一种内曲面轴套零件自定心快速取放夹紧装置的制作方法

1.本发明涉及轴套零件夹紧技术领域，尤其涉及一种内曲面轴套零件自定心快速取放夹紧装置。


背景技术：

2.轴套零件，特别是内圆柱面包含不规则曲面的轴套零件的加工过程中，通常的加工工艺是先加工零件的外表面，然后夹持零件的外表面来加工零件的内曲面。但是，当该类轴套零件的外表面有凸台、轴肩等特征时，夹持零件的外表面就比较困难，再者，许多轴套零件的外表面最终精加工工序是需要磨削加工的，也就意味着要夹持零件的内表面来完成零件的终加工。因此，针对内圆柱面具有不规则曲面的轴套零件，必须针对性的设计出夹持该类零件特征的专用夹具，才能满足零件的精加工工序的需要。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明公开了一种内曲面轴套零件自定心快速取放夹紧装置，具有精度高、使用方便、操作可靠、取放快速的优点，可针对轴套零件内圆柱面上的不规则曲面进行自动找正夹紧以及定位，有效解决了这类零件的夹紧定位问题，提高了生产效率，降低了生产成本和劳动强度，满足了这类零件的加工要求。
4.具体方案如下：一种内曲面轴套零件自定心快速取放夹紧装置，其特征在于：包括芯轴、传动锥套、固定体和推进套；所述芯轴为水平设置的圆杆状结构；所述传动锥套可前后滑动的套设在芯轴的后段外，包括前后设置的锥形套和柱形套，所述锥形套为前小后大的圆台状结构，柱形套为圆柱状结构，所述锥形套与柱形套的中轴线共线，所述传动锥套的中部沿轴线方向开设有与芯轴相适配的通孔；所述固定体固定套设在芯轴的前端外，包括前后设置的前固定套和后固定套，所述前固定套为圆柱状结构，其中部沿轴线方向开设有与芯轴相适配的芯轴固定孔，所述芯轴的前端固定在芯轴固定孔中，所述后固定套为圆柱状结构，中部沿轴线方向开设有与前固定套相适配的通孔，所述后固定套的前端固定套设在前固定套的后端外，所述传动锥套可前后滑动的置于后固定套内，所述后固定套的侧面沿圆周方向均匀分布有涨紧块收纳槽，所述涨紧块收纳槽的槽底与后固定套的内腔连通，且涨紧块收纳槽中配合安装有半月形涨紧块，所述半月形涨紧块为月牙形，其外圆弧面朝向涨紧块收纳槽的槽底，所述半月形涨紧块的外圆弧面与锥形套的锥面滑动接触，且半月形涨紧块的两端支撑在涨紧块收纳槽中，所述后固定套的外侧中部还开设有环形沟槽，所述环形沟槽中配合安装有弹簧圈，所述弹簧圈与各半月形涨紧块内侧中部配合连接；所述推进套可前后滑动的套设在芯轴的后端外；所述传动锥套的前端通过小弹簧与前固定套的后端连接，后端通过大弹簧与推进套的内腔后端连接。
5.作为本发明的进一步改进，所述芯轴的前后两端中部对称开设有顶尖孔，后段侧面沿圆周方向均匀开设有两个条形限位槽，所述条形限位槽沿芯轴的轴线方向设置。
6.作为本发明的进一步改进，所述锥形套内设有用于支撑小弹簧后端的台阶，所述柱形套内沿圆周方向分布有两个限位销，所述限位销可前后滑动的置于相应的条形限位槽中，所述柱形套的后端外设有外环形凸缘。
7.作为本发明的进一步改进，所述后固定套的前端面上设有定位边。
8.作为本发明的进一步改进，所述涨紧块收纳槽的前后两槽壁为用于支撑半月形涨紧块端部的圆弧面。作为本发明的进一步改进，所述半月形涨紧块的外圆弧面周向长度大于内圆弧面的周向长度，其中，内圆弧面的中部设有凸块，所述凸块上开设有与弹簧圈相适配的限位沟槽。
9.作为本发明的进一步改进，所述推进套为前端开口的圆桶状结构，所述外环形凸缘可前后滑动的置于推进套的内腔中，所述推进套的前端内设有用于限位外环形凸缘的内环形凸缘，后端中部开设有顶尖锥孔。
10.作为本发明的进一步改进，所述小弹簧和大弹簧分别套设在芯轴的中段以及后端外，且大弹簧的弹性系数大于小弹簧的弹性系数。
11.作为本发明的进一步改进，所述半月形涨紧块和涨紧块收纳槽均分别有六个。
12.本发明的有益效果在于：1、将待加工的内曲面轴套零件套在本装置上并接触到定位边即可，该硬定位的方式，保证了零件定位的一致性，操作简单，可靠性、一致性高，整体结构紧凑，装零件方便；2、将本装置和内曲面轴套零件装配好后一起放到机床上，只需对准机床顶尖即可，移动后顶尖便可快速实现轴套类零件的夹紧和放松，实现二端顶尖孔高精度定位，重复定位精度高，零件的位置精度容易保证；3、夹紧或放松内曲面轴套零件时，只需移动后顶尖这一个动作便可完成快速取放功能，其中，夹紧轴套类零件时，后顶尖先推动推进套，从而通过大弹簧将传动锥套向前推进，直到顶尖与顶尖孔接触，操作动作简单快速方便，不会出错，而放松轴套零件时，仅需退出后顶尖即可；弹簧的作用力可实现自动夹紧、自动放松轴套类零件功能；4、传动锥套在芯轴上滑动，其滑动推力由大弹簧提供，从而使得作用在其锥面上的径向力持续稳定，并进而使六个半月形涨紧块同时作径向运动，运动精度高，过程平和稳定；5、半月形涨紧块采用了圆月牙形结构，其外圆弧面与锥面接触，这样涨紧端点遇到阻力能自动调整涨紧块的位置，即当涨紧块一端先接触到内曲面轴套零件内表面时，会自动调整位置，自动调节夹紧点，直到涨紧块另一端也接触到轴套类零件表面；6、六个半月形涨紧块同时动作，自动找正，自动定心，从而达到了自动调整夹紧点使曲面涨紧的需求；7、退出后顶尖时，大弹簧释放了给传动锥套的压力，同时小弹簧将传动锥套向后推，使传动锥套在芯轴上滑动，使轴套零件得到放松，并使得半月形涨紧块离开轴套零件的内表面，从而实现了多个动作同时运动的联动功能；8、装置放松时，半月形涨紧块处于浮动状态，弹簧圈使得半月形涨紧块回位并保持在涨紧块收纳槽中；9、大小弹簧分工明确，同时工作，又互相不干涉，大弹簧使轴套类零件保持夹紧
力，小弹簧负责将机构退回，限位销又可以保证机构不会脱离，整体通过采用二级弹簧联动，使得本装置达到自动目的，增加可靠性；10、提高了生产效率和装夹定位精度，降低了生产成本和劳动强度。
附图说明
13.图1为本发明的示意图。
14.图2为本发明的内部结构示意图。
15.图3为本发明中芯轴的示意图。
16.图4为本发明中传动锥套的示意图。
17.图5为本发明中固定体的示意图。
18.图6为本发明中半月形涨紧块的示意图。
19.图7为本发明中推进套的示意图。
20.图8为本发明工作状态的示意图。
21.图9为本发明工作状态的内部结构示意图。
22.附图标记列表：1
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推进套，2
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传动锥套，3
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弹簧圈，4
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半月形涨紧块，5
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固定体，6
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芯轴，7
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小弹簧，8
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大弹簧，9
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内曲面轴套零件，10
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机床顶尖，16
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定位边，17
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环形沟槽，18
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涨紧块收纳槽，19
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芯轴固定孔，21
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顶尖孔，22
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条形限位槽，25
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限位沟槽，26
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外环形凸缘，27
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限位销，28
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台阶， 31
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顶尖锥孔，32
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内环形凸缘。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
24.如图1
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7所示，一种内曲面轴套零件自定心快速取放夹紧装置，其特征在于：包括芯轴6、传动锥套2、固定体5和推进套1；芯轴6为水平设置的圆杆状结构；传动锥套2可前后滑动的套设在芯轴6的后段外，包括前后设置的锥形套和柱形套，锥形套为前小后大的圆台状结构，柱形套为圆柱状结构，锥形套与柱形套的中轴线共线，传动锥套2的中部沿轴线方向开设有与芯轴6相适配的通孔；固定体5固定套设在芯轴6的前端外，包括前后设置的前固定套和后固定套，前固定套为圆柱状结构，其中部沿轴线方向开设有与芯轴6相适配的芯轴固定孔19，芯轴6的前端固定在芯轴固定孔19中，后固定套为圆柱状结构，中部沿轴线方向开设有与前固定套相适配的通孔，后固定套的前端固定套设在前固定套的后端外，传动锥套2可前后滑动的置于后固定套内，后固定套的侧面沿圆周方向均匀分布有涨紧块收纳槽18，涨紧块收纳槽18的槽底与后固定套的内腔连通，且涨紧块收纳槽18中配合安装有半月形涨紧块4，半月形涨紧块4为月牙形，其外圆弧面朝向涨紧块收纳槽18的槽底，半月形涨紧块4的外圆弧面与锥形套的锥面滑动接触，且半月形涨紧块4的两端支撑在涨紧块收纳槽18中，后固定套的外侧中部还开设有环形沟槽17，环形沟槽17中配合安装有弹簧圈3，弹簧圈3与各半月形涨紧块4内侧中部配合连接，用来限制半月形涨紧块4的活动范围，防止半月形涨紧块4脱落，其中，半月形涨紧块4和涨紧块收纳槽18均分别有六个；推进套1可前后滑动的套设在芯轴6的后端外；传动锥套2的前端通过小弹簧7与前固定套的后端连接，后端通过
大弹簧8与推进套1的内腔后端连接，机床顶尖顶向推进套1时，推进套推动大弹簧8一起沿芯轴6轴向移动，大弹簧8的弹力推动传动锥套2沿轴向移动，然后在通过其锥面将弹力传递给半月形涨紧块4。
25.在本实施例中，芯轴6的前后两端中部对称开设有顶尖孔21，后段侧面沿圆周方向均匀开设有两个条形限位槽22，条形限位槽22沿芯轴6的轴线方向设置。
26.在本实施例中，锥形套内设有用于支撑小弹簧7后端的台阶28，柱形套内沿圆周方向分布有两个限位销27，限位销27可前后滑动的置于相应的条形限位槽22中，柱形套的后端外设有外环形凸缘26。
27.在本实施例中，后固定套的前端面上设有定位边16。
28.在本实施例中，涨紧块收纳槽18的前后两槽壁为用于支撑半月形涨紧块4端部的圆弧面。在本实施例中，半月形涨紧块4的外圆弧面周向长度大于内圆弧面的周向长度，其中，内圆弧面的中部设有凸块，凸块上开设有与弹簧圈3相适配的限位沟槽25。
29.在本实施例中，推进套1为前端开口的圆桶状结构，外环形凸缘26可前后滑动的置于推进套1的内腔中，推进套1的前端内设有用于限位外环形凸缘26的内环形凸缘32，后端中部还开设有顶尖锥孔31。装置工作时，机床后顶尖顶住其顶尖锥孔31，后顶尖向前运动时将推进套向前推进，机床后顶尖向后退时，大弹簧8将推进套弹出后退，内环形凸缘32与传动锥套2的外环形凸缘26配合，使得推进套后退时可以保持和传动锥套的连接。
30.在本实施例中，小弹簧7和大弹簧8分别套设在芯轴6的中段以及后端外，且大弹簧8 的弹性系数大于小弹簧7的弹性系数。
31.本发明的工作原理如下（参考图8和图9）：（1）使用装置的时候，先将内曲面轴套零件9套在固定体5的外圆上，直到与定位边16接触；（2）将装置放置在机床上，并使机床前顶尖顶住装置前端的顶尖孔，这时移动机床后顶尖10，随着后顶尖的移动，顶尖头先穿过推进套的顶尖锥孔31，二者接触后，顶尖将推进套沿轴向一起向前推进，直到后顶尖10完全顶住装置后端的顶尖孔；（3）由于后顶尖将推进套1向前推进，就迫使其内部的大弹簧8进行压缩从而推动传动锥套2向前移动。由于小弹簧7的弹力比大弹簧8的弹力小，因此，传动锥套2向前移动时也将小弹簧7进行压缩，同时在传动锥套的锥面的作用下，将半月形涨紧块4沿径向向外推出，直到夹紧内曲面轴套零件9；（4）启动机器，机器带动装置对零件进行相应的外表精加工；（5）加工完毕后，一手拿着装置，另一手将机床后顶尖退出装置顶尖孔。当后顶尖逐步退出顶尖孔时，在大弹簧8的作用下，将推进套1一起推出，直到推进套1的内环形凸缘32与传动锥套2的外环形凸缘26接触，大弹簧8才停止作用；（6）在机床后顶尖退出装置后端的顶尖孔，并且与推进套1一起后退移动时，小弹簧7的弹力就推动传动锥套2沿轴向移动，由于传动锥套2上的限位销27滑动配合在芯轴6的限位槽22中，因此传动锥套运动到其限位销27与限位槽22接触时，就自动停止轴向移动，并保证传动锥套始终在芯轴6上；（7）在传动锥套2沿轴向移动时，其锥面就逐渐脱离半月形涨紧块4，半月形涨紧块
4就释放了对内曲面轴套零件9的夹紧力，这时就可以取下夹紧装置和内曲面轴套零件；（8）当传动锥套2的锥面与半月形涨紧块4脱离接触时，六个半月形涨紧块4会沿重力方向落下，由于弹簧圈3始终穿过半月形涨紧块的限位沟槽25并保持在固定体5的环形沟槽17中，因此半月形涨紧块会被限制在固定体5的半圆槽中，保持了夹紧装置的整体性。
32.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。