一种汽车电机壳的双锥内涨夹具的制作方法

1.本发明涉及汽车配件加工领域，具体是涉及一种汽车电机壳的双锥内涨夹具。


背景技术：

2.汽车电机是汽车中的重要组成部分，而汽车电机壳体在进行外圆周加工时，如果使用普通三爪卡盘进行夹持时，一旦夹持力过小，在加工过程中工件会出现晃动，而影响加工精度，一旦夹持力过大，又会对其造成损伤。
3.为此，中国专利cn213104552u公开了一种汽车凸缘类零件的内涨紧夹具，其通过涨紧件的设置，以便于凸缘类零件套在装夹体上后对使得弹簧涨套对其进行内涨紧，起到夹紧凸缘类零件的作用，避免凸缘类零件在加工过程中发生跳动，增加凸缘类零件装夹稳定性。
4.但是，该内涨紧夹具的有效夹持长度有限，无法稳定将长度较长的工件夹紧，而现有内涨夹具的原理是将轴向后拉的力转化为径向涨开的力，利用锥度面的后拉，依靠涨套的变形，实现工件的夹紧和松开，一般常见锥度是单边10度以及单边15度，锥度越小夹持力越大，在夹持长度较长的工件时，需要使用双锥内涨夹具，通过两端同时平行涨开来保证夹持长度，但是现有双锥内涨夹具在夹紧过程中，涨套会同时做径向和轴向的移动，从而导致工件位置发生偏移，影响加工精度。


技术实现要素：

5.针对上述问题，提供一种汽车电机壳的双锥内涨夹具，通过旋转驱动器、夹持组件、第一直线驱动器和推杆传统双锥内涨夹具的涨套在夹紧过程中出现轴向移动的问题。
6.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车电机壳的双锥内涨夹具，包括机架和固定装置；固定装置包括旋转驱动器、夹持组件、第一直线驱动器和推杆；旋转驱动器固定安装在机架上；夹持组件包括主轴、第一安装座、锥形滑块和涨套；主轴转动安装在机架上，旋转驱动器的驱动端与主轴同轴固定连接；第一安装座固定套接在主轴上；锥形滑块设有两个，锥形滑块能滑动的套接在主轴上，锥形滑块能与主轴同步旋转；涨套滑动安装在第一安装座上，涨套的内部开设有相互对称的两个锥面，两个锥面分别与两个锥形滑块滑动配合；第一直线驱动器和推杆设有两个，第一直线驱动器固定安装在第一安装座上；推杆的其中一端与第一直线驱动器的驱动端固定连接，推杆的另一端与锥形滑块固定连接。
7.优选的，双锥内涨夹具还包括定位装置，定位装置包括检测组件，检测组件包括压力传感器和第一弹性件；压力传感器固定安装在锥形滑块上；第一弹性件的两端分别与压力传感器和第一安装座固定连接。
8.优选的，双锥内涨夹具还包括自锁装置，自锁装置包括第二安装座和第二弹性件；锥形滑块上开设有安装槽，安装槽至少设有一个；第二安装座设有多个且其与安装槽一一对应，第二安装座滑动安装在安装槽内；第二弹性件设有多个且其与第二安装座一一对应，
第二弹性件的两端分别与锥形滑块和第二安装座固定连接；涨套的内圈开设有两个卡槽。
9.优选的，定位装置还包括限位组件，限位组件包括限位环和拨杆；限位环固定安装在第一安装座上；涨套的内圈开设有限位槽与滑槽，限位环与限位槽滑动配合；拨杆至少设有一个，拨杆固定安装在第一安装座上；滑槽设有多个且其与拨杆一一对应，拨杆与滑槽滑动配合。
10.优选的，定位装置还包括限位板和感应组件，限位板和感应组件设有两个；限位板固定套接在主轴上，锥形滑块位于第一安装座和限位板之间；感应组件包括接触传感器、第三弹性件和顶块；接触传感器固定安装在限位板上；第三弹性件的两端分别与接触传感器和顶块固定连接；顶块滑动安装在限位板上。
11.优选的，双锥内涨夹具还包括调节装置，调节装置包括导向杆、螺杆和第二旋转驱动组件；限位板能滑动的套接在主轴上；导向杆固定安装在第一安装座上，导向杆与限位板滑动配合；螺杆转动安装在第一安装座上，螺杆上开设有两个螺旋方向相反的螺纹段，两个螺纹段分别与两个限位板螺纹连接；第二旋转驱动组件固定安装在机架上，第二旋转驱动组件的驱动端与螺杆传动连接。
12.优选的，第二旋转驱动组件包括滚轮和环形滑轨；滚轮固定套接在螺杆上；环形滑轨滑动安装在机架上；机架上固定安装有用于驱动环形滑轨滑动的控制组件。
13.优选的，调节装置还包括减速传动组件，减速传动组件包括安装圆台、蜗轮和蜗杆；安装圆台转动安装在机架上，安装圆台固定套接在主轴上；蜗轮固定套接在螺杆上；蜗杆转动安装在安装圆台上，蜗杆与蜗轮传动连接，滚轮固定套接在蜗杆上。
14.优选的，控制组件包括限位滑轨、第二直线驱动器和连接块；限位滑轨固定安装在机架上，环形滑轨滑动安装在限位滑轨上；第二直线驱动器固定安装在机架上；连接块固定安装在限位滑轨上，连接块与第二直线驱动器的驱动端固定连接。
15.优选的，减速传动组件还包括垫片，垫片固定安装在安装圆台上，垫片位于安装圆台和机架之间。
16.本发明相比较于现有技术的有益效果是：1、本发明通过旋转驱动器、夹持组件、第一直线驱动器和推杆实现了在夹紧过程中同时挤压涨套两个锥面的功能，达到稳定涨套位置的效果，避免夹持过程中涨套发生轴向移动，解决了传统双锥内涨夹具的涨套在夹紧过程中出现轴向移动的问题。
17.2、本发明通过压力传感器和第一弹性件实现了精准判断第一安装座与锥形滑块之间间距的功能，达到方便判断双锥内涨夹具状态的效果。
18.3、本发明通过安装槽、第二安装座、第二弹性件和卡槽实现了锥形滑块在高速旋转时自动锁定其位置的功能，达到避免双锥内涨夹具在加工过程中出现松动的效果。
附图说明
19.图1是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具的立体示意图；图2是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具在涨开状态下的正视图；图3是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中固定装置、定位装置和自锁装置的侧视图；图4是图3中a-a的截面剖视示意图；
图5是图4中b处的局部放大示意图；图6是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中固定装置、定位装置和自锁装置的立体示意图；图7是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中固定装置、定位装置和自锁装置的立体分解示意图；图8是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具的感应组件的立体分解示意图；图9是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具在未涨开状态下的正视图；图10是图9中c-c的截面剖视示意图；图11是图10中d处的局部放大示意图；图12是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中调节装置的立体示意图；图13是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中控制组件和减速传动组件与安装圆台配合的立体示意图；图14是一种汽车电机壳的双锥内涨夹具中控制组件和减速传动组件的立体示意图。
20.图中标号为：1-机架；2-固定装置；21-旋转驱动器；22-夹持组件；221-主轴；222-第一安装座；223-锥形滑块；224-涨套；23-第一直线驱动器；24-推杆；3-定位装置；31-检测组件；311-压力传感器；312-第一弹性件；32-限位组件；321-限位环；322-限位槽；323-拨杆；324-滑槽；33-限位板；34-感应组件；341-接触传感器；342-第三弹性件；343-顶块；4-自锁装置；41-安装槽；42-第二安装座；43-第二弹性件；44-卡槽；5-调节装置；51-导向杆；52-螺杆；53-第二旋转驱动组件；531-滚轮；532-环形滑轨；54-控制组件；541-限位滑轨；542-第二直线驱动器；543-连接块；55-减速传动组件；551-安装圆台；552-蜗轮；553-蜗杆；554-垫片；6-电机壳体。
具体实施方式
21.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
22.参照图1-图14：一种汽车电机壳的双锥内涨夹具，包括机架1和固定装置2；固定装置2包括旋转驱动器21、夹持组件22、第一直线驱动器23和推杆24；旋转驱动器21固定安装在机架1上；夹持组件22包括主轴221、第一安装座222、锥形滑块223和涨套224；主轴221转动安装在机架1上，旋转驱动器21的驱动端与主轴221同轴固定连接；第一安装座222固定套接在主轴221上；锥形滑块223设有两个，锥形滑块223能滑动的套接在主轴221上，锥形滑块223能与主轴221同步旋转；涨套224滑动安装在第一安装座222上，涨套224的内部开设有相互对称的两个锥面，两个锥面分别与两个锥形滑块223滑动配合；第一直线驱动器23和推杆24设有两个，第一直线驱动器23固定安装在第一安装座222上；推杆24的其中一端与第一直线驱动器23的驱动端固定连接，推杆24的另一端与锥形滑块223固定连接。
23.本发明通过旋转驱动器21、夹持组件22、第一直线驱动器23和推杆24实现了在夹紧过程中同时挤压涨套224的两个锥面的功能，达到稳定涨套224位置的效果，避免夹持过程中涨套224发生轴向移动，解决了传统双锥内涨夹具的涨套224在夹紧过程中出现轴向移动的问题；涨套224优选为弹簧钢制成；旋转驱动器21优选为伺服电机，第一直线驱动器23优选为直线气缸，旋转驱动器21和第一直线驱动器23与控制器电连接；操作人员先将电机壳体6套在涨套224上，然后通过控制器发送信号给第一直线驱动器23，两个第一直线驱动器23收到信号后分别驱动两个推杆24伸长，两个推杆24分别驱动两个锥形滑块223朝第一安装座222的方向移动，通过锥形滑块223的锥面挤压涨套224内圈的锥面，从涨套224的两端同时进行挤压，使得涨套224与电机壳体6的内圈配合，将电机壳体6夹紧，接着控制器发送信号给旋转驱动器21，旋转驱动器21收到信号后驱动主轴221旋转，主轴221带动第一安装座222、锥形滑块223和涨套224同步旋转，以方便对电机壳体6进行外周加工。
24.双锥内涨夹具还包括定位装置3，定位装置3包括检测组件31，检测组件31包括压力传感器311和第一弹性件312；压力传感器311固定安装在锥形滑块223上；第一弹性件312的两端分别与压力传感器311和第一安装座222固定连接。
25.本发明通过压力传感器311和第一弹性件312实现了精准判断第一安装座222与锥形滑块223之间间距的功能，达到方便判断双锥内涨夹具状态的效果；第一弹性件312优选为氮气弹簧，压力传感器311与控制器电连接；操作人员先将电机壳体6套在涨套224上，然后通过控制器发送信号给第一直线驱动器23，在第一直线驱动器23的驱动下使得涨套224涨大，从而将电机壳体6稳定夹持；在此过程中，随着第一直线驱动器23驱动锥形滑块223滑动，锥形滑块223会压缩第一弹性件312，第一弹性件312收缩后产生的弹力施加在压力传感器311上，压力传感器311感应到压力变化后反馈信号给控制器，控制器收到信号后即可判断出涨套224的状态，一旦在夹持过程中，出现异常状态，导致第一直线驱动器23停止驱动时，涨套224收缩恢复初始状态，同时，锥形滑块223也在涨套224和第一弹性件312的弹力作用下回到原有位置，压力传感器311感应到压力变化时反馈信号给控制器，控制器收到信号后发送信号给旋转驱动器21，旋转驱动器21停止驱动，停止加工，避免出现安全事故和更大的成本损失。
26.双锥内涨夹具还包括自锁装置4，自锁装置4包括第二安装座42和第二弹性件43；
锥形滑块223上开设有安装槽41，安装槽41至少设有一个；第二安装座42设有多个且其与安装槽41一一对应，第二安装座42滑动安装在安装槽41内；第二弹性件43设有多个且其与第二安装座42一一对应，第二弹性件43的两端分别与锥形滑块223和第二安装座42固定连接；涨套224的内圈开设有两个卡槽44。
27.本发明通过安装槽41、第二安装座42、第二弹性件43和卡槽44实现了锥形滑块223在高速旋转时自动锁定其位置的功能，达到避免双锥内涨夹具在加工过程中出现松动的效果；操作人员先将电机壳体6套在涨套224上，然后通过控制器发送信号给第一直线驱动器23，在第一直线驱动器23的驱动下使得涨套224涨大，从而将电机壳体6稳定夹持；接着控制器发送信号给旋转驱动器21，旋转驱动器21收到信号后驱动主轴221旋转，主轴221带动第一安装座222、锥形滑块223和涨套224旋转，随着旋转速度的增加，第二安装座42在离心力作用下克服第二弹性件43的弹力滑出安装槽41，此时，第二安装座42卡入涨套224的卡槽44内，即使第一直线驱动器23出现异常情况停止驱动，通过卡槽44对第二安装座42的限位，也能限制锥形滑块223的移动，从而避免双锥内涨夹具松开对电机壳体6的夹持。
28.定位装置3还包括限位组件32，限位组件32包括限位环321和拨杆323；限位环321固定安装在第一安装座222上；涨套224的内圈开设有限位槽322与滑槽324，限位环321与限位槽322滑动配合；拨杆323至少设有一个，拨杆323固定安装在第一安装座222上；滑槽324设有多个且其与拨杆323一一对应，拨杆323与滑槽324滑动配合。
29.本发明通过限位环321、限位槽322、拨杆323和滑槽324实现了稳定支撑涨套224的功能，达到避免涨套224出现错位的效果；通过限位环321和限位槽322的配合，能够避免涨套224沿第一安装座222发生轴向移动；同时，通过第一安装座222上安装的多个拨杆323，能够将第一安装座222的旋转稳定传递到涨套224上，使得涨套224在形变后仍能够稳定的与第一安装座222同步转动，提高电机壳体6的夹持稳定性，从而保障电机壳体6的加工精度。
30.定位装置3还包括限位板33和感应组件34，限位板33和感应组件34设有两个；限位板33固定套接在主轴221上，锥形滑块223位于第一安装座222和限位板33之间；感应组件34包括接触传感器341、第三弹性件342和顶块343；接触传感器341固定安装在限位板33上；第三弹性件342的两端分别与接触传感器341和顶块343固定连接；顶块343滑动安装在限位板33上。
31.本发明通过限位板33、接触传感器341、第三弹性件342和顶块343实现了限制锥形滑块223移动范围的同时避免锥形滑块223与限位板33发生剧烈冲击的功能；所述接触传感器341与控制器电连接；在电机壳体6加工完毕后，控制器发送信号给第一直线驱动器23，第一直线驱动器23驱动推杆24伸出，推杆24驱动锥形滑块223移动，当锥形滑块223与顶块343接触后，随着锥形滑块223的移动，其克服第三弹性件342的弹力驱动顶块343同步滑动，当顶块343与接触传感器341接触后，接触传感器341反馈信号给控制器，控制器发送信号给第一直线驱动器23，第一直线驱动器23停止驱动，从而实现精准控制，避免锥形滑块223与限位块发生剧烈冲击。
32.双锥内涨夹具还包括调节装置5，调节装置5包括导向杆51、螺杆52和第二旋转驱动组件53；限位板33能滑动的套接在主轴221上；导向杆51固定安装在第一安装座222上，导向杆51与限位板33滑动配合；螺杆52转动安装在第一安装座222上，螺杆52上开设有两个螺旋方向相反的螺纹段，两个螺纹段分别与两个限位板33螺纹连接；第二旋转驱动组件53固
定安装在机架1上，第二旋转驱动组件53的驱动端与螺杆52传动连接。
33.本发明通过导向杆51、螺杆52和第二旋转驱动组件53实现了调整限位板33位置的功能，从而达到精准控制涨套224初始尺寸的效果；操作人员需要调整限位板33位置时，先通过第二旋转驱动组件53驱动螺杆52旋转，而限位板33受到主轴221和导向杆51的限位，螺杆52的转动会驱动限位板33滑动，从而调整限位板33与第一安装座222之间的间距；通过调整限位板33的位置，能够使涨套224在未工作时便处于一定的涨开状态，从而限制安装在其上的工件内径尺寸，由于涨套224的尺寸变化范围较小，其能够对工件的内径质量进行初步筛选，一旦工件的内径较小时，便无法套在未工作状态下的涨套224上，而一旦工件尺寸较大时，涨套224便无法稳定夹持工件，操作人员通过第一直线驱动器23的驱动使得涨套224处于涨开状态时，手动滑动电机壳体6，若其无法滑动，则说明其尺寸合适；若其能够被拉动，则说明其尺寸不合格。
34.第二旋转驱动组件53包括滚轮531和环形滑轨532；滚轮531固定套接在螺杆52上；环形滑轨532滑动安装在机架1上；机架1上固定安装有用于驱动环形滑轨532滑动的控制组件54。
35.本发明通过滚轮531、环形滑轨532和控制组件54实现了驱动螺杆52旋转的功能；所述控制组件54与控制器电连接；操作人员需要调整限位板33位置时，通过控制器发送信号给控制组件54，控制组件54驱动环形滑轨532移动，直至环形滑轨532与滚轮531接触，此时控制器再发送信号给旋转驱动器21，旋转驱动器21驱动主轴221旋转，主轴221带动第一安装座222、导向杆51和螺杆52同步旋转，随着螺杆52沿主轴221的轴心旋转，且环形滑轨532受控制组件54的限制而相对与机架1处于静止状态，滚轮531沿环形滑轨532的轨道滚动，从而带动螺杆52旋转，而限位板33受到主轴221和导向杆51的限位，螺杆52的转动会驱动限位板33滑动，从而调整限位板33与第一安装座222之间的间距，调节完成后，操作人员通过控制器发送信号给控制组件54，控制组件54驱动环形滑轨532移动，使其与滚轮531分离。
36.调节装置5还包括减速传动组件55，减速传动组件55包括安装圆台551、蜗轮552和蜗杆553；安装圆台551转动安装在机架1上，安装圆台551固定套接在主轴221上；蜗轮552固定套接在螺杆52上；蜗杆553转动安装在安装圆台551上，蜗杆553与蜗轮552传动连接，滚轮531固定套接在蜗杆553上。
37.本发明通过安装圆台551、蜗轮552和蜗杆553实现了减速传动的功能，达到避免螺杆52转动速度过快的效果，从而提高限位板33位置的调整精度；操作人员在调整限位板33位置时，先通过控制器发送信号给控制组件54，控制组件54驱动环形滑轨532移动，使得环形滑轨532与滚轮531接触，接着再通过控制器发送信号给旋转驱动器21，旋转驱动器21驱动主轴221旋转，主轴221带动第一安装座222、导向杆51和螺杆52同步旋转，随着螺杆52沿主轴221的轴心旋转，且环形滑轨532受控制组件54的限制而相对与机架1处于静止状态，滚轮531沿环形滑轨532的轨道滚动，从而带动蜗杆553旋转，蜗杆553驱动与其传动连接的蜗轮552旋转，蜗轮552带动螺杆52旋转，而限位板33受到主轴221和导向杆51的限位，螺杆52的转动会驱动限位板33滑动，从而调整限位板33与第一安装座222之间的间距控制组件54包括限位滑轨541、第二直线驱动器542和连接块543；限位滑轨541固定安装在机架1上，环形滑轨532滑动安装在限位滑轨541上；第二直线驱动器542固定安装
在机架1上；连接块543固定安装在限位滑轨541上，连接块543与第二直线驱动器542的驱动端固定连接。
38.本发明通过限位滑轨541、第二直线驱动器542和连接块543实现了驱动环形滑轨532移动的功能；所述第二直线驱动器542优选为直线气缸；操作人员通过控制组件54调整环形滑轨532位置时，通过控制器发送信号给第二直线驱动器542，第二直线驱动器542驱动连接块543移动，连接块543带动限位滑轨541移动，通过第二直线驱动器542的快速响应能够提高调节精度，进一步提高操控的精准性。
39.减速传动组件55还包括垫片554，垫片554固定安装在安装圆台551上，垫片554位于安装圆台551和机架1之间。
40.本发明通过垫片554实现了避免安装圆台551与机架1之间发生滑动摩擦的功能，达到减少机架1和安装圆台551的磨损的效果；所述垫片554优选为石墨盘根，由于在加工状态下，安装圆台551会随着主轴221的旋转而同步旋转，在高速旋转状态下，其一旦与机架1接触，会导致二者均发生较大的磨损，为此，在安装圆台551上安装了垫片554，通过垫片554的过渡，即减少了安装圆台551转动所受的摩擦力，而且避免其剧烈磨损，提高其使用寿命。
41.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。