本实用新型涉及一种芯轴类夹具，具体是一种球型轴衬用芯轴夹具。
背景技术：
在球型轴衬生产过程中通过数控车床车削其外球面时，多以工件的圆孔内表面进行定位，为保证加工的尺寸精度，目前多采用刚性芯轴类夹具装夹。但是采用上述装夹方式存在以下问题：（1）刚性芯轴与工件内孔采用间隙配合，定位精度不高；（2）刚性芯轴的适应性较差，不同尺寸内控需要对应不同刚性芯轴，导致芯轴数量过多；（3）部分刚性芯轴的夹紧力不足，切削时打滑；（4）生产效率低，芯轴装夹时间长。
技术实现要素：
本实用新型的目的，就是为解决现有技术存在的问题，而设计了一种球型轴衬用芯轴夹具，能够解决背景技术中提到的问题。
本实用新型的技术方案为：本实用新型提供了一种球型轴衬用芯轴夹具，包括芯轴、胀簧、垫圈和定位螺钉，所述芯轴的前端包括连接段Ⅰ和锥形连接段Ⅱ，所述胀簧为薄壁的圆筒体结构，所述胀簧的内表面上设置有与所述锥形连接段Ⅱ匹配的锥孔，所述胀簧的外表面与球形轴衬的内壁接触配合，所述胀簧的外表面上沿其周向方向设置有多组开口槽，所述连接段Ⅰ的前端面中部沿其轴向方向设置有螺纹孔，所述定位螺钉旋入所述螺纹孔压紧固定垫圈及胀簧，所述胀簧沿锥形连接段Ⅱ的外锥面移动并涨紧球形轴衬实现轴向定位。
上述开口槽设置有3~8组，所述开口槽之间等间隔设置。
上述锥形连接段Ⅱ的锥角α等于所述锥孔的锥角β。
上述锥形连接段Ⅱ的锥角α与所述锥孔的锥角β的关系为α=β+1°。作为优选，所述锥形连接段Ⅱ的锥角α设置为18°~20°。
上述芯轴的后端设置有用于轴向定位的凸肩结构。
上述胀簧靠近锥形连接段Ⅱ的一侧设置有外翻的卷边。
上述芯轴的材质选用45号钢。所述胀簧的材质选用65Mn。
本实用新型的有益效果可通过上述方案得出：1、本实用新型结构简单，设计合理，通过定位螺钉的锁紧力作用，胀簧的内锥面沿锥形连接段Ⅱ的外锥面移动，使得胀簧向外胀开并压紧球形轴衬的内表面实现轴向定位，操作简单可靠；2、对于不同孔径的球型轴衬工件，只需配套更换胀簧即可，即本实用新型在满足加工要求和精度要求外，还具有良好的适应性和通用性，能装夹不同尺寸的球形轴衬，操作方便灵活。3、本实用新型定位精度高，装夹方便可靠，使用寿命长，能够有效提高装夹效率和生产效率，降低工作人员的劳动强度，值得推广。
由此可见，本实用新型与现有技术相比具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的立体装配图；
图3为本实用新型中芯轴与胀簧的连接示意图；
其中，1为芯轴，2为球形轴衬，3为胀簧，4为锥形连接段Ⅱ，5为连接段Ⅰ，6为垫圈，7为定位螺钉，8为螺纹孔，9为开口槽，10为凸肩，11为锥角α，12为锥角β，13为卷边。
具体实施方式：
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。
具体实施方式：本实用新型提供了一种球型轴衬用芯轴夹具，包括芯轴1、胀簧3、垫圈6和定位螺钉7，所述芯轴1的前端包括连接段Ⅰ5和锥形连接段Ⅱ4，所述胀簧3为薄壁的圆筒体结构，所述胀簧3的内表面上设置有与所述锥形连接段Ⅱ4匹配的锥孔，所述胀簧3的外表面与球形轴衬2的内壁接触配合，所述胀簧3的外表面上沿其周向方向设置有多组开口槽9，所述连接段Ⅰ5的前端面中部沿其轴向方向设置有螺纹孔8，所述定位螺钉7旋入所述螺纹孔8压紧固定垫圈6及胀簧3，所述胀簧3沿锥形连接段Ⅱ4的外锥面移动并涨紧球形轴衬2实现轴向定位。所述定位螺钉7选用内六角螺钉。
所述开口槽9设置有3~8组，所述开口槽9之间等间隔设置。通过设置开口槽9，胀簧3靠近锥形连接段Ⅱ4的一端分割为多组卡瓣，通过调整卡瓣的长度和数量，能够调节胀簧3与工件的接触点以及胀簧的弹性和夹紧力。作为优选，所述开口槽9设置为4组，即卡瓣设置有4瓣。
在设计过程中，若锥形连接段Ⅱ4的锥角α11设置过大，虽然可以提高膨胀芯轴夹具的轴向定位精度，但胀簧3容易和芯轴1脱离，工作时胀簧3不会被卡住，夹紧力减小，车削时容易造成工件夹不紧而打滑。另一方面，如果锥角α11设置过小，虽然夹紧力大，但是膨胀芯轴夹具的轴向定位误差会增大，而且胀簧3不容易回弹，导致工件无法顺利取出。因此，综合考虑，所述锥形连接段Ⅱ4的锥角α11设置为18°~20°。作为优选，锥角α11设置为20°。在本实施例中，所述锥形连接段Ⅱ4的锥角α11与所述锥孔的锥角β12的关系为α=β+1°, 锥角β12=19°。通过该设计能够在定位过程中，使得胀簧3与芯轴1逐渐夹紧，当外力撤去时，芯轴1和胀簧3不会粘连在一起，自动松开。或者，所述锥形连接段Ⅱ4的锥角α11也可设置等于所述锥孔的锥角β12。
在本实施例中，所述芯轴1的后端设置有用于轴向定位的凸肩结构10，以便于将芯轴1固定在车床卡盘上。另外，由于芯轴1在工作时承受主要的切削力作用，芯轴1的强度直接影响加工的精度，芯轴1的刚性直接影响加工的质量，因此，所述芯轴1的材质选用45号钢。由于芯轴1的锥形连接段Ⅱ4的外锥面与胀簧3的内锥面配合，使用时经常摩擦接触，因此为了使表面硬度提高以延长芯轴的使用寿命，芯轴1的锥形连接段Ⅱ4以及连接段Ⅰ5应做表面淬火处理。同时，芯轴1的锥形连接段Ⅱ4的锥面长度应尽可能设计的长一些，以保证能配合不同外径大小的胀簧3。
在本实施例中，所述胀簧3靠近锥形连接段Ⅱ4的一侧设置有外翻的卷边13。通过该设计，可以让胀簧3的开槽部分不会直接接触到锥形连接段Ⅱ4的锥面，造成夹具锥面的划伤，同时也能保证胀簧3收缩均匀，提高定心精度。另外，由于胀簧3的工作条件比较恶劣，在工作时胀簧3的一端端施加一个锁紧力, 锁紧力导致胀簧3的另一端频繁开合, 这就要求胀簧3需具备较好的弹性、韧性及耐疲劳性能, 否则很容易因壁太薄而断裂。因此，所述胀簧3的材质选用65Mn。其热处理工艺为：1）淬火：480℃预热30 min．升温至850℃保温15 min后油冷2）中温回火：450℃加热5min后油冷3）低温回火：l50℃保温1h。这样既能保证高的硬度，又能保证其良好的弹性。
本实用新型结构简单，设计合理，通过定位螺钉7的锁紧力作用，胀簧3的内锥面沿锥形连接段Ⅱ4的外锥面滑动，使得胀簧3向外胀开并压紧球形轴衬2的内表面实现轴向定位。对于不同孔径的球型轴衬工件2，只需配套更换同样外径的胀簧3，芯轴1、垫圈6和定位螺钉7都不用更换，即本实用新型在满足加工要求和精度要求外，还具有有良好的适应性和通用性，能装夹不同尺寸的球形轴衬，操作方便灵活。本实用新型定位精度高，装夹方便可靠，使用寿命长、成本低，能够有效提高装夹效率和生产效率，降低工作人员的劳动强度，值得推广。
上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。