一种膨胀芯轴装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种膨胀芯轴装置。

背景技术

膨胀芯轴一般分为分机械式和液压式两大类，其中机械式有三瓦型，滑套型等瓦式是靠瓦片在螺母等构件推动，使瓦片沿芯轴径向内外移动改变直径来实现涨缩的，具体的一般由一端的内外锥面组成，涨套的圆周均布有数条开口槽，锁紧外锥压迫内锥时涨套产生形变，涨套直径变大来绷紧零件。但是现有技术的机械式膨胀芯轴存在于以下几点：1.通常是单侧设置有锥面，在使用时有锥面的一端产生的形变相对要大，而且产生形变的量为由先接触的开口端部向另一端逐渐变小的情况，涨套膨胀形变不均匀，与被绷紧的零件的接触力不均匀；2.通常的涨套上加工的槽也是单向的，没有槽的一端基本不会产生形变，涨套膨胀不均匀；3.未设置顶出装置，当锁紧螺栓松开时，涨套不能正常收缩松开复位分离；4.未设置导向孔，更未设置找正结构，完全靠内外锥面定心，定心的精度不高。

因此，我们需要设计一种双侧锥面膨胀、涨套形变均匀、涨套形变过程平缓、涨套使用寿命长、能自动找正、定心精度高、能自动复位分离的膨胀芯轴装置。

发明内容

本发明的目的是提供了一种双侧锥面膨胀、涨套形变均匀、涨套形变过程平缓、涨套使用寿命长、能自动找正、定心精度高、能自动复位分离的膨胀芯轴装置。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种膨胀芯轴装置，包括夹持主体、弹性套、锁紧块、锁紧固定组件，所述弹性套设置在夹持主体和锁紧块之间，所述弹性套轴向的两端均设置有内锥面，两端的内锥面小端相连通设置，所述夹持主体和锁紧块均设置有与弹性套的内锥面锥度相同的外锥面，所述锁紧块通过锁紧固定组件向夹持主体靠近移动。

通过采用上述技术方案，膨胀芯轴装置的弹性套两端均设置有内锥面，两端的内锥面小端相连通，通过锁紧固定组件使锁紧块沿导向孔内向夹持主体做相近运动时，锁紧块和夹持主体的外锥面能同时驱动弹性套产生形变，提高弹性套形变的均匀性，并且两侧内锥面相同能提高安装的正反通用性。

作为本发明的进一步设置，锁紧固定组件包括锁紧螺栓、所述锁紧螺栓一端设置有挡片，所述锁紧块的中心线上设置有通孔，所述锁紧螺栓贯穿通孔伸向夹持主体，所述夹持主体中心线设置螺纹孔，所述螺纹孔内设置有与锁紧螺栓的外螺纹相匹配的内螺纹，所述挡片的外径大于通孔内径。

通过采用上述技术方案，锁紧固定组件是锁紧螺栓，通过拧紧锁紧螺栓使锁紧块沿导向孔内向夹持主体做相近运动，结构简单，实用性强。

作为本发明的进一步设置，弹性套内设置有弹簧，所述弹簧设置在夹持主体和锁紧块之间。

通过采用上述技术方案，当需要松开锁紧块时，拧松螺栓时，弹簧能同时作用于锁紧块和夹持主体，实现锁紧块和夹持主体快速脱离弹性套，实现自动复位分离。

作为本发明的进一步设置，弹簧为渐变弹簧，所述渐变弹簧的螺旋线为阿基米德螺线，渐变弹簧的锥度与弹性套的内锥面的锥度相匹配，渐变弹簧的最小内径大于等于所述弹性套的最小内径，渐变弹簧最大内径小于弹性套的最大内径。

通过采用上述技术方案，弹簧为渐变弹簧，为硬质材质的弹簧，弹簧的螺旋线为阿基米德螺线，因此弹簧为内径由小逐渐变大的渐变弹簧，渐变弹簧的锥度与弹性套的内锥面的锥度相匹配，渐变弹簧的最小内径大于等于所述弹性套的最小内径，渐变弹簧最大内径小于弹性套的最大内径，渐变弹簧在锁紧块靠近夹持主体时，受到压缩，每一圈螺旋线均向内移动，类似锁紧块的外锥面将弹性套的内锥面的小端一定程度的撑大，实现弹性套轴向方向所有位置的均受力撑大，涨套膨胀形变均匀，与被绷紧的零件的接触力均匀，提高弹性套与零件的结合牢固性，并且渐变弹簧在逐渐被压紧的过程中，相邻单圈弹簧在同一平面上实现重合，弹簧在弹性套径向方向逐渐“变实”，因此渐变弹簧在被压缩的过程中的膨胀力逐渐变大，能满足弹性套内锥面越靠近小端内壁越厚，需要的膨胀力越大的工况，实现整个压缩过程弹性套形变的均匀性，能在锁紧块或者夹持主体撑大内锥孔的之前提前一定程度地撑大弹簧所在位置的内锥孔，实现涨套形变过程平缓，延长涨套使用寿命长，而不是直接外锥面撑大内锥孔，容易造成内锥孔暴力撑坏，缩短涨套的使用寿命。

作为本发明的进一步设置，渐变弹簧设置为两个，两个所述的渐变弹簧小端相对、大端向背设置。

通过采用上述技术方案，当需要松开锁紧块时，拧松螺栓，两个渐变弹簧能同时作用于锁紧块和夹持主体，实现锁紧块和夹持主体快速脱离弹性套，实现自动复位分离。

作为本发明的进一步设置，长形槽沿轴向方向设置有一段松离槽，松离槽的宽度大于长形槽的宽度，长度与弹簧呈自由状态的轴向方向的长度相同。

通过采用上述技术方案，松离槽的宽度大于长形槽的宽度，长度与弹簧呈自由状态的轴向方向的长度相同，由于弹簧是空心结构，弹簧在压缩过程中的膨胀力小于锁紧块或者夹持本体的外锥面，因此松离槽宽度大于长形槽，使得弹性套在弹簧撑开的过程中的弹力阻力降低，提高弹簧的撑开效果，实现弹性套撑开的均匀性。

作为本发明的进一步设置，锁紧块上设置有锥形的导向柱，夹持主体设置有相匹配的锥形的导向孔。

通过采用上述技术方案，在夹持块向夹持主体靠近的过程中，锥形的导向孔能自动纠正导向柱的微小偏离，将导向柱引导至中心线位置，实现装置过程中的自动找正定心作用。

作为本发明的进一步设置，弹性套的内锥面锥度为10°-30°。

通过采用上述技术方案，弹性套的内锥度为10°-30°，相应的锁紧块和夹持主体的外锥面的锥度也为10°-30°，这种角度便于加工同时涨紧效果好。

作为本发明的进一步设置，弹性套的外壁上沿圆周均布设置有若干条沿弹性套轴向方向延伸的长形槽，长形槽呈两端交错间隔分布。

通过采用上述技术方案，能提高弹性套涨开的均匀性。

本方案的有益效果：

1、本发明膨胀芯轴装置的弹性套两端均设置有内锥面，两端的内锥面小端相连通，拧紧螺栓使锁紧块沿导向孔内向夹持主体做相近运动时，锁紧块和夹持主体的外锥面能同时驱动弹性套产生形变，提高弹性套形变的均匀性，并且两侧内锥面相同能提高安装的正反通用性。

2、本发明弹簧为渐变弹簧，为硬质材质的弹簧，弹簧的螺旋线为阿基米德螺线，因此弹簧为内径由小逐渐变大的渐变弹簧，渐变弹簧的锥度与弹性套的内锥面的锥度相匹配，渐变弹簧的最小内径大于等于所述弹性套的最小内径，渐变弹簧最大内径小于弹性套的最大内径，渐变弹簧在锁紧块靠近夹持主体时，受到压缩，每一圈螺旋线均向内移动，类似锁紧块的外锥面将弹性套的内锥面的小端一定程度的撑大，实现弹性套轴向方向所有位置的均受力撑大，涨套膨胀形变均匀，与被绷紧的零件的接触力均匀，提高弹性套与零件的结合牢固性，并且渐变弹簧在逐渐被压紧的过程中，相邻单圈弹簧在同一平面上实现重合，弹簧在弹性套径向方向逐渐“变实”，因此渐变弹簧在被压缩的过程中的膨胀力逐渐变大，能满足弹性套内锥面越靠近小端内壁越厚，需要的膨胀力越大的工况，实现整个压缩过程弹性套形变的均匀性。

3、本发明长形槽沿轴向方向设置有一段松离槽，松离槽的宽度大于长形槽的宽度，长度与弹簧呈自由状态的轴向方向的长度相同，由于弹簧是空心结构，弹簧在压缩过程中的膨胀力小于锁紧块或者夹持本体的外锥面，因此松离槽宽度大于长形槽，使得弹性套在弹簧撑开的过程中的弹力阻力降低，提高弹簧的撑开效果，实现弹性套撑开的均匀性。

4、本发明设置的渐变弹簧，能在锁紧块或者夹持主体撑大内锥孔的之前提前一定程度地撑大弹簧所在位置的内锥孔，实现涨套形变过程平缓，延长涨套使用寿命长，而不是直接外锥面撑大内锥孔，容易造成内锥孔暴力撑坏，缩短涨套的使用寿命。

5、本发明渐变弹簧设置为两个，两个所述的渐变弹簧小端相对、大端向背设置，当需要松开锁紧块时，拧松螺栓，两个渐变弹簧能同时作用于锁紧块和夹持主体，实现锁紧块和夹持主体快速脱离弹性套，实现自动复位分离。

6、本发明锁紧块和夹持主体之间设置有弹簧，当采用拧紧螺栓时，弹簧被压缩，实现涨套操作，当需要松开时，拧松螺栓，弹簧的弹力使锁紧块驱离夹持主体，实现自动复位分离功能。

7、本发明夹持块上设置有锥形的导向柱，夹持主体设置有相匹配的锥形的导向孔，在夹持块向夹持主体靠近的过程中，锥形的导向孔能自动纠正导向柱的微小偏离，将导向柱引导至中心线位置，实现装置过程中的自动找正定心作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明膨胀芯轴装置的爆炸结构示意图；

图2是本发明膨胀芯轴装置的剖面结构示意图；

图3渐变弹簧压缩状态的结构示意图。

图中，1、夹持主体，2、弹性套，3、锁紧块，4、锁紧固定组件，5、内锥面，6、外锥面，7、锁紧螺栓，8、挡片，9、通孔，10、螺纹孔，11、弹簧，12、渐变弹簧，13、导向柱，14、导向孔，15、长形槽，16、松离槽。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

参见图1-3，本发明提供一种膨胀芯轴装置，包括夹持主体1、弹性套2、锁紧块3、锁紧固定组件4，所述弹性套2设置在夹持主体1和锁紧块3之间，所述弹性套2轴向的两端均设置有内锥面5，弹性套2的内锥面5锥度为10°-30°，其中锥度为10°效果较好，两端的内锥面5小端相连通设置，所述夹持主体1和锁紧块3均设置有与弹性套2的内锥面5锥度相同的外锥面6，弹性套2的外壁上沿圆周均布设置有若干条沿弹性套2轴向方向延伸的长形槽15，长形槽15呈两端交错间隔分布，所述锁紧块3通过锁紧固定组件4向夹持主体1靠近移动，锁紧固定组件4包括锁紧螺栓7、所述锁紧螺栓7一端设置有挡片8，所述锁紧块3的中心线上设置有通孔9，所述锁紧螺栓7贯穿通孔9伸向夹持主体1，所述夹持主体1中心线设置螺纹孔10，所述螺纹孔10内设置有与锁紧螺栓7的外螺纹相匹配的内螺纹，所述挡片8的外径大于通孔9内径。

具体的，弹性套2内设置有弹簧11，所述弹簧11设置在夹持主体1和锁紧块3之间，弹簧11为渐变弹簧12，所述渐变弹簧12的螺旋线为阿基米德螺线，渐变弹簧12的锥度与弹性套2的内锥面5的锥度相匹配，渐变弹簧12的最小内径大于等于所述弹性套2的最小内径，渐变弹簧12最大内径小于弹性套2的最大内径，渐变弹簧12设置为两个，两个所述的渐变弹簧12小端相对、大端向背设置。

具体的，长形槽15沿轴向方向设置有一段松离槽16，松离槽16的宽度大于长形槽15的宽度，长度与弹簧11呈自由状态的轴向方向的长度相同。

具体的，锁紧块3上设置有锥形的导向柱13，夹持主体1设置有相匹配的锥形的导向孔14。

工作原理：本发明膨胀芯轴装置的弹性套2两端均设置有内锥面5，两端的内锥面5小端相连通，拧紧螺栓使锁紧块3沿导向孔14内向夹持主体1做相近运动时，锁紧块3和夹持主体1的外锥面6能同时驱动弹性套2产生形变，提高弹性套2形变的均匀性，并且两侧内锥面5相同能提高安装的正反通用性；而且弹簧11为渐变弹簧12，为硬质材质的弹簧11，弹簧11的螺旋线为阿基米德螺线，因此弹簧11为内径由小逐渐变大的渐变弹簧12，渐变弹簧12的锥度与弹性套2的内锥面5的锥度相匹配，渐变弹簧12的最小内径大于等于所述弹性套2的最小内径，渐变弹簧12最大内径小于弹性套2的最大内径，渐变弹簧12在锁紧块3靠近夹持主体1时，受到压缩，每一圈螺旋线均向内移动，类似锁紧块3的外锥面6将弹性套2的内锥面5的小端一定程度的撑大，实现弹性套2轴向方向所有位置的均受力撑大，涨套膨胀形变均匀，与被绷紧的零件的接触力均匀，提高弹性套2与零件的结合牢固性，并且渐变弹簧12在逐渐被压紧的过程中，相邻单圈弹簧11在同一平面上实现重合，弹簧11在弹性套2径向方向逐渐“变实”，因此渐变弹簧12在被压缩的过程中的膨胀力逐渐变大，能满足弹性套2内锥面5越靠近小端内壁越厚，需要的膨胀力越大的工况，实现整个压缩过程弹性套2形变的均匀性。

以上对本发明所提供的一种膨胀芯轴装置进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。