一种用于圆形工件加工的夹持机构

1.本实用新型涉及机械零部件加工技术领域，尤其涉及一种用于圆形工件加工的夹持机构。


背景技术：

2.在机械行业过程中，对加工工件的加工精度及加工形位要求越来越高，特别是对单体工件的加工。
3.目前，在机械加工领域中，对圆形工件的外圈加工要保证圆形加工的质量和效率。在圆形工件的加工时需要将工件的外表面夹紧的夹具，例如用夹爪卡盘装夹，以对工件的外表面夹持，但是夹爪卡盘夹持时，受力面积小导致夹持力不均匀，进而容易对圆形工件表面造成损伤，加工工序比较局限。
4.为此，我们提出能够将夹持力均匀分布在整个圆形工件的圆周面的一种用于圆形工件加工的夹持机构。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种用于圆形工件加工的夹持机构，其解决了受力面积小导致夹持力不均匀，进而容易对圆形工件表面造成损伤的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
9.一方面，一种用于圆形工件加工的夹持机构，包括安装底座、定位件和驱动件；
10.所述安装底座与加工圆形工件的机床固定连接；所述定位件包括筒状的定位主体，其中，所述定位主体的一端面与所述安装底座固定连接，所述定位主体的另一端面朝向右侧延伸形成三个扇形部，且三个所述扇形部等间距设置；沿所述扇形部的周向上开设有多个台阶断面，所述台阶断面用于安装所述圆形工件；
11.所述驱动件设置于所述安装底座的内部；所述驱动件包括驱动源、驱动轴和顶紧块；所述驱动源与所述驱动轴驱动连接，所述驱动源用于为所述驱动轴提供动力源；所述驱动轴的右端与所述顶紧块相固定，且两者的中心轴线重合并与所述圆形工件的中心轴线相重合；
12.所述驱动源驱动所述驱动轴，以使所述驱动轴沿其轴向往复运动；进而所述顶紧块跟随所述驱动轴沿其轴线方向运动，使得所述顶紧块分别顶紧三个所述扇形部，三个所述扇形部沿其所在径向方向撑开以夹紧所述圆形工件。
13.可选地，所述扇形部包括安装弧面以及与所述安装弧面两端一体成型的限位板；
14.所述限位板沿其径向朝向扇形部所在的圆心延伸，两个所述限位板与所述安装弧面形成顶紧腔，所述安装弧面的内部的圆弧呈锥角。
15.可选地，所述顶紧块包括中心部，沿所述中心部的周向向外延伸形成三个扇形块；
16.所述扇形块具有顶紧弧面和两个连接面；所述顶紧弧面与所述顶紧腔相抵触，所述连接面的一端与所述顶紧弧面一体成型地设置，所述连接面的另一端与所述中心部一体成型地设置，所述顶紧弧面与所述安装弧面所在的圆心角度数相同；
17.所述中心部具有安装孔，安装螺栓穿过所述安装孔将所述中心部与所述驱动轴固定连接，以使所述驱动轴带动所述中心部沿所述驱动轴的中心轴线往复运动，进而带动三个所述扇形块沿轴向运动，使得所述扇形块的所述顶紧弧面与所述顶紧腔顶紧。
18.可选地，所述安装底座包括连接板、安装筒和安装座；
19.所述连接板的一端面的外周沿其径向开设有多个螺孔，所述螺栓通过所述螺孔将所述连接板与所述机床相连；
20.所述安装筒的一端面与所述连接板的一端面一体成型地设置，所述连接板相对于所述安装筒沿其径向向外延伸设置以形成螺接端面；
21.所述安装筒内具有内腔，所述驱动件设置于所述内腔；
22.所述安装筒相对于所述安装座沿其径向向外延伸以形成环状台阶定位端面；
23.所述安装座的一端面与所述安装筒的另一端面一体成型地设置，所述安装座的另一端面与所述定位主体一端面通过螺栓螺接固定。
24.可选地，所述顶紧腔上设置有限位台阶，所述限位台阶用于限制所述扇形块的位置。
25.可选地，相邻所述扇形部之间的夹角为120
°
。
26.可选地，所述锥角的角度为1.5
°
。
27.可选地，所述螺孔有六个。
28.可选地，所述台阶断面有两个。
29.(三)有益效果
30.本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种用于圆形工件加工的夹持机构，通过驱动源的启动带动驱动轴沿其驱动端的轴向运动，此时，与驱动轴固定连接的顶紧块分别顶紧三个扇形部，三个扇形部沿其所在的径向撑开，以实现圆形工件内表面贴合，将夹紧力均匀的疏散到整个圆形工件圆周面，使夹紧后圆形工件外圈不产生微变形，从根本上解决圆形工件受力产生表面变形的问题。将夹持力从内部均匀的疏散到整个圆形工件的圆周面，还能够在对圆形工件外圈加工时，大幅减少夹具对圆形工件的外表面的损伤。而且，圆形工件在夹持机构中能够通过台阶断面迅速定位，省去了繁琐的找正过程，同时在进行小批量、多品种的生产情况下效率较高，因为它可以减少生产准备，设备调整以及工序的检验时间。可以执行最佳切削量，因此又减少了切削时间。
附图说明
31.图1为本实用新型的用于圆形工件加工的夹持机构的装置装配示意图；
32.图2为实用新型的用于圆形工件加工的夹持机构的安装底座示意图；
33.图3为实用新型的用于圆形工件加工的夹持机构的定位件的示意图；
34.图4为实用新型的用于圆形工件加工的夹持机构的顶紧块的示意图。
35.【附图标记说明】
36.1：安装底座；111：连接板；112：安装筒；113：安装座；114：螺孔；2：定位件；21：定位主体；3：驱动轴；4：顶紧块；41：扇形块；42：安装孔；5：扇形部；51：安装弧面；52：限位板；6：限位台阶。
具体实施方式
37.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“左”和“右”等方位名词以图3的定向为参照。其中，将后盖200所在的一侧定义为“右”。
38.一方面，参照图1所示，本实用新型实施例提出的一种用于圆形工件加工的夹持机构，包括安装底座1、定位件2和驱动件。
39.安装底座1与加工圆形工件的机床固定连接。定位件2包括筒状的定位主体21，其中，定位主体21的一端面与安装底座1固定连接，定位主体21的另一端面朝向右侧延伸形成三个扇形部5，且三个扇形部5等间距设置。进一步地，相邻扇形部5之间的夹角为120
°
。目的是确保扇形部5向外顶紧圆形工件的内表面，使得扇形部5对圆形工件的夹持力所受力更加均匀。在沿扇形部5的周向上开设有多个台阶断面，台阶断面用于安装圆形工件。优选地，台阶断面有两个。每个扇形部5上开有台阶断面一方面实现定位，另一方面两个台阶断面可以加工两种不同尺寸的圆形工件。
40.进一步地，安装底座1包括连接板111、安装筒112和安装座113。
41.连接板111的一端面的外周沿其径向开设有多个螺孔114，螺栓通过螺孔114将连接板111与机床相连。优选地，螺孔114有六个。均匀的受力，以使安装底座1与机床更稳定地固定，同时便于拆卸。
42.安装筒112的一端面与连接板111的一端面一体成型地设置，连接板111相对于安装筒112沿其径向向外延伸设置以形成螺接端面。
43.安装筒112内具有内腔，驱动件设置于内腔。同时在内腔内还设置有控制器，用于控制器用于控制驱动件的驱动源的启停。控制器为本领域技术人员常规设置，在本实用新型中不作具体限定。
44.安装筒112相对于安装座113沿其径向向外延伸以形成环状台阶定位端面。
45.安装座113的一端面与安装筒112的另一端面一体成型地设置，安装座113的另一端面与定位主体21一端面通过螺栓螺接固定。
46.进一步地，扇形部5包括安装弧面51以及与安装弧面51两端一体成型的限位板52。
47.限位板52沿其径向朝向扇形部5所在的圆心延伸，两个限位板52与安装弧面51形成顶紧腔，安装弧面51的内部的圆弧呈锥角。优选地，锥角的角度为1.5
°
。锥角的角度为1.5
°
顶紧效果俱佳。
48.进一步地，顶紧块4包括中心部，沿中心部的周向向外延伸形成三个扇形块41。
49.扇形块41具有顶紧弧面和两个连接面；顶紧弧面与顶紧腔相抵触，连接面的一端与顶紧弧面一体成型地设置，连接面的另一端与中心部一体成型地设置，顶紧弧面与安装弧面51所在的圆心角度数相同。
50.中心部具有安装孔42，安装螺栓穿过安装孔42将中心部与驱动轴3固定连接，以使驱动轴3带动中心部沿驱动轴3的中心轴线往复运动，进而带动三个扇形块41沿轴向运动，
使得扇形块41的顶紧弧面与顶紧腔顶紧。
51.进一步地，为了防止顶紧块4在顶紧腔内运动时出现脱落的现象。顶紧腔上设置有限位台阶6，限位台阶6用于限制扇形块41的位置。
52.驱动件包括驱动源、驱动轴3和顶紧块4；驱动源与控制器电连接，驱动源与驱动轴3驱动连接，驱动源用于为驱动轴3提供动力源。驱动轴3的右端与顶紧块4相固定，且两者的中心轴线重合并与圆形工件的中心轴线相重合。
53.在控制器的控制下，驱动源驱动驱动轴3，以使驱动轴3沿其轴向往复运动。进而顶紧块4跟随驱动轴3沿其轴线方向运动，使得顶紧块4分别顶紧三个扇形部5，三个扇形部5沿其所在径向方向撑开以夹紧圆形工件。
54.本实用新型提供一种用于圆形工件加工的夹持机构，通过控制器控制驱动源启动带动驱动轴3沿其驱动端的轴向运动，此时，与驱动轴3固定连接的顶紧块4分别顶紧三个扇形部5，三个扇形部5沿其所在的径向撑开，以实现圆形工件内表面贴合，将夹紧力均匀的疏散到整个圆形工件圆周面，使夹紧后圆形工件外圈不产生微变形，从根本上解决圆形工件受力产生表面变形的问题。将夹持力从内部均匀的疏散到整个圆形工件的圆周面，还能够在对圆形工件外圈加工时，大幅减少夹具对圆形工件的外表面的损伤。而且，圆形工件在夹持机构中能够通过台阶断面迅速定位，省去了繁琐的找正过程，同时在进行小批量、多品种的生产情况下效率较高，因为它可以减少生产准备，设备调整以及工序的检验时间。可以执行最佳切削量，因此又减少了切削时间。
55.工作原理：首先将安装底座1安装在机床上面，然后通过安装底座1上面的六个螺孔114，使用螺钉将安装底座安装在机床上面。按照对称拧紧原则进行拧紧。其次把电源连接在安装底座部分，圆形工件套设安装在定位件2的台阶断面上。最后在安装底座1内部的控制器控制下，使得驱动轴3在定位件2进行轴向移动，并且在顶紧腔的内部有一定的活动量。驱动轴3上的扇形顶紧块4在有一定的锥角的顶紧腔的内部进行轴向移动，在移动的过程使内部逐渐变大。使定位件2的外部与圆形工件的内部逐渐地顶紧。使夹紧后大幅减少夹具对圆形工件的内表面的损伤。从根本上解决圆形薄壁工件圆度问题。进一步地，圆形工件受力均匀，可以严格的控制圆形工件在夹紧时的微变形，改善圆形工件的圆度，提高圆形工件的制造精度，减小圆形工件轴承高速运转时的噪音和振动，大幅提升圆形工件的整体性能。与传统的用四爪卡盘找正夹紧相比，可以省去划线的时间及按线找正的工步，缩短了工序，为生产显著节省时间，降低生产，节约材料，相同大的面积，用更少的材料。同时上下料便捷，使用范围广等优点。
56.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
59.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
60.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。