套筒研磨夾具的製作方法

2023-10-31 09:47:00

本發明涉及工裝夾具技術領域，具體涉及一種套筒研磨夾具。

背景技術：

套筒是汽車維修中常用的一種工具，常用於擰緊或拆卸螺絲。其結構通常包括內孔和外圓，內孔主要起支撐導向作用，外圓一般用於與其他零件進行接觸而起到支撐作用。在加工套筒時通常需要將套筒裝夾起來以對其外圓和內孔進行研磨，並且需要保證外圓和內孔的同軸度，然而由於裝夾困難，往往很難達到形位公差（即形狀公差和位置公差）要求。

傳統的做法有將夾具的心軸設計成圓柱形的，但圓柱形心軸的外圓和套筒的內孔之間必然存在間隙，此間隙會直接導致套筒加工後內孔和外圓的同軸度誤差，因此要提高加工精度，就必須減小此間隙，而間隙太小又造成裝卸困難。

cn201143635公開了一種套筒磨削夾具，由心軸構成，心軸的一端設置有錐形心軸體，心軸的另一端上套設有一個夾緊錐體和一個裝卸螺母，裝卸螺母通過螺紋副與心軸連接，夾緊錐體位於錐形心軸體和裝卸螺母之間，夾緊錐體的短徑端與錐形心軸體的短徑端相向。夾緊錐體的長徑端的端面內設置有圓孔，圓孔的內壁中設置有環形槽，環形槽上設置有兩個徑向槽，裝卸螺母的一端外圓周上設置有兩個凸塊，兩個凸塊均位於環形槽內。將待加工的工件放置到夾緊錐體與錐形心軸體之間，利用裝卸螺母對夾緊錐體加壓，可以固定工件。裝卸螺母一端的凸塊設置在夾緊錐體端面孔內壁的環形槽中，卸下工件時，裝卸螺母可以將夾緊錐體從工件內拉出。本技術方案可保證工件內孔與外圓的同軸度。

然而上述方案還存在一定的缺陷：1、在裝夾或者拆卸套筒的時候，需要先將裝卸螺母和夾緊錐體均從心軸上拆卸下來，然後才能將套筒裝夾到心軸上或者從心軸上拆卸下來，操作繁瑣，裝夾拆卸效率較低；2、能適用的套筒內孔直徑受限，使用範圍小；3、磨削過程中產生的粉末碎屑不能及時清理，影響研磨。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種套筒研磨夾具，操作簡單，能有效提高裝夾拆卸效率，使用範圍廣，還能及時清理研磨碎屑。

為達到上述目的，本發明的基礎方案是：提供一種套筒研磨夾具，包括呈圓柱體的心軸，還包括兩個相同的變形機構，且兩個變形機構相對設在心軸上；變形機構包括氣囊、螺母、若干支撐杆和若干固定板；螺母與心軸螺紋連接；支撐杆均與螺母鉸接，且支撐杆可相對螺母轉動；固定板的一端和心軸鉸接，另一端和支撐杆鉸接，且若干固定板可圍繞心軸形成錐體並能用於固定套筒；氣囊包括用於通入氣體的進氣口和用於給套筒外圓吹氣的出氣口，且氣囊設在錐體內。

本技術方案的工作原理在於：正向旋轉其中一個螺母，反向旋轉另一個螺母，使螺母在心軸上進行水平移動，且使兩個螺母之間的距離是越來越大的，即螺母逐漸遠離錐體的窄口端，這時候，由於支撐杆可相對螺母轉動，所以螺母周向轉動的過程中，支撐杆不會發生周向轉動，且隨著螺母在水平方向上的移動，而支撐杆和螺母又是鉸接的，所以支撐杆會相對螺母在平面內發生轉動，固定板和支撐杆、心軸均鉸接，所以固定板相對支撐杆和心軸也會在平面內發生轉動，由於螺母是逐漸遠離錐體的窄口端的，所以支撐杆和固定板之間的夾角逐漸變大，即錐體逐漸收縮，固定板逐漸靠近心軸，從而縮短固定板和心軸之間的距離，距離縮短到一定程度後，再將套筒的內孔穿插到心軸上，使得套筒位於相對設置的固定板之間。然後反向旋轉螺母，使兩個螺母之間的距離是越來越小的，即螺母逐漸靠近錐體的窄口端，這時候，支撐杆相對螺母在平面內發生轉動，固定板相對支撐杆和心軸在平面內發生轉動，由於螺母是逐漸靠近錐體的窄口端的，所以支撐杆和固定板之間的夾角逐漸變小，即錐體逐漸被撐開，固定板逐漸遠離心軸，從而擴大固定板和心軸之間的距離，直到固定板和套筒的內孔相抵，這時候固定板形成的錐體角度適應套筒內孔的大小，從而固定套筒；同時從氣囊的進氣口吹入氣體，使氣囊逐漸變大而貼合在固定板形成的錐體內壁上，當氣囊鼓起的大小適應固定板形成的錐體大小時，即可採用研磨工具開始研磨套筒的外圓，同時打開出氣口，使氣囊內的氣體給套筒外圓吹氣，並保證進氣口一直充入氣體，即讓氣囊一直貼合在固定板形成的錐體內壁上。研磨完畢後，先停止向氣囊內通氣，使氣囊內的氣體從出氣口排出，氣囊縮小，然後再轉動螺母，使兩個螺母之間的距離逐漸變大，後續的過程和前面描述的一致，此處不再贅述，直到錐體收縮後，將套筒的內孔從心軸、固定板上穿出，從而取下套筒，即完成整個研磨過程。

本技術方案的有益效果在於：1、只需要旋轉螺母即可縮小固定板和心軸之間的距離，從而裝夾或者拆卸套筒，或者增大固定板和心軸之間的距離，從而固定套筒進行研磨，而不需要如現有技術中將裝卸螺母和夾緊錐體均從心軸上拆卸下來，本技術方案裝夾或者拆卸套筒的操作簡單，可有效提高裝夾拆卸效率；2、固定板和心軸、支撐杆均鉸接，支撐杆與螺母鉸接，螺母又和心軸螺紋連接，使得固定板和心軸之間的角度可變，即固定板形成的錐體角度大小可變，且均能通過螺母固定住，可以適用不同的套筒內孔直徑，使用範圍廣；3、將氣囊置於錐體內，並貼合在固定板形成的錐體內壁上，使得氣囊對固定板起一定的支撐作用，減少套筒研磨過程中固定板受到的壓力，提高固定板的使用壽命；4、通過氣囊還能緩衝研磨過程中對固定板產生的震動，起到減震的作用，夾具運行更加平穩；5、氣囊上的出氣口吹走研磨過程中產生的粉末碎屑，讓研磨器與套筒外圓進行充分有效的接觸，防止粉末碎屑影響研磨效果，同時吹出的空氣還能帶走一部分研磨時由於摩擦產生的熱量，防止套筒研磨時發生熱變形，能提高套筒研磨質量。

進一步，還包括用於研磨套筒內孔的研磨頭，研磨頭與心軸滑動連接，氣囊還包括用於給研磨頭吹氣的吹氣孔，進氣口、出氣口和吹氣孔上均設有閥門。研磨套筒外圓結束後，還能通過研磨頭對套筒內孔進行研磨，原理如下：關閉出氣口上的閥門，然後打開兩個氣囊上的吹氣孔的閥門，先向一個氣囊內持續吹入氣體，使氣體從一個吹氣孔吹出，從而推動研磨頭在心軸上滑動，直到研磨頭滑動到靠近另一個氣囊的吹氣孔時，停止給前一個氣囊充氣，而轉向給另一個氣囊充氣，氣體從另一個吹氣孔吹出，推動研磨頭在心軸上反向滑動，直到研磨頭恢復原位，又給前一個氣囊充氣，開始下一個循環動作，使研磨頭在心軸上往復運動，從而對套筒內孔進行研磨。不需要拆卸套筒，即可在同一夾具上同時對套筒外圓和內孔進行研磨，可以進一步保證套筒外圓和內孔的同軸度，保證形位公差不超差。

進一步，螺母的表面設有凹槽，凹槽上轉動連接有圓環，圓環與若干支撐杆鉸接。轉動螺母，使螺母在心軸上移動時，圓環相對螺母上的凹槽發生轉動，所以與圓環鉸接的支撐杆不會發生轉動，而只會相對螺母發生角度變化，結構簡單。

進一步，吹氣孔設在氣囊的端部，錐體的窄口端設有與吹氣孔相通的連通孔。氣囊內的氣體從吹氣孔吹出再從連通孔吹出而推動研磨頭，且連通孔設在錐體的窄口端，可以充分利用氣體吹出的動能，使研磨頭進行快速滑動，研磨效率高。

附圖說明

圖1為本發明套筒研磨夾具的結構示意圖；

圖2為本發明套筒研磨夾具研磨頭的剖視圖。

具體實施方式

說明書附圖中的附圖標記包括：心軸1、氣囊2、螺母3、支撐杆4、固定板5、進氣口20、出氣口21、吹氣孔22、研磨頭6、研磨部60、圓環30、連通孔50、套筒7。

本實施例提供的套筒研磨夾具，如圖1所示，包括呈圓柱體的心軸1，心軸1的中間段為光面，並滑動連接有研磨頭6，其結構如圖2所示，研磨頭6的中部圓盤設置，以周向研磨套筒7的內孔，研磨頭7中部的兩側均設有凸出的研磨部60(當固定板5和套筒7相抵的時候，會形成一個腔體，研磨部60能進入這個腔體，從而研磨套筒7內孔的兩端，即保證固定板5和套筒7相抵時套筒7對應的周向部分也能被研磨到)，研磨頭6的大小可根據實際套筒7的大小需求進行更換；心軸1的左段和右段為螺紋段，且左段和右段上連接有兩個相同的變形機構，且兩個變形機構相對連接在心軸1上；變形機構包括氣囊2、螺母3、若干支撐杆4和若干固定板5，本實施例優選支撐杆4和固定板5的數量均為四個；螺母3與心軸1螺紋連接；螺母3的表面開有凹槽，凹槽上轉動連接有圓環30，圓環30與四個支撐杆4鉸接；四個固定板5的一端和心軸1鉸接，另一端和四個支撐杆4分別鉸接，且若干固定板5可圍繞心軸1形成錐體從而固定套筒7；氣囊2包括用於通入氣體的進氣口20，用於給套筒7外圓吹氣的出氣口21和用於給研磨頭6吹氣的吹氣孔22，且進氣口20、出氣口21和吹氣孔22上均設有閥門，吹氣孔22設在氣囊2的端部，錐體的窄口端設有與吹氣孔22相通的連通孔50；且氣囊2置於錐體內。

具體使用時，先正向旋轉左邊的螺母3，反向旋轉右邊的螺母3，使螺母3在心軸1上進行水平移動，且這種旋轉方式會使兩個螺母3之間的距離是越來越大的，即螺母3逐漸遠離錐體的窄口端，螺母3旋轉的過程中，圓環30相對螺母3上的凹槽發生轉動，所以與圓環30鉸接的支撐杆4不會發生周向轉動，而只會相對螺母3發生角度變化，支撐杆4運動帶動固定板5也在平面內進行轉動，由於螺母3是逐漸遠離錐體的窄口端的，所以支撐杆4和固定板5之間的夾角逐漸變大，固定板5與心軸1之間的距離逐漸變小，從而縮短固定板5和心軸1之間的距離，距離縮短到一定程度後，即當套筒7的內孔能穿過固定板5後，再將套筒7的內孔依次通過支撐杆4、固定板5而穿插到心軸1的中間段上。然後反向旋轉左邊的螺母3，正向旋轉右邊的螺母3，使兩個螺母3之間的距離是越來越小的，即螺母3逐漸靠近錐體的窄口端，這時候，支撐杆4相對螺母3在平面內發生轉動，固定板5相對支撐杆4和心軸1在平面內發生轉動，由於螺母3是逐漸靠近錐體的窄口端的，所以支撐杆4和固定板5之間的夾角逐漸變小，固定板5逐漸遠離心軸1，從而擴大固定板5和心軸1之間的距離，直到固定板5和套筒7的內孔相抵，這時候固定板5形成的錐體角度適應套筒7內孔的大小，從而固定套筒7。

同時打開氣囊2上進氣口20的閥門，從氣囊2的進氣口20吹入氣體，氣囊2會逐漸變大至貼合在固定板5形成的錐體內壁上，當氣囊2鼓起的大小適應固定板5形成的錐體大小時，即可採用研磨工具開始研磨套筒7的外圓，同時打開出氣口21的閥門，使氣囊2內的氣體通過出氣口21給套筒7外圓吹氣，從而吹走研磨套筒7外圓產生的粉末碎屑，並保證進氣口20一直充入氣體，即讓氣囊2一直貼合在固定板5形成的錐體內壁上。

套筒7外圓研磨完畢後，關閉出氣口21上的閥門，然後打開兩個氣囊2上的吹氣孔22的閥門，先向左邊的氣囊2內持續吹入氣體，使氣體從左邊的吹氣孔22吹出，並從連通孔50吹出從而推動研磨頭6在心軸1上滑動，直到研磨頭6滑動到靠近右邊的氣囊2的吹氣孔22時，停止給左邊的氣囊2充氣，而轉向給右邊的氣囊2充氣，氣體從右邊的吹氣孔22吹出，並從連通孔50吹出從而推動研磨頭6在心軸1上反向滑動，直到研磨頭6恢復原位，靠近左邊的氣囊2，停止給右邊的氣囊2充氣，又給左邊的氣囊2充氣，如此循環往復，使研磨頭6在心軸1上往復運動，從而對套筒7內孔進行研磨。

所有研磨都完畢後，停止通入氣體到氣囊2內，使氣囊2內的氣體從吹氣孔22排出，氣囊2縮小，然後再轉動螺母3，使兩個螺母3之間的距離逐漸變大，後續的原理和前面裝夾套筒7的原理一致，此處不再贅述，直到固定板5和心軸1之間的距離縮短到一定程度後，即當套筒7的內孔能穿過固定板5後，將套筒7的內孔從心軸1、固定板5、支撐杆4上依次穿出，從而取下套筒7，即完成整個研磨過程。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護範圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本發明所省略描述的技術、形狀、構造部分均為公知技術。