可调式单径向膨胀自锁芯轴的制作方法

本发明涉及芯轴结构技术领域，尤其涉及一种可调式单径向膨胀自锁芯轴。

背景技术：

在数控铣削加工中，常有一些毛坯件、异形件，必须以单个孔定位，孔的直径较大，而轴向长度短于直径，孔的端面与轴线成非垂直状态，或曲面形态。

现有工艺夹具方案分四次装夹进行加工，操作过程繁琐复杂，加工的尺寸易偏离、超差，基本靠人工感觉、每件调整夹持来保证，不满足批量生产形式的发展。另外，孔径大，轴线短，此类孔用于定位时，若配合紧密则安装拆卸零件极为困难，若配合间隙稍大则装卸方便了，但端面夹持力易引起零件轴线与定位芯轴轴线之间偏移或呈夹角，加工结果不合格。再者，零件的加工形面含有偏离轴线的方形通腔结构，加工须切入定位芯轴，所以在考虑“孔径大，轴线短”等诸多特点后，不宜采用圆锥膨胀芯轴方式。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种可调式单径向膨胀自锁芯轴，旨在方便夹持具有轴向长度短于直径的定位孔的零件。

为实现上述目的，本发明提供一种可调式单径向膨胀自锁芯轴，包括芯轴本体、膨胀楔块、旋杆、定位杆以及锁杆，其中，

所述芯轴本体包括用于插入零件定位孔中的定位轴、以及分别位于定位轴两侧的固定块和调节套筒，固定块用于将芯轴本体固定于卡盘上，所述定位轴上开设有楔形的缺口，该缺口上设有与缺口端面平行的滑槽，膨胀楔块的滑块容纳于滑槽上且相对于定位轴可滑动，膨胀楔块与定位轴配合形成圆柱形的定位柱以插入零件定位孔内，旋杆穿过调节套筒与膨胀楔块连接，转动旋杆带动膨胀楔块沿滑槽滑动以解锁或锁定零件；

所述锁杆和定位杆均穿设于定位轴上且分别与零件的两侧抵接。

优选地，所述滑槽与定位轴的轴线之间夹角为8°~12°。

优选地，所述膨胀楔块上设有t形槽，所述旋杆的前端为t形固定块，t形固定块容纳于t形槽内将膨胀楔块与锁杆连接。

优选地，所述旋杆与调节套筒通过螺纹连接。

优选地，所述定位轴上设有多个防脱环槽以对零件实现防脱自锁功能。

优选地，所述防脱环槽的两侧壁分别为导向斜面和防脱面，防脱面与定位轴的轴线垂直设置。

优选地，所述锁杆的两侧与零件抵接的区域为圆锥面。

优选地，所述锁杆包括调节杆以及与该调节杆螺纹连接的调节螺母，所述调节杆的头部尾端为圆锥面，调节螺母靠近调节杆一侧为圆锥面。

优选地，所述定位轴与固定块之间还设有限位块。

优选地，所述滑槽为t形滑槽。

本发明提出的可调式单径向膨胀自锁芯轴，一次装夹加工可完成原四次夹具加工的任务，精度稳定，效率较高。本可调式单径向膨胀自锁芯轴其装夹方式可大幅提高生产效率和加工质量，降低劳动强度。另外，本可调式单径向膨胀自锁芯轴还具有结构简单、容易实现以及工作稳定的优点。

附图说明

图1为本可调式单径向膨胀自锁芯轴用于加工的零件的主视结构示意图；

图2为本可调式单径向膨胀自锁芯轴用于加工的零件的左视结构示意图；

图3为本可调式单径向膨胀自锁芯轴用于加工的零件的俯视结构示意图；

图4为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中芯轴本体的结构示意图；

图5为图4所示的a-a方向的剖视结构示意图；

图6为图4所示的b-b方向的剖视结构示意图；

图7为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中芯轴本体与定位杆配合时的结构示意图；

图8为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中锁杆的结构示意图；

图9为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中膨胀楔块的主视结构示意图；

图10为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中膨胀楔块的俯视结构示意图；

图11为本可调式单径向膨胀自锁芯轴中旋杆的结构示意图；

图12为本可调式单径向膨胀自锁芯轴与零件配合使用时的主视结构示意图；

图13为本可调式单径向膨胀自锁芯轴与零件配合使用时的俯视结构示意图；

图14为本可调式单径向膨胀自锁芯轴与零件配合使用时的左视结构示意图。

图中，10-零件，20-芯轴本体，201-定位轴，2011-滑槽，2012-防脱环槽，202-调节套筒，203-固定块，204-限位块，30-膨胀楔块，301-滑块，40-旋杆，50-定位杆，60-锁杆，601-调节杆，602-调节螺母。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图4至图14，本优选实施例中，一种可调式单径向膨胀自锁芯轴，包括芯轴本体20、膨胀楔块30、旋杆40、定位杆50以及锁杆60，其中，

芯轴本体20包括用于插入零件10定位孔中的定位轴201、以及分别位于定位轴201两侧的固定块203和调节套筒202（本实施例中，调节套筒位于定位轴201上与其一体设置，通过定位轴201上开螺纹孔形成套筒），固定块203用于将芯轴本体20固定于卡盘上，定位轴201上开设有楔形的缺口，该缺口上设有与缺口端面平行的滑槽2011，膨胀楔块30的滑块301容纳于滑槽2011上且相对于定位轴201可滑动，膨胀楔块30与定位轴201配合形成圆柱形的定位柱以插入零件10定位孔内，旋杆40穿过调节套筒202与膨胀楔块30连接，转动旋杆40带动膨胀楔块30沿滑槽2011滑动以解锁或锁定零件10；

锁杆60和定位杆50均穿设于定位轴201上且分别与零件10的两侧抵接。锁杆60和定位杆50的轴线均与定位轴201的轴线垂直设置。定位轴201上设有两个通孔，用于安装锁杆60和定位杆50。

本可调式单径向膨胀自锁芯轴可用于的零件其定位孔精度不大于0.2㎜均可，孔径较大，且轴线长度等于或小于直径，孔端面与轴线成非垂直状态，或曲面形态。本实施例以图1至图3所示的零件为例进行具体说明。

具体地，参照图4，滑槽2011与定位轴201的轴线之间夹角为8~12°。将滑槽2011按这种角度设置，膨胀楔块30本身就对零件10实现了自锁功能，防止零件10从定位轴201上脱落。定位轴201与膨胀楔块30之间的推进角度即为自锁角度（8~12°）。

具体地，参照图10和图11，本实施例中，膨胀楔块30上设有t形槽，旋杆40的前端为t形固定块203，t形固定块203容纳于t形槽内将膨胀楔块30与锁杆60连接。旋杆40与调节套筒202通过螺纹连接。滑槽2011为t形滑槽。

进一步地，参照图4，定位轴201上设有多个防脱环槽2012以对零件10实现防脱自锁功能。防脱环槽2012的两侧壁分别为导向斜面和防脱面，防脱面与定位轴201的轴线垂直设置。导向斜面相对于定位轴201的轴线倾斜设置。膨胀楔块30上也设置有防脱环槽。

进一步地，参照图8，锁杆60的两侧与零件10抵接的区域为圆锥面。锁杆60的圆锥面可满足零件10毛坯小于5.0㎜变化范围，使本可调式单径向膨胀自锁芯轴可适用于多个零件，降低了零件的来料尺寸精度要求。

具体地，参照图8，锁杆60包括调节杆601以及与该调节杆601螺纹连接的调节螺母602，调节杆601的头部尾端为圆锥面，调节螺母602靠近调节杆601一侧为圆锥面。

进一步地，参照图4，定位轴201与固定块203之间还设有限位块204，从而对膨胀楔块30的最大位移进行限定。

结合参照图12至图14，本可调式单径向膨胀自锁芯轴在使用时，插入定位杆50，通过旋杆40使膨胀楔块30位于滑槽2011的最左端（图4中左端）。然后，将待加工的零件10定位孔对准定位轴201，以内孔壁较长的下侧（图1中下部虚线）贴定位轴201外圆并沿其轴线方向推入，使零件10紧靠定位杆50，转动旋杆40以推动膨胀楔块30按图4向右滑动，使其胀紧零件10的定位孔，由于定位轴201和膨胀楔块30外圆设有防脱环槽2012，向定位杆50推紧零件10时，实现了双重自锁功能。最后，安装锁杆60使其圆锥面压紧零件10的毛坯端面，实现第三重自锁。

本可调式单径向膨胀自锁芯轴还可以改型成两向、三向、四向及多向可调式膨胀芯轴，膨胀楔块30可以依据实际情况沿圆周方向不同角度安置。

本实施例提出的可调式单径向膨胀自锁芯轴，一次装夹加工可完成原四次夹具加工的任务，精度稳定，效率较高。本可调式单径向膨胀自锁芯轴其装夹方式可大幅提高生产效率和加工质量，降低劳动强度。另外，本可调式单径向膨胀自锁芯轴还具有结构简单、容易实现以及工作稳定的优点。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。