專利名稱：一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，應(yīng)用于將鋼板矩形坯料制作成圓形拉伸試樣車削加工過程中快速夾持定位。
背景技術(shù)：
冶金企業(yè)在生產(chǎn)、研發(fā)過程中，金屬力學(xué)性能試驗一般將坯料加工制作成圓形橫截面試樣，也就是圓形拉伸試樣，對材料進行拉伸試驗(GB/T228-2010)。加工方式是將材料鋸切成矩形樣坯后車削加工成圓形拉伸試樣。車床一般配套使用通用三爪卡盤或四爪卡盤，三爪卡盤只能快速夾持同心圓棒料，若裝夾不規(guī)則的矩型樣坯最少需6-10分鐘，四爪卡盤能夾持異形件，需要頻繁調(diào)整卡盤四爪同步動作，耗用時間長。上海齊寶數(shù)控機床制造有限公司的劉然、朱興華、王勝民等公開了一種圓拉伸試樣加工的專用機床(公告號CN201436137U)，通過將數(shù)控車床、送料機和打標(biāo)機整合在一起，使得圓拉伸試樣的送料、力口工和打標(biāo)工作能夠一次性自動完成。但是該設(shè)備費用高，數(shù)控車床只能做圓拉伸試樣加工專機使用，資源利用率不高。武漢鋼鐵(集團)公司的董如泉、唐因、虞正群等公開了一種車床試件定位夾具(公告號CN201455681U)，該實用新型包括底座、夾持塊和中心頂針，中心頂針安裝于底座中心，用于頂住試件軸端表面中心；夾持塊安裝在底座上，用于夾持試件，具有使鋼板樣坯快速定位于加工位置，使樣坯安全高效加工成符合國家標(biāo)準(zhǔn)圓形拉伸待磨削加工試件的特點。但該夾具在鋼板樣坯尺寸發(fā)生變化時，需要手動調(diào)節(jié)夾持塊的緊固螺絲，以便根據(jù)樣坯的外表面結(jié)構(gòu)做出相適應(yīng)的變動，不能快速響應(yīng)截面尺寸變化范圍大的矩形樣坯試樣加工。河南森源電氣股份有限公司的趙亞中、胡占樓公開了一種方形工件快速自定心裝卡裝置。該實用新型錐軸通過螺紋連接有錐套，錐軸上同時帶有錐度的四掰彈性卡頭，通過手動調(diào)節(jié)錐軸上螺紋距離使彈性卡頭變形，實現(xiàn)對方形工件的夾緊。圓形拉伸試樣在材料力學(xué)性能試驗試樣數(shù)量中占比約30%，加工任務(wù)量大，中試工廠主要是科研試驗 使用，不同的坯料鋸切成矩形樣坯(長度140-300mm，寬12_25mm，高12-25mm)后，截面尺寸變化范圍大，按常規(guī)方法加工試樣，不能實現(xiàn)車床夾具快速準(zhǔn)確地進行自動中心定位、夾緊，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是制作一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，主要解決以下技術(shù)問題:(I)對矩形樣坯夾持時，使得矩形端面與車床頂針的軸線方向垂直，準(zhǔn)確實現(xiàn)中心定位，并能夠在車床主軸高速旋轉(zhuǎn)情況下傳遞切削力矩。(2)能夠適應(yīng)矩形樣坯截面尺寸變化范圍，自動調(diào)節(jié)夾持試樣鉗口大小，快速夾持定位于加工位置，克服手動調(diào)節(jié)鉗口缺陷，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率。本實用新型的技術(shù)方案:本實用新型的一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具包括便利用車床上自帶的通用三爪卡盤對其進行快速夾持的圓柱形軸套和安裝在軸套上的夾持塊，其軸套內(nèi)部分為上下兩半部分:下半部分是圓形孔，導(dǎo)向軸置于圓形孔中，可沿軸向上下滑動，圓形孔有內(nèi)螺紋，壓蓋與軸套下端螺紋連接，在壓蓋與導(dǎo)向軸之間有壓縮彈簧；軸套內(nèi)上半部分是矩形槽，矩形槽一組對應(yīng)內(nèi)壁的上部是對稱的楔形坡面，兩夾持塊對稱安裝在矩形槽內(nèi)，兩夾持塊的下端通過銷軸鉸接在導(dǎo)向軸的上端中心，銷軸平行于矩形槽帶有楔形坡面的一組對應(yīng)內(nèi)壁，兩夾持塊上端內(nèi)側(cè)夾持部位帶有V型鉗口，套在銷軸上的雙扭力彈簧的兩末端分別作用在兩夾持塊的內(nèi)側(cè)施以張力。所述的V型鉗口開口為直角V型，兩個V型鉗口構(gòu)成的方形夾持口朝向車床尾座頂尖。[0007]所述的軸套上對應(yīng)銷軸的位置有銷軸安裝孔。本實用新型的有益效果:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，效率高，可在5秒內(nèi)快速準(zhǔn)確裝夾矩型樣坯，提高了批量生產(chǎn)效率?？勺詣訆A持矩型樣坯工件截面積范圍大，寬12-25_，高12-25_。應(yīng)用前景廣闊，可應(yīng)用該夾具設(shè)計原理，制作相應(yīng)的夾具，實現(xiàn)大方坯工件在車床上的加工。

圖1是本實用新型YZ剖面圖。圖2是本實用新型XZ剖面圖。圖3是本實用新型裝配分解圖。圖4是本實用新型工作示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3是本實用新型的一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型的包括便利用車床上自帶的通用三爪卡盤對其進行快速夾持的圓柱形軸套和安裝在軸套上的夾持塊，其軸套8內(nèi)部分為上下兩半部分:下半部分是圓形孔，導(dǎo)向軸3置于圓形孔中，可沿軸向上下滑動，圓形孔有內(nèi)螺紋，壓蓋I與軸套8下端螺紋連接，在壓蓋I與導(dǎo)向軸3之間有壓縮彈簧2 ;軸套8內(nèi)上半部分是矩形槽，矩形槽上部一組對應(yīng)內(nèi)壁是對稱的楔形坡面9，兩夾持塊6、7對稱安裝在矩形槽內(nèi)，兩夾持塊6、7的下端通過銷軸4鉸接在導(dǎo)向軸3的上端中心，銷軸4平行于矩形槽帶有楔形坡面9的一組對應(yīng)內(nèi)壁，兩夾持塊6、7上端內(nèi)側(cè)夾持部位帶有V型鉗口 10，套在銷軸4上的雙扭力彈簧5的兩末端分別作用在兩夾持塊6、7的內(nèi)側(cè)施以張力。所述的V型鉗口 10開口為直角V型，兩個V型鉗口構(gòu)成的方形夾持口朝向車床尾座頂尖。所述的軸套8上對應(yīng)銷軸4的位置有銷軸安裝孔11。夾具軸套8外部是圓形軸，以便利用車床上自帶的通用三爪卡盤對其進行快速夾持。軸套內(nèi)部分為上下兩半部分:下半部分是圓形孔，圓形孔有內(nèi)螺紋，可以與壓蓋I上的外螺紋連接，將壓縮彈簧2、導(dǎo)向軸3依次壓入軸套8圓形孔內(nèi)，壓縮彈簧2、導(dǎo)向軸3可沿軸向上下滑動。上半部分是矩形槽，矩形槽Y方向有兩個對稱的楔形坡面9，兩夾持塊6、7分別安裝在矩形槽內(nèi)，V型鉗口 12起到定心并夾緊的作用；雙扭力彈簧5在兩夾持塊之間，彈黃兩末端分別作用在兩夾持塊上，雙扭力彈黃5作動力給將兩夾持塊施以張力。軸套8上有直徑IOmm軸套連接銷軸安裝孔11，可以方便安裝直徑8mm的銷軸4，銷軸4通過導(dǎo)向軸3上的連接銷孔12將導(dǎo)向軸3、雙扭力彈簧和兩夾持塊在軸套內(nèi)連接成一體。這里將軸套8軸向方向定義為Z向，軸套連接銷軸安裝孔11中心線方向定義為X向，X Z平面法向并穿過軸套8中心線方向定義為Y向。YZ平面和XZ平面剖面圖分別如圖1、圖2所示。非工作狀態(tài)下，壓縮彈簧2固定在導(dǎo)向軸3與壓蓋I之間，導(dǎo)向軸3在彈簧彈力作用下沿軸套8內(nèi)的圓形孔Z向正向移動，在銷軸4作用下，彈簧彈力傳遞給兩夾持塊6、7，推動兩夾持塊6、7同步沿Z向正向移動，同時，雙扭力彈簧5兩末端將兩夾持塊6、7沿Y向軸向推開，使得兩夾持塊6、7側(cè)面與軸套8內(nèi)部上半部分的矩形槽內(nèi)楔形坡面9緊密接觸，兩夾頭開口度打開，直至壓縮彈簧2伸縮至最大長度，夾頭開口度達最大。夾具工作示意圖如圖4所示,機床三爪卡盤卡住夾具軸套8外部圓形軸,工件14裝夾時應(yīng)用手把持矩型樣坯一端放入兩夾持塊6、7的V型口 12內(nèi)，手動調(diào)節(jié)車床尾座頂尖13向Z向負方向移動，使其與矩型樣坯14的中心孔相接觸，并推動兩夾持塊6、7沿Z向軸向負方向移動，同步帶動導(dǎo)向軸沿Z向軸向負方向移動，壓縮彈簧2處于壓縮狀態(tài)，同時，兩夾持塊夾頭Y向開口度減少，當(dāng)V型口 10與矩型樣坯14兩面接觸后，頂尖頂緊，可實現(xiàn)矩型樣坯的定位。完成徑 向定位同時，矩形槽結(jié)構(gòu)本身起到限制兩夾持塊繞機床回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動作用，即能夠有效防止矩型樣坯工件繞機床回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，可進行車削加工試樣。加工完畢后，向Z向正方向手動調(diào)節(jié)車床尾座頂尖13，使其退出工作位置，處于壓縮狀態(tài)壓縮彈簧2釋放彈力，將導(dǎo)向軸和兩夾持塊6、7沿Z向正向推出軸套8，雙扭力彈簧4將兩夾頭沿矩形槽導(dǎo)向坡面Y向打開，可卸下加工完成的試樣。本實用新型是斜楔式夾緊機構(gòu)，主要是利用其斜面移動所產(chǎn)生的壓力夾緊工件，將夾持塊背面與軸套內(nèi)兩配合面加工成斜切面，同時在扭轉(zhuǎn)彈簧徑向力作用下，可以實現(xiàn)夾持塊軸向位移轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蛭灰?。夾具在非工作狀態(tài)下，利用壓縮彈簧和雙扭力彈簧的彈力實現(xiàn)夾具夾頭的自動復(fù)位，方便工件夾裝。工件夾裝時，尾座頂針可以軸向移動，矩形樣坯工件在尾座頂針推力作用下沿軸向運動，將力傳遞給兩夾持塊，由于兩夾持塊固定在同一導(dǎo)向軸上，兩夾持塊隨導(dǎo)向軸同步移動速度，利用斜楔形坡面結(jié)構(gòu)，使兩夾持塊變軸向運動為徑向等速同步移動，針對矩形樣坯工件，夾持塊夾持部位設(shè)計為V型鉗口，方便工件夾裝，實現(xiàn)對工件定心定位和夾緊。工件加工完畢，尾座頂針退出，導(dǎo)向軸在壓縮彈簧作用下，帶動兩夾持塊自動打開V型鉗口，夾具在雙扭力彈簧作用下自動復(fù)位，方便取出試樣。
權(quán)利要求1.一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，包括便利用車床上自帶的通用三爪卡盤對其進行快速夾持的圓柱形軸套和安裝在軸套上的夾持塊，其特征在于:軸套(8)內(nèi)部分為上下兩半部分:下半部分是圓形孔，導(dǎo)向軸(3)置于圓形孔中，可沿軸向上下滑動，圓形孔有內(nèi)螺紋，壓蓋(I)與軸套(8)下端螺紋連接，在壓蓋(I)與導(dǎo)向軸(3)之間有壓縮彈簧(2);軸套(8)內(nèi)上半部分是矩形槽，矩形槽一組對應(yīng)內(nèi)壁的上部是對稱的楔形坡面(9)，兩夾持塊(6、7)對稱安裝在矩形槽內(nèi)，兩夾持塊(6、7)的下端通過銷軸(4)鉸接在導(dǎo)向軸(3)的上端中心，銷軸(4)平行于矩形槽帶有楔形坡面(9)的一組對應(yīng)內(nèi)壁，兩夾持塊(6、7)上端內(nèi)側(cè)夾持部位帶有V型鉗口( 10)，套在銷軸(4)上的雙扭力彈簧(5)的兩末端分別作用在兩夾持塊(6、7)的內(nèi)側(cè)施以張力。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，其特征在于:V型鉗口( 10)開口為直角V型，兩個V型鉗口構(gòu)成的方形夾持口朝向車床尾座頂尖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，其特征在于:軸套(8)上對應(yīng)銷軸(4)的位置有銷軸安裝孔(11)。
專利摘要本實用新型提供一種將矩型樣坯加工成圓形拉伸試樣的車床夾具，包括便利用車床上自帶的通用三爪卡盤對其進行快速夾持的圓柱形軸套和安裝在軸套上的夾持塊，其軸套內(nèi)部分為上下兩半部分下半部分是圓形孔，導(dǎo)向軸置于圓形孔中，可沿軸向上下滑動，圓形孔有內(nèi)螺紋，壓蓋與軸套下端螺紋連接，在壓蓋與導(dǎo)向軸之間有壓縮彈簧；軸套內(nèi)上半部分是矩形槽，矩形槽上部一組對應(yīng)內(nèi)壁是對稱的楔形坡面，兩夾持塊對稱安裝在矩形槽內(nèi)，兩夾持塊的下端通過銷軸鉸接在導(dǎo)向軸的上端中心，銷軸行于矩形槽帶有楔形坡面的一組對應(yīng)內(nèi)壁，兩夾持塊上端內(nèi)側(cè)夾持部位帶有V型鉗口，套在銷軸上的雙扭力彈簧的兩末端分別作用在兩夾持塊的內(nèi)側(cè)施以張力。
文檔編號B23Q3/00GK203109641SQ20132008333
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者曾永龍, 黎勇, 李峰, 蔡毅, 許正潔, 范非 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司