技術領域

本發明涉及一種機械加工定位夾具，具體地講，本發明涉及一種以內孔定位且脹緊的夾具。

背景技術

外齒齒輪因結構特殊，機加工時較難實現定位和夾緊。為了做到齒輪內孔與后續加工面之間的形位公差達到設計要求，通常采用以內孔為定位基準的夾具實施機加工。成組同軸疊加的蝶形彈簧片是內孔定位夾具的主要零件，從理論上講蝶形彈簧片定位精度很高，實踐中往往達不到預期要求。經分析蝶形彈簧片不均勻彈性擴張的原因主要有兩方面，首先是蝶形彈簧片邊沿均布的徑向槽等分精度差，其次是蝶形彈簧片本身材質中微觀組織和成份偏析等缺陷，這些原因都能影響由徑向槽分隔成的瓣塊向外彈性擴張的一致性。另外，為了防止蝶形彈簧片受力產生圓周方向旋動，現有技術制造的蝶形彈簧片都設有定位槽與夾具主體上的銷配合止旋，定位槽在結構上加大各瓣彈性擴張的不均勻性。正由于上述諸多原因的存在，蝶形彈簧片定位精度不高，所以工程中通常不將蝶形彈簧片作為高精度定位夾具的定位元件。

發明內容

本發明通過下述技術方案實現技術目標。

內孔定位脹緊夾具，它由拉桿、厚蝶形彈簧片和薄蝶形彈簧片共同組成。所述拉桿為臺肩軸，軸段與配套機床主軸內孔間隙配合，大直徑端同軸配對疊加厚蝶形彈簧片和薄蝶形彈簧片。其改進之處在于：所述厚蝶形彈簧片位于外層，薄蝶形彈簧片位于內層，兩者直徑等于工件內孔直徑，厚蝶形彈簧片端面邊沿由均布的徑向開口槽分隔成瓣塊，其中的一只開口槽被加寬成定位槽，定位槽構成兩側相鄰的瓣塊寬度減小。薄蝶形彈簧片端面邊沿僅設有均布的開口槽，由徑向開口槽分隔的瓣塊尺寸相同。

上述結構中，厚蝶形彈簧片的壁厚H比薄蝶形彈簧片的壁厚H’厚1.0mm～2.0mm，厚蝶形彈簧片的蝶形角α比薄形彈簧片的蝶形角α’大3⁰～5⁰。

本發明與現有技術相比，具有以下積極效果：

1、差別化設計的蝶形彈簧片結構合理，制作容易；

2、同軸配對疊加的蝶形彈簧片因差別化設計，其外擴張性能不同；內層的薄蝶形彈簧片壁厚較薄，故彈性好且瓣塊均勻，受力后瓣塊首先外擴張與工件內孔配合定位；外層的厚蝶形彈簧片壁厚相對厚一些，受力后瓣塊彈性變形滯后一點，外擴張的瓣塊僅起到輔助定位和脹緊作用。

附圖說明

圖1是本發明作外齒齒輪坯內孔定位和脹緊的實施例結構剖面示意圖。

圖2是圖1中厚蝶形彈簧片平面結構示意圖。

圖3是圖2的剖面圖。

圖4是圖1中薄蝶形彈簧片平面結構示意圖。

圖5是圖4的剖面圖。

具體實施方式

下面根據附圖并結合實施例，對本發明作進一步說明。

圖1所示的內孔定位脹緊夾具用于加工環形齒輪內孔，它由拉桿1、厚蝶形彈簧片2和薄蝶形彈簧片3共同組成。此種芯軸類定位夾具的載體是拉桿1，拉桿1為臺肩軸，軸段與配套機床主軸4內孔間隙配合，大直徑端同軸配對疊加厚蝶形彈簧片2和薄蝶形彈簧片3。拉桿1的尾端為螺紋軸段，該螺紋軸段用于連接配套機床的直行動力元件構成隨動機構。為了達到精確定位和夾緊的目的，本發明對配套的蝶形彈簧片采取差別化設計，具體做法是位于外層的厚蝶形彈簧片2采用常規設計，即厚蝶形彈簧片2的厚度H和蝶形角α按標準規定確定，端面邊沿由均布的徑向開口槽2.1分隔成瓣塊2.2。為了防止厚蝶形彈簧片2在工件5內孔中發生轉動，通常將其中的一只開口槽2.1加寬成定位槽2.3，定位槽2.3由銷釘限位止旋。因定位槽2.3的設置直接減小所在位置兩側相鄰瓣塊2.2的寬度，造成厚蝶形彈簧片2端面上的瓣塊2.2不一樣大，其結果是各瓣塊2.2的彈性模量不一樣大，擴張時產生的脹力不一致，易形成偏心脹緊。本發明中為了提高定位精度，將位于內層的薄蝶形彈簧片3厚度H’減薄，H’比厚蝶形彈簧片2厚度H薄1.0mm，其蝶形角α’比厚蝶形彈簧片2的蝶形角α小3⁰。另外，薄蝶形彈簧片3端面邊沿上僅設有均布的開口槽3.1。通過上述差別化設計，薄蝶形彈簧片3的彈性模量比厚蝶形彈簧片2小許多，更易彈性變形，而且各瓣塊3.2尺寸一樣大小，擴張時產生的脹力均勻，在工件5內孔中首先起到定位作用，其次才是脹緊作用。而厚蝶形彈簧片2因彈性模量相對大一些，彈性變形滯后，在結構中主要起到脹緊作用和輔助定位作用。本發明盡管結構簡單，但配置合理、分工明確、功能互補，極大地提高工件5的定位精度，工件5的加工精度達5級，比現有技術提高2級。