一种辊环车削夹具的制作方法

本实用新型涉及辊环加工工具技术领域，尤其涉及一种辊环车削夹具。

背景技术：

辊环(roll collar)是属于型材轧辊辊身上轧槽之间或轧槽以外的部分。根据辊环在轧辊上所处的位置不同，可分为端辊环和中间辊环两种。硬质合金辊环，性能优越、质量稳定、产品精度高，有较好的耐磨性和较高的抗冲击性，在扎机广泛使用。

随着科学技术发展进步，对设备可靠性、使用寿命、设备精度等要求提高，只有质量可靠的设备零件，才能保证持续稳定生产出高质量的产品，因而在逐步提升设备性能的阶段，对精轧机的核心零部件辊环的加工精度也提出了更高的要求。

目前辊环加工使用普通的芯轴式车夹具，由于辊环材料以碳化钨和钴等为材料用粉末冶金方法制成，硬度高，加工难度大，普通夹具使用寿命短，加工精度及稳定性无法保证。普通涨芯使用弹簧钢作为夹具的主要材料，不耐磨损，导致精度损失快，而且夹具与辊环装夹定位间隙太小，影响人工装夹、取放加辊环工件的工作效率。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种新型的辊环车削夹具，对辊环工件的夹持稳定度高，耐磨损，提高了辊环的加工精度，解决了现有夹具对辊环夹持不准、使用不便的问题。

本实用新型提供了以下技术方案：

一种辊环车削夹具，其包括定位法兰、连接在定位法兰上方的锥度组件、与锥度组件连接的防滑支撑盘、套设在锥度组件顶部的夹头以及贯穿夹头和锥度组件的导向拉杆；锥度组件由上下同轴设置的锥度体和盘状的锥度体座组成，锥度组件轴心设置供导向拉杆贯穿的导向通孔；防滑支撑盘设置供锥度体贯穿的定位孔，并且防滑支撑盘顶面用于放置辊环；夹头由至少两个呈圆周分布的金属夹持块和粘接相邻夹持块的弹性橡胶块围合而成，夹头中部贯穿设置锥形孔，锥形孔的锥度与锥度体的侧壁锥度一致，夹头底面与防滑支撑盘顶面间存在行程间隙；导向拉杆由位于顶部的与夹头卡接的定位盘和位于下部与定位盘同轴设置的拉杆组成；底部受到轴向向外的拉力作用时，导向拉杆带动夹头向下挤压锥度体，夹头涨开并涨紧辊环的内表面，从而实现对辊环的固定。

所述的辊环车削夹具中，所述导向拉杆的定位盘的横截面大于锥形孔的最小截面积，定位盘的底面向下延伸出环形连接部，连接部的侧面沿周向设置卡槽，夹头顶面水平向向内延伸出与卡槽配合的卡接部。

所述的辊环车削夹具中，卡槽为沿周向对称分布的一组卡孔，卡接部为与对应卡孔设置的一组凸块或者环形凸起；或者卡槽为一环形卡槽，卡接部为与环形卡槽卡接的一组凸块或者环形凸起。

所述的辊环车削夹具中，定位盘和拉杆为一体成型或螺接、卡接。

所述的辊环车削夹具中，夹头的底面对称设置轴向定位槽，所述定位槽为径向分布的条形凹槽或者轴向槽孔，防滑支撑盘的顶面对应定位槽位置设置止动销，定位槽的宽度或者孔径略大于止动销直径，定位槽的深度小于止动销外露部分长度。

所述的辊环车削夹具中，所述定位槽为径向分布的条形凹槽，是弹性橡胶块底部整体或者局部凹陷形成的凹槽。

所述的辊环车削夹具中，防滑支撑盘或者锥度体座内水平设置多个对称分布的导向沉孔和设置在各导向沉孔内的导向螺钉，导向沉孔与导向通孔连通，导向螺钉的内端抵触拉杆侧面。

所述的辊环车削夹具中，拉杆侧面对应导向螺钉位置切割形成多个抵触面，导向螺钉末端端面与相应的抵触面抵持。

所述的辊环车削夹具中，锥度体座的底部中心位置设置与导向通孔、定位法兰中心孔连通的限位槽，限位件卡接在限位槽内，限位件与限位槽在径向上卡接配合，限位件外壁在轴向上与限位槽内壁存在间隙；限位件沿中轴线设置螺纹孔，拉杆下部设置与限位件螺纹孔配合的外螺纹。

所述的辊环车削夹具中，限位件的顶面设置定位销孔，锥度体座底面上垂直设置定位销，定位销的露出部分卡入到定位销孔中。

本实用新型实施例提供的辊环车削夹具具有以下有益效果：

1、本实用新型结构简单、维护方便、操作易懂，用于固定辊环的夹头采用金属夹持块和粘接相邻夹持块的弹性橡胶块围合而成，夹头的加持力为传统全钢开槽夹头的2-3倍，并且夹紧力保持平行而均匀的作用于工件上，使用寿命长，工作效率高；还降低了生产成本，显著提高辊环的加工精度，提升良率；此外，上述夹具与辊环工件间的定位间隙增大，提高了装夹、取放加辊环工件的工作效率，降低了操作者的作业难度。

2、导向拉杆通过设置顶部与夹头卡接的定位盘和下部与传动轴传动连接的拉杆，导向拉杆在外力作用下可带动夹头沿着锥度体进行上下移动，使夹头进行径向扩张或者径向收缩，从而实现对辊环内壁的涨紧定位或者解除定位。通过夹头底面的定位槽与防滑支撑盘顶面的止动销的相互配合，避免工作过程中夹头发生转动，减少由于这种转动带来的夹头外侧面与辊环内侧面的磨损，影响夹头的夹持精度的问题。

3、锥度体座上的导向螺钉与拉杆抵触面的抵触配合，便于通过对拉杆位置进行固定，保持夹头对辊环的固定状态，便于后续对辊环的加工。抵触面的设置提高了螺钉末端端面与拉杆侧面的接触面积，增大了两者间的摩擦力。

4、锥度体座上限位槽与限位件的配合设置，既允许导向拉杆带动夹头和限位件进行轴向的上下移动，同时限位件与限位槽轴向的间隙仅允许导向拉杆在轴向进行小范围移动，保证夹头进行小范围的径向扩张以实现对辊环的稳定固定，避免夹头由于过度扩张而损坏、缩短使用寿命、影响夹头的夹持精度的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中辊环车削夹具的平面剖视图；

图2为本实用新型实施例1中辊环车削夹具的立体剖面结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中导向拉杆的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中夹头的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例1中夹头的倒置的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例1中夹头的剖视图；

图7为本实用新型实施例1中夹头的仰视结构示意图；

图8为本实用新型其他实施例中夹头的仰视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种如图1-2所示的辊环车削夹具，其包括定位法兰9、连接在定位法兰9 上方的锥度组件6、连接在锥度组件6顶面的防滑支撑盘5、套设在锥度组件6 顶部的夹头2以及贯穿夹头2和锥度组件6的导向拉杆1。锥度组件6由上下同轴设置的锥度体61和盘状的锥度体座62组成，锥度体61和盘状的锥度体座62 为一体成型或者可拆接的分体设置。锥度组件6轴心设置供导向拉杆1贯穿的导向通孔。防滑支撑盘5螺接在锥度体座62的顶面，防滑支撑盘5中部设置供锥度体61贯穿的定位孔，并且防滑支撑盘5顶面用于放置辊环3。夹头2由至少两个呈圆周分布的金属夹持块21和粘接相邻夹持块的弹性橡胶块22围合而成，夹头2中部贯穿设置锥形孔23，锥形孔23的锥度与锥度体61的侧壁锥度一致，夹头2底面与防滑支撑盘5顶面间存在行程间隙，允许夹头2进行向下移动。导向拉杆1由位于顶部的与夹头2卡接的定位盘11和位于下部与定位盘同轴设置的拉杆12，由于定位盘11与夹头2卡接，导向拉杆1可带动夹头2沿着锥度体62 进行上下移动，进行径向扩张或者径向收缩，实现对辊环3内壁的涨紧定位或者解除定位作用。

工作时，将辊环3套装在夹头2的外部，同时辊环3被放置于防滑支撑盘5 上，将导向拉杆1安装到位，定位盘11卡接夹头2，并将导向拉杆1与机床上的传动轴进行传动连接；当导向拉杆1的底部受到轴向向外的拉力作用时，导向拉杆1带动夹头2向下挤压锥度体61，夹头2涨开并涨紧辊环3的内表面，从而实现对辊环3的稳定夹持，便于后续对辊环3的精确加工。当导向拉杆1反向向上运动时，与夹头2卡接的定位盘推动夹头2向上逐渐退出锥度体61，夹头2发生径向收缩并回复初始状态，解除对辊环3的固定，可轻松地取出辊环3。

上述夹头2中金属夹持块21采用高强度合金工具钢，夹头2整体由高分子材料将合金工具钢与高强度弹性橡胶22耦合粘接而成，其夹持力为传统全钢开槽夹头的2～3倍，并且夹持力均匀分布。

如图3所示，具体地，所述导向拉杆的定位盘11的横截面大于锥形孔23的最小截面积，定位盘11对夹头2的顶面起到抵持作用，而定位盘11的底面向下延伸出环形连接部，连接部的侧面沿周向设置卡槽14，或者夹头2顶面(夹头2 锥形孔23的顶部内壁)水平向内延伸出与卡槽14配合的卡接部24。通过上述设置可将导向拉杆1和夹头2进行可拆卸连接，便于这些部件的安装、拆卸和维修。

本实施例中，卡槽14为一环形卡槽，卡接部24为与环形卡槽卡接的环形凸起或者一组均匀分布的凸块，前者环形凸起设置的加工工艺简单，后者凸块的设置更节约材料，降低材料成本。其他实施例中，卡槽14为沿周向对称分布的一组卡孔，卡接部24为与对应卡孔设置的一组凸块或者环形凸起，这种卡接配合能避免工作过程中夹头2发生相对导向拉杆1的转动，减少由于转动带来的两者接触面的磨损。

本实施例中，定位盘11和拉杆12为一体成型，其他实施例中，为了便于加工和维修，定位盘和拉杆为分体设置，两者进行螺接或者卡接。

如图4-7所示，夹头2的底面对称设置轴向定位槽25，所述定位槽25为径向分布的条形凹槽，防滑支撑盘5的顶面对应定位槽25位置设置止动销4，定位槽25的宽度略大于止动销4直径，定位槽25的深度小于止动销4外露部分长度，所述止动销4的数量可设置为多个。工作过程中，止动销4的上部插入到定位槽 25中，对夹头2进行定位，在夹头2的轴向上下移动过程中，止动销4的上端在定位槽25中也进行上下滑动，这种设置避免工作过程中夹头2发生转动，减少由于这种转动带来的夹头外侧面与辊环3内侧面的磨损，从而影响夹头的夹持精度的问题。

优选地，所述定位槽25为径向分布的条形凹槽，是弹性橡胶块22底部整体或者局部凹陷形成的凹槽。这种设置的定位槽25不仅便于加工，降低加工成本，这种设置使止动销4与定位槽25的抵持具有缓冲作用，不易磨损零件，延长止动销4的使用寿命。

如图8所示的其他实施例中，定位槽26为对称分布在金属夹持块21底面或弹性橡胶块22底面的槽孔，槽孔的孔径略大于止动销4直径。这种设置也能防止夹头2在工作过程中发生转动。

本实施例中，防滑支撑盘5或者锥度体座62内水平设置至少1个对称分布的导向沉孔72和设置在各导向沉孔内的导向螺钉71，导向沉孔72与导向通孔连通，导向螺钉71的内端抵触拉杆12侧面。通过将导向螺钉71旋紧或者旋松，使导向螺钉71抵触固定拉杆12的位置或者解除对拉杆12的固定。上述抵持拉杆12的导向螺钉71的设置，便于通过对拉杆位置进行固定，保持夹头2对辊环 3的固定状态，便于后续对辊环3的加工。

为了提高导向螺钉71与拉杆12的摩擦力，加强导向螺钉71对拉杆12的定位作用，拉杆12侧面对应导向螺钉71位置切割形成多个抵触面13，导向螺钉末端71端面与相应的抵触面13抵持。这样设置扩大了导向螺钉71末端端面与拉杆侧壁的接触面积，增大了两者间的摩擦力。其中，抵触面13的高度大于夹头2上下运动的位移范围，这样设置避免因抵触面13高度过窄引起对夹头2运动范围的限制，从而导致影响夹具的正常工作的问题。

锥度体座62的底部中心位置设置与导向通孔、定位法兰9中心孔连通的限位槽63，限位件8卡接在限位槽63内，限位件8与限位槽63在径向上卡接配合，限位件8外壁在轴向上与限位槽63内壁存在间隙，限位件8仅能进行轴向小范围移动。限位件8沿中轴线设置螺纹孔，拉杆12下端设置与限位件8螺纹孔配合的外螺纹。限位件8与导向拉杆1螺接在一起。上述设置既允许导向拉杆1带动夹头2和限位件8进行轴向的上下移动，同时限位件8与限位槽63轴向的间隙仅允许导向拉杆1在轴向进行小范围移动，保证夹头2进行小范围的径向扩张以实现对辊环3的稳定固定，保证夹头2不会由于过度扩张而损坏、缩短使用寿命、影响夹头的夹持精度。

进一步地，如图2所示，与拉杆12螺接的螺纹孔并未贯穿限位件8，拉杆 12末端螺接在限位件8上，而限位件8的下端设置带有外螺纹的衔接部，便于通过螺接与传动轴进行传动连接，从而将传动轴与拉杆12进行连接。其他实施例中，所述螺纹孔完全贯穿限位件8，通过与螺纹孔的螺接，拉杆12下端完全贯穿限位件，拉杆12末端与机床传动轴连接，便于对拉杆12进行传动，直接带动拉杆12进行轴向移动，促使夹头2工作对辊环进行夹持或者解除夹持。

为了避免限位件8在工作过程中发生旋转，限位件8的顶面设置定位销孔，锥度体座62底面上垂直设置定位销81，定位销81的头部露出部分卡入到定位销孔中并可在定位销孔中上下移动。所述定位销81至少为1个，其他实施例中，定位销81可以为对称分布的2个或者3个。

本实用新型提供的辊环车削夹具结构简单、维护方便、操作易懂，夹头对辊环的夹持力大且作用均匀，使用寿命长，工作效率高，具有很好的应用前景。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。