轴类零件或棒料加工方法以及轴向限位器以及弹性夹头

技术领域

本申请涉及精密数控车床领域，特别涉及一种轴类零件或棒料加工方法，以及一种轴向限位器，以及使用此轴向限位器的一种弹性夹头。

背景技术

在现有技术中，精密数控车床自带有弹性夹头，用于夹持工件(或棒料)并对工件进行车削加工。轴类零件或棒料插入弹性夹头的夹持端中，通过安装在精密数控车床上的弹性夹头夹紧工件进行数控车削加工。

在现有技术中，采用在弹性夹头内安装一个定位块的方法进行轴向限位。为了防止定位块的轴向窜动，定位块弹性夹头采用过盈配合。现有技术的缺点是：1.过盈配合会损伤弹性夹头，影响弹性夹头定位精度；2.定位块只能限位一个固定的轴向位置，轴类零件或棒料定的位长度不能随意调节；3.如果要限位不同的轴向长度，则需更换定位块，由于其与弹性夹头过盈配合，故更换定位块较困难，且效率低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种轴类零件或棒料加工方法，其中，使用弹性夹头夹持住轴类零件或棒料对其进行加工，所述弹性夹头包括夹头本体，所述夹头本体沿其轴向具有固定端和夹持端，所述固定端为圆筒状，其中心开有沿轴向的第一通孔，所述夹持端中心开有沿轴向的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔相连通，其具体包括如下工序：轴向限位器安装工序，将轴向限位器的限位器本体插入所述第一通孔中，并通过安装在限位器本体上并向径向外侧突出的限位螺栓与设置在夹头本体上的第三通孔相卡合，使所述限位器本体在轴向上被定位；限位杆调节工序，调节限位器本体上通过螺纹安装的限位杆的轴向位置，并通过在旋紧调节螺母来固定所述限位杆的轴向位置，其中，所述限位器本体沿轴向开有第一螺纹通孔，所述限位杆为螺栓杆，且与所述第一螺纹通孔相配合，所述限位杆伸入所述第一螺纹通孔中，所述调节螺母套在所述限位杆未伸入所述第一螺纹通孔的部分上；零件轴向定位工序，使伸入夹持端的所述第二通孔中的轴类零件或者棒料的端面与所述限位杆的端面相接触，从而由所述轴向限位杆对所述轴类零件或者棒料进行轴向定位；零件加工工序，对所述轴类零件或者棒料进行加工。

采用上述具体方法，弹性夹头通过轴向限位器安装工序，在第一通孔内安装有轴线限位器，再通过限位杆调节工序以及零件轴向定位工序，能够将轴类零件或者棒料进行轴向定位。且在需要改变轴类零件或者棒料的轴向限位处时，只需通过旋转限位杆即可，相对于现有技术中需要拆除过盈配合定位块的做法，能够更加的快捷方便，且不会对弹性夹头造成磨损影响。

作为一个可能的实现方式，所述夹头本体上开有多个沿径向的所述第三通孔，所述限位器本体开有多个沿径向的螺纹孔，所述螺纹孔中安装所述限位螺栓。

采用上述可能的实现方式，通过多个限位螺栓与多个第三通孔相干涉配合，使所述限位器本体在轴向上被定位。如此设计能够巧妙的利用弹性夹头本身的结构特性，对轴向限位器进行轴向定位，能够避免对弹性夹头进行改变，从而减少设计成本。

作为一个可能的实现方式，在所述轴向限位器安装工序中，通过紧定螺栓伸出第二螺栓螺纹孔并向所述第一通孔的底面方向压紧垫圈，使所述限位器本体在轴向上被定位，其中，所述定位器本体沿轴向开有第二螺纹通孔，所述第二螺纹通孔中设置有所述紧定螺栓，所述垫圈套在所述定位杆伸出所述第一螺纹通孔的部分上。

采用上述可能的实现方式，垫圈能够分散紧定螺栓顶紧时的压应力，防止紧定螺栓轴向紧定限位器本体时由于压应力过大，损伤弹性夹头。

本申请还提供一种轴向限位器，其具体结构包括：限位器本体，呈筒状，其两端分别为外端面和内端面，所述限位器本体中心沿轴向开有第一螺纹通孔，所述限位器本体的外圆周面上沿所述限位器本体径向开有螺纹孔；限位杆，为呈圆柱状的螺纹杆，并与所述第一螺纹通孔螺纹配合，所述限位杆从所述外端面伸入所述第一螺纹通孔中，并从所述内端面伸出；限位螺栓，所述限位螺栓伸入所述螺纹孔中并与螺纹孔螺纹配合，所述限位螺栓伸出所述螺纹孔。

采用上述具体结构，轴向限位器通过限位杆实现了对轴类零件或棒料的轴向限位；螺纹孔中的限位螺栓能够实现对轴向限位器在弹性夹头中的轴向定位。另外，在选定不同的限位长度时，通过旋拧限位杆来调节螺纹配合长度即可，与装卸过盈配合的定位块相比，能够提高作业效率。

作为一个可能的实现方式，还包括圆盘状的垫圈，其直径与所述限位器本体的直径相同，所述垫圈处于所述内端面一侧，并套在所述限位杆上；所述垫圈远离所述限位器本体一侧设置有圆盘状的缓冲圈，其套于所述限位杆上，所述缓冲圈的直径与所述垫圈的直径相同。

采用上述可能的实现方式，垫圈用于为轴向限位器提供支撑。缓冲圈用于在垫圈与弹性夹头之间起缓冲作用，防止金属等坚硬质地的垫圈将弹性夹头划伤。

作为一个可能的实现方式，所述外端面上开有第二螺纹通孔。

作为一个可能的实现方式，所述第二螺纹通孔中设置有与所述第二螺纹通孔螺纹配合的紧定螺栓，所述紧定螺栓从所述外端面伸入所述第二螺纹通孔，后从所述内端面伸出所述第二螺纹通孔并与所述垫圈接触。

采用上述可能的实现方式，紧定螺栓顶在垫圈上，当持续拧紧紧定螺栓时，紧定螺栓会继续向垫圈上顶，使限位器本体在第一通孔中向固定端移动，从而配合限位螺栓将轴向限位器固定在弹性夹头中。另外，采用这种方式，可以使夹头本体上的第三通孔比限位螺栓(可以包括螺栓头)的尺寸大一些，从而容易使限位螺栓伸入第三通孔中，便于安装。此时，仅由第三通孔和限位螺栓不易实现限位器本体的轴向定位，为此，采用上述结构，结合紧定螺栓的紧定，可以使限位器本体实现可靠的轴向定位。

作为一个可能的实现方式，所述限位杆上在所述外端面一侧套有调节螺母，所述调节螺母与所述限位杆螺纹配合。

采用上述可能的实现方式，当将限位杆调整至合适位置时，使用调节螺母将限位杆与限位器本体相对固定。在需要调整限位杆位置时，先将调节螺母拧松或拧下，再调整限位杆位置，最后再将调节螺母拧紧或拧上。

本申请还提供一种弹性夹头，其具体结构包括夹头本体，所述夹头本体沿其轴向具有固定端和夹持端，所述固定端为圆筒状，其中心开有沿轴向的第一通孔，所述夹持端中心开有沿轴向的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔相连通，所述夹头本体上沿径向开有多个第三通孔，所述第一通孔中设置有上述任一结构的轴向限位器。

作为一个可能的实现方式，所述轴向限位器与所述第一通孔间隙配合。

采用上述可能的实现方式，轴向限位器与第一通孔间隙配合，轴向限位器的限位器本体的外径稍小于弹性夹头的第一通孔的内径，能够避免轴向限位器与弹性夹头相互干涉摩擦。由此，本申请实施例涉及的轴向限位器能够避免损伤弹性夹头，提高弹性夹头的使用寿命和定位精度。

附图说明

下面参照附图来进一步说明本申请的各个技术特征和它们之间的关系。附图为示例性的，一些技术特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所属技术领域中惯用的且对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，或是额外示出了对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，也就是说，附图所示的各个技术特征的组合并不用于限制本申请。另外，在本申请全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：

图1为本申请实施例涉及的轴向限位器的截面图；

图2为本申请实施例涉及的弹性夹头的截面图；

图3为本申请实施例涉及的弹性夹头的装配图；

图4为本申请实施例涉及的弹性夹头的主视图；

图5为本申请实施例涉及的弹性夹头的右视图。

附图标记说明：1-弹性夹头；10-夹头本体；11-第一通孔；12-第二通孔；13-第三通孔；14-夹持部；15-间隙；16-锥形部；20-固定端；30-夹持端；100-轴向限位器；101-外端面；102-内端面；110-限位器本体；111-第一螺纹通孔；112-螺纹孔；113-第二螺纹通孔；120-限位杆；130-垫圈；140-缓冲圈；150-调节螺母；160-限位螺栓；161-限位螺栓杆；162-限位螺栓头；170-紧定螺栓。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的具体实施方式进行详细的说明。

本申请实施例提供一种轴向限位器100，其在具备轴向定位的功能外，还能根据需求进行轴向长度的调节。参见图2、图3，在使用时，轴向限位器100可以插入夹头本体10的第一通孔11中，轴向限位器100具有的旋拧调试限位杆120插入夹头本体10的第二通孔12中，旋拧调试限位杆120的端面与轴类零件或棒料接触，从而在轴向上对轴类零件或棒料进行定位。

下面对轴向限位器100的具体结构进行说明。

如图1所示，本申请实施例提供的轴向限位器100包括：限位器本体110、限位杆120、限位螺栓160、垫圈130、紧定螺栓170、缓冲圈140以及调节螺母150。

其中，如图1所示，限位器本体110呈圆筒状，其两端分别为外端面101和内端面102。限位器本体110中心沿轴向开有第一螺纹通孔111，同时，限位器本体110的外圆周面上沿限位器本体110径向开有螺纹孔112，且在限位器本体110的外端面101上错开螺纹通孔的位置开有沿轴向的第二螺纹通孔113。

其中，如图1所示，限位杆120为呈圆柱状的螺纹杆，并与限位器本体110上的第一螺纹通孔111螺纹配合。限位杆120从外端面101伸入第一螺纹通孔111中，并从内端面102伸出。限位杆120能够通过旋拧从而调节伸出内端面102部分的长短，从而实现调节限位长度的功能。

其中，如图1、2、3所示，限位螺栓160包括限位螺栓头162以及限位螺栓杆161，限位螺栓杆161旋拧入螺纹孔112中并与螺纹孔112下部的螺纹孔螺纹配合，螺纹孔112上部的孔部用于容纳限位螺栓头162(的一部分)。另外，关于限位螺栓160的安装时机，为当轴向限位器100被插入第一通孔11中后，再将限位螺栓160旋拧入螺纹孔112。并且，限位螺栓160在旋拧入螺纹孔112时，需先穿过第三通孔13；在限位螺栓160在旋拧入螺纹孔112后，限位螺栓杆161伸入螺纹孔112中，限位螺栓头162滞留在第三通孔13中。

作为其他实施例，也可以在轴向限位器100被插入第一通孔11中之前即将限位螺栓160旋拧入螺纹孔112中，并且使限位螺栓头162的至少一部分被容纳在螺纹孔112上部的孔部中，而降低限位螺栓头162在限位器本体110径向上的突出高度，在此状态下，将轴向限位器100插入第一通孔11中，之后，使螺丝刀等工具穿过第三通孔13而将限位螺栓160向旋松方向旋转，使限位螺栓头162位于第三通孔13中。采用这种方式的话，在安装轴向限位器100之前，可以使限位螺栓160保留在限位器本体110上，可以获得避免零件丢失、减少安装工时等技术效果。

可以理解，为了能够使限位螺栓头162在限位器本体110径向上的突出高度降得足够低，从而避免因限位螺栓头162的阻挡造成限位器本体110难以插入第一通孔11中，需要适当设定螺纹孔112上部的孔部的深度。

另外，在这种方式下，当从弹性夹头1上拆卸轴向限位器100时，可以使限位螺栓160向旋紧方向旋转，降低限位螺栓头162在限位器本体110径向上的突出高度，然后可以将轴向限位器100从第一通孔11中取出。

其中，如图2、3所示，垫圈130为金属制件，呈圆盘状，其中心开有连接通孔，且其直径与限位器本体110的直径基本相同。在本实施例中，垫圈130的直径略小于限位器本体110的(最大)外径，从而能够容易地将轴向限位器100插入第一通孔11中。垫圈130处于限位器本体110内端面102一侧，并通过连接通孔套在限位杆120上。垫圈130用于为轴向限位器100提供支撑。

其中，如图1所示，紧定螺栓170与第二螺纹通孔113螺纹配合。同时，紧定螺栓170从外端面101伸入第二螺纹通孔113，并从内端面102伸出第二螺纹通孔113，后与垫圈130接触。

其中，如图1、2、3所示，缓冲圈140为橡胶制件，呈圆盘状，其中心开有连接通孔，且其直径与限位器本体110的直径基本相同。在本实施例中，缓冲圈140的直径略小于限位器本体110的(最大)外径，从而能够容易地将轴向限位器100插入第一通孔11中。缓冲圈140处于垫圈130远离限位器本体110的一侧，并通过连接通孔套在限位杆120上。

其中，如图1、2、3所示，调节螺母150与限位杆120螺纹配合，并套于限位杆120伸出外端面101的部分上，用于固定限位杆120，使限位杆120的轴向位置进一步保持稳定，以可靠地保持定位精度。

在本实施例中，第二螺纹通孔113为阶梯螺纹通孔，相应的紧定螺栓170包括有紧定螺栓170头，且紧定螺栓170头嵌入阶梯螺纹通孔内。

在本实施例中，螺纹孔112为三个，沿周向均匀分布在限位器本体110的外圆，相应的，限位螺栓160也为三个，分别设置在三个螺纹孔112中，用于与第三通孔13相配合以限制轴向限位器100的位移。另外，在其它实施例中，螺纹孔112与限位螺栓160可以为其它数量，例如，两个。

本申请还提供一种使用上述轴向限位器100的弹性夹头1，用于数控车床，如图2、图3所示，包括夹头本体10以及轴向限位器100。

其中，如图3、4所示，夹头本体10沿其轴向具有固定端20，固定端20为圆筒状。固定端20中心开有沿轴向的第一通孔11。从固定端20向夹头本体10另一端延伸有六个相同的夹持部14，六个夹持部14形成夹持端30。夹持端30中心开有沿轴向的第二通孔12，第二通孔12与第一通孔11相连通。六个夹持部14之间分别存在六个缝隙，六个缝隙的根部沿夹头本体10径向开有六个第三通孔13。

其中，如图4所示，第一通孔11开口较大，第二通孔12开口较小，在夹头本体10中，第一通孔11与第二通孔12由一具有斜面的锥形部16连接。

其中，如图2所示，轴向限位器100设置在第一通孔11中。在第一通孔11中的轴向限位器100，其外端面101朝向第一通孔11外，其内端面102朝向第二通孔12处。轴向限位器100上的缓冲圈140与锥形部16的内周斜面相贴合。

在本实施例中，锥形部16的斜面上靠近第一通孔11处的坡度较缓。较缓的斜面有利于对轴向限位器100的支撑。

其中，如图2、3所示，轴向限位器100上的三个螺纹孔112分别正对一个第三通孔13，相应的，三个设置在螺纹孔112中的限位螺栓160上的限位螺栓头162伸入第三通孔13中，可实现对限位器本体110的轴向定位和周向定位。螺纹孔112的数量比第三通孔13的数量少，不过，也可以相等。

在本实施例中，如图3所示，六个第三通孔13中，限位螺栓头162伸入的三个第三通孔13，为相间隔的三个第三通孔13。

在本实施例中，轴向限位器100与弹性夹头1的第一通孔11为间隙配合，从而不会对弹性夹头1本体产生磨损。

其中，如图4所示，第三通孔13与间隙15相连通，当间隙15因弹性夹头1夹紧轴类零件或棒料从而间距变小时，第三通孔13的孔径也会相应变小。故，如图2所示，限位螺栓头162的尺寸应根据第三通孔13的最小孔径而设计使用，以免限位螺栓头162与第三通孔13相干涉。

轴向限位器100与弹性夹头1的装配过程如下：

首先，将未安装限位螺栓160以及紧定螺栓170的轴向限位器100，内端面102朝向第一通孔11内放入弹性夹头1的第一通孔11中；然后，将三个阶梯螺纹孔112分别对准三个第三通孔13；接下来，依次将三个限位螺栓160分别伸入第三通孔13后再拧入阶梯螺纹孔112中，并使限位螺栓头162保持在第三通孔13中；然后，将紧定螺栓170拧入第二螺纹通孔113中，并从第二螺纹通孔113中伸出后顶紧垫圈130；接下来，继续旋拧紧定螺栓170，使限位器本体110在第一通孔11至由内向外发生位移，直至限位螺栓160与第三通孔13的孔壁贴紧，使得轴向限位器100被完全固定；旋拧调试限位杆120至合适位置，并将调节螺母150拧紧已完成轴向限位器100的装配(参照图2)。

在使用弹性夹头1的过程中，如需调整限位位置，只需将调节螺母150取下，并将通过旋拧限位杆120调节限位杆120伸出限位器本体110的长度至需要的长度，最后再将调节螺母150拧紧在限位杆120上。

综上所述，本申请提供的轴向限位器100包括有可以调节长度的限位杆120，能够实现调整限位位置的功能，从而能够提高弹性夹头1的加工效率。另外，现有技术中定位块与弹性夹头1为过盈配合，过盈配合会损伤弹性夹头1，影响弹性夹头1定位精度；如果要定不同长度需更换定位块，由于过盈配合，更换定位块困难，效率低。在本申请中实施例涉及的轴向限位器100与弹性夹头1之间为间隙15配合，即轴向限位器100的限位器本体110的外径稍小于弹性夹头1的第一通孔11的内径。由此，本申请实施例涉及的轴向限位器100能够避免损伤弹性夹头1，提高弹性夹头1的使用寿命和定位精度。

另外，在选定不同长度时，通过旋拧限位杆120来调节其轴向位置即可，与装卸过盈配合的定位块相比，能够提高作业效率。

本申请实施例涉及的轴向限位器100，巧妙的利用第三通孔13与限位螺栓160的配合，将轴向限位器100固定在弹性夹头1中，避免了复杂的安装工艺，从而能够降低弹性夹头1的制作成本。

本申请实施例还提供一种轴类零件或棒料加工方法，用于弹性夹头1上，弹性夹头1用于夹住轴类零件或棒料并进行加工。轴类零件或棒料加工方法具体包括以下工序：轴向限位器安装工序、限位杆调节工序、零件轴向定位工序和零件加工工序。

其中，轴向限位器安装工序具体包括以下步骤：

步骤1，将未安装限位螺栓160的轴向限位器100以内端面102朝向第一通孔11内部的形态伸入第一通孔11中；

步骤2，转动未安装限位螺栓160的轴向限位器100，将三个螺纹孔112分别对准三个第三通孔13；

步骤3，将三个限位螺栓160依次伸入三个第三通孔13以及三个螺纹孔112中，并分别将限位螺栓杆161旋拧入螺纹孔112中，并使限位螺栓头162的位置处于第三通孔13中；

步骤4，将紧定螺栓170旋拧入第二螺纹通孔113中，并顶紧垫圈130；

步骤5，持续旋拧紧定螺栓170，使得限位器本体110带动限位螺栓160向固定端20移动，直至限位螺栓160与第三通孔13相紧密接触。

其中，限位杆调节工序具体包括以下步骤：

步骤1，将调节螺母150从限位杆120上拧下或拧松；

步骤2，调节限位杆120使其处于需要的限位位置，并将调节螺母150拧上或拧紧。

其中，零件轴向定位工序具体包括以下步骤：

步骤1，将调节螺母150从限位杆120上拧下或拧松；

步骤2，将夹持端30放松，再将轴类零件或棒料取下或使用其他方式固定；

步骤3，调节限位杆120使其处于需要的限位位置，并将调节螺母150拧上或拧紧；

步骤4，将轴类零件或棒料放入夹持端30并与限位杆120接触，再将夹持端30夹紧，从而将轴类零件或棒料再次夹紧。

在零件加工工序中，可以对轴类零件或棒料进行例如切削、研磨等加工。

在本申请的全文中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的结构要素或步骤。

可以理解，本领域技术人员可以将本申请全文中提到的一个或多个实施例中提到的特征，以任何适当的方式与其他实施例中的特征进行组合来实施本申请。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。