一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具的制作方法

本发明涉及到液压夹具技术领域，具体涉及到一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具。

背景技术：

目前很多液压夹具本体部分连接在莫氏锥体端面上，莫氏锥插入主轴使夹具安装在主轴上。主要采用的是涨内孔定端面的方式，利用拉杆推动活塞运动，使夹具内部液压油压缩进入胀套内，从而涨紧工件，并且利用夹具定位块定位零件端面。前推式液压夹具广泛应用于机械加工领域。

现有的液压夹具主要存在以下几点问题：

(1)现有液压夹具并不具备端面(定位面)气密检测功能，安装工件时定位面有残余铁屑或者杂质时，容易导致定位精度走失，从而产生报废零件；

(2)靠莫氏锥定位的前推式液压夹具容易将夹具从机床主体中推出，导致夹具精度走失甚至产生安全事故；若将莫氏锥用螺栓固连在机床箱体上，则容易破坏莫氏锥的定位精度，从而导致夹具精度丢失。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具，包括莫氏锥体，所述莫氏锥体远离锥体的一侧依次连接有胀紧体和支撑体；所述胀紧体一面与所述莫氏锥体紧密配合连接，另一面与所述支撑体的端面紧密配合连接并与所述支撑体的中部形成一密闭空间；所述支撑体远离所述莫氏锥体的一端套设有胀套，所述支撑体与所述胀套的内孔壁接触处设有环形凹槽，所述环形凹槽通过油路系统连通至所述密闭空间，所述油路系统依次设置在所述支撑体与所述胀紧体中；

所述莫氏锥体中还套设有中空的拉杆，所述拉杆贯穿所述莫氏锥体和所述胀紧体并伸入所述密闭空间中；所述拉杆的端部连接有活塞组件，所述活塞组件位于所述密闭空间中；

所述拉杆靠近所述胀紧体的一端设有气密孔，所述莫氏锥体对应所述气密孔的位置上设有气密通道，所述气密通道依次贯穿所述胀紧体、所述支撑体及所述胀套并延伸至与工件的接触面，所述气密通道与所述油路系统错开设置。

本后拉式自定心液压夹具通过莫氏锥体、胀紧体、支撑体和胀套的配合能够实现夹具的自定心，并将莫氏锥体定心精度复印到夹具上面，从而更好地保证夹具高而稳定的定位精度；

通过气密通道和气密孔能够实现对夹具与工件接触定位面的气密性检测，以准确判断端面接触是否平整，定位面上是否有残余铁屑或杂质；

对于多孔工件，根据气密通道的设置，在一定程度判断是否装错工件，从而实现夹具的防错功能。

通过拉杆向后拉动活塞组件，将油液沿油路系统送至胀套与支撑体之间，胀套胀紧后能够胀紧工件，达到自动固定工件的目的。环形凹槽的设置，便于油液集中并胀紧胀套。

中空的莫氏锥体有利于中空的拉杆前后移动，中空的拉杆，能够将机床中的气体通入气密孔和气密通道，已实现对定位面的气密性检测。

进一步的，所述活塞组件包括活塞盘和活塞；所述活塞盘的中部与所述拉杆的右端内孔螺纹连接；所述活塞盘靠近所述胀紧体一侧设有所述活塞，所述活塞对应所述胀紧体上的油路孔设置。

活塞盘的中部通过螺栓与所述拉杆的端部连接，使所述活塞盘能够在拉杆的带动下在所述密闭空间中往复移动，活塞朝向并插入所述油路孔中，能够压迫和抽送油液，驱动油液在油路系统中来回流动。

进一步的，所述油路系统包括最少一对对称设置的油路管道，所述油路管道包括设置在所述胀紧体中的第一油路和所述支撑体中的第二油路；所述第一油路与所述第二油路通过设置在所述胀紧体与所述支撑体接触面上的油槽连通；油液从所述活塞组件处经由所述第一油路、所述油槽和第二油路流至所述环形凹槽处。

进一步的，所述第一油路的至少一个支路连通至所述胀紧体的外圆周并在开口处设有封堵；所述第二油路的至少一个支路连通至所述支撑体的外圆周面和/或外端面并在开口处设有封堵；所述油槽与所述环形凹槽均对应设置有油密封。

通过这些开口能够为所述第一油路和所述第二油路注油或放油，封堵能够避免油液外泄。每个接触面的地方设有尺寸大于油路孔直径的油槽，便于第一油路与第二油路的连通，第二油路的端部位于油槽的范围内即可，降低了装配的难度。油密封的设置避免油液沿接触面外泄。

进一步的，所述气密孔沿所述拉杆的径向设置，所述气密孔与所述拉杆的中空内部连通；所述莫氏锥体与所述气密孔接触的内孔壁上开有环形气密槽，所述气密通道的一端与所述环形气密槽连通，所述环形气密槽的两侧均设有密封组件；所述气密通道在各部件接触面处均通过气密槽连接过渡并相应设置密封圈。

所述环形气密槽的轴向尺寸略大于所述活塞组件的往复行程，以确保所述拉杆前后移动时，气密孔的位置始终位于所述环形气密槽的范围内，气密通道能够正常通气。

进一步的，所述气密通道为三条，沿圆周方向均布。多条气密通道能够同时检测定位面上多处的气密性，提高整体气密性判断的准确性。

进一步的，所述胀套远离所述莫氏锥体的一面还设有定位块，所述气密通道向所述定位块延伸并贯穿所述定位块；所述定位块的两端分别与所述胀套和工件的端面紧密配合；所述胀套及所述定位块的外轮廓均为阶梯轴状。

定位块的设置有利于本夹具与工件的定位，同时定位块可以拆卸更换，根据工件尺寸的大小还可将定位块的气检孔位置进行相应调整，以适应不同工件或孔的定位。

进一步的，所述胀紧体与所述莫氏锥体的内孔相配合的一面为锥形阶梯结构；所述支撑体具有插入段和装配段，所述插入段上套设有所述胀套，所述装配段具有第一内孔和第二内孔，所述第一内孔与所述胀紧体的端面形成所述密闭空间。

所述活塞盘能够在所述第一内孔中往复运动，所述第一内孔起到一个类似活塞缸的作用；所述第二内孔能够容纳所述活塞盘上螺栓的头部，当活塞盘向第二内孔方向移动时，其螺栓刚好能够进入第二内孔，不影响活塞盘的移动。

进一步的，所述莫氏锥体、所述胀紧体与所述支撑体通过第一连接螺栓连接固定，所述胀紧体与所述支撑体之间还连接有与第二连接螺栓；所述第一连接螺栓与所述第二连接螺栓朝向相反设置。通过螺栓连接，便于本夹具的组装，第一连接螺栓和第二连接螺栓相反设置，能够提高这三个部件间的连接强度，使中间设置的所述胀紧体在两个方向都得到紧固，受力也会更加平衡。

所述第一连接螺栓和第二连接螺栓均至少为3个，沿圆周方向均匀分布。

进一步的，所述莫氏锥体靠近所述胀紧体的外圆周上还设有圆螺母。所述圆螺母在周向上进一步紧固所述莫氏锥体，减少周向的跳动，提高夹具整体的稳定性。

本后拉式自定心液压夹具的工作过程为：将工件套在胀套上，并将工件端面贴紧定位块端面气密孔，当机床向左拉动拉杆，拉杆带动活塞盘及活塞向左运动压缩夹具内部的液压油，液压油依次经过胀紧体、支撑体的油路系统(液压通道)进入环形凹槽胀紧胀套，从而胀紧工件；同时让机床内部的气体从拉杆内孔进入，经过莫氏锥体、胀紧体、支撑体、胀套、定位块的气密通道至工件端面(定位面)，当工件端面贴紧定位块时，气体不会泄露；但是当工件定位面有残余铁屑或者杂质时，气体便会泄露，机床将会报警，从而实现气密检测功能；当机床向右推动拉杆，拉杆带动活塞盘及活塞向右运动回抽夹具内部的液压油，胀紧体、支撑体的油路系统(液压通道)里面的液压油回流，压力减小，胀套逐渐放松，从而松开工件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本后拉式自定心液压夹具通过莫氏锥体、胀紧体、支撑体和胀套的配合能够实现夹具的自定心，并将莫氏锥体定心精度复印到夹具上面，从而更好地保证夹具高而稳定的定位精度；

2、通过气密通道和气密孔能够实现对夹具与工件接触定位面的气密性检测，以准确判断端面接触是否平整，定位面上是否有残余铁屑或杂质；

3、定位块的设置有利于本夹具与工件的定位，同时定位块可以拆卸更换，根据工件尺寸的大小还可将定位块的气检孔位置进行相应调整，以适应不同工件或孔的定位，在一定程度判断是否装错工件，从而实现夹具的防错功能；

4、中空的莫氏锥体有利于中空的拉杆前后移动，中空的拉杆，能够将机床中的气体通入气密孔和气密通道，已实现对定位面的气密性检测；

5、环形气密槽的轴向尺寸略大于所述活塞组件的往复行程，以确保所述拉杆前后移动时，气密孔的位置始终位于所述气密槽的范围内，气密通道能够正常通气。

附图说明

图1为本发明一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具的整体结构示意图；

图2为本发明一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具的油路系统结构示意图；

图3为本发明一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具的气密通道结构示意图；

图中：1、拉杆；2、莫氏锥体；3、圆螺母；4、胀紧体；5、第一连接螺栓；6、支撑体；601、插入段；602、装配段；7、活塞；8、胀套；9、定位块；10、工件；11、封堵螺钉；12、第三连接螺栓；13、活塞盘；14、第四连接螺栓；15、第二连接螺栓；16、气密孔；17、环形气密槽；18、密封圈；19、第一油路；20、油槽；21、第二油路；22、第一内孔；23、第二内孔；24、环形凹槽；25、封堵；26、气密通道；27、气密槽。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，而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。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1～图3所示，一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具，包括莫氏锥体2，所述莫氏锥体2远离锥体的一侧依次连接有胀紧体4和支撑体6；所述胀紧体4一面与所述莫氏锥体2紧密配合连接，另一面与所述支撑体6的端面紧密配合连接并与所述支撑体6的中部形成一密闭空间；所述支撑体6远离所述莫氏锥体2的一端套设有胀套8，所述支撑体6与所述胀套8的内孔壁接触处设有环形凹槽24，所述环形凹槽24通过油路系统连通至所述密闭空间，所述油路系统依次设置在所述支撑体6与所述胀紧体4中；

所述莫氏锥体2中还套设有中空的拉杆1，所述拉杆1贯穿所述莫氏锥体2和所述胀紧体4并伸入所述密闭空间中；所述拉杆1的端部连接有活塞组件，所述活塞组件位于所述密闭空间中；

所述拉杆1靠近所述胀紧体4的一端设有气密孔16，所述莫氏锥体2对应所述气密孔16的位置上设有气密通道26，所述气密通道26依次贯穿所述胀紧体4、所述支撑体6及所述胀套8并延伸至与工件的接触面，所述气密通道26与所述油路系统错开设置。

本后拉式自定心液压夹具通过莫氏锥体2、胀紧体4、支撑体6和胀套8的配合能够实现夹具的自定心，并将莫氏锥体定心精度复印到夹具上面，从而更好地保证夹具高而稳定的定位精度；

通过气密通道26和气密孔16能够实现对夹具与工件接触定位面的气密性检测，以准确判断端面接触是否平整，定位面上是否有残余铁屑或杂质；

通过拉杆1向后拉动活塞组件，将油液沿油路系统送至胀套8与支撑体6之间，胀套8胀紧后能够胀紧工件10，达到自动固定工件的目的。环形凹槽24的设置，便于油液集中并胀紧胀套8。

中空的莫氏锥体2有利于中空的拉杆1前后移动，中空的拉杆1，能够将机床中的气体通入气密孔16和气密通道26，已实现对定位面的气密性检测。

中空的拉杆1的中空结构为非轴向贯穿的，右端开的内螺纹孔与左端的通气孔是不连通的。

进一步的，所述活塞组件包括活塞盘13和活塞7；所述活塞盘13的中部与所述拉杆1的右端通过第四连接螺栓14固定连接；所述活塞盘13靠近所述胀紧体4一侧设有所述活塞7，所述活塞7对应所述胀紧体4上的油路孔设置。

活塞盘13能够在拉杆1的带动下在所述密闭空间中往复移动，活塞7朝向并插入所述油路孔中，能够压迫和抽送油液，驱动油液在油路系统中来回流动。

进一步的，所述油路系统包括最少一对对称设置的油路管道，所述油路管道包括设置在所述胀紧体4中的第一油路19和所述支撑体6中的第二油路21；所述第一油路19与所述第二油路21通过设置在所述胀紧体4与所述支撑体6接触面上的油槽20连通；油液从所述活塞组件处经由所述第一油路19、所述油槽20和第二油路21流至所述环形凹槽24处。

进一步的，所述第一油路19的至少一个支路连通至所述胀紧体4的外圆周并在开口处设有封堵25；所述第二油路21的至少一个支路连通至所述支撑体6的外圆周面和外端面并在开口处设有封堵25；所述油槽20与所述环形凹槽24四周均对应设置有油密封。

通过这些开口能够为所述第一油路19和所述第二油路21注油或放油，封堵25能够避免油液外泄。每个接触面的地方均设有尺寸大于油路孔直径的油槽20，便于第一油路19与第二油路21的连通，第二油路21的左端部位于油槽20的范围内即可，降低了装配的难度。油密封的设置避免油液沿接触面外泄。

进一步的，所述气密孔16沿所述拉杆1的径向设置，所述气密孔16与所述拉杆1的中空内部连通；所述莫氏锥体2与所述气密孔16接触的内孔壁上开有环形气密槽17，所述气密通道26的一端与所述环形气密槽17连通，所述环形气密槽17的两侧均设有密封圈18；所述气密通道26在各部件接触面处均通过气密槽27连接过渡并相应设置密封圈。

所述环形气密槽27的轴向尺寸略大于所述活塞组件的往复行程，以确保所述拉杆1前后移动时，气密孔16的位置始终位于所述环形气密槽17的范围内，气密通道26能够正常通气。

进一步的，所述气密通道26为三条，沿圆周方向均布。多条气密通道26能够同时检测定位面上多处的气密性，提高整体气密性判断的准确性。

进一步的，所述胀套8远离所述莫氏锥体2的一面还设有定位块9，所述气密通道26向所述定位块9延伸并贯穿所述定位块9；所述定位块9的两端分别与所述胀套8和工件10的端面紧密配合，并通过第三连接螺栓12固定连接；所述胀套8及所述定位块9的外轮廓均为阶梯轴状。

进一步的，所述胀紧体4与所述莫氏锥体2的内孔相配合的一面为锥形阶梯结构，锥面的配合有利于本夹具的自定心；所述支撑体6具有插入段601和装配段602，所述插入段601上套设有所述胀套8，所述装配段602具有第一内孔22和第二内孔23，所述第一内孔22与所述胀紧体4的端面形成所述密闭空间。所述插入段601的右端部设有封堵螺钉11。

所述活塞盘13能够在所述第一内孔22中往复运动，所述第一内孔22起到一个类似活塞缸的作用；所述第二内孔23能够容纳所述第四连接螺栓的头部，当活塞盘13向第二内孔23方向移动时，其所述第四连接螺栓的头部刚好能够进入第二内孔23中，不影响活塞盘13的移动。

进一步的，所述莫氏锥体2、所述胀紧体4与所述支撑体6通过第一连接螺栓5连接固定，所述胀紧体4与所述支撑体6之间还连接有与第二连接螺栓15；所述第一连接螺栓5与所述第二连接螺栓15朝向相反设置。通过螺栓连接，便于本夹具的组装，第一连接螺栓5和第二连接螺栓15相反设置，能够提高这三个部件间的连接强度，使中间设置的所述胀紧体4在两个方向都得到紧固，受力也会更加平衡。

所述第一连接螺栓5和第二连接螺栓15均为3个，沿圆周方向均匀分布。

进一步的，所述莫氏锥体2靠近所述胀紧体4的外圆周上还设有圆螺母3。所述圆螺母3在周向上进一步紧固所述莫氏锥体2，减少周向的跳动，提高夹具整体的稳定性。

实施例二：

如图1～图3所示，一种带气密检测的后拉式自定心液压夹具的使用方法，所述使用方法包括胀紧过程及气密性检测过程，步骤如下：

步骤(1)：将工件10套在胀套8上，并将工件10的端面贴紧定位块9的端面，气密通道26的末端正对所述工件的定位面(端面的一部分)；机床向左拉动拉杆1，拉杆1带动活塞盘13及活塞7向左运动压缩夹具内部的油液，油液依次经过胀紧体4、支撑体6的油路系统进入环形凹槽24并胀紧胀套8，从而胀紧工件10；其中环形凹槽24处于工件10的内孔范围内；

步骤(2)：将机床内部的气体通入拉杆1的内孔，气体经过莫氏锥体2、胀紧体4、支撑体6、胀套8、定位块9的气密通道至工件10的端面，工件10的端面贴紧定位块9，判断是否有气体泄露；若工件10定位面有残余铁屑或者杂质，气体便会泄露，机床将会报警，从而实现气密检测过程；

步骤(3)：完成步骤(1)及步骤(2)的过程，机床向右推动拉杆1，拉杆1带动活塞盘13及活塞7向右运动回抽夹具内部的油液，胀紧体4、支撑体6的油路系统里面的液压油回流，胀套8逐渐放松，从而松开工件10。

实施例三：

在使用实施例一中所述的带气密检测的后拉式自定心液压夹具时，使用的定位块9是与工件10匹配的，定位块9上的气检孔(气密通道的末端)设置的位置与工件10的端面相匹配。在装配时，拿错了工件10或套入的孔不对，由于端面与定位块9的的不匹配，势必导致漏气，气密性检测出错，从而使得机床报警，提醒工人工件可能装错，工人检测后选取正确的工件安装；在一定程度上实现防错功能，避免加工了错误的工件。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。