夹紧结构及具有其的机床的制作方法

本实用新型涉及工件装夹机械领域，具体而言，涉及一种夹紧结构及具有其的机床。

背景技术：

现有技术中，在对筒体零件进行加工过程中需要先采用夹具对零件进行装夹，使其与机床主轴同步旋转实现车削加工。对于此类零件的装夹通常有外夹和内撑两种形式。如采用外夹形式，加工时只能对主轴远端进行车端面和内外侧倒角，近端由于会出现干涉问题，故需要待远端加工完成后进行掉头和二次装夹才能加工，从而会影响整体加工效率。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种夹紧结构及具有其的机床，以解决现有技术中的待加工部件装夹较为耗时的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种夹紧结构，夹紧结构用于夹紧待加工部件，夹紧结构包括：夹紧部，夹紧部的至少部分用于设置在待加工部件的内孔中且沿内孔的径向方向可移动地设置；驱动组件，驱动组件与夹紧部驱动连接，驱动组件用于驱动夹紧部的至少部分沿内孔的径向方向移动预设距离，以使夹紧部的至少部分与内孔的孔壁相贴合。

进一步地，夹紧部上设置有第一穿设孔，驱动组件的至少部分设置在第一穿设孔内且沿第一穿设孔的延伸方向可移动地设置，以驱动夹紧部的至少部沿内孔的径向方向移动。

进一步地，夹紧部为弹性件，夹紧部上设置有开口间隙，开口间隙与第一穿设孔相连通，以在驱动组件沿第一穿设孔的延伸方向移动时，夹紧部的至少部分沿内孔的径向方向产生弹性变形。

进一步地，开口间隙为多个，多个开口间隙沿夹紧部的周向方向间隔设置。

进一步地，开口间隙包括第一间隙段，夹紧部包括：夹具体，夹具体用于设置在内孔内，第一间隙段设置在夹具体上；其中，相邻两个第一间隙段之间的夹紧段沿内孔的径向方向可移动地设置。

进一步地，第一间隙段沿夹具体的延伸方向延伸，以将夹具体分割为多个夹紧段，多个夹紧段沿内孔的径向方向同步可移动地设置。

进一步地，夹具体为圆柱体，内孔为圆孔，夹具体的周向外表面上设置有环形凸起，环形凸起用于与内孔的孔壁限位接触。

进一步地，开口间隙包括第二间隙段，第一间隙段和第二间隙段相连通，夹紧部还包括：转接段，转接段的第一端与夹具体相连接，转接段的第二端用于与预设机构相连接；其中，第二间隙段设置在转接段上，第二间隙为凹槽，转接段的部分转接段体沿内孔的径向方向可移动地设置。

进一步地，夹紧部由65Mn材料制备而成。

进一步地，驱动组件包括：内撑部，内撑部包括锥形体，锥形体设置在第一穿设孔内；拉杆部，拉杆部的第一端与内撑部远离锥形体的一端相连接，拉杆部的第二端用于与预设动力机构相连接，以在预设动力机构通过拉杆部驱动内撑部沿第一穿设孔的延伸方向移动时，锥形体驱动夹紧部的至少部沿内孔的径向方向移动。

进一步地，第一穿设孔包括锥形孔段，锥形体可移动地设置在锥形孔段内，锥形孔段的收缩方向与锥形体的收缩方向相一致。

进一步地，多个开口间隙沿夹紧部的周向方向均匀分布。

进一步地，夹紧结构还包括：芯轴，芯轴的第一端用于与预设机构相连接，芯轴的第二端与夹紧部相连接，以使夹紧部通过芯轴与预设机构相连接；其中，驱动组件穿过芯轴后与预设动力机构相连接，驱动组件沿芯轴的轴向方向可移动地设置。

进一步地，夹紧结构还包括：碟簧组，碟簧组套设在驱动组件上，碟簧组的第一端与芯轴相抵接，碟簧组的第二端与驱动组件相抵接。

进一步地，预设机构包括旋转驱动部和固定部，夹紧结构还包括：轴套，轴套与固定部相连接，芯轴穿过轴套后与夹紧部相连接，轴套与待加工部件间隔设置；其中，旋转驱动部与芯轴驱动连接，以驱动芯轴相对于轴套转动。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种机床，包括夹紧结构和预设机构，夹紧结构设置在预设机构上，夹紧结构为上述的夹紧结构。

本实用新型的夹紧结构通过夹紧部和驱动组件能够将待加工部件稳定地安装到预设机构上。其中，在具体装夹过程中，夹紧部用于与预设机构相连接，夹紧部的至少部分用于设置在待加工部件的内孔中，驱动组件的第一端与夹紧部驱动连接，通过驱动组件驱动夹紧部的至少部分沿内孔的径向方向移动，直至夹紧部的至少部分与内孔的孔壁相贴合，从而使得待加工部件稳定地装夹在夹紧部上。本实用新型的夹紧结构由于夹紧部属于内部装夹，故在加工过程中不用二次装夹，从而缩短了加工时间，解决了现有技术中的待加工部件装夹较为耗时的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的夹紧结构的实施例的应用结构示意图；

图2示出了图1中的夹紧结构的剖面结构示意图；

图3示出了根据本实用新型的夹紧结构的实施例结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、待加工部件；11、内孔；20、夹紧部；21、第一穿设孔；211、锥形孔段；22、开口间隙；23、夹具体；231、环形凸起；24、转接段；30、驱动组件；31、内撑部；311、锥形体；32、拉杆部；40、芯轴；50、碟簧组；60、轴套；70、角接触球轴承；80、前内隔环；90、前外隔环；100、前内隔套；120、后法兰盘；130、第一隔套；140、第二隔套；150、一字联轴节；160、后端螺母；170、后螺母隔套；180、前端盖；190、端面键；200、锁紧螺母；210、螺钉；220、圆柱滚子轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型提供了一种夹紧结构，请参考图1至图3，夹紧结构用于夹紧待加工部件10，夹紧结构包括：夹紧部20，夹紧部20的至少部分用于设置在待加工部件10的内孔11中且沿内孔11的径向方向可移动地设置；驱动组件30，驱动组件30与夹紧部20驱动连接，驱动组件30用于驱动夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向移动预设距离，以使夹紧部20的至少部分与内孔11的孔壁相贴合。

本实用新型的夹紧结构通过夹紧部20和驱动组件30能够将待加工部件10稳定地安装到预设机构上。其中，在具体装夹过程中，夹紧部20用于与预设机构相连接，夹紧部20的至少部分用于设置在待加工部件10的内孔11中，驱动组件30的第一端与夹紧部20驱动连接，通过驱动组件30驱动夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向移动，直至夹紧部20的至少部分与内孔11的孔壁相贴合，从而使得待加工部件10稳定地装夹在夹紧部20上。本实用新型的夹紧结构由于夹紧部20属于内部装夹，故在加工过程中不用二次装夹，从而缩短了加工时间，解决了现有技术中的待加工部件装夹较为耗时的问题。

在本实施例中，由于夹紧部20属于内部装夹，故夹紧后的待加工部件10的全部长度范围仍处于夹紧结构以外的空间，因此待加工部件10的全部长度范围都可以进行加工。相对于需要从两头分别加工，需要二次装夹、重新定位的装夹方式，本实用新型的夹紧结构避免了二次装夹带来的加工精度下降的问题，以此使得加工精度和加工效果也更好。

为了能够通过驱动组件30驱动夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向移动，如图2所示，夹紧部20上设置有第一穿设孔21，驱动组件30的至少部分设置在第一穿设孔21内且沿第一穿设孔21的延伸方向可移动地设置，以驱动夹紧部20的至少部沿内孔11的径向方向移动。

在本实施例中，当驱动组件30沿第一穿设孔21的延伸方向移动时，驱动组件30驱动夹紧部20的至少部沿内孔11的径向方向移动，从而实现了对待加工部件10的内部支撑，以此完成了对待加工部件10的内部夹紧。

为了能够保证夹紧部20的至少部沿内孔11的径向方向移动，夹紧部20为弹性件，夹紧部20上设置有开口间隙22，开口间隙22与第一穿设孔21相连通，以在驱动组件30沿第一穿设孔21的延伸方向移动时，夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向产生弹性变形。

在本实施例中，通过将夹紧部20设置为弹性件，且在夹紧部20上设置有开口间隙22，从而在驱动组件30沿第一穿设孔21的延伸方向移动时，驱动组件30会向外撑开夹紧部20，使得夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向产生弹性变形，即开口间隙22的至少部分会撑大。

优选地，开口间隙22为多个，多个开口间隙22沿夹紧部20的周向方向间隔设置。

优选地，开口间隙22包括第一间隙段，夹紧部20包括：夹具体23，夹具体23用于设置在内孔11内，第一间隙段设置在夹具体23上；其中，相邻两个第一间隙段之间的夹紧段沿内孔11的径向方向可移动地设置。

在本实施例中，夹具体23上设置有多个第一间隙段，即夹具体23可以在驱动组件30的驱动下向外移动。

优选地，第一间隙段沿夹具体23的延伸方向延伸，以将夹具体23分割为多个夹紧段，多个夹紧段沿内孔11的径向方向同步可移动地设置。

在本实施例中，夹具体23是由多个夹紧段组成，即相邻两个夹紧段之间均具有第一间隙段，在驱动组件30的驱动下，各个夹紧段向外移动。

为了能够对待加工部件10稳定限位，如图2所示，夹具体23为圆柱体，内孔11为圆孔，夹具体23的周向外表面上设置有环形凸起231，环形凸起231用于与内孔11的孔壁限位接触。

在本实施例中，夹具体23的周向外表面上设置有至少两个环形凸起231，即夹具体23靠近两个端面的位置处均设置有环形凸起231，在夹具体23向外移动时，可以保证两个环形凸起231与内孔11的孔壁限位接触。

优选地，开口间隙22包括第二间隙段，第一间隙段和第二间隙段相连通，夹紧部20还包括：转接段24，转接段24的第一端与夹具体23相连接，转接段24的第二端用于与预设机构相连接；其中，第二间隙段设置在转接段24上，第二间隙为凹槽，转接段24的部分转接段体沿内孔11的径向方向可移动地设置。

在本实施例中，第二间隙包括槽底和设置在槽底两端的两个侧壁，两个侧壁和槽底之间形成U形槽。

在本实施例中，夹紧部20由夹具体23和转接段24组成，其中，转接段24为支撑体，而夹紧部20为变形体，由于第二间隙段设置在转接段24上，即部分的转接段24也为变形体，在驱动组件30的作用下，夹具体23和部分的转接段24绕其连接根部发生转动变形，以此实现对待加工部件10的稳定限位。

优选地，夹紧部20由65Mn材料制备而成。

在本实施例中，夹紧部20采用65Mn材料做成内锥形中空结构，热处理后硬度达到HRC48-55，且具有良好的柔韧性和可塑性，热处理后采用线切割六等分，确保工件受力均匀。

针对驱动组件30的具体结构，如图2所示，驱动组件30包括：内撑部31，内撑部31包括锥形体311，锥形体311设置在第一穿设孔21内；拉杆部32，拉杆部32的第一端与内撑部31远离锥形体311的一端相连接，拉杆部32的第二端用于与预设动力机构相连接，以在预设动力机构通过拉杆部32驱动内撑部31沿第一穿设孔21的延伸方向移动时，锥形体311驱动夹紧部20的至少部沿内孔11的径向方向移动。

在本实施例中，驱动组件30由内撑部31和拉杆部32组成，其中，预设动力机构通过驱动拉杆部32移动，从而使得拉杆部32带动内撑部31移动，以此使得锥形体311驱动夹紧部20的至少部沿内孔11的径向方向移动。

优选地，第一穿设孔21包括锥形孔段211，锥形体311可移动地设置在锥形孔段211内，锥形孔段211的收缩方向与锥形体311的收缩方向相一致。

在本实施例中，锥形孔段211的收缩方向是针对锥形孔段211本身结构而言，而与其具体变形或移动方向无关，相应地，锥形体311的收缩方向也是针对锥形体311本身结构而言。

优选地，多个开口间隙22沿夹紧部20的周向方向均匀分布。

在本实施例中，通过将多个开口间隙22沿夹紧部20的周向方向均匀分布，即沿一个周向方向相邻两个开口间隙22之间的夹角均相等。此时，可以使得各个夹紧段撑开后往各个方向散开角度一致，以此保证待加工部件10对中以及受力均匀。

为了能够将夹紧结构设置在预设机构上，如图2所示，夹紧结构还包括：芯轴40，芯轴40的第一端用于与预设机构相连接，芯轴40的第二端与夹紧部20相连接，以使夹紧部20通过芯轴40与预设机构相连接；其中，驱动组件30穿过芯轴40后与预设动力机构相连接，驱动组件30沿芯轴40的轴向方向可移动地设置。

在本实施例中，通过设置有芯轴40，即可以通过芯轴40对夹紧部20进行位置限定，而且还可以将夹紧结构设置在预设机构上。

为了能够保证驱动组件30相对于芯轴40正常移动，如图2所示，夹紧结构还包括：碟簧组50，碟簧组50套设在驱动组件30上，碟簧组50的第一端与芯轴40相抵接，碟簧组50的第二端与驱动组件30相抵接。

在本实施例中，通过在驱动组件30上设置有碟簧组50，从而在驱动组件30移动时，即使出现位置偏移，也可以在碟簧组50的弹力作用下保证驱动组件30回位或者依旧正常移动。

在本实施例中，碟簧组50套设在拉杆部32上。

在本实施例中，碟簧组50由多个碟簧组成，其中，单个碟簧厚度仅2.0mm，形状类似一个被抠掉了碟底的碟型弹性垫片。

在本实施例中，相邻两个碟簧采用：两个正、两个反依次叠加的方式，确保碟簧组50具有足够的强度，又可以保证轴向上具有弹性。

优选地，预设机构包括旋转驱动部和固定部，夹紧结构还包括：轴套60，轴套60与固定部相连接，芯轴40穿过轴套60后与夹紧部20相连接，轴套60与待加工部件10间隔设置；其中，旋转驱动部与芯轴40驱动连接，以驱动芯轴40相对于轴套60转动。

在本实施例中，夹紧结构通过轴套60固定在固定部上，而旋转驱动部可以驱动芯轴40转动，以此通过夹紧部20带动待加工部件10转动。

在本实施例中，芯轴40与轴套60之间设置有多个角接触球轴承70，以此保证芯轴40相对于轴套60正常转动。

在本实施例中，角接触球轴承70为至少3个，其中两个角接触球轴承70依次设置，另外一个与其中一个间隔设置，两个间隔设置的角接触球轴承70内环之间具有前内隔环80，两个间隔设置的角接触球轴承70外环之间具有前外隔环90。

在本实施例中，锁紧螺母200设置在芯轴40上，锁紧螺母200与角接触球轴承70之间设置有前内隔套100。

在本实施例中，芯轴40通过三组角接触球轴承70和一组圆柱滚子轴承220保证其转动时与轴套60同心。芯轴40的末端设置有外螺纹，与后端螺母160的内螺纹连接。后端螺母160可用对后法兰盘120限位，后法兰盘120与轴套60固定。轴套60与机床的外部结构连接。通过上述结构，芯轴40可以做旋转运动，不能做径向运动。

在本实施例中，后端螺母160与圆柱滚子轴承220之间设置有后螺母隔套170，圆柱滚子轴承220与芯轴40之间依次设置有第一隔套130和第二隔套140。

在本实施例中，芯轴40与旋转驱动部之间通过一字联轴节150连接，且一字联轴节150与芯轴40通过螺钉210连接。

在本实施例中，前端盖180设置在轴套60背离后法兰盘120的一侧。

在本实施例中，端面键190用于连接芯轴40与夹紧部20。

在本实施例中，在使用过程中夹紧部20是实际与待加工部件10接触的零件，夹紧部20的内部呈锥形，与驱动组件30的外锥面形成配合，通过控制驱动组件30的运动实现待加工部件10的夹紧与松开。当驱动组件30向外挤压夹紧部20的方向运动，则夹紧部20的六片结构被撑开，待加工部件10被夹紧。反之，六片结构回弹，待加工部件10被松开。

在本实施例中，驱动组件30由内撑部31和拉杆部32组成，内撑部31在不与夹紧部20配合的一端设置有内螺纹，拉杆部32一端设置有外螺纹，拉杆部32通过芯轴40内的碟簧组控制，实现在主轴轴向上的运动。当拉杆部32在主轴的轴向上运动时，内撑部31被拉动随之运动，夹紧部20在内撑部31的作用下撑紧或松开待加工部件10。

在本实施例中，夹紧部20在使用过程中固定在主轴的芯轴40上。这样，待加工部件10夹紧后就可以随着芯轴一起旋转。由于筒体零件(待加工部件10)的两个端面和整个外圆都是在夹具外面的，因此可以实现两端的车端面、倒角和全长度的车外圆加工，使用本设计的夹具就可以根据工艺需要选择加工形式了。

本实用新型还提供了一种机床，包括夹紧结构和预设机构，夹紧结构设置在预设机构上，夹紧结构为上述的夹紧结构。

在本实施例中，机床可以为车床或磨床。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的夹紧结构通过夹紧部20和驱动组件30能够将待加工部件10稳定地安装到预设机构上。其中，在具体装夹过程中，夹紧部20用于与预设机构相连接，夹紧部20的至少部分用于设置在待加工部件10的内孔11中，驱动组件30的第一端与夹紧部20驱动连接，通过驱动组件30驱动夹紧部20的至少部分沿内孔11的径向方向移动，直至夹紧部20的至少部分与内孔11的孔壁相贴合，从而使得待加工部件10稳定地装夹在夹紧部20上。本实用新型的夹紧结构由于夹紧部20属于内部装夹，故在加工过程中不用二次装夹，从而缩短了加工时间，解决了现有技术中的待加工部件装夹较为耗时的问题。

本实用新型的夹紧结构是一种使用内撑方式实现筒体零件(待加工部件10)夹紧以满足零件全长度一次性加工需要的夹具。利用分片型的夹具结构(夹紧部20)，实现了零件在夹紧后仍能进行全长度的外圆车削、车端面、倒角加工。如零件两端面均需车削、倒角，仍能通过本设计实现一次装夹完成加工。通过夹具改善实现了工序简化，提高生产效率。此种夹具对筒体零件的夹紧方式实现简单快速，在高频率自动化加工场合尤其适用。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。