专利名称：具有自动对心功能的夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工中使用的夹持物体的夹具；特别是涉及一种具有自动对心功能的夹具。
背景技术：
在机械加工行业和科学研究实验中常常遇到要把试样夹持住的环节，而且经常要求夹具在夹紧物体的过程中能自动地将回转体的中心调整至夹具的中心。目前，用于夹持试样的对心夹具，最常用的是机械加工行业使用的卡盘，这类对心夹具多采用螺旋机构设计，轴向尺寸比较大，夹紧物体时需要多次旋转扳手，比较费事；另外，在某些对轴向尺寸比较狭小的应用环境下，该类夹具就不适用了。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述卡盘式夹具的不足；提出了一种采用渐开线机构和自锁原理设计的，只需要将该夹具的边圈旋转几十度，就可以将物体自动对心定位在夹具中央的夹具。
本实用新型提出的一种具有自动对心功能的夹具，包括圆形底盘1和圆形上盘3；其特征在于还包括一边圈9，和至少3个夹臂4，所述的边圈9底有一向圆心内延伸的凸边2；所述的夹臂4为一直杆上设置一凸台8；所述的圆形底盘1是沿其底面的最外圈开一凹边；其中边圈9的上表面和圆形上盘3用螺钉固连在一起，圆形底盘1的凹边放置在边圈9的凸边2上，边圈9的凸边2和圆形底盘1的凹边构成滑动配合；所述的圆形底盘1上铣有3条渐开线槽6(如图3所示)，所述的圆形上盘上铣有3条导向槽7(如图2所示)，3条渐开线槽和3条导向槽是以夹具的轴心为圆心均匀分布的；3个夹臂4垂直穿过渐开线槽6和导向槽7，夹臂4上的凸台8夹在圆形底盘1与圆形上盘3之间安装。
为了便于将该夹具固定在某一物体上，还在所述的底盘中心设有固定螺孔。
所述渐开线槽6的设计是按照渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度小于夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角0的原则来设计的。
还包括在边圈的外缘滚花，可以用手旋转边圈沿底盘的外缘滑动。
本实用新型采用渐开线槽作为夹臂运动的轨道，同时采用指向圆心的导向槽约束夹臂的运动，使得夹臂在沿渐开线槽运动的过程中逐渐向圆心靠近，将物体夹紧。设计时采用自锁原理，保证渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度小于夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角0，这样就可以保证该夹具在夹紧物体后自锁，不发生松动。另外，根据被夹持物体大小的不同，只需要将该夹具的边圈旋转几十度至一、二百度，就可以将物体自动对心定位在夹具的中央。
本实用新型的优点在于提出了一种轴向尺寸很小的夹持物体的夹具，并可以将物体自动定位于夹具的中心。该夹具采用渐开线机构和自锁原理设计，只需要将该夹具的边圈旋转几十度至一、二百度，就可以将物体自动对心定位在夹具的中央。和以往的对心夹具相比，该夹具大大缩小了对心夹具的轴向尺寸，操作更为灵活方便。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1为本实用新型的带渐开线槽的自动对心夹具结构示意图图2为本实用新型的夹具的俯视图(带有部分剖视)图图3为本实用新型的底盘的渐开线槽设计图图3中θ为渐开线的展开角r为极轴；θ1，r1为初始值；r1～r2为夹臂的活动半径；θ1～θ2为展开角的变化范围为渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度；0为夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角；图4为本实用新型的夹臂结构图
具体实施方式
参考
图1和2，制作一具有自动对心功能的夹具；图中1—圆形底盘、2—边圈的凸边、3—圆形上盘、4—夹臂、5—固定螺孔、6—渐开线槽、7—导向槽、8—夹臂的凸台、9—边圈。
金属材料制作的圆形底盘1上铣有3条渐开线槽6(如图3所示)，所开的3条渐开线槽6的设计是按渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度小于夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角0；一金属材料制作的圆形上盘3上铣有3条导向槽7(如图2所示)，并且该3条渐开线槽和3条导向槽是以轴心为圆心均匀布置的；所述的圆形底盘1是沿其底面的最外圈开一凹边；边圈9的上表面和圆形上盘3用螺钉固连在一起，圆形底盘1的凹边放置在边圈9的凸边2上，边圈9的凸边2和圆形底盘1的凹边构成滑动配合；3个夹臂4垂直穿过渐开线槽6和导向槽7放置(如图2所示)；圆形底盘1的中心有固定螺孔5；边圈2的外缘滚花，可以用手旋转边圈沿底盘的外缘滑动。
夹臂4为圆柱状带凸台(如图4所示)，凸台8被夹在底盘1和上盘3之间。
使用本实用新型的夹具时将需要夹持的物体放置在上盘3的上面，用手顺时针旋转边圈2，带动上盘运动，上盘的导向槽推动夹臂4沿底盘的渐开线槽运动，这样，三个夹臂会同时向夹具的圆心方向靠拢，将需要夹持的物体夹紧。
本实施例的渐开线槽的设计方法该渐开线在极坐标下的参数方程为 于是dθdt=adrdt=br---(2)]]>为保证夹具具有自锁功能，必须要求图2中角度≤0，其中0为夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角。由于 所以，设计渐开线时只要保证 就可以保证自锁。
如果需要夹臂的活动半径为r1～r2，那么由渐开线方程(1)可以得出θ0=θ2-θ1=ablnr2r1---(4)]]>由(4)式就可以确定渐开线的展开角的大小。
三条渐开线槽的加工精度确保了被夹持物体在夹持完成后定位于夹具的中心。设计时保证渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度小于夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角0，这样就可以保证该夹具在夹紧物体后自锁，不发生松动。另外根据被夹持物体的大小的不同，只需要将该夹具的边圈旋转几十度至一、二百度，就可以将物体自动对心定位在夹具的中央。
权利要求1.一种具有自动对心功能的夹具，包括圆形底盘(1)和圆形上盘(3)；其特征在于还包括一边圈(9)，和至少3个夹臂(4)，所述的边圈(9)底有一向圆心内延伸的凸边(2)；所述的夹臂(4)为一直杆上设置一凸台(8)；所述的圆形底盘(1)是沿其底面的最外圈开一凹边；其中边圈(9)的上表面和圆形上盘(3)用螺钉固连在一起，圆形底盘(1)的凹边放置在边圈(9)的凸边(2)上，边圈(9)的凸边(2)和圆形底盘(1)的凹边构成滑动配合；所述的圆形底盘(1)上铣有3条渐开线槽(6)，所述的圆形上盘上铣有3条导向槽(7)，3条渐开线槽和3条导向槽是以轴心为圆心均匀分布的；3个夹臂(4)垂直穿过渐开线槽(6)和导向槽(7)，夹臂(4)上的凸台(8)夹在圆形底盘(1)与圆形上盘(3)之间安装。
2.按权利要求1所述的具有自动对心功能的夹具，其特征在于所述的渐开线槽(6)的设计按渐开线的切线和极轴的垂线所夹的角度小于夹臂沿渐开线槽滑动的自锁摩擦角0。
3.按权利要求1所述的具有自动对心功能的夹具，其特征在于所述的底盘(1)的中心有固定螺孔。
4.按权利要求1所述的具有自动对心功能的夹具，其特征在于还包括在边圈(2)的外缘滚花。
专利摘要本实用新型涉及一种具有自动对心功能的夹具，包括一边圈，该边圈底有一向圆心内延伸的凸边；一夹臂为一直杆上设置一凸台；一圆形底盘是沿其底面的最外圈开一凹边；其中边圈的上表面和圆形上盘用螺钉固连在一起，圆形底盘的凹边放置在边圈的凸边上，边圈的凸边和圆形底盘的凹边构成滑动配合；所述的圆形底盘上铣有3条渐开线槽，所述的圆形上盘上铣有3条导向槽，3条渐开线槽和3条导向槽是以轴心为圆心均匀分布的；3个夹臂垂直穿过渐开线槽和导向槽，夹臂上的凸台夹在圆形底盘与圆形上盘之间安装。该夹具和以往的对心夹具相比，大大缩小了夹具的轴向尺寸，操作更为灵活方便，并可以将物体自动定位于夹具的中心。
文档编号B23B31/12GK2717583SQ20042008793
公开日2005年8月17日 申请日期2004年8月12日 优先权日2004年8月12日
发明者郇勇, 张泰华, 杨业敏 申请人:中国科学院力学研究所