套筒研磨夹具的制作方法

本发明涉及工装夹具技术领域，具体涉及一种套筒研磨夹具。

背景技术：

套筒是汽车维修中常用的一种工具，常用于拧紧或拆卸螺丝。其结构通常包括内孔和外圆，内孔主要起支撑导向作用，外圆一般用于与其他零件进行接触而起到支撑作用。在加工套筒时通常需要将套筒装夹起来以对其外圆和内孔进行研磨，并且需要保证外圆和内孔的同轴度，然而由于装夹困难，往往很难达到形位公差（即形状公差和位置公差）要求。

传统的做法有将夹具的心轴设计成圆柱形的，但圆柱形心轴的外圆和套筒的内孔之间必然存在间隙，此间隙会直接导致套筒加工后内孔和外圆的同轴度误差，因此要提高加工精度，就必须减小此间隙，而间隙太小又造成装卸困难。

cn201143635公开了一种套筒磨削夹具，由心轴构成，心轴的一端设置有锥形心轴体，心轴的另一端上套设有一个夹紧锥体和一个装卸螺母，装卸螺母通过螺纹副与心轴连接，夹紧锥体位于锥形心轴体和装卸螺母之间，夹紧锥体的短径端与锥形心轴体的短径端相向。夹紧锥体的长径端的端面内设置有圆孔，圆孔的内壁中设置有环形槽，环形槽上设置有两个径向槽，装卸螺母的一端外圆周上设置有两个凸块，两个凸块均位于环形槽内。将待加工的工件放置到夹紧锥体与锥形心轴体之间，利用装卸螺母对夹紧锥体加压，可以固定工件。装卸螺母一端的凸块设置在夹紧锥体端面孔内壁的环形槽中，卸下工件时，装卸螺母可以将夹紧锥体从工件内拉出。本技术方案可保证工件内孔与外圆的同轴度。

然而上述方案还存在一定的缺陷：1、在装夹或者拆卸套筒的时候，需要先将装卸螺母和夹紧锥体均从心轴上拆卸下来，然后才能将套筒装夹到心轴上或者从心轴上拆卸下来，操作繁琐，装夹拆卸效率较低；2、能适用的套筒内孔直径受限，使用范围小；3、磨削过程中产生的粉末碎屑不能及时清理，影响研磨。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种套筒研磨夹具，操作简单，能有效提高装夹拆卸效率，使用范围广，还能及时清理研磨碎屑。

为达到上述目的，本发明的基础方案是：提供一种套筒研磨夹具，包括呈圆柱体的心轴，还包括两个相同的变形机构，且两个变形机构相对设在心轴上；变形机构包括气囊、螺母、若干支撑杆和若干固定板；螺母与心轴螺纹连接；支撑杆均与螺母铰接，且支撑杆可相对螺母转动；固定板的一端和心轴铰接，另一端和支撑杆铰接，且若干固定板可围绕心轴形成锥体并能用于固定套筒；气囊包括用于通入气体的进气口和用于给套筒外圆吹气的出气口，且气囊设在锥体内。

本技术方案的工作原理在于：正向旋转其中一个螺母，反向旋转另一个螺母，使螺母在心轴上进行水平移动，且使两个螺母之间的距离是越来越大的，即螺母逐渐远离锥体的窄口端，这时候，由于支撑杆可相对螺母转动，所以螺母周向转动的过程中，支撑杆不会发生周向转动，且随着螺母在水平方向上的移动，而支撑杆和螺母又是铰接的，所以支撑杆会相对螺母在平面内发生转动，固定板和支撑杆、心轴均铰接，所以固定板相对支撑杆和心轴也会在平面内发生转动，由于螺母是逐渐远离锥体的窄口端的，所以支撑杆和固定板之间的夹角逐渐变大，即锥体逐渐收缩，固定板逐渐靠近心轴，从而缩短固定板和心轴之间的距离，距离缩短到一定程度后，再将套筒的内孔穿插到心轴上，使得套筒位于相对设置的固定板之间。然后反向旋转螺母，使两个螺母之间的距离是越来越小的，即螺母逐渐靠近锥体的窄口端，这时候，支撑杆相对螺母在平面内发生转动，固定板相对支撑杆和心轴在平面内发生转动，由于螺母是逐渐靠近锥体的窄口端的，所以支撑杆和固定板之间的夹角逐渐变小，即锥体逐渐被撑开，固定板逐渐远离心轴，从而扩大固定板和心轴之间的距离，直到固定板和套筒的内孔相抵，这时候固定板形成的锥体角度适应套筒内孔的大小，从而固定套筒；同时从气囊的进气口吹入气体，使气囊逐渐变大而贴合在固定板形成的锥体内壁上，当气囊鼓起的大小适应固定板形成的锥体大小时，即可采用研磨工具开始研磨套筒的外圆，同时打开出气口，使气囊内的气体给套筒外圆吹气，并保证进气口一直充入气体，即让气囊一直贴合在固定板形成的锥体内壁上。研磨完毕后，先停止向气囊内通气，使气囊内的气体从出气口排出，气囊缩小，然后再转动螺母，使两个螺母之间的距离逐渐变大，后续的过程和前面描述的一致，此处不再赘述，直到锥体收缩后，将套筒的内孔从心轴、固定板上穿出，从而取下套筒，即完成整个研磨过程。

本技术方案的有益效果在于：1、只需要旋转螺母即可缩小固定板和心轴之间的距离，从而装夹或者拆卸套筒，或者增大固定板和心轴之间的距离，从而固定套筒进行研磨，而不需要如现有技术中将装卸螺母和夹紧锥体均从心轴上拆卸下来，本技术方案装夹或者拆卸套筒的操作简单，可有效提高装夹拆卸效率；2、固定板和心轴、支撑杆均铰接，支撑杆与螺母铰接，螺母又和心轴螺纹连接，使得固定板和心轴之间的角度可变，即固定板形成的锥体角度大小可变，且均能通过螺母固定住，可以适用不同的套筒内孔直径，使用范围广；3、将气囊置于锥体内，并贴合在固定板形成的锥体内壁上，使得气囊对固定板起一定的支撑作用，减少套筒研磨过程中固定板受到的压力，提高固定板的使用寿命；4、通过气囊还能缓冲研磨过程中对固定板产生的震动，起到减震的作用，夹具运行更加平稳；5、气囊上的出气口吹走研磨过程中产生的粉末碎屑，让研磨器与套筒外圆进行充分有效的接触，防止粉末碎屑影响研磨效果，同时吹出的空气还能带走一部分研磨时由于摩擦产生的热量，防止套筒研磨时发生热变形，能提高套筒研磨质量。

进一步，还包括用于研磨套筒内孔的研磨头，研磨头与心轴滑动连接，气囊还包括用于给研磨头吹气的吹气孔，进气口、出气口和吹气孔上均设有阀门。研磨套筒外圆结束后，还能通过研磨头对套筒内孔进行研磨，原理如下：关闭出气口上的阀门，然后打开两个气囊上的吹气孔的阀门，先向一个气囊内持续吹入气体，使气体从一个吹气孔吹出，从而推动研磨头在心轴上滑动，直到研磨头滑动到靠近另一个气囊的吹气孔时，停止给前一个气囊充气，而转向给另一个气囊充气，气体从另一个吹气孔吹出，推动研磨头在心轴上反向滑动，直到研磨头恢复原位，又给前一个气囊充气，开始下一个循环动作，使研磨头在心轴上往复运动，从而对套筒内孔进行研磨。不需要拆卸套筒，即可在同一夹具上同时对套筒外圆和内孔进行研磨，可以进一步保证套筒外圆和内孔的同轴度，保证形位公差不超差。

进一步，螺母的表面设有凹槽，凹槽上转动连接有圆环，圆环与若干支撑杆铰接。转动螺母，使螺母在心轴上移动时，圆环相对螺母上的凹槽发生转动，所以与圆环铰接的支撑杆不会发生转动，而只会相对螺母发生角度变化，结构简单。

进一步，吹气孔设在气囊的端部，锥体的窄口端设有与吹气孔相通的连通孔。气囊内的气体从吹气孔吹出再从连通孔吹出而推动研磨头，且连通孔设在锥体的窄口端，可以充分利用气体吹出的动能，使研磨头进行快速滑动，研磨效率高。

附图说明

图1为本发明套筒研磨夹具的结构示意图；

图2为本发明套筒研磨夹具研磨头的剖视图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：心轴1、气囊2、螺母3、支撑杆4、固定板5、进气口20、出气口21、吹气孔22、研磨头6、研磨部60、圆环30、连通孔50、套筒7。

本实施例提供的套筒研磨夹具，如图1所示，包括呈圆柱体的心轴1，心轴1的中间段为光面，并滑动连接有研磨头6，其结构如图2所示，研磨头6的中部圆盘设置，以周向研磨套筒7的内孔，研磨头7中部的两侧均设有凸出的研磨部60(当固定板5和套筒7相抵的时候，会形成一个腔体，研磨部60能进入这个腔体，从而研磨套筒7内孔的两端，即保证固定板5和套筒7相抵时套筒7对应的周向部分也能被研磨到)，研磨头6的大小可根据实际套筒7的大小需求进行更换；心轴1的左段和右段为螺纹段，且左段和右段上连接有两个相同的变形机构，且两个变形机构相对连接在心轴1上；变形机构包括气囊2、螺母3、若干支撑杆4和若干固定板5，本实施例优选支撑杆4和固定板5的数量均为四个；螺母3与心轴1螺纹连接；螺母3的表面开有凹槽，凹槽上转动连接有圆环30，圆环30与四个支撑杆4铰接；四个固定板5的一端和心轴1铰接，另一端和四个支撑杆4分别铰接，且若干固定板5可围绕心轴1形成锥体从而固定套筒7；气囊2包括用于通入气体的进气口20，用于给套筒7外圆吹气的出气口21和用于给研磨头6吹气的吹气孔22，且进气口20、出气口21和吹气孔22上均设有阀门，吹气孔22设在气囊2的端部，锥体的窄口端设有与吹气孔22相通的连通孔50；且气囊2置于锥体内。

具体使用时，先正向旋转左边的螺母3，反向旋转右边的螺母3，使螺母3在心轴1上进行水平移动，且这种旋转方式会使两个螺母3之间的距离是越来越大的，即螺母3逐渐远离锥体的窄口端，螺母3旋转的过程中，圆环30相对螺母3上的凹槽发生转动，所以与圆环30铰接的支撑杆4不会发生周向转动，而只会相对螺母3发生角度变化，支撑杆4运动带动固定板5也在平面内进行转动，由于螺母3是逐渐远离锥体的窄口端的，所以支撑杆4和固定板5之间的夹角逐渐变大，固定板5与心轴1之间的距离逐渐变小，从而缩短固定板5和心轴1之间的距离，距离缩短到一定程度后，即当套筒7的内孔能穿过固定板5后，再将套筒7的内孔依次通过支撑杆4、固定板5而穿插到心轴1的中间段上。然后反向旋转左边的螺母3，正向旋转右边的螺母3，使两个螺母3之间的距离是越来越小的，即螺母3逐渐靠近锥体的窄口端，这时候，支撑杆4相对螺母3在平面内发生转动，固定板5相对支撑杆4和心轴1在平面内发生转动，由于螺母3是逐渐靠近锥体的窄口端的，所以支撑杆4和固定板5之间的夹角逐渐变小，固定板5逐渐远离心轴1，从而扩大固定板5和心轴1之间的距离，直到固定板5和套筒7的内孔相抵，这时候固定板5形成的锥体角度适应套筒7内孔的大小，从而固定套筒7。

同时打开气囊2上进气口20的阀门，从气囊2的进气口20吹入气体，气囊2会逐渐变大至贴合在固定板5形成的锥体内壁上，当气囊2鼓起的大小适应固定板5形成的锥体大小时，即可采用研磨工具开始研磨套筒7的外圆，同时打开出气口21的阀门，使气囊2内的气体通过出气口21给套筒7外圆吹气，从而吹走研磨套筒7外圆产生的粉末碎屑，并保证进气口20一直充入气体，即让气囊2一直贴合在固定板5形成的锥体内壁上。

套筒7外圆研磨完毕后，关闭出气口21上的阀门，然后打开两个气囊2上的吹气孔22的阀门，先向左边的气囊2内持续吹入气体，使气体从左边的吹气孔22吹出，并从连通孔50吹出从而推动研磨头6在心轴1上滑动，直到研磨头6滑动到靠近右边的气囊2的吹气孔22时，停止给左边的气囊2充气，而转向给右边的气囊2充气，气体从右边的吹气孔22吹出，并从连通孔50吹出从而推动研磨头6在心轴1上反向滑动，直到研磨头6恢复原位，靠近左边的气囊2，停止给右边的气囊2充气，又给左边的气囊2充气，如此循环往复，使研磨头6在心轴1上往复运动，从而对套筒7内孔进行研磨。

所有研磨都完毕后，停止通入气体到气囊2内，使气囊2内的气体从吹气孔22排出，气囊2缩小，然后再转动螺母3，使两个螺母3之间的距离逐渐变大，后续的原理和前面装夹套筒7的原理一致，此处不再赘述，直到固定板5和心轴1之间的距离缩短到一定程度后，即当套筒7的内孔能穿过固定板5后，将套筒7的内孔从心轴1、固定板5、支撑杆4上依次穿出，从而取下套筒7，即完成整个研磨过程。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。