车床内涨紧夹具的制作方法

1.本实用新型涉及车床定位夹具领域，尤其涉及一种用于超薄环状零件的内涨紧夹具。


背景技术：

2.目前，车床上加工零件时一般采用三爪卡盘进行装夹，但对于软性材质、超薄环状零件（如聚四氟乙烯环、铜环等），用三爪卡盘装夹时，会造成零件的严重变形，导致加工后的零件不能满足要求。
3.传统的内涨紧机构，涨紧套为整体式，工作时涨紧芯轴轴向进给，经配合锥面推动涨紧套向外弹性膨胀，涨紧零件。但涨紧套在向外进行弹性膨胀时，轴向各段的膨胀情况不同，离芯轴近端膨胀较大，涨紧力大；远端膨胀较小，涨紧力小，零件所受的径向涨紧力不均匀；对于软性材质、超薄环状零件而言，特别是精度要求较高的零件影响较大。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种车床内涨紧夹具，能够使环状零件径向各部分所受夹紧力均匀一致，防止装夹变形，从而适合软性材质、超薄环状零件的加工，提高零件的加工精度。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种车床内涨紧夹具，其特征在于，包括装夹底座、安装架、涨紧块、涨紧芯轴以及涨紧驱动机构；
6.所述安装架包括同轴心线设置的连接法兰盘和固定环，所述连接法兰盘与装夹底座固定连接，在连接法兰盘与固定环之间设有数根连接板，所述连接板绕固定环一周均匀分布，其两端分布与连接法兰盘和固定环固定连接；在相邻两连接板之间设有涨紧块底座，该涨紧块底座与连接法兰盘、固定环以及连接板滑动配合连接，并能沿连接法兰盘的径向移动；所述涨紧块底座的内侧面为一斜面，且其断面呈弧形，在各涨紧块底座的两端分别开设有一弧形槽，位于涨紧块底座同一端的弧形槽位于同一圆周上，各涨紧块底座的两端分别通过一预紧弹性件相连，所述预紧弹性件位于所述弧形槽内，初始状态下，在预紧弹性件的作用下，各涨紧块底座相互靠拢，使涨紧块底座整体的内侧形成锥形孔，且锥形孔的小径段靠近连接法兰盘；在各涨紧块底座的外侧分别设有一所述涨紧块，涨紧块通过连接螺栓与涨紧块底座固定连接，并能随涨紧块移动；所述涨紧块的断面呈弧形，且各涨紧块的外侧面位于与连接法兰盘轴心线重合的同一圆柱面上；
7.所述涨紧芯轴呈锥形，其锥度与涨紧块底座内侧形成的锥形孔的锥度一致，该涨紧芯轴的小径端从锥形孔的大径端伸入锥形孔内；在安装架远离装夹底座的一端设有一端盖，该端盖与固定环固定连接，所述涨紧驱动机构位于端盖与涨紧芯轴之间，并分别与端盖和涨紧芯轴相连，通过该涨紧驱动机构能够带动涨紧芯轴沿其轴向移动，当涨紧芯轴朝装夹底座方向移动时，能够对涨紧块底座形成挤压，从而推动涨紧块底座沿径向向外移动，并带动涨紧块沿径向向外移动。
8.本方案中，由于涨紧块底座整体形成的内孔呈锥形孔，涨紧芯轴呈与之对应的锥形，涨紧芯轴在涨紧驱动机构的作用下移动时，能够推动涨紧块底座沿径向向外移动，进而带动涨紧块沿径向同步向外移动，从而对套设在涨紧块上的环状零件径向涨紧，并且各个涨紧块对环状零件所施加的径向力大小均匀一致，从而有效的解决了软性材质、超薄环状零件的装夹变形的问题。
9.进一步地，所述预紧弹性件采用环形弹簧或弹性橡胶圈；结构简单，成本低廉，稳定性更好。
10.作为优选，所述涨紧驱动机构采用气动装置，其包括气缸体、活塞以及活塞杆，所述气缸体与端盖固定连接，该气缸体靠近端盖的一端具有气嘴，且该气嘴穿过缸盖；所述活塞位于气缸体内，并与气缸体滑动配合相连，所述活塞杆的一端与活塞相连，另一端穿过气缸体后与涨紧芯轴的大径端相连。通过气动装置推动涨紧芯轴移动，更便于控制。
11.进一步地，所述活塞杆伸出气缸体的一端与一动力块固定连接，该动力块通过螺钉与一连接块相连；在涨紧芯轴的小径端设有一拉紧螺杆，该拉紧螺杆穿过涨紧芯轴后与所述连接块相连，并使连接块与涨紧芯轴紧贴。这样，在推动涨紧芯轴的时候，接触面积更大，作用效果更好，并且，在涨紧芯轴复位的时候，能够更快快地将气缸体内的气体排出。
12.进一步地，在涨紧芯轴的大径端对应气缸体的位置设有一容置槽，所述连接块和动力块均位于该容置槽内，气缸体远离端盖的一端伸入容置槽内，并与容置槽滑动配合相连。从而使整个夹具的结构更加紧凑，体积更小。
13.进一步地，在涨紧芯轴的小径端与装夹底座之间还设有一复位弹簧，该复位弹簧的两端分别与涨紧芯轴和装夹底座相连。设置复位弹簧后，能够使芯轴复位速度更快，从而更便于环状零件的取出和安装。
14.进一步地，在装夹底座上还设有一排气孔，以保证涨紧芯轴移动更加顺畅，避免因无法排气而造成涨紧芯轴移动受阻。
15.进一步地，在涨紧芯轴的小径端沿其轴向设有一导向轴，在装夹底座上，对应该导向轴设有导向槽，所述导向轴的一端与涨紧芯轴固定连接，另一端伸入导向槽内，并与导向槽滑动配合相连。通过设置导向轴，从而能够确保涨紧芯轴移动过程中的稳定性，从而进一步保证涨紧芯轴移动过程中对涨紧块底座及涨紧块施力的稳定性和一致性。
16.进一步地，在涨紧块底座的大径端还设有弧形限位槽，在端盖上对应该限位槽设有限位环，所述限位环的一端与端盖固定连接，另一端伸入限位槽内，其中，限位槽沿其径向的宽度大于限位环的厚度。从而避免涨紧芯轴对涨紧块底座的的挤压过程中，防止预紧弹性件突然损坏的情况下，造成涨紧块底座脱离安装架。
17.作为优选，所述涨紧驱动机构采用直线电机,所述直线电机与端盖固定连接，其电机轴与涨紧芯轴相连；结构更加简单，控制准确度更高。
18.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
19.（1）通过涨紧驱动机构推动涨紧芯轴轴向进给，涨紧芯轴在推动涨紧块底座和涨紧块沿径向向外移动，使涨紧块径向进给，使每个涨紧块同步向外移动，涨紧块外侧面所形成的接触面贴合环状零件的内侧面，保证了在对环状零件进行涨紧时，环状零件所受径向夹紧力均匀分布，从而能有效的解决软性材质、超薄环状零件的装夹变形问题，并且有效提高环状零件的定位精度，从而大大提高环状零件的加工精度。
20.（2）使用时，根据不同内径的环状零件，选择并更换不同大小的涨紧块，从而增强整个夹具适用性；同时，在装夹零件前，可对涨紧块的外表面（即装夹面）进行精修，使整个夹具具有较高的定位精度。
附图说明
21.图1为本实用新型一种车床内涨紧夹具的结构示意图；
22.图2为图1的剖视图。
23.图3图2中局部a的放大图。
24.图4为安装架的结构示意图。
25.图5为涨紧块与涨紧块底座的装配结构示意图。
26.图6涨紧芯轴与启动装置的装配结构示意图。
27.其中，装夹底座1、涨紧块2、涨紧芯轴3、连接法兰盘4、固定环5、连接板6、涨紧底座7、预紧弹性件8、端盖9、气缸体10、活塞11、活塞杆12、气嘴13、动力块14、连接块15、拉紧螺杆16、复位弹簧17、排气孔18、导向轴19、限位槽20、限位环21、环状零件22。
具体实施方式
28.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
29.实施例1：参见图1-图6，一种车床内涨紧夹具，包括装夹底座1、安装架、涨紧块2、涨紧芯轴3以及涨紧驱动机构。
30.所述安装架包括同轴心线设置的连接法兰盘4和固定环5，加工时，连接法兰盘4和固定环5的内孔孔径一致；所述连接法兰盘4与装夹底座1固定连接，在连接法兰盘4与固定环5之间设有数根连接板6，所述连接板6绕固定环5一周均匀分布，其两端分布与连接法兰盘4和固定环5固定连接，且所述连接板6所在平面过固定环5的轴心线。在相邻两连接板6之间设有涨紧块底座7，作为优选，所述连接板6为8根，相应的，涨紧块底座7也为8个，从而能够更好地对环状零件22进行涨紧夹持。该涨紧块底座7与连接法兰盘4、固定环5以及连接板6滑动配合连接，并能沿连接法兰盘4的径向移动。所述涨紧块底座7的内侧面为一斜面，且其断面呈弧形；在各涨紧块底座7的两端分别开设有一弧形槽，位于涨紧块底座7同一端的弧形槽位于同一圆周上，各涨紧块底座7的两端分别通过一预紧弹性件8相连；其中，所述预紧弹性件8位于所述弧形槽内，初始状态下，在预紧弹性件8的作用下，各涨紧块底座7相互靠拢，使涨紧块底座7整体的内侧形成锥形孔，且锥形孔的小径段靠近连接法兰盘4。实施时，所述预紧弹性件8采用环形弹簧或弹性橡胶圈；结构简单，成本低廉，稳定性更好。
31.在各涨紧块底座7的外侧分别设有一所述涨紧块2，涨紧块2通过连接螺栓与涨紧块底座7固定连接，并能随涨紧块2移动；所述涨紧块2的断面呈弧形，且各涨紧块2的外侧面位于与连接法兰盘4轴心线重合的同一圆柱面上。在实际制作过程中，在涨紧块底座7的外侧面设有一卡槽，涨紧块2内侧对应该卡槽的位置设有凸块，所述凸块与该卡槽卡接，并通过连接螺栓锁紧固定，这样，更便于涨紧块2的拆装，以根据不同内径的环状零件22，选择并更换不同大小的涨紧块2，从而增强整个夹具适用性；同时，在装夹零件前，可对涨紧块2的外表面（即装夹面）进行精修，使整个夹具具有较高的定位精度。
32.所述涨紧芯轴3呈锥形，其锥度与涨紧块底座7内侧形成的锥形孔的锥度一致，该
涨紧芯轴3的小径端从锥形孔的大径端伸入锥形孔内。在安装架远离装夹底座1的一端设有一端盖9，该端盖9与固定环5固定连接，所述涨紧驱动机构位于端盖9与涨紧芯轴3之间，并分别与端盖9和涨紧芯轴3相连，通过该涨紧驱动机构能够带动涨紧芯轴3沿其轴向移动。当涨紧芯轴3朝装夹底座1方向移动时，能够对涨紧块底座7形成挤压，从而推动涨紧块底座7沿径向向外移动，并带动涨紧块2沿径向向外移动。其中，在装夹底座1上还设有一排气孔18，以保证涨紧芯轴3移动更加顺畅，避免因无法排气而造成涨紧芯轴3移动受阻。实施时，在涨紧芯轴3的小径端与装夹底座1之间还设有一复位弹簧17，该复位弹簧17的两端分别与涨紧芯轴3和装夹底座1相连；设置复位弹簧17后，能够使芯轴复位速度更快，从而更便于环状零件22的取出和安装；工作过程中，当涨紧芯轴3朝装夹底座1方向移动时，复位弹簧17处于压缩状态；零件加工完成后，在复位弹簧17的反作用力下，涨紧芯轴3快速回位，这样就能够对零件快速卸载。
33.具体实施时，所述涨紧驱动机构采用气动装置，其包括气缸体10、活塞11以及活塞杆12，所述气缸体10与端盖9固定连接，该气缸体10靠近端盖9的一端具有气嘴13，且该气嘴13穿过缸盖。所述活塞11位于气缸体10内，并与气缸体10滑动配合相连，所述活塞杆12的一端与活塞11相连，另一端穿过气缸体10后与涨紧芯轴3的大径端相连；通过气动装置推动涨紧芯轴3移动，更便于控制。其中，所述活塞杆12伸出气缸体10的一端与一动力块14固定连接，该动力块14通过螺钉与一连接块15相连；在涨紧芯轴3的小径端设有一拉紧螺杆16，该拉紧螺杆16穿过涨紧芯轴3后与所述连接块15相连，并使连接块15与涨紧芯轴3紧贴。这样，在推动涨紧芯轴3的时候，接触面积更大，作用效果更好，并且，在涨紧芯轴3复位的时候，能够更快快地将气缸体10内的气体排出。在涨紧芯轴3的大径端对应气缸体10的位置设有一容置槽，所述连接块15和动力块14均位于该容置槽内，气缸体10远离端盖9的一端伸入容置槽内，并与容置槽滑动配合相连。从而使整个夹具的结构更加紧凑，体积更小。
34.在涨紧芯轴3的小径端沿其轴向设有一导向轴19，在装夹底座1上，对应该导向轴19设有导向槽，所述导向轴19的一端与涨紧芯轴3固定连接，另一端伸入导向槽内，并与导向槽滑动配合相连。通过设置导向轴19，从而能够确保涨紧芯轴3移动过程中的稳定性，从而进一步保证涨紧芯轴3移动过程中对涨紧块底座7及涨紧块2施力的稳定性和一致性。其中，所述排气孔18与该导向槽相连通。
35.在涨紧块底座7的大径端还设有弧形限位槽20，在端盖9上对应该限位槽20设有限位环21，所述限位环21的一端与端盖9固定连接，另一端伸入限位槽20内，其中，限位槽20沿其径向的宽度大于限位环21的厚度。从而避免涨紧芯轴3对涨紧块底座7的的挤压过程中，防止预紧弹性件8突然损坏的情况下，造成涨紧块底座7脱离安装架。
36.使用本夹具时，装夹底座1通过三爪卡盘装夹在车床主轴上，随主轴做回转运动，通过气嘴13向气缸体10内充入气体，推动活塞11及活塞杆12轴向进给，从而推动涨紧芯轴3轴向进给。经涨紧芯轴3与涨紧块底座7配合锥面的径向分力作用，使涨紧块底座7及涨紧块2径向进给，每个涨紧块2同步向外移动、涨紧，涨紧块2外表面所形成的接触面能完全贴合环状零件22的内侧面，保证了在对环状零件22进行涨紧时，各个涨紧块2对环状零件22所施加的径向力大小均匀一致，零件所受径向涨紧力均匀分布；并且通过调节充入气体的压力大小，实现对零件夹紧力大小的调节。当环状零件22加工完成后，通过气嘴13快速释放压力气体，在复位弹簧17反作用下，涨紧芯轴3回位，实现对零件的快速卸载，以便于零件的拆卸
和更换。
37.本方案中，由于涨紧块底座7整体形成的内孔呈锥形孔，涨紧芯轴3呈与之对应的锥形，涨紧芯轴3在涨紧驱动机构的作用下移动时，能够推动涨紧块底座7沿径向向外移动，进而带动涨紧块2沿径向同步向外移动，从而对套设在涨紧块2上的环状零件22径向涨紧，并且各个涨紧块2对环状零件22所施加的径向力大小均匀一致，从而有效的解决了软性材质、超薄环状零件22的装夹变形的问题。
38.实施例2，与实施例1不同的是，所述涨紧驱动机构采用直线电机,所述直线电机与端盖固定连接，其电机轴与涨紧芯轴相连；优选采用步进电机或伺服电机，这样，结构更加简单，控制准确度更高。
39.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。