专利名称：一种用于圆柱面试件的夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种夹紧装置，尤其是一种用于圆柱面试件的夹紧装置。
背景技术：
在某些检测或试验装置中，需要对圆柱面的工件或试件进行夹紧，车床的三爪卡盘是一种典型的用于圆柱面夹紧的装置，其特点是工件直径适应范围较大，夹紧力较大并具有自定心作用。但是，由于三爪卡盘结构尺寸较大，夹紧时需依靠专用方头伏打扳手对圆周均布的三个夹紧点依次夹紧，可能会对夹紧表面造成损伤，并不适用于针对成品或试件的检测和试验设备中的夹紧装置。在一些批量产品生产线的检测设备上，需要对具有圆柱表面的工件或试件进行快速夹紧和松开且不能损伤试件表面，其特点是试件直径变化范围较小，且并不严格要求定心，但要求夹紧松开操作便捷可靠。例如摩托车前轮减震器装配线上需要将减振器竖直安装在试验台上进行激振试验测试示功特性，其活塞外筒为经磨削镀铬的圆柱表面，传统的夹紧装置是 采用具有剖分夹套的螺钉直接夹紧方式，其结构简单，但是需要应用扳手工具进行夹紧或松开，而且扳手要扳转多次才能夹紧和松开，且夹紧面受力不均匀。因此开发一种无需附加工具且夹紧均匀可靠的圆柱面夹紧夹具对于要求夹紧均匀可靠且效率较高的场合具有较好的应用价值。发明内容
本发明提供了一种用于圆柱面试件的夹紧装置，采用的技术方案如下
一种用于圆柱面试件的夹紧装置，其特征在于所有组成件均为回转体结构，包括上夹体I、下夹体2、法兰套3、弹簧4、内锥套5、剖分夹套6、若干钢球7、撑套8、一对夹紧手把9 ;所述上夹体I下半段外圆设有外螺纹lb，下端面中心轴线处设有沉孔，沉孔内装有法兰套3及弹簧4，上端面中心处设有一螺纹通孔Ia作为与外部连接固定的接口 ；所述下夹体2内孔自上而下依次为大小两段沉孔和一个通孔，上部沉孔设有内螺纹2a与上夹体I外螺纹Ib相配，下部沉孔内自下而上装有撑套8，撑套8与下夹体2下部沉孔所围成的环槽内设置的若干钢球7和位于钢球7上面的内锥套5，在下夹体2下部外圆圆周对称位置设有一对供夹紧手把9头部螺纹旋入的螺纹孔；所述法兰套3外圆为上大下小的阶梯圆柱，大圆柱与上夹体I沉孔间隙配合，小圆柱外面套装弹簧4，法兰套3内孔为通孔并在上端面设有小深度沉孔；所述剖分夹套6为薄壁空心圆柱套，设于法兰套3通孔和内锥套5内，剖分夹套6下部外圆设有外锥面6a，内部为圆柱面6c，中部外圆设有与法兰套3通孔配合的圆柱面6b，剖分夹套6上端设有向外翻边6d嵌套在法兰套3的上端沉孔内，套壁沿轴线设有一个轴向完全贯通的通槽6e及若干条圆周分布的轴向非通槽6f ;所述内锥套5外圆为上小下大的阶梯圆柱，弹簧4的下部套装在小圆柱的底部，锥套5内孔为与剖分夹套6下部外锥面6a锥角相同的内锥面5a ;所述撑套8与法兰套3倒置形状相似，与下夹体2下部沉孔围成的环槽宽度大于钢球7的直径，高度度小于钢球7直径。
本发明的特点和有益效果是将螺旋运动与圆锥楔面组合成双增力机构并通过剖分夹套实现对被夹试件径向的均匀夹紧，通过内锥套与下夹体之间设置环形分布的一组同直径钢球形成推力轴承减小摩擦阻力，通过在内锥套与上夹体之间设置弹簧保证在松开夹紧时内锥套自动随下夹体下移而脱离剖分夹套，本夹紧装置将夹紧手把与夹紧装置集成于一体，无需附加工具，操作简单、省力，夹紧力部分均匀，结构紧凑、可靠，提供了一种不易损伤试件的圆柱表面可靠夹紧装置。
附图I ;传统夹紧装置立体图；附图2 :本发明沿轴线全剖视图(未夹持状态);附图3 :剖分夹套立体图；附图4 :是图2夹紧试件后的状态图；附图5 :是图I改变。图中1、上夹体，la、螺纹通孔，lb、外螺纹，2、下夹体，2a、内螺纹，3、法兰套，4、弹簧，5、内锥套,5a、内锥面,6、剖分夹套,6a、外锥面,6b、圆柱面,6c、内圆面,6d、翻边,6e、通槽，6f、非通槽，7、钢球，8、撑套，9、夹紧手把，10、试件。
具体实施例方式下面通过本明用于摩托车前减震器装配线在线示功试验台的活塞杆管筒夹紧装置为例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例图I为目前传统采用的简易圆柱面夹紧装置结构图，通过一个不完全剖分的夹套与一个夹紧螺钉组成，优点是结构非常简单，但同时也暴露一些缺点和不足。由于夹套上端需设置螺纹孔与外部连接，因不能破坏上部整体性而使夹套开槽不能完全贯通，使夹套在夹紧时收缩变形不均匀，与被夹圆柱面接触面集中在下端而有可能产生夹痕；由于夹紧力完全依赖螺钉旋入施力，需要通过内六角扳手多次扳转并需施加较大的扭力才能夹紧，否则可能夹不紧；另外，一个夹套只能对应一种直径的工件或试件。图2是本发明过中心轴线的剖视图，由于本装置组成零件全部基于回转体结构，因此该剖视图反映了所有组成的结构和位置关系。整个装置由上夹体I、下夹体2、法兰套3、弹簧4、内锥套5、剖分夹套6、若干钢球7、撑套8、夹紧手把9组成，夹紧原理是通过下夹体2与上夹体I的螺旋运动产生轴向相对位移,并由此轴向位移推动内锥套5的内锥面5a与剖分夹套6下部的外锥面6a之间的楔块增力效应迫使剖分夹套6径向收缩来夹紧试件10。各组成部分的功能为上夹体I与下夹体2作为本装置的本体，一对夹紧手把9为操作机构，下夹体2与上夹体I之间的螺旋运动为夹紧驱动机构，内锥套5与剖分夹套6的相对位移产生增力和变向施力机构，撑套8和若干钢球7为省力机构，法兰套3作为剖分夹套6的定位装置，弹簧4作为松开夹紧时的助推装置。图中上夹体I上端螺纹通孔Ia提供本装置与外部连接的接口，通过下部外圆的外螺纹Ib与下夹体2内螺纹2a旋入连接，由于上夹体I固定，所以当通过一对夹紧手把9旋转下夹体2时同时产生相对上夹体I的轴向移动，下夹体2相对于上夹体I的轴向移动就是夹紧和松开的驱动源。上夹体I下端沉孔与下夹体2下部沉孔直径相同合成为一个圆柱形空间，法兰套3、弹簧4、内锥套5、剖分夹套6、若干钢球7及撑套8设置于该柱形空间的环柱区域内，内部剩余的圆柱空间留给被夹试件10。法兰套3在弹簧4的作用下被顶靠在上夹体I的沉孔底部，法兰套3上端的浅沉孔与剖分夹套6的翻边6d配合实现剖分夹套6 的轴向定位。撑套8与法兰套3形状相似，大端面贴靠在下夹体2的沉孔底部，撑套8上部与下夹体2沉孔之间围成的环形槽内布满了钢球7，钢球7起端面轴承作用，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，达到省力效果。钢球7上面为内锥套5，内锥套5的下部外圆与下夹体2的沉孔滑动配合，内锥套5设有圆锥孔的内锥面5a与剖分夹套6下部的外锥面6a锥角相同， 在图示松开状态时，内锥套5与剖分夹套6保持分离。为了避免松开夹紧时内锥套5的内锥面5a与剖分夹套6的外锥面6a贴紧不分离，在法兰套3和内锥套5之间设置了弹簧4， 当松开夹紧过程中下夹体2下移的同时，在弹簧4的推动下内锥套5跟随同时下移。
图3为剖分夹套6的立体图，外部自下而上分别设有外锥面6a、圆柱面6b、翻边 6d,内圆面6c为夹紧面,在圆周竖直方向设有一个通槽6e和若干条非通槽6f,其作用是削弱剖分夹套6的径向刚度，使之易于较均匀地抱紧被夹圆柱体。
图4是图2夹紧试件后的状态图，通过转动一对夹紧手把9使下夹体2上移同时带动内锥套5上移并通过内锥面5a 与剖分夹套6的外锥贴紧将轴向移动转为剖分夹套6 的径向收缩，从而夹紧试件10。
由于本实施例所应用的减震器装配线的测试设备需要适应不同规格型号的产品， 试件10的直径也会随之变化，本装置的上夹体I和下夹体2按满足最大夹紧直径设计，这时只需更换不同规格的法兰套3、内锥套5和剖分夹套6三件即可适应变更产品带来的被夹试件10直径的变化。更换时先将下夹体2旋下，更换法兰套3、内锥套5和剖分夹套6后再旋入即可，图5为图2或图4在更换不同规格的法兰套3、内锥套5和剖分夹套6三件以适应试件10直径变化的视图。
由于本实施例是夹持摩托车前减震器活塞外筒，夹紧装置竖直安装。具体操作时， 将试件10自下方由人工用手扶持插入，在其内部的弹簧作用下活塞外筒会顶入上夹体I的沉孔内，用双手扳动夹紧手把9夹紧即可。由于本装置采用了螺旋与楔块双重增力机构，夹紧省力，且夹持均匀可靠。
权利要求
1.一种用于圆柱面试件的夹紧装置，其特征在于所有组成件均为回转体结构，包括上夹体(I)、下夹体(2)、法兰套(3)、弹簧(4)、内锥套(5)、剖分夹套(6)、若干钢球(7)、撑套(8)、一对夹紧手把(9);所述上夹体(I)下半段外圆设有外螺纹(lb)，下端面中心轴线处设有沉孔，沉孔 内装有法兰套(3)及弹簧(4)，上端面中心处设有一螺纹通孔(Ia)作为与外部连接固定的接口 ；所述下夹体(2)内孔自上而下依次为大小两段沉孔和一个通孔，上部沉孔设有内螺纹(2a)与上夹体(I)外螺纹(Ib)相配，下部沉孔内自下而上装有撑套(8)，撑套(8)与下夹体(2)下部沉孔所围成的环槽内分布的若干钢球(7)和位于钢球(7)上面的内锥套(5)，在下夹体(2)下部外圆圆周对称位置设有一对供夹紧手把(9)头部螺纹旋入的螺纹孔；所述法兰套(3)外圆为上大下小的阶梯圆柱，大圆柱与上夹体(I)沉孔间隙配合，小圆柱外面套装弹簧(4)，法兰套(3)内孔为通孔并在上端面设有小深度沉孔；所述剖分夹套(6)为薄壁空心圆柱套，设于法兰套(3)通孔和内锥套(5)内，剖分夹套(6)下部外圆设有外锥面(6a)，内部为圆柱面(6c)，中部外圆设有与法兰套(3)通孔配合的圆柱面(6b)，剖分夹套(6)上端设有向外翻边(6d)嵌套在法兰套(3)的上端沉孔内，套壁沿轴线设有一个轴向完全贯通的通槽(6e)及若干条圆周分布的轴向非通槽(6f);所述内锥套(5)外圆为上小下大的阶梯圆柱，弹簧(4)的下部套装在小圆柱的底部，锥套(5)内孔为与剖分夹套(6)下部外锥面(6a)锥角相同的内锥面(5a);所述撑套(8)与法兰套(3)倒置形状相似，与下夹体(2)下部沉孔围成的环槽宽度大于钢球(7)的直径，高度度小于钢球(7)直径。
全文摘要
本发明提供了一种用于圆柱面试件的夹紧装置，整个装置由上夹体1、下夹体2、法兰套3、弹簧4、内锥套5、剖分夹套6、若干钢球7、撑套8、夹紧手把9组成。通过将螺旋运动与圆锥楔面组合成双增力机构并通过剖分夹套实现对被夹试件径向的均匀夹紧，通过内锥套与下夹体之间设置环形分布的一组同直径钢球形成推力轴承减小摩擦阻力，通过在内锥套与上夹体之间设置弹簧保证在松开夹紧时内锥套自动随下夹体下移而脱离剖分夹套，本夹紧装置将夹紧手把与夹紧装置集成于一体，无需附加工具，操作简单、省力，夹紧力部分均匀，结构紧凑、可靠，提供了一种不易损伤试件的圆柱表面可靠夹紧装置。
文档编号B25B11/00GK102922450SQ201210458720
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者张冰蔚, 鄢华林, 唐炜, 杨林初 申请人:江苏科技大学