一种轴类离心式夹具的制作方法

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种轴类离心式夹具。

背景技术：

车床在加工轴类零件时，需要耗费较多的辅助时间进行装夹零件，增加了工人的劳动时间，而对于手动装夹零件容易造成人工误差，即对工件外圆与中心孔的同轴度造成偏差，影响工件的精度。

技术实现要素：

为此，需要提供一种轴类离心式夹具，用以解决现有车床装夹工件较为耗时的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种轴类离心式夹具，包括花盘、转动顶尖、卡爪机构、滑座、防护罩和环形固定座；所述花盘的一端设置有连接槽，所述花盘的另一端设置有固定槽，连接槽与固定槽之间设置有锥形孔，所述转动顶尖设置在锥形孔内，所述环形固定座套设于花盘的固定槽内，所述滑座为中空结构的，所述滑座的一端可转动的套设于固定槽的中心孔内；所述卡爪机构设置有三个以上，所述滑座的端面设置有工位槽，工位槽的槽壁上设置有与卡爪机构相同数量的卡爪槽，所述卡爪机构包括卡爪和连接轴，所述卡爪的中部等间距的设置有多个通孔，所述连接轴用于穿过卡爪的任一个通孔设置在滑座上，且所述卡爪的一端位于卡爪槽内，所述连接轴用于将卡爪可转动的固定在滑座上，三个以上的卡爪机构圆周阵列设置在滑座上，所述滑座和/或环形固定座上设置有环形复位槽，所述复位弹簧设置在环形复位槽内，且所述复位弹簧的一端设置在滑座上复位弹簧的另一端设置在环形固定座上，所述防护罩为圆环结构，所述防护罩的一端面设置有连接轴套，所述连接轴套套设在花盘的外侧面上。

进一步地，所述花盘的一端设置有轴肩，所述轴肩圆周阵列设置有多个螺纹孔。

进一步地，还包括固定螺栓，所述固定螺栓用于穿过轴肩上的螺纹孔将花盘固定在车床的主轴上。

进一步地，所述滑座上设置有限位槽，所述限位槽位于滑座与环形固定座装配后滑座朝向环形固定座的侧面上。

进一步地，还包括限位单元，所述限位单元设置在环形固定座上，且所述限位单元用于和限位槽相互嵌合限制滑座转动。

进一步地，所述限位单元包括压缩弹簧和钢珠，环形固定座上设置有限位空腔，所述压缩弹簧设置在限位空腔内，钢珠设置在压缩弹簧与限位空腔的腔口之间。

进一步地，所述滑座的端面设置有多个销钉孔，多个销钉孔等间距的位于通孔的一侧上。

进一步地，所述卡爪中部设置有通孔，连接轴穿过通孔设置在滑座上。

进一步地，所述卡爪的两端为倾斜弧面，所述两端的倾斜弧面沿着卡爪中心点原点对称设置，所述倾斜弧面上设置有网纹槽。

区别于现有技术，上述技术方案使用花盘固定在车床的主轴上，使得花盘可以根据车床主轴一起转动。在花盘的固定槽上安装环形固定座，滑座通过阶梯端套设在环形固定座的中心孔内，且滑座可以相对于环形固定座转动。在加工时，将工件先前后通过转动顶尖与车床尾座上的顶尖之间，当花盘转动时，可以带动环形固定座转动，而滑座则相对于环形固定座进行转动，同时对于安装在滑座上卡爪机构进行离心转动，进而使得多个夹爪在离心力的作用下，多个夹爪的端面与工件接触紧固，达到夹紧固定工件的目的。而当车床主轴停止转动时，被挤压的复位弹簧会对滑座沿着环形复位槽进行方向拉伸使得多个卡爪逆向转动脱开工件，便于人们取下工件，节省了装夹工件的时间。

附图说明

图1为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的结构图；

图2为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的正视图；

图3为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的剖视图；

图4为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的滑座的示意图；

图5为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的局部剖视图；

图6为具体实施方式所述的轴类离心式夹具的卡爪的示意图。

附图标记说明：

10、花盘；11、连接槽；12、轴肩；13、锥形孔；14、固定槽；

121、螺纹孔；122、固定螺栓；

20、转动顶尖；

30、卡爪机构；31、卡爪；32、通孔；33、连接轴；

34、倾斜弧面；35、网纹槽；

40、滑座；41、环形复位槽；42、复位弹簧；43、限位槽；

44、卡爪槽；45、销钉孔；46、销钉；

50、环形固定座；51、限位空腔；

60、限位单元；61、压缩弹簧；62、钢珠；

70、防护罩；80、滑动轴承；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实施例提供一种轴类离心式夹具，包括花盘10、转动顶尖20、卡爪机构30、滑座40和环形固定座50。花盘的整体为一个中空结构，其两端具有轴肩，在花盘的一端开设连接槽11，连接槽用于和车床的主轴套接，且在连接槽一端的轴肩12上打螺纹孔121，使得在具有连接槽一端的轴肩上圆周阵列多个螺纹孔，再使用固定螺栓122将花盘锁固在车床主轴上，在本实施例中固定螺栓可以为双头螺栓，便于人们锁固花盘。在滑座的阶梯端与固定槽的侧壁之间安装一个滑动轴承80，通过滑动轴承使得滑座与固定槽之间可以相对转动。

如图3所示，为了保持工件的同轴度，在花盘的中部开设一个锥形孔13，锥形孔由连接槽端至固定槽由小到大设置，使得工件顶靠在转动顶尖上时，转动顶尖不会轴向移动，即转动顶尖配合车床尾座上的顶尖对轴类工件的中心孔进行固定，并承受切削时产生的进给抗力，使得轴类工件的回转中心与机床主轴保持一致且同步旋转，保证了被加工的轴类工件的外圆与中心孔的同轴度。因此在对工件加工时，可以提高加工的精度。

在花盘的另一端面上则开设一个固定槽14，在固定槽上固定安装一个环形固定座，通过环形固定座便于安装滑座。具体的，环形固定座可以通过过盈配合或螺栓锁固的方式固定的固定槽内。而滑座为中空结构，其滑座的中心孔直径会大于转动顶尖的直径，使得整个转动顶尖可以穿过滑座的中心孔，便于将转动顶尖安装至花盘内。滑座的外部一端具有一个阶梯结构，而滑座的外部另一端则具有一个工位槽。通过阶梯结构套设在环形固定座的内孔上，并通过轴承连接。而中空的滑座可以使得转动顶尖穿过滑座的中心孔，并对工件进行顶夹。利用车床主轴的高速旋转，带动卡爪机构中的卡爪转动产生离心力，进而对工件进行夹持。转动顶尖固定在花盘的锥形孔内，当转动顶尖顶住工件的中心孔时，在承受切削力时，还会产生进给抗力，使得工件的回转中心与机床主轴保持一致，并跟随转动顶尖同步转动，从而保证同轴度。

而在滑座较大直径的一端则用于安装卡爪机构，本实施例中卡爪机构的卡爪31设置有三个，在卡爪的中部设置多个通孔32，因此通过连接轴固定不同位置处的通孔可以调整卡爪夹持工件的直径大小，同时也可以改变卡爪跟随车床主轴转动时的离心力。而对于安装至滑座上的连接轴，则会位于同一个圆的圆弧上，且该圆的圆心与滑座的中轴线重合，即使得三个卡爪的夹持力相同，提高轴类工件的同轴度。而滑座上的卡爪机构会因为滑动轴承，相当于具有一个与车床主轴方向转动的效果，并对工件的外圆进行夹持。

具体的，当三个卡爪分别通过一个连接轴33固定在滑座的外端面上时，卡爪的一端会位于卡爪槽44内，因此三个卡爪在随着车床主轴离心转动时，卡爪与卡爪之间不会发生相互碰撞的情况，且在通过在滑座端面上的销钉孔45固定一个销钉46，从而限制卡爪可移动的范围，使卡爪位于销钉与卡爪槽侧壁之间，达到让三个卡爪对轴类工件夹持时保持相同的夹持力，避免某个夹爪的夹持力过大而发生损坏的情况，或者避免夹爪与夹爪之间的夹持力不同而使得轴类工件的同轴度发生偏差的情况。即滑座朝向花盘固定槽外侧的端面，而滑座与环形固定座相对的一面则为内端面。卡爪可以相对于连接轴进行转动，且在卡爪的两个端面上设置一个倾斜弧面34，因此当花盘随着车床主轴高速旋转时，滑座上的卡爪会跟随旋转并产生较大的离心力，使得卡爪可以随着转动速度越快对轴类工件夹紧力越大，且卡爪不会发生与轴类工件在加工时脱离的情况发生，保证了加工的安全性和稳定性。而对固定在转动顶尖与车床尾座的顶尖之间的轴类工件进行自动夹紧，在克服切削时产生的切深抗力的同时，还避免了传统三爪卡盘的人工式锁紧的过程，减少了辅助时间，提高了人们的工作效率。

而当车床主轴停止转动后会将工件自动松开。具体的，在滑座的内表面上开设一个环形复位槽41，或在环形固定座朝向滑座的端面上开设环形复位槽，或在滑座的内表面与环形固定座朝向滑座的端面都开设环形复位槽，并在该环形复位槽上安装一个复位弹簧42，复位弹簧一端固定在滑座上，而复位弹簧的另一端则固定在环形固定座上。因此，当滑座相对于环形固定座转动时，会对复位弹簧进行挤压，所以当车床主轴停止旋转后还会存在惯性矩，因此很难较快的松开轴类工件，通过复位弹簧会对滑座进行拉伸，进而带动滑座上的卡爪进行较快的复位松开工件，从而提高加工的效率。

为了增加轴类工件与卡爪之间的摩擦力，在卡爪的端面上设置一个网纹槽35。同时为了提高卡爪的使用寿命，对卡爪的两端进行中心对称或对称设置，因此当卡爪的一端损坏后，可以更换卡爪的另一端进行使用，降低了夹爪的使用成本。

本实施例中还具有限位单元60，限位单元用对卡爪摆动的角度范围进行限制，即在卡爪转动至角度极限时，限位单元会将滑座锁死，使得滑座不会相对于环形固定座进行转动，而卡爪的一端会顶靠夹紧在轴类工件上，其另一端则因为滑座的停止转动而固定在滑座的较大直径一端的花盘上。对于限位单元包括压缩弹簧61和钢珠62，因为三个夹爪可以绕着各自的固定在滑座上的连接轴摆动，并通过离心力对工件进行夹紧。因此，在环形固定座上可以过盈的安装定位销，从而限制三个卡爪摆动的角度相同，使得三个卡爪的夹紧力保持一致，实现工件被夹持受力均匀，并且通过限位单元限制卡爪摆动的角度。具体的，在环形固定座上圆周阵列的开设有多个限位空腔51，限位空腔位于环形复位槽与环形固定座的外侧面之间，先将钢珠放置在限位空腔的腔口处，再将压缩弹簧安装至限位空腔内，并封闭锁固限位空腔，使得压缩弹簧被安装至限位空腔内。而在滑座相对于环形固定座的限位空腔的内侧面上具有一个限位槽43，该限位槽可以为一个开口具有120度的窝槽，当滑座的窝槽滑动至限位单元处时，压缩弹簧顶起钢珠嵌入窝槽内，使得滑座不再移动，达到限位的目的。

本实施例中因为车床主轴通过高速旋转加工轴类零件，因此在花盘上安装一个防护罩70，防护罩可以为两半式结构，便于锁固在花盘上，通过防护罩对滑座处的卡爪进行防护，提高加工时的安全性。具体的，可以使用螺钉将防护罩固定在花盘上，达到将滑座、卡爪和环形固定座等防护在其内，避免发生故障或夹爪损坏时飞溅的零件碎片对人体造成伤害，提高离心式夹具的安全性。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。