防夹持变形的弹性卡爪的制作方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种加工工装，尤其涉及一种防止夹持精密加工工件变形的弹性卡爪。
【背景技术】
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[0002]目前，薄壁管零件在进行精密车削加工或精密磨削加工过程中，其装夹方式一般采用三爪卡盘装夹，现有三爪卡盘的卡爪一般为硬爪，卡爪的夹持面通常为圆弧面、锥面和特殊形状，通常通过淬火提高表面硬度，由于硬爪夹持的管体外圆表面不可能是理想的规则的圆弧面，因此在夹持待加工工件时实际上只有卡爪面上两点或多点接触，不是面接触，受力点少，且各受力点受力不均匀，容易造成待加工工件表面夹持弹性变形，完成加工后又发生弹性回复，存在因夹持变形导致加工误差0.05mm?0.3mm，对精密加工件而言，尺寸精度要求一般为0.01mm，上述弹性变形导致的加工误差往往是致命的。
[0003]有人使用不淬火的钢材或铜铝做成的卡爪，俗称软爪，它可以减轻卡爪对管薄壁管体表面的夹持压痕问题，但管体的夹持变形问题仍无法解决，因为软爪与待加工管体的管壁接触面没有得到改变，在夹持点的受力还是很大，对待加工管体的受压变形还是没有改善，管体经过精密加工后仍然存在因受压产生塑性变形不回复的问题，直接影响管体的加工精度。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的是提供一种防夹持变形的弹性卡爪，它装夹快捷方便、定位精度高、能有效的防止精密加工过程中卡爪对夹持工件造成的夹持变形，能满足精密车削加工或精密磨削加工装夹需要。
[0005]本发明采取的技术方案如下:
[0006]—种防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:包括卡爪基座、弧形卡爪片、活动柔性卡头和弹性零件，在卡爪基座的弧形内侧面上设置有若干球形凹坑，在球形凹坑的球面顶端设置有弹性零件安装槽，弧形卡爪片的外壁弧形面与卡爪基座的弧形内侧面相对应，在弧形卡爪片上设有与球形凹坑相对应的连接通孔，弧形卡爪片与卡爪基座固定连接，连接通孔的开设位置与球形凹坑的位置相对应，球形凹坑的开口端直径大于连接通孔的孔径，活动柔性卡头由球形定位段和伸缩段组成，伸缩段设置在球形定位段的非球面端，伸缩段的外露端为球面，球形定位段的顶端为球体，球形定位段的顶端球体安装在球形凹坑内，两者之间为间隙配合，伸缩段套装在连接通孔中，弹性零件固定安装在弹性零件安装槽内，弹性零件在自由状态下的长度大于弹性零件安装槽的深度，弹性零件一端与活动柔性卡头的球形定位段的顶端接触，伸缩段在受压状态下外露端凸出弧形卡爪片的内侧弧形面。
[0007]进一步，伸缩段在受压状态下，其外露端凸出弧形卡爪片的内侧弧形面的高度为3?20毫米D
[0008]进一步，所述弹性零件为弹簧。
[0009]进一步，在卡爪基座的弧形内侧面上沿周向均匀地设置有七排球形凹坑，球形凹坑沿弧形内侧面的中心轴线对称分布。
[0010]进一步，所述连接通孔的截面形状与伸缩段的截面形状相对应。
[0011]更进一步，连接通孔的截面形状为矩形或梯形。
[0012]进一步，所述弧形卡爪片通过螺丝固定安装在卡爪基座上。
[0013]本发明所述防夹持变形的弹性卡爪的使用方法如下:
[0014]将本发明安装在三爪卡盘上，使活动柔性卡头的外露端与待加工管体接触，按常规方法收紧三爪卡盘，使三块弹性卡爪夹持待加工的管体外圆，在夹紧过程中，弹性零件处于弹性回缩状态，活动柔性卡头向卡爪基座的方向压缩，活动柔性卡头的伸缩段可在通孔内受压后移动并变形，活动柔性卡头的外露端与对待加工管体外圆带压软接触，弧形卡爪片的内侧弧形面与待加工管体外圆表面不接触，即使管体外表面存在微量凹凸不平的缺陷，由于每块弹性卡爪上由若干个活动柔性卡头与待加管体的外圆接触，每一点的压强较小，因此既不会在加工管体表面留下任何的夹持痕迹，也能大幅度降低待加工管体的夹持变形量，更不会引起管壁产生难以恢复的塑性变形，这样就能克服现有技术的不足，当管体加工结束后，松开三爪卡盘，活动柔性卡头逐渐与待加工管体分离，弹性零件则自动自由伸展，活动柔性卡头恢复自由状态。
[0015]由于使用本发明所述防夹持变形的弹性卡爪，使用活动柔性卡头夹持待加工管体，因为活动柔性卡头的球形段的顶端与球形凹坑的圆弧面之间留有间隙，伸缩段的长度减去通孔的长度大于等于球形段顶端到球形凹坑圆弧面之间的间隙，弹性零件固定安装在弹性零件安装槽内，弹性零件自由状态下的长度大于弹性零件安装槽的长度，弹性零件自由状态下底端与活动柔性卡头的球形段的顶端接触，伸缩段可在连接通孔内上下移动，故在夹持时与待加工工件充分接触，受力面大，零件各点受力均匀，避免待加工工件表面夹持弹性变形，不存在因夹持变形导致大的加工误差，加工误差小于0.0lmm,能够达到精密加工要求。伸缩段底部的外露端为圆弧形，即外露端与待夹持工件接触面的形状为圆弧形，避免因活动柔性卡头有棱角与待加工工件接触产生变形。
【附图说明】
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[0016]图1为本发明的结构示意图；
[0017]图2为卡爪基座的结构不意图；
[0018]图3为弧形卡爪片的结构示意图；
[0019]图4为活动柔性卡头的结构示意图；
[0020]图5为本发明的使用状态示意图；
[0021]图中:1_卡爪基座；2_弧形卡爪片；3_活动柔性卡头；4_弹性零件；11_弧形内侧面；12_球形凹坑；13_弹性零件安装槽；21_外壁弧形面；22_连接通孔；23_内侧弧形面；31-球形定位段；32_伸缩段；33_非球面端；34_外露端。
【具体实施方式】
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[0022]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]—种防夹持变形的弹性卡爪，如图1?图5所示，包括卡爪基座1、弧形卡爪片2、活动柔性卡头3和弹性零件4，在卡爪基座I的弧形内侧面11上沿周向均匀地设置有七排球形凹坑12，球形凹坑12沿弧形内侧面11的中心轴线对称分布，在球形凹坑12的球面顶端设置有弹性零件安装槽13，弧形卡爪片2的外壁弧形面21与卡爪基座I的弧形内侧面11相对应，在弧形卡爪片2上设有与球形凹坑12相对应的梯形连接通孔22，弧形卡爪片2通过螺丝5固定安装在卡爪基座I上，连接通孔22的开设位置与球形凹坑12的位置相对应，球形凹坑12的开口端直径大于连接通孔22的孔径，活动柔性卡头3由球形定位段31和伸缩段32组成，伸缩段32设置在球形定位段31的非球面端33，伸缩段32的外露端34为球面，球形定位段31的顶端为球体，球形定位段31的顶端球体安装在球形凹坑12内，两者之间为间隙配合，伸缩段32的截面形状与连接通孔22的截面形状相对应，伸缩段32套装在连接通孔22中，弹性零件4固定安装在弹性零件安装槽13内，弹性零件4在自由状态下的长度大于弹性零件安装槽13的深度，弹性零件4 一端与活动柔性卡头3的球形定位段31的顶端接触，伸缩段32在受压状态下，其外露端34凸出弧形卡爪片2的内侧弧形面23的高度为10毫米，所述弹性零件4为弹簧。
[0024]本发明所述的防夹持变形的弹性卡爪实施方式不限于上例，还有很多等功能代换结构，只要采用本发明的技术思路的所有技术方案均属本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:包括卡爪基座(I)、弧形卡爪片(2)、活动柔性卡头(3)和弹性零件(4)，在卡爪基座I的弧形内侧面(11)上设置有若干球形凹坑(12)，在球形凹坑(12)的球面顶端设置有弹性零件安装槽(13)，弧形卡爪片(2)的外壁弧形面(21)与卡爪基座(I)的弧形内侧面(11)相对应，在弧形卡爪片(2)上设有与球形凹坑(12)相对应的连接通孔(22)，弧形卡爪片(2)与卡爪基座(I)固定连接，连接通孔(22)的开设位置与球形凹坑(12)的位置相对应，球形凹坑(12)的开口端直径大于连接通孔(22)的孔径，活动柔性卡头(3)由球形定位段(31)和伸缩段(32)组成，伸缩段(32)设置在球形定位段(31)的非球面端(33)，伸缩段(32)的外露端(34)为球面，球形定位段(31)的顶端为球体，球形定位段(31)的顶端球体安装在球形凹坑(12)内，两者之间为间隙配合，伸缩段(32)套装在连接通孔(22)中，弹性零件(4)固定安装在弹性零件安装槽(13)内，弹性零件(4)在自由状态下的长度大于弹性零件安装槽(13)的深度，弹性零件(4) 一端与活动柔性卡头(3)的球形定位段(31)的顶端接触，伸缩段(32)在受压状态下外露端(34)凸出弧形卡爪片(2)的内侧弧形面(23)。2.根据权利要求1所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:伸缩段(32)在受压状态下，其外露端(34)凸出弧形卡爪片(2)的内侧弧形面(23)的高度为3?20毫米。3.根据权利要求1所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:所述弹性零件(4)为弹簧。4.根据权利要求1所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:在卡爪基座(I)的弧形内侧面(11)上沿周向均匀地设置有七排球形凹坑(12)，球形凹坑(12)沿弧形内侧面(11)的中心轴线对称分布。5.根据权利要求1所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:所述连接通孔(22)的截面形状与伸缩段(32)的截面形状相对应。6.根据权利要求5所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:连接通孔(22)的截面形状为矩形或梯形。7.根据权利要求1所述防夹持变形的弹性卡爪，其特征是:所述弧形卡爪片(2)通过螺丝(5)固定安装在卡爪基座(I)上。
【专利摘要】一种防夹持变形的弹性卡爪，包括卡爪基座、弧形卡爪片、活动柔性卡头和弹性零件，在卡爪基座的弧形内侧面上设置有若干球形凹坑和弹性零件安装槽，在弧形卡爪片上设有与球形凹坑位置大小相对应的连接通孔，弧形卡爪片与卡爪基座固定连接，活动柔性卡头由球形定位段和伸缩段组成，伸缩段设置在球形定位段的非球面端，球形定位段的顶端球体安装在球形凹坑内，两者之间为间隙配合，伸缩段套装在连接通孔中，弹性零件固定安装在弹性零件安装槽内。使用本防夹持变形的弹性卡爪，避免待加工工件表面夹持弹性变形，不存在因夹持变形导致大的加工误差，加工误差小于0.01mm，能够达到精密加工要求。
【IPC分类】B24B41/06, B23B31/02
【公开号】CN105081384
【申请号】CN201510599554
【发明人】樊鑫业, 王国富, 纪爱敏, 李堑, 满效民
【申请人】江苏常宝普莱森钢管有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月18日