零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置的制作方法

本发明涉及一种夹持装置，特别涉及一种零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置。

背景技术

目前，零件因特殊要求而进行加热处理是较常见的一种工艺，其中就包括热喷焊工艺中的零件加热。热喷焊是使用一定的热源在零件表面喷焊硬质合金层的一种工艺，在喷焊过程中需对零件和涂层进行加热处理，一般在900℃甚至更高温度时才能使硬质合金层与零件基体实现重熔。零件加热的温度较高，会使零件发生尺寸及形状上的变化，由此易导致零件的夹持装置丧失夹紧作用，发生零件轴向的位移或径向的跳动现象，甚至出现零件与夹持装置的脱落。对于球类、管类零件的孔内夹持装置尤为严重，零件加热后的孔径会发生变化，而目前用于零件的孔内夹持的装置，都不具备随零件孔径的变化进行自动径向补偿保持张力的功能，往往会发生零件夹持松弛或卡死的现象，导致零件的喷焊效果差，质量不合格，一旦卡死还会发生夹持装置与产品同时损坏的情况。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置，该孔内夹持装置可随零件加热的孔径变化进行自动径向补偿夹持，不仅夹持稳定，防止零件的轴向位移及径向跳动，还可始终保持零件在加热过程中的张力，保证零件的加工质量。而且本孔内夹持装置还具有自定心作用，零件的定位准确。

本发明的技术方案是：一种零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置，其特征在于：包括定心轴，所述定心轴上设有一用于安装胀紧爪的凸缘，所述凸缘的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪，所述胀紧爪的固定端与铰接座通过螺栓铰接，所述胀紧爪的自由端延伸出铰接座，所述定心轴的轴段上套有顶紧套，所述顶紧套的前端设有用于推动胀紧爪自由端运动的推盘，所述推盘上设有导向面，所述顶紧套的后端设置预紧弹簧，所述预紧弹簧套在定心轴的轴段上，通过与定心轴螺纹配合的压紧螺母压紧，使顶紧套前端的推盘推动胀紧爪自由端运动呈自定心张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。

所述用于安装胀紧爪的凸缘设置在定心轴的中段，所述凸缘的两轴端面上皆绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪，所述定心轴轴段的两端均套有顶紧套，两顶紧套的前端均设有用于推动胀紧爪自由端运动的推盘，两顶紧套的后端均设置预紧弹簧，各预紧弹簧分别套在定心轴的轴段上，均通过与定心轴螺纹配合的压紧螺母压紧，使两顶紧套前端的推盘分别推动凸缘两轴端的胀紧爪自由端运动呈自定心张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。

所述用于安装胀紧爪的凸缘设置在定心轴的一端端部，所述凸缘对应轴杆一侧的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪。

所述胀紧爪自由端的端部为圆弧形状。

所述顶紧套的轴向通孔设置为阶梯孔，该阶梯孔的大径端位于顶紧套后端，所述预紧弹簧安装在该阶梯孔的大径端内且部分外伸使压紧螺母能够对预紧弹簧施压。

所述推盘的导向面为圆弧面。

所述推盘的导向面为斜面。

所述凸缘的圆周上设有多个吊装凹槽。

所述铰接座包括对称设置的两个支架，两个支架之间设置胀紧爪。

所述凸缘的圆周上设有多个让位缺口，各让位缺口的位置分别与铰接座对应。

采用上述技术方案：包括定心轴，所述定心轴上设有一用于安装胀紧爪的凸缘，所述凸缘的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪，所述胀紧爪的固定端与铰接座通过螺栓铰接，所述胀紧爪的自由端延伸出铰接座，所述定心轴的轴段上套有顶紧套，所述顶紧套的前端设有用于推动胀紧爪自由端运动的推盘，所述推盘上设有导向面，所述顶紧套的后端设置预紧弹簧，所述预紧弹簧套在定心轴的轴段上，通过与定心轴螺纹配合的压紧螺母压紧，使顶紧套前端的推盘推动胀紧爪自由端运动呈自定心张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。压紧螺母与预紧弹簧之间设有垫片，因压紧螺母是通过旋转产生的轴向位移来压紧预紧弹簧的，压紧螺母与预紧弹簧之间的垫片可解除压紧螺母的周向旋转，只传递轴向位移给预紧弹簧，防止了预紧弹簧产生扭矩的情况，使预紧弹簧压缩存储的力更稳定。使用时，先将定心轴上的凸缘置入零件的内孔中，使零件的位置与胀紧爪的位置相对，再拧紧定心轴上的压紧螺母，使顶紧套在定心轴上轴向滑动顶住胀紧爪，这时各胀紧爪的自由端均向外张开胀紧零件的孔内壁，最后调节好预紧弹簧的预紧力便可实现零件的稳定夹持。顶紧套对胀紧爪施力顶紧时，各胀紧爪弧度一致地向外张开，直到胀紧爪自由端张开的圆周直径与零件内孔直径对应后，胀紧爪停止张开开始对零件的孔内壁进行施力胀紧。在零件夹持好后进行加工的过程中，胀紧爪对零件孔内壁的胀紧力可通过预紧弹簧的调节来稳定，当零件的内孔直径随零件的加热而增大时，预紧弹簧会释放一部分预紧力，使顶紧套沿轴向移动继续对胀紧爪进行补偿顶紧，因此本孔内夹持装置可随零件加热的孔径变化进行自动径向补偿地夹持，对零件的夹持时刻稳定有效，始终保持零件在加热过程中的张力，防止了零件的轴向位移、径向跳动及脱落等现象的发生，保证了零件的加工质量。当零件的内孔直径随零件的加热而减小时，零件的孔内壁会挤压胀紧爪，这时的胀紧爪自由端会呈圆周直径减小状收缩对顶紧套施力，使顶紧套沿轴向移动压紧预紧弹簧，由预紧弹簧储存一部分的预紧力，既防止了本夹持装置在孔内卡死，本夹持装置因零件孔内壁挤压而损坏等情况的发生，也不会对零件造成外观及质量上的影响。而且本孔内夹持装置在零件完成加工后的取出也方便，直接拧松定心轴上压紧螺母即可，拧松后预紧弹簧的预紧力全部释放，胀紧爪失去对零件孔内壁的作用，可轻松地从零件孔内壁取出本孔内夹持装置，取出的操作也简单。同时多个胀紧爪还起到了自定心的作用，可时刻保证零件与本孔内夹持装置的同轴度，零件的定位准确。

所述用于安装胀紧爪的凸缘设置在定心轴的中段，所述凸缘的两轴端面上皆绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪，所述定心轴轴段的两端均套有顶紧套，两顶紧套的前端均设有用于推动胀紧爪自由端运动的推盘，两顶紧套的后端均设置预紧弹簧，各预紧弹簧分别套在定心轴的轴段上，均通过与定心轴螺纹配合的压紧螺母压紧，使两顶紧套前端的推盘分别推动凸缘两轴端的胀紧爪自由端运动呈张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。将凸缘设置在定心轴中段的孔内夹持装置主要用于较短零件的夹持，张紧夹持时，凸缘两轴端的胀紧爪自由端形成了两个与零件孔对应的圆周，均对零件起张紧固定的作用。凸缘两轴端的胀紧爪对零件孔内壁施加的胀紧力均可通过预紧弹簧的调节来稳定，并保证胀紧爪随零件在加热过程中内孔直径的变化进行张开或收缩的调节。两轴端的胀紧爪不仅使得零件的夹持更加稳定，也更有利于零件的定位，既对零件进行径向的定位，还精确了零件孔的轴心线与定心轴轴线的同轴度，提高了零件的加工质量。

或者所述用于安装胀紧爪的凸缘设置在定心轴的一端端部，所述凸缘对应轴杆一侧的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座，各铰接座上分别铰接有胀紧爪。将凸缘设置在定心轴一端端部的孔内夹持装置主要用于较长零件的夹持，张紧夹持时，零件的两端均设置一个夹持装置，再对两端夹持装置的压紧螺母分别进行调节，使两端夹持装置的胀紧爪均呈张紧状态夹持零件。将凸缘设置在定心轴一端端部的孔内夹持装置也可以用于较短零件的夹持，张紧夹持时，也设置两个夹持装置，一个从零件内孔的一端伸入，另一个从零件内孔的另一端上伸入，其张紧夹持的操作与夹持较长零件的操作是一致的，只是相比夹持较长零件时，两夹持装置的凸缘相隔的距离较短，甚至可以紧靠合拢。因此本孔内夹持装置既可夹持较长零件，也可夹持较短零件，使用范围广。

所述胀紧爪自由端的端部为圆弧形状。圆弧形状不仅具有对胀紧爪向外张开或向内收缩的引导作用，还使得胀紧爪与零件孔内壁的接触良好，防止了零件的局部受力，更有利于胀紧爪对零件内孔的张紧。

所述顶紧套的轴向通孔设置为阶梯孔，该阶梯孔的大径端位于顶紧套后端，所述预紧弹簧安装在该阶梯孔的大径端内且部分外伸使压紧螺母能够对预紧弹簧施压。阶梯孔的大径端不仅对预紧弹簧的压缩具有导向的作用，还可在一定程度上缩短本孔内夹持装置的长度，既节约了材料，还方便了本夹持装置的夹持操作。

所述推盘的导向面为圆弧面，或者所述推盘的导向面为斜面。圆弧面或斜面不仅具有导向作用，同时还有利于顶紧套对胀紧爪的施力压紧，胀紧爪的受力情况也更好。

所述凸缘的圆周上设有多个吊装凹槽。该吊装凹槽方便了较大型零件的起重吊装，吊装的铁链在穿过零件内孔时该吊装凹槽形成了对铁链的让位。

所述铰接座包括对称设置的两个支架，两个支架之间设置胀紧爪。两支架的铰接座使得胀紧爪的铰接及运动更加稳定。

所述凸缘的圆周上设有多个让位缺口，各让位缺口的位置分别与铰接座对应。胀紧爪卡在零件内孔中的时候，可用一工具伸入零件内孔中推顶或勾拉胀紧爪以解除胀紧爪的卡紧，凸缘圆周上的让位缺口形成了工具伸入零件内孔中对胀紧爪推顶或勾拉的让位，方便了胀紧爪卡在零件内孔中时的解除。

本零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置可随零件加热的孔径变化进行自动径向补偿地夹持，不仅夹持稳定，防止零件的轴向位移及径向跳动，还可始终保持零件在加热过程中的张力，保证零件的加工质量。而且本孔内夹持装置还具有自定心作用，零件的定位准确。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明定心轴的结构示意图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为本发明顶紧套的结构示意图；

图5为本发明胀紧爪的结构示意图；

图6为图5的b-b剖视图；

图7为本发明螺栓的结构示意图；

图8为本发明预紧弹簧的结构示意图；

图9为本发明的另一种实施例。

附图中，1为定心轴，2为压紧螺母，3为垫片，4为预紧弹簧，5为胀紧爪，5-1为自由端，5-2为固定端，6为铰接座，6-1为支架，7为凸缘，7-1为吊装凹槽，7-2为让位缺口，8为螺栓，9为顶紧套，9-1为阶梯孔，9-2为导向面，9-3为推盘。

具体实施方式

参见图1至图9，一种零件加热时自动补偿保持张力的自定心孔内夹持装置，包括定心轴1，所述定心轴1上设有一用于安装胀紧爪5的凸缘7，所述凸缘7的圆周上设有吊装凹槽7-1。吊装凹槽7-1方便了较大型零件的起重吊装，吊装的铁链在穿过零件内孔时吊装凹槽7-1形成了对铁链的让位。所述凸缘7的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座6，各铰接座6上分别铰接有胀紧爪5。所述铰接座6包括对称设置的两个支架6-1，胀紧爪5设置在两个支架6-1之间。所述胀紧爪5的固定端5-2与铰接座6通过螺栓8铰接，铰接座6的两个支架6-1与胀紧爪5上均加工有通孔，各螺栓8对应穿过支架6-1与胀紧爪5的通孔与螺母配合完成的铰接固定。各螺栓8的轴线与定心轴1轴心线均垂直且相隔距离均相同，每个胀紧爪5的加工尺寸一致，各铰接座6支架6-1的形状均相同且绕轴心均匀分布在凸缘7上。所述胀紧爪5的自由端5-1延伸出铰接座6，且胀紧爪5自由端5-1的端部为圆弧形状。圆弧形状不仅具有对胀紧爪5向外张开或向内收缩的引导作用，还使得胀紧爪5与零件孔内壁的接触良好，防止了零件的局部受力，更有利于胀紧爪5对零件内孔的张紧。所述定心轴1的轴段上套有顶紧套9，所述顶紧套9的前端设有用于推动胀紧爪5自由端5-1运动的推盘9-3，所述推盘9-3上设有导向面9-2。所述推盘9-3的导向面9-2为圆弧面，或者所述推盘9-3的导向面9-2为斜面。圆弧面或斜面不仅具有导向作用，同时还有利于顶紧套9对胀紧爪5的施力压紧，胀紧爪5的受力情况也更好。本实施例选用圆弧的导向面9-2。所述顶紧套9的后端设置预紧弹簧4，所述预紧弹簧4套在定心轴1的轴段上，通过与定心轴1螺纹配合的压紧螺母2压紧，使顶紧套9前端的推盘9-3推动胀紧爪5自由端5-1运动呈自定心张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。所述顶紧套9的轴向通孔设置为阶梯孔9-1，该阶梯孔9-1的大径端位于顶紧套9后端，所述预紧弹簧4安装在该阶梯孔9-1的大径端内且部分外伸使压紧螺母2能够对预紧弹簧4施压。阶梯孔9-1的大径端不仅对预紧弹簧4的压缩具有导向的作用，还可在一定程度上缩短本孔内夹持装置的长度，既节约了材料，也方便了本夹持装置的夹持操作。所述压紧螺母2与预紧弹簧4之间设有垫片3，压紧螺母2是通过旋转产生的轴向位移来压紧预紧弹簧4的，压紧螺母2与预紧弹簧4之间的垫片3可解除压紧螺母2的周向旋转，只传递轴向位移给预紧弹簧4，防止了预紧弹簧4产生扭矩的情况，使预紧弹簧4压缩存储的力更稳定。所述凸缘1的圆周上设有多个让位缺口7-2，各让位缺口7-2的位置分别与铰接座6对应。胀紧爪5卡在零件内孔中的时候，可用一工具伸入零件内孔中推顶或勾拉胀紧爪5以解除胀紧爪5的卡紧，推顶或勾拉的工具可以是铁丝，凸缘圆周上的让位缺口7-2形成了铁丝伸入零件内孔中对胀紧爪5推顶或勾拉的让位，方便了胀紧爪5卡在零件内孔中时的解除。

所述用于安装胀紧爪5的凸缘7设置在定心轴1的中段，所述凸缘7的两轴端面上皆绕轴心均匀分布至少三个铰接座6，各铰接座6上分别铰接有胀紧爪5，所述定心轴1轴段的两端均套有顶紧套9，两顶紧套9的前端均设有用于推动胀紧爪5自由端5-1运动的推盘9-3，两顶紧套9的后端均设置预紧弹簧4，各预紧弹簧4分别套在定心轴1的轴段上，均通过与定心轴1螺纹配合的压紧螺母2压紧，使两顶紧套9前端的推盘9-3分别推动凸缘7两轴端的胀紧爪5自由端5-1运动呈自定心张紧状态，用于从零件内孔将零件张紧固定。凸缘7两轴端的胀紧爪5对零件孔内壁施加的胀紧力均可通过预紧弹簧4的调节来稳定，并保证胀紧爪5随零件在加热过程中内孔直径的变化进行张开或收缩的调节。两轴端的胀紧爪5不仅使得零件的夹持更加稳定，也更有利于零件的定位，既对零件进行径向的定位，还精确了零件孔的轴心线与定心轴1轴线的同轴度，提高了零件的加工质量。使用时，先将本孔内夹持装置从零件内孔的一侧置入，使零件的位置与定心轴1中段的胀紧爪5的位置相对，再拧紧定心轴1上的两个压紧螺母2，使定心轴1两端的顶紧套9均在定心轴1上向中间轴向滑动顶住胀紧爪5，这时各胀紧爪5的自由端5-1均向外张开胀紧零件的孔内壁，最后调节好预紧弹簧4的预紧力便可实现零件的稳定夹持。加工完后，拧松定心轴1上的两个压紧螺母2取出夹紧装置即可。或者所述用于安装胀紧爪5的凸缘7设置在定心轴1的一端端部，所述凸缘7对应轴杆一侧的轴端面上绕轴心均匀分布至少三个铰接座6，各铰接座6上分别铰接有胀紧爪5。将凸缘7设置在定心轴1一端端部的孔内夹持装置主要用于较长零件的夹持，张紧夹持时，零件是通过两个夹持装置来完成的夹持，两个夹持装置分别位于零件的两端，两端夹紧装置凸缘7上的胀紧爪5均位于零件的内孔中，调节拧紧各装置定心轴1上的压紧螺母2，使各装置的顶紧套9均在定心轴1上向凸缘7方向轴向滑动顶住胀紧爪5，使各胀紧爪5的自由端5-1均向外张开胀紧零件的孔内壁，实现零件的稳定夹持。将凸缘7设置在定心轴1一端端部的孔内夹持装置也可以用于较短零件的夹持，其张紧夹持的操作与夹持较长零件的操作是一致的，只是相比夹持较长零件时，两夹持装置的凸缘7相隔的距离较短，甚至可以紧靠合拢。因此本孔内夹持装置既可夹持较长零件，也可夹持较短零件，使用范围广。本实施例选择将用于安装胀紧爪5的凸缘7设置在定心轴1的中段。

顶紧套4对胀紧爪5施力顶紧的时候，各胀紧爪5受推盘9-3的导向面9-2的导向弧度一致地向外张开，直到胀紧爪5自由端5-1张开的圆周直径与零件内孔直径对应后，胀紧爪5停止张开开始对零件的孔内壁进行施力胀紧。在零件夹持好后进行加工的过程中，胀紧爪5对零件孔内壁的胀紧力可通过预紧弹簧4的调节来稳定，当零件的内孔直径随零件的加热而增大时，预紧弹簧4会释放一部分预紧力，使顶紧套9沿轴向移动继续对胀紧爪5进行补偿顶紧，因此本孔内夹持装置可随零件加热的孔径变化进行自动径向补偿地夹持，对零件的夹持时刻稳定有效，始终保持零件在加热过程中的张力，防止了零件的轴向位移、径向跳动及脱落等现象的发生，保证了零件的加工质量。当零件的内孔直径随零件的加热而减小时，零件的孔内壁会挤压胀紧爪5，这时的胀紧爪5自由端5-1会呈圆周直径减小状收缩对顶紧套9施力，使顶紧套9沿轴向移动压紧预紧弹簧4，由预紧弹簧4储存一部分的预紧力，既防止了本夹持装置在零件孔内的卡死，本夹持装置因零件孔内壁挤压而损坏等情况的发生，也不会对零件造成外观及质量上的影响，为零件后续工序的完成提供了保证。同时多个胀紧爪5还起到了自定心的作用，可时刻保证零件与本孔内夹持装置的同轴度，零件的定位准确。本装置特别适用于球类、管类零件表面处理工序需要加热时的零件孔内夹持，如表面硬质合金粉末火焰喷焊、超音速硬质合金粉末喷涂、高频淬火处理等。