一种薄金属加工夹具的制作方法

本实用新型涉及金属加工设备技术领域，具体涉及一种薄金属加工夹具。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，机械加工正在逐步取代人力加工，机械加工使得生产效率更高，在相同的时间内能够制造出更多的工件，同时在一定程度上减小了人工成本。现有的机械加工流程中，有很多的薄壁圆筒状配件需要进行加工，中国专利(cn201621440292.1，公开日2017年8月18日)一种柔性薄壁轴承专用夹具中批露了一种对圆套筒的加工夹具，在加工圆套筒外表面时需要对圆套筒进行固定，一般采用在圆套筒内设置夹具进行固定。

通常采用塑料夹具来对圆套筒进行夹紧，塑料夹具一般由夹具本体、轴塞、轴塞套组成，夹具本体上设置有内腔，夹具本体的一端装有轴塞套，轴塞经轴塞套沿夹具本体的内腔移动，夹具本体的另一端装有堵头，填充物从堵头装入夹具本体内。塑料夹具的定心精度高，完全可以满足精加工的需求，但这种夹具两端不能胀起，导致工件的两端不能被夹紧，当工件被加工时，两端部位变形严重，无法保证产品精度。而由于圆套筒类配件通常情况下壁薄且刚性差，采用两端夹紧中部压紧的常规固定方式会产生较大的压紧力，加工后筒壁会产生变形回弹，难以达到技术要求，导致送检不合格。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种薄金属加工夹具，该设计方案具备固定牢固又压紧力适中，同时适用于多种规格内径的圆套筒类配件的夹持固定的优点，解决了现有夹具设计容易使圆套筒类配件两端部位严重变形，又或者因为压紧力较大导致筒壁产生变形回弹的问题。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，包括锥轴组件、扩张组件、压紧组件、旋转组件和安装座；锥轴组件包括锥轴、轴头和连接轴，锥轴为左小右大的梯形圆柱，锥轴圆锥面上开设有螺纹，轴头和连接轴均为圆柱状，锥轴左端面焊接连接轴，锥轴右端面焊接轴头；扩张组件包括扩张扇、台阶、滑槽、定位孔和小弹簧，扩张扇为三个完全相同且关于轴心线对称的扇形柱状体组成的圆柱体，扩张扇中空呈筒状，扩张扇中空内壁呈左小右大的梯形圆柱状，扩张扇中空内壁开设有螺纹槽，扩张扇中空内壁和锥轴圆锥面形状相配合，扩张扇中空内壁上的螺纹槽和锥轴圆锥面上的螺纹相契合，扩张扇左端面中心有向左环状凸起的台阶，台阶呈中空圆筒状，台阶端面内径大于连接轴端面直径，扩张扇右端面直径大于轴头端面直径，台阶侧壁开设有三个非贯穿的定位孔，三个定位孔关于轴心对称；压紧组件包括压紧螺栓帽、压紧螺杆和压紧板，压紧螺杆为螺纹杆，压紧螺杆顶端焊接压紧螺栓帽，压紧螺杆底端焊接压紧板；安装座包括座体、凸缘和定位柱，座体为中空圆柱状，座体端面内径大于台阶端面外径且小于扩张扇端面外径，座体端面外径大于扩张扇端面外径，座体右端面的外径圆周有环状的凸缘，凸缘上开设有三个关于轴心对称的螺纹孔，座体内壁右端焊接有三个关于轴心堆成的竖直的定位柱，定位柱外径和定位孔内径相同；旋转组件包括旋转结构和电机，电机连接旋转结构；锥轴套合于扩张扇内，连接轴和台阶插入座体内，连接轴左端焊接有旋转结构，定位柱均插入定位孔内，定位柱底端和定位孔底端之间填充有小弹簧，压紧组件有三组，压紧螺杆贯穿凸缘上的螺孔，且压紧螺杆上的螺纹和凸缘上螺孔的螺纹槽相契合，扩张扇左端面远离座体右端面，压紧板均远离扩张扇。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，其中扩张扇左端面圆周开设有三条竖直的关于轴心对称的滑槽，滑槽一端贯穿至扩张扇侧壁，座体右端面内圆周对应位置焊接有三个关于轴线对称的固定滑块，固定滑块均嵌入滑槽内。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，其中压紧螺杆上端套有压紧弹簧，压紧弹簧两端分别连接压紧螺栓帽和座体，压紧弹簧两端连接处内均填充有弹性垫片。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，其中扩张扇外侧面和压紧板底端面均贴合弹性层。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，其中压紧板还可以为压紧块，压紧块为半圆柱状，压紧块底部端面为圆弧面。

本实用新型的一种薄金属加工夹具，其中组成扩张扇的相同且关于轴心线对称的扇形柱状体为五个，压紧组件、定位孔、定位柱和小弹簧均为五个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本方案通过设置锥轴组件、扩张组件、旋转组件和安装座，让锥轴在扩张扇内自旋，使扩张扇扩张撑开来支撑圆筒加工件，由于接触面关于轴心对称而受力相同，避免了圆筒加工件发生受力不均而变形的风险；同时设置压紧组件，通过内外两侧的压紧力对圆筒加工件进行夹持，取得了更好的固定效果。

2、本方案通过设置滑槽和对应位置的固定滑块使扩张组件相对安装座移动更加平滑，避免了因二者摩擦导致夹具卡住或损坏的风险，延长了夹具的使用寿命。

3、本方案通过设置压紧弹簧两端分别连接压紧螺栓帽和座体，减缓了压紧板接触圆筒加工件外壁的瞬间压紧力，避免了因压紧力过大导致筒壁产生变形回弹的风险，取得了更好的夹持效果。

4、本方案通过在扩张扇外侧面和压紧板底端面均贴合弹性层，使压紧面具有弹性，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

5、本方案通过设置压紧板替换为压紧块，由于压紧块与加工件接触面为圆弧面，压紧面更圆滑，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

6、本方案通过将组成扩张扇的扇形柱体增设为五个，增加了扩张扇和加工体内壁的接触面，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为加工夹具正视面结构示意图；

图2为加工夹具右视面结构示意图；

图3为扩张组件左视面结构示意图；

图4为锥轴组件正视面结构示意图；

图5为压紧块结构示意图；

图6为旋转结构的结构示意图。

图中：1、锥轴组件；2、扩张组件；3、压紧组件；4、旋转组件；5、安装座；11、锥轴；12、轴头；13、连接轴；21、扩张扇；22、台阶；23、滑槽；24、定位孔；25、小弹簧；26、弹性层；31、压紧螺栓帽；32、压紧螺杆；33、压紧板；34、压紧弹簧；35、弹性垫片；36、压紧块；41、旋转结构；42、电机；51、座体；52、凸缘；53、固定滑块；54、定位柱。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参阅图1-5，一种薄金属加工夹具，包括锥轴组件1、扩张组件2、压紧组件3、旋转组件4和安装座5；锥轴组件1包括锥轴11、轴头12和连接轴13，锥轴11为左小右大的梯形圆柱，锥轴11圆锥面上开设有螺纹，轴头12和连接轴13均为圆柱状，锥轴11左端面焊接连接轴13，锥轴11右端面焊接轴头12；扩张组件2包括扩张扇21、台阶22、滑槽23、定位孔24和小弹簧25，扩张扇21为三个完全相同且关于轴心线对称的扇形柱状体组成的圆柱体，扩张扇21中空呈筒状，扩张扇21中空内壁呈左小右大的梯形圆柱状，扩张扇21中空内壁开设有螺纹槽，扩张扇21中空内壁和锥轴11圆锥面形状相配合，扩张扇21中空内壁上的螺纹槽和锥轴11圆锥面上的螺纹相契合，扩张扇21左端面中心有向左环状凸起的台阶22，台阶22呈中空圆筒状，台阶22端面内径大于连接轴13端面直径，扩张扇21右端面直径大于轴头12端面直径，台阶22侧壁开设有三个非贯穿的定位孔24，三个定位孔24关于轴心对称；压紧组件3包括压紧螺栓帽31、压紧螺杆32和压紧板33，压紧螺杆32为螺纹杆，压紧螺杆32顶端焊接压紧螺栓帽31，压紧螺杆32底端焊接压紧板33；安装座5包括座体51、凸缘52和定位柱54，座体51为中空圆柱状，座体51端面内径大于台阶22端面外径且小于扩张扇21端面外径，座体51端面外径大于扩张扇21端面外径，座体51右端面的外径圆周有环状的凸缘52，凸缘52上开设有三个关于轴心对称的螺纹孔，座体51内壁右端焊接有三个关于轴心堆成的竖直的定位柱54，定位柱54外径和定位孔24内径相同；旋转组件4包括旋转结构41和电机42，电机42连接旋转结构41；锥轴11套合于扩张扇21内，连接轴13和台阶22插入座体51内，连接轴13左端焊接有旋转结构41，定位柱54均插入定位孔24内，定位柱54底端和定位孔24底端之间填充有小弹簧25，压紧组件3有三组，压紧螺杆32贯穿凸缘52上的螺孔，且压紧螺杆32上的螺纹和凸缘52上螺孔的螺纹槽相契合，扩张扇21左端面远离座体51右端面，压紧板33均远离扩张扇21。本方案通过设置锥轴组件1、扩张组件2、旋转组件4和安装座5，让锥轴11在扩张扇21内自旋，使扩张扇21扩张撑开来支撑圆筒加工件，由于接触面关于轴心对称而受力相同，避免了圆筒加工件发生受力不均而变形的风险；同时设置压紧组件3，通过内外两侧的压紧力对圆筒加工件进行夹持，取得了更好的固定效果。

进一步的，扩张扇21左端面圆周开设有三条竖直的关于轴心对称的滑槽23，滑槽23一端贯穿至扩张扇21侧壁，座体51右端面内圆周对应位置焊接有三个关于轴线对称的固定滑块53，固定滑块53均嵌入滑槽23内。本方案通过设置滑槽23和对应位置的固定滑块53使扩张组件2相对安装座5移动更加平滑，避免了因二者摩擦导致夹具卡住或损坏的风险，延长了夹具的使用寿命。

进一步的，压紧螺杆32上端套有压紧弹簧34，压紧弹簧34两端分别连接压紧螺栓帽31和座体51，压紧弹簧34两端连接处内均填充有弹性垫片35。本方案通过设置压紧弹簧34两端分别连接压紧螺栓帽31和座体51，减缓了压紧板33接触圆筒加工件外壁的瞬间压紧力，避免了因压紧力过大导致筒壁产生变形回弹的风险，取得了更好的夹持效果。

进一步的，扩张扇21外侧面和压紧板33底端面均贴合弹性层26。本方案通过在扩张扇21外侧面和压紧板33底端面均贴合弹性层26，使压紧面具有弹性，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

进一步的，压紧板33还可以为压紧块36，压紧块36为半圆柱状，压紧块36底部端面为圆弧面。本方案通过设置压紧板33替换为压紧块36，由于压紧块36与加工件接触面为圆弧面，压紧面更圆滑，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

进一步的，组成扩张扇21的相同且关于轴心线对称的扇形柱状体为五个，压紧组件3、定位孔24、定位柱54和小弹簧25均为五个。本方案通过将组成扩张扇21的扇形柱体增设为五个，增加了扩张扇21和加工体内壁的接触面，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

本实用新型在使用时，将加工件放置于扩张扇21上，启动电机42，电机42驱动旋转结构41旋转，带动锥轴组件1自旋，由于锥轴11套合于扩张扇21内，且二者的螺纹和螺纹槽相契合，使锥轴11向左端平行移动，同时撑开扩张扇21，使组成扩张扇21的扇形柱体相互远离，同时定位柱54插入定位孔24，使扩张扇21不会发生水平位移，当扩张扇21紧密接触加工件的内壁，关闭电机42，此时扩张扇21已经在加工件内撑开并进行支撑固定，然后手动旋转压紧螺栓帽31，驱动压紧螺杆32在座体51的螺孔内旋转并向下移动，带动压紧板33向下移动直至紧密贴合加工件的外壁，此时夹具对加工件完成夹持固定；加工完成后从夹具卸下加工件，则反向进行以上操作。

可以将组成扩张扇21的扇形柱体增设为五个，增加了扩张扇21和加工体内壁的接触面，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

可以将压紧板33替换为压紧块36，由于压紧块36与加工件接触面为圆弧面，压紧面更圆滑，产生的压紧力更小，有效避免了加工后筒壁会产生变形回弹的风险。

本设计中的旋转结构41如图6所示，还可以根据情况更换为现有技术中相似的结构；加工环境恶劣时，也可以将电机42替换为手摇把结构，也能达到电机42的旋转驱动功能。

本实用新型具备固定牢固又压紧力适中，同时适用于多种规格内径的圆套筒类配件的夹持固定的优点，解决了现有夹具设计容易使圆套筒类配件两端部位严重变形，又或者因为压紧力较大导致筒壁产生变形回弹的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。