一种筒状工件内加工夹具及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种筒状工件内加工夹具及其使用方法，包括：内筒，外套筒，固定套环，弹性垫圈，活动套环，锁紧套环，压紧条，滚动柱，弹簧销。在使用过程中旋动活动套环，通过活动套环的齿轮带动外套筒旋转，外套筒在旋转过程中，挤压滚动柱，滚动柱再挤压压紧条，压紧条向内收缩，实现对待加工筒状工件的压紧。与现有技术的弹性夹具相比，本发明提供的筒状工件内加工夹具，与待加工筒状工件的接触面积大，操作时筒状工件四周同时接触被夹紧，受力均匀，增强了夹具的夹紧效果，大大提高了加工精度。
【专利说明】一种筒状工件内加工夹具及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械加工【技术领域】，尤其涉及一种筒状工件内加工夹具及其使用方法。
技术背景
[0002]目前的车床夹具通常都是采用三爪卡盘夹持圆柱形工件的外径，但这种卡盘不太适用加工薄壁圆筒状工件。针对这种情况，中国专利申请CN 201120187102.0公开了一种环形浮动软爪，具体包括三个形状相同的浮动块和安装于卡盘内的三个形状相同的夹具体及一圆形垫块，三个浮动块内侧面均为凹陷弧面，在各凹陷弧面上分别设有两个纵向延伸的凸棱，各凸棱内侧面横截面均为所加工工件的圆柱形薄壳外表面横截面上的一段圆弧；中国专利申请201220420993.4公开了一种金属外壳的加工夹具，其主要特征是在该夹具筒状本体在筒壁上设置有开口缝，开口缝方向与夹具本体中心轴向一致。
[0003]以上夹具在一定程度上改善了薄壁套筒件加工时的变形问题，但对于表面粗糙的筒状夹具，上述夹具由于和筒套状工件的接触面积小，受力不均匀，加工时收到切削力的影响，还会产生一定的变形问题，从而影响加工精度。
【发明内容】
[0004]为了解决薄壁套筒件需要内加工而进行外部夹持时出现的变形问题，本发明提供了一种筒状工件内加工夹具，采用本发明提供的夹具，薄壁筒状工件在车削内加工时，受力均匀，不会因为夹紧力与切削力的影响致使零件变形、精度降低。
[0005]按照本发明提供的技术方案，一种筒状工件内加工夹具，包括:内筒，外套筒，固定套环，弹性垫圈，活动套环，锁紧套环，压紧条，滚动柱，弹簧销；所述压紧条安装在所述内筒的梯形卡槽内，所述弹簧销穿过所述压紧条上的通孔抵在所述卡槽的两侧面上；所述滚动柱和所述压紧条交错分布，所述外套筒套装在所述内筒和所述滚动柱的外面；所述固定套环和所述弹性垫圈安装在所述内筒上，且所述弹性垫圈抵住所述外套筒的一端口 ；所述活动套环通过螺纹套装在所述内筒上，且位于所述外套筒另一端口与所述锁紧套环之间，所述锁紧套环通过所述螺纹套装在所述内筒的最外端。
[0006]所述内筒为圆柱形，所述内筒的中间部分开有多个外大内小的梯形卡槽，所述梯形卡槽沿着所述内筒四周呈环状等距离排布，所述内筒的两端具有螺纹结构。
[0007]所述外套筒为圆柱形，所述外套筒的内壁上设有多个阶梯状台阶，所述外套筒的长度比所述内筒短，所述外套筒的一端口为平面结构，另一端口为齿轮结构。
[0008]所述固定套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，所述固定套环的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒的外壁的螺纹相匹配，所述固定套环的外壁上具有两个呈中心对称的栓柄。
[0009]所述活动套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，且其内壁具有螺纹；所述活动套环的一端为齿轮结构，该齿轮结构与所述外套筒另一端口的齿轮结构紧密咬合；所述活动套环的外壁上设置有两个呈中心对称的栓柄。
[0010]所述锁紧套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，所述锁紧套环的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒外壁的螺纹相匹配；所述锁紧套环的外壁上还设置有栓柄。
[0011]所述压紧条具有同圆心的内弧面和外弧面，其余两个侧面为呈平面，每个侧面上开有两个通孔。所述弹簧销穿过所述压紧条的通孔，所述弹簧销的两端抵在所述内筒梯形卡槽的两侧面上。
[0012]所述滚动柱是圆柱形，其两端的圆心处设有锥槽，所有滚动柱通过固定链接在一起，所述固定链上设有卡锥，所述卡锥和所述滚动柱两端的所述锥槽紧密配合。
[0013]一种筒状工件内加工夹具，其工作方式为:使用过程中旋动活动套环，通过活动套环的齿轮带动外套筒旋转，外套筒在旋转过程中，挤压滚动柱，滚动柱再挤压压紧条，压紧条向内收缩，实现对待加工筒状工件的压紧。
[0014]本发明还公开了一种筒状工件内加工夹具的使用方法:包括以下步骤:
[0015]1、装配好夹具；
[0016]2、将待加工筒状工件置于夹具的内筒中；
[0017]3、搬动栓柄来旋动活动套环,通过活动套环的齿轮带动外套筒实现缓慢旋动；
[0018]4、压紧条压紧待加工筒状工件的外壁时，旋动锁紧套环，实现对活动套环的锁紧，再旋动固定套环，实现对外套筒的进一步锁紧；
[0019]5、将装配有待加工筒状工件的夹具固定在车床上，并调整好加工位置；
[0020]6、启动车床，完成筒状工件的精加工。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]与现有技术的弹性夹具相比，本发明提供的筒状工件内加工夹具，与待加工筒状工件的接触面积大，操作时筒状工件四周同时接触被夹紧，受力均匀，增强了夹具的夹紧效果，大大提高了加工精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明筒状工件内加工夹具结构图。
[0024]图2是本发明筒状工件内加工夹具的截面图。
[0025]图3是本发明筒状工件内加工夹具的内筒的结构图。
[0026]图4是本发明筒状工件内加工夹具的单个压紧条的示意图。
[0027]图中:1是内筒，2是外套筒，3是固定套环，4是弹性垫圈，5是活动套环，6是锁紧套环，7是压紧条，8是滚动柱，9是固定链，10是弹簧销，11是栓柄，12是螺纹，13是卡槽，14是待加工筒状工件。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]实施例1
[0030]如图1，2所示，一种筒状工件内加工夹具，包括:内筒1，外套筒2，固定套环3，弹性垫圈4，活动套环5，锁紧套环6，压紧条7，滚动柱8，弹簧销10 ;所述压紧条7安装在所述内筒I的梯形卡槽13内，所述弹簧销10穿过所述压紧条7上的通孔抵在所述卡槽13的两侧面上；所述滚动柱8和所述压紧条7交错分布，所述外套筒2套装在所述内筒I和所述滚动柱8的外面；所述固定套环3和所述弹性垫圈4安装在所述内筒I上,且所述弹性垫圈4抵住所述外套筒2的一端口 ；所述活动套环5通过螺纹套装在所述内筒I上，且位于所述外套筒2另一端口与所述锁紧套环6之间，所述锁紧套6环通过所述螺纹套装在所述内筒I的最外端。
[0031]一种筒状工件内加工夹具，结合图1和图2来说明其工作方式:使用过程中旋动活动套环5，通过活动套环5的齿轮带动外套筒2旋转，外套筒2在旋转过程中，挤压滚动柱8，滚动柱8再挤压压紧条7，压紧条7向内收缩，实现对待加工筒状工件14的压紧。以上操作在旋转活动套环5时，活动套环5同时还会向左移动，挤压外套筒2向左移动，外套筒向左移动的同时，会挤压弹性垫圈4。当对待加工套件14的压紧完成后，旋动锁紧套环6，实现对活动套环5的锁紧。实际操作中，根据需要，也可以旋动左端的固定套环3，挤压弹性垫圈4来实现对外套筒2的进一步锁紧加固。
[0032]在本发明所述的设计方案中，外套筒2内壁设置有多条阶梯状台阶，可以防止其和滚动柱之间发生相对滑动。锁紧套环6的作用是锁紧活动套环5，防止在加工过程中，可能由于切削力的影响，使外套筒2和内筒I之间出现相对滑动而影响车床加工精度。
[0033]实施例2
[0034]如图1，2所示，一种筒状工件内加工夹具，包括:内筒1，外套筒2，固定套环3，弹性垫圈4，活动套环5，锁紧套环6，压紧条7，滚动柱8，弹簧销10 ;所述压紧条7安装在所述内筒I的梯形卡槽13内，所述弹簧销10穿过所述压紧条7上的通孔抵在所述卡槽13的两侧面上；所述滚动柱8和所述压紧条7交错分布，所述外套筒2套装在所述内筒I和所述滚动柱8的外面；所述固定套环3和所述弹性垫圈4安装在所述内筒I上,且所述弹性垫圈4抵住所述外套筒2的一端口 ；所述活动套环5通过螺纹套装在所述内筒I上，且位于所述外套筒2另一端口与所述锁紧套环6之间，所述锁紧套6环通过所述螺纹套装在所述内筒I的最外端。
[0035]如图3所示，所述内筒I为圆柱形，所述内筒的中间部分开有多个外大内小的梯形卡槽13，所述梯形卡槽13沿着所述内筒I四周呈环状等距离排布，所述内筒I的两端具有螺纹结构。
[0036]所述外套筒2为圆柱形，所述外套筒2的内壁上设有多个阶梯状台阶，所述外套筒2的长度比所述内筒I短，所述外套筒的一端口为平面结构，另一端口为齿轮结构。
[0037]所述固定套环3为圆环状，其直径和所述外套筒2相同，所述固定套环3的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒I的外壁的螺纹相匹配，所述固定套环3的外壁上具有两个呈中心对称的栓柄11。
[0038]所述活动套环5为圆环状，其直径和所述外套筒2相同，且其内壁具有螺纹；所述活动套环5的一端为齿轮结构,该齿轮结构与所述外套筒2另一端口的齿轮结构紧密咬合；所述活动套环5的外壁上设置有两个呈中心对称的栓柄11。
[0039]所述锁紧套6环为圆环状，其直径和所述外套筒2相同，所述锁紧套环6的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒I外壁的螺纹相匹配；所述锁紧套环6的外壁上还设置有栓柄11。
[0040]所述压紧条7具有同圆心的内弧面和外弧面，其余两个侧面为呈平面，每个侧面上开有两个通孔。所述弹簧销10穿过所述压紧条7的通孔，所述弹簧销10的两端抵在所述内筒I梯形卡槽的两侧面上。
[0041]所述滚动柱8是圆柱形，其两端的圆心处设有锥槽，所有滚动柱通过固定链9接在一起，所述固定链9上设有卡锥，所述卡锥和所述滚动柱8两端的所述锥槽紧密配合。
[0042]图1中所示的固定套环3也设置有栓柄11，在操作过程中，一般不通过搬动栓柄11来旋动固定套环3，只有当弹性垫圈4的弹力不足以压紧外套筒2时，才通过旋动固定套环3来压紧弹性垫圈4，进一步锁紧外套筒2 ;图1中所示的弹性垫圈4数量共有2个，这只是本发明中的一个举例说明，垫圈数目的多少可以根据实际情况来确定，在实际操作中，垫圈可以是I个，也可以是3个，4个，或5个。
[0043]图2中所示是由6条压紧条组成的，但在实际运用中，根据筒状工件的直径的大小，本发明所述技术方案中的内筒的梯形卡槽数目以及压紧条的数目可以有所变化。压紧条数量越多，对筒状工件的外表面的接触面积就越大，工件在夹紧时受力就会越均匀，变形就越小，夹紧效果就越好。不论压紧条的数目多少，采用本技术方案的设计思路均在本发明的保护范围之内。
[0044]如图4所示，单个压紧条的上表面和下表面为弧面，侧面为平面，所述侧面上还开有两个通孔。
[0045]在本发明的技术方案中，所述弹簧销10的作用是，实现压紧条7的自动回弹，进一步实现所述的筒状工件内加工夹具的自动卸夹。当所述的筒状工件内加工夹具的压紧条7进行夹紧动作时，弹簧销10被压进压紧条7的通孔内；当筒状工件完成加工后，松动锁紧套环6和活动套环5，活动套环5通过齿轮带动外套筒2实现松动，压紧条7在弹簧销10的弹力作用下，向外回弹，实现夹紧动作的自动卸夹，保证夹具工作的连续化和自动化。
[0046]实施例3
[0047]一种筒状工件内加工夹具的使用方法:包括以下步骤:
[0048]1、按照图1及所述装配好夹具；
[0049]2、将待加工筒状工件14置于夹具的内筒I中；
[0050]3、搬动栓柄11来旋动活动套环5,通过活动套环5的齿轮带动外套筒2实现缓慢旋动；
[0051]4、压紧条7压紧待加工筒状工件14的外壁时，旋动锁紧套环6，实现对活动套环5的锁紧，再旋动固定套环3，实现对外套筒2的进一步锁紧；
[0052]5、将装配有待加工筒状工件14的夹具固定在车床上，并调整好加工位置；
[0053]6、启动车床，完成筒状工件的精加工。
[0054]上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种筒状工件内加工夹具，包括:内筒，外套筒，固定套环，弹性垫圈，活动套环，锁紧套环，压紧条，滚动柱，弹簧销；所述压紧条安装在所述内筒的梯形卡槽内，所述弹簧销穿过所述压紧条上的通孔抵在所述卡槽的两侧面上；所述滚动柱和所述压紧条交错分布，所述外套筒套装在所述内筒和所述滚动柱的外面；所述固定套环和所述弹性垫圈安装在所述内筒上，且所述弹性垫圈抵住所述外套筒的一端口 ；所述活动套环通过螺纹套装在所述内筒上，且位于所述外套筒另一端口与所述锁紧套环之间，所述锁紧套环通过所述螺纹套装在所述内筒的最外端。
2.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述内筒为圆柱形，所述内筒的中间部分开有多个外大内小的梯形卡槽，所述梯形卡槽沿着所述内筒四周呈环状等距离排布，所述内筒的两端具有螺纹结构。
3.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述外套筒为圆柱形，所述外套筒的内壁上设有多个阶梯状台阶，所述外套筒的长度比所述内筒短，所述外套筒的一端口为平面结构，另一端口为齿轮结构。
4.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述固定套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，所述固定套环的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒的外壁的螺纹相匹配，所述固定套环的外壁上具有两个呈中心对称的栓柄。
5.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述活动套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，且其内壁具有螺纹；所述活动套环的一端为齿轮结构，该齿轮结构与所述外套筒另一端口的齿轮结构紧密咬合；所述活动套环的外壁上设置有两个呈中心对称的栓柄。
6.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述锁紧套环为圆环状，其直径和所述外套筒相同，所述锁紧套环的内壁具有螺纹，所述螺纹和所述内筒外壁的螺纹相匹配；所述锁紧套环的外壁上还设置有栓柄。
7.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述压紧条具有同圆心的内弧面和外弧面，其余两个侧面为呈平面，每个侧面上开有两个通孔。
8.根据权利要求1所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述滚动柱是圆柱形，其两端的圆心处设有锥槽，所有滚动柱通过固定链接在一起，所述固定链上设有卡锥，所述卡锥和所述滚动柱两端的所述锥槽紧密配合。
9.根据权利要求7所述的筒状工件内加工夹具，其特征在于:所述弹簧销穿过所述压紧条的通孔，所述弹簧销的两端抵在所述内筒梯形卡槽的两侧面上。
10.一种如权利要求1-9所述的筒状工件内加工夹具的使用方法:包括以下步骤: .1、装配好夹具； .2、将待加工筒状工件置于夹具的内筒中； .3、搬动栓柄旋动活动套环，通过活动套环的齿轮带动外套筒实现缓慢旋动； .4、压紧条压紧待加工筒状工件的外壁时，旋动锁紧套环，实现对活动套环的锁紧，再旋动固定套环，实现对外套筒的进一步锁紧； .5、将装配有待加工筒状工件的夹具固定在车床上，并调整好加工位置； .6、启动车床，完成筒状工件的精加工。
【文档编号】B23Q3/00GK104259871SQ201410367374
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】孙健华, 顾海, 王贵成, 曾兵, 郭爱云 申请人:南通理工学院