7.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述夹套通过第四螺钉与外套相连接。

8.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述内筒的外圆面沿环向间隔120°设有三个导向键槽；第二螺钉将导向键固定在内筒上。

9.根据权利要求1所述的薄壁管形零件旋转加工时的内外夹持装置，其特征在于，所述螺纹推杆的左端与第二拉杆右端的螺纹孔相连。