本实用新型涉及夹具技术领域，特别是涉及一种大张角的高精度快速夹头。
背景技术：
夹头，又称弹性夹头或者是筒夹，是一种安装在铣床上用来固定钻头或者铣刀的筒形夹具，夹头还可用于固定待加工零件，以实现待加工零件的安装定位。在对待加工件或刀具进行定位时，仅需将待加工件或刀具卡置于夹头的各夹片之间，使待加工件或刀具分别与各夹片相抵接，待加工件或刀具将在夹片的约束下被夹头夹紧，即实现待加工件或刀具的安装固定，该操作简单，夹头对待加工件或刀具夹紧力较大，有利于提高待加工件或刀具的安装效率及待加工件或刀具与夹头连接的稳定性。
然而，不同型号的传统夹头仅能对特定尺寸范围的工件进行定位，例如，小夹头仅能夹持尺寸较小的工件，大夹头仅能夹持较大尺寸的工件，当需要对两端尺寸差较大的待加工件的小径端进行加工时，往往需要将待加工件的大径端伸入夹头的内腔，使夹头片与待加工件的小径端相抵接，在此种情况下，仅能选用大夹头对待加工件定位，且需在待加工件的小径端套设同心套，使同心套与大夹头的夹头片抵接，以实现待加工件的定位，此种安装方式的效率低，不利于提高产品的生产效率。
技术实现要素：
基于此，有必要针对张开幅度可调范围小的技术问题，提供一种大张角的高精度快速夹头。
一种大张角的高精度快速夹头，该大张角的高精度快速夹头包括夹头本体、弹性件、弹性顶套及多个夹头片，所述夹头本体用于安装在外部机台主轴的内腔并用于与外部拉杆连接，所述夹头本体开设有一容置槽，所述弹性件及所述弹性顶套分别收容于所述容置槽，所述弹性件的一端与所述容置槽的底面相抵接，所述弹性件的另一端与所述弹性顶套连接，所述弹性顶套远离所述弹性件的一端分别与每一所述夹头片相抵接，且每一所述夹头片分别与所述容置槽的边缘转动连接，多个所述夹头片的末端合围形成夹持空间，所述夹持空间用于装设待加工件，所述夹头本体受力并带动所述夹头片相对于所述容置槽的边缘转动，所述夹头片用于调节所述夹持空间的大小。
在其中一个实施例中，所述大张角的高精度快速夹头还包括顶针套、弹簧、螺杆及顶针，所述顶针套开设有安装通道，所述安装通道的一端与所述容置槽连通，所述顶针套于所述安装通道的另一端开设有通孔，所述通孔与所述安装通道连通，所述弹簧收容于所述安装通道，所述螺杆安装于所述夹头本体并穿设所述弹性顶套，且所述螺杆插设于所述安装通道并与所述弹簧的一端相抵接，所述顶针穿设所述通孔，所述顶针与所述弹簧的另一端相抵接，所述顶针的末端用于推动所述待加工件。
在其中一个实施例中，所述螺杆与所述夹头本体螺接。
在其中一个实施例中，所述大张角的高精度快速夹头还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述螺杆螺接，所述锁紧螺母还与所述夹头本体相抵接。
在其中一个实施例中，所述多个夹头片的数量为三个，三个所述夹头片沿所述夹头本体的圆周均匀设置并与所述容置槽的边缘转动连接。
在其中一个实施例中，所述夹头片的内表面开设有弧形槽，三个所述夹头片的弧形槽合围形成活动通道，所述活动通道用于收容所述顶针套及所述顶针。
在其中一个实施例中，所述夹头片的末端具有夹块，所述夹块包括抵接部及限位部，所述抵接部用于夹持所述待加工件，所述限位部用于与所述机台主轴相抵接。
在其中一个实施例中，所述抵接部与所述弧形槽连接处具有第一斜面，所述第一斜面对应所述顶针套。
在其中一个实施例中，所述限位部邻近所述机台主轴的末端具有第二斜面，所述第二斜面与所述机台主轴的末端相抵接。
在其中一个实施例中，所述夹头片的外表面与所述夹头片的内表面之间具有锥角，所述锥角的大小介于3度至8度之间。
上述大张角的高精度快速夹头，通过弹性顶套受力推动夹头片一端的内表面，夹头片受力不均，夹头片即相对于夹头本体转动，夹头片末端逐渐偏离容置槽的中轴线方向，各夹头片之间的间隙增大，以利于装载待加工件；夹头本体受到拉力并带动夹头片逐渐向机台主轴的内腔移动，夹头片在机台主轴内腔的约束下相对于夹头本体转动，夹头片的末端逐渐靠近容置槽的中轴线方向，各夹头片之间的间隙缩小，从而卡紧待加工件；夹头片在弹性顶套的推动及夹头本体的带动下转动，其相对于夹头本体的转动幅度主要取决于外部拉杆对夹头作用力的大小，夹头张角的可调范围大幅上升，单个夹头可对尺寸型号不同的多种待加工件进行装夹固定，无需加设同心套，提高了待加工件的安装效率及产品的生产效率。
附图说明
图1为一个实施例中大张角的高精度快速夹头的结构示意图；
图2为一个实施例中大张角的高精度快速夹头的分解结构示意图；
图3为一个实施例中大张角的高精度快速夹头与机台主轴及拉杆一状态下的位置关系的剖面结构示意图；
图4为一个实施例中大张角的高精度快速夹头与机台主轴及拉杆另一状态下的位置关系的剖面结构示意图；
图5为一个实施例中夹头本体的结构示意图；
图6为一个实施例中弹性顶套的结构示意图；
图7为一个实施例中夹头片的结构示意图；
图8为图7所示实施例中夹头片的局部放大结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
请一并参阅图1至图4，本实用新型提供了一种大张角的高精度快速夹头10，该大张角的高精度快速夹头10包括夹头本体100、弹性件200、弹性顶套300及多个夹头片400，夹头本体100用于安装在外部机台主轴20的内腔并用于与外部拉杆30连接，夹头本体100开设有一容置槽110，弹性件200及弹性顶套300分别收容于容置槽110，弹性件200的一端与容置槽110的底面相抵接，弹性件200的另一端与弹性顶套300连接，弹性顶套300远离弹性件200的一端分别与每个夹头片400相抵接，每一夹头片400分别与容置槽110的边缘转动连接，多个夹头片400的末端合围形成夹持空间，夹持空间用于装设待加工件，夹头本体100用于受力并带动夹头片400相对于容置槽110的边缘转动，夹头片400用于调节夹持空间的大小。
上述大张角的高精度快速夹头10，通过弹性顶套300受力推动夹头片400一端的内表面，夹头片400受力不均，夹头片400即相对于夹头本体100转动，夹头片400末端逐渐偏离容置槽110的中轴线方向，各夹头片400之间的间隙增大，以利于装载待加工件；夹头本体100受到拉力并带动夹头片400逐渐向机台主轴20的内腔移动，夹头片400在机台主轴20内腔的约束下相对于夹头本体100转动，夹头片400的末端逐渐靠近容置槽110的中轴线方向，各夹头片400之间的间隙缩小，从而卡紧待加工件；夹头片400在弹性顶套300的推动及夹头本体100的带动下转动，其相对于夹头本体100的转动幅度主要取决于外部拉杆30对夹头作用力的大小，夹头张角的可调范围大幅上升，单个夹头可对尺寸型号不同的多种待加工件进行装夹固定，无需加设同心套，提高了待加工件的安装效率及产品的生产效率。
上述大张角的高精度快速夹头10的工作原理为：夹头本体100受到拉杆30的推力时，夹头本体100将推动弹性件200及弹性顶套300同步移动，弹性件200受力压缩进而推动弹性顶套300向夹头片400移动，这样，弹性顶套300将推动夹头片400相对于夹头本体100转动，夹持空间逐渐变大，夹头片400即放开待加加工件。夹头本体100受到拉杆30的拉力时，夹头本体100将带动夹头片400向机台主轴20的内腔移动，随着夹头片400向机台主轴20内腔的移动，机台主轴20的内表面对夹头片400产生约束力，该约束力作用于夹头片400的一端，使得夹头片400相对于夹头本体100向容置槽110的中轴线方向偏转，如此，夹持空间逐渐减小，夹头片400即夹紧待加工件。夹头本体100用于安装夹头片400，并在外力作用下带动夹头片400动作，使得各夹头片400逐渐靠近容置槽110的中轴线方向或偏离容置槽110的中轴线方向，从而实现夹头的开合，以夹紧待加工件。请一并参阅图4与图5，一实施例中，夹头本体100邻近所述夹头片400的一端开设有多个卡槽120，每一夹头片400对应插设于一卡槽120内并与该卡槽120的内表面相抵接，且夹头片400与卡槽120的内表面转动连接。如此，当夹头片400插设于卡槽120后，夹头片400在卡槽120内表面的约束下始终限制于卡槽120内并相对于卡槽120的边缘转动，夹头片400相对于夹头本体100不易晃动，从而提高了夹头片400与夹头本体100连接的稳定性。
弹性件200用于在夹头本体100的推动下压紧，并对弹性顶套300产生推力，以使得弹性顶套300进一步推动夹头片400转动。一实施例中，弹性件200呈环状结构，弹性件200套设于弹性顶套300并与弹性顶套300相抵接，以推动弹性顶套300。弹性顶套300用于在弹性件200的作用下推动夹头片400，使得夹头片400相对于夹头本体100转动，从而实现夹头的打开。请参阅图6，一实施例中，弹性顶套300包括大径环310及小径环320，大径环310与小径环320一体式成型且同心设置，弹性件200套设于小径环320并与大径环310的一侧面相抵接，大径环310的另一侧面与夹头片400的一端相抵接，如此，当拉杆30推动夹头本体100时，容置槽110的内表面抵紧弹性件200并对弹性件200产生推力，弹性件200受力压缩，其弹性势能不断增高，该弹性势能将转化为弹性顶套300的动能，也就是说，弹性件200将推动弹性顶套300背向机台主轴20的内腔向外运动，从而推动夹头片400转动。
夹头片400用于在弹性顶套300的推动下相对于夹头本体100转动，以实现夹头的开合。在对待加工件进行装夹的过程中，由于弹性顶套300与夹头片400的抵接面积较小，弹性顶套300仅与夹头片400内表面较小面积接触并对其产生推力，在此情况下，夹头片400受力不均，弹性顶套300对夹头片400的推力在夹头片400与夹头本体100连接处产生力矩，该力矩将促使夹头片400相对于夹头本体100产生偏转，也可以将夹头片400理解为一杠杆，该杠杆以夹头片400与夹头本体100连接处为支点转动，如此一来，根据杠杆定律，夹头片400末端所受偏转力靠近夹头片400的外侧，该偏转力将促使夹头片400的末端逐渐偏离容置槽110的中轴线方向，各夹头片400之间的间隙增大，以利于装载待加工件。待加工件放置在各夹头片400之间后，拉杆30拉动夹头本体100，使得夹头本体100向机台主轴20的内腔中部移动，这样，夹头本体100将对夹头片400产生拉力，使得夹头片400同步向机台主轴20的内腔中部移动。由于装载待加工件时，夹头处于打开状态，夹头末端的横截面积大于机台主轴20内腔的截面积，因此，在夹头片400逐渐向机台主轴20内腔的中部移动的过程中，夹头片400的外表面受到机台主轴20内表面的推力，并在该推力作用下相对于夹头本体100转动，如此，各夹头片400逐渐靠近容置槽110的中轴线方向，也就是说，各夹头片400逐渐聚拢，夹头末端的横截面积逐渐变小，这样，各夹头片400与待加工件相抵接并压紧待加工件，从而实现待加工件的紧固安装。
一实施例中，夹头片400的外表面与夹头片400的内表面之间具有锥角，该锥角介于3度至8度之间。如此，在保证夹头片400厚度适宜，强度较大的条件下，可减小夹头片400偏离容置槽110的中轴线方向运动过程中与机台主轴20的内表面的摩擦力，也就是说，减小夹头打开时的阻力，减少夹头片400与机台主轴20的磨损，以延长夹头片400及机台主轴20的使用寿命，并提高待加工件的装夹效率。
一实施例中，多个夹头片400的数量为三个，三个夹头片400沿夹头本体100的圆周均匀设置并与容置槽110的边缘转动连接。通过使三个夹头片400均匀分布在夹头本体100的圆周上，当三个夹头片400夹紧待加工件时，三个夹头片400分别对待加工件的压力大小相等，三者的分力可抵消，待加工件受力均匀，其与夹头连接的稳定性较强，不易从夹头上脱落，从而提升了夹头对待加工件的夹紧效果。需要说明的是，本实施例仅以夹头具有三个夹头片400的情况进行示例，在实际生产中，还可根据生产条件及待加工件的性质，选用两个或三个以上夹头片400的夹头对待加工件进行装夹，于此不再赘述。
请一并参阅图2、图3与图7，一实施例中，夹头片400的内表面开设有弧形槽410，三个夹头片400的弧形槽410合围形成活动通道420，该活动通道420用于容置锥形待加工件的大径端，以便于夹头片400夹紧锥形待加工件的小径端并对该小径端进行加工。一实施例中，夹头片400的末端具有夹块430，夹块430包括抵接部431及限位部432，抵接部431用于夹持待加工件，限位部432用于与机台主轴20相抵接。当待加工件装夹在夹头上时，各夹块430的抵接部431分别与待加工件相抵持，如此，待加工件在各抵接部431的共同约束下限制于各夹头片400之间，从而实现待加工件与夹头的稳定连接。在此条件下，机台主轴20的内表面与夹块430的限位部432相抵接并压紧夹块430，也就是说，机台主轴20的内表面将压紧夹头片400，以使得夹头的抵接部431进一步抵紧待加工件，从而提高待加工件与夹头连接的稳定性。
请参阅图8，一实施例中，抵接部431与弧形槽410连接处具有第一斜面431a，第一斜面431a对应顶针套500。通过设置第一斜面431a，可减小锥形待加工件的大径端从活动通道420内移出时的阻力，以提高待加工件的装卸效率，进而提升产品的加工效率。一实施例中，限位部432邻近机台主轴20的末端具有第二斜面432a，第二斜面432a与机台主轴20的末端相抵接。通过设置第二斜面432a，可减小夹头片400相对于机台主轴20运动时对机台主轴20内表面的摩擦力，以延长机台主轴20及夹头片400的使用寿命，并加快夹头的开合速率，进而提升待加工件的装夹效率。
请再次参阅图2与图3，一实施例中，大张角的高精度快速夹头还包括顶针套500、弹簧600、螺杆700及顶针800，顶针套500及顶针800分别收容于活动通道420，顶针套500开设有安装通道510，安装通道510的一端与容置槽110连通，顶针套500于安装通道510的另一端开设有通孔520，通孔520与安装通道510连通，弹簧600收容于安装通道510，螺杆700安装于夹头本体100并穿设弹性顶套300。优选的，螺杆700与夹头本体100螺接。螺杆700插设于安装通道510并与弹簧600的一端相抵接，顶针800穿设通孔520，顶针800与弹簧600的另一端相抵接，顶针800的末端用于推动待加工件。当拉杆30推动夹头本体100移动时，夹头本体100将带动螺杆700背向机台主轴20的内腔向外运动，该过程中，螺杆700将压紧弹簧600，弹簧600受力压缩的同时推动顶针800，使得顶针800的末端逐渐远离安装通道510。也可以理解为，顶针800在顶针套500外的伸长量增大，顶针800伸长的过程中将推动放置在夹头片400上的工件，使加工完成的工件从夹头上脱落，即实现工件的卸除。当拉杆30拉动夹头本体100时，夹头本体100将带动螺杆700向机台主轴20内腔的中部移动，此时，螺杆700离开弹簧600，弹簧600受力解除并回复至初始位置，弹簧600对顶针800的推力也同步解除，在此情况下，顶针800在弹簧600的带动下部分回复至安装通道510内，也就是说，顶针800在活动通道420内的伸长量减小，以便于下一次作业中将锥形待加工件的大径端放置于活动通道420内。
一实施例中，大张角的高精度快速夹头还包括锁紧螺母900，锁紧螺母900与螺杆700螺接，锁紧螺母900还与夹头本体100相抵接。也可以理解为，通过设置锁紧螺母900，实现了螺杆700与夹头本体100的二次连接，提高了螺杆700与夹头本体100连接的稳定性，进而保证了顶针800的持续有效动作。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种大张角的高精度快速夹头，其特征在于，包括夹头本体、弹性件、弹性顶套及多个夹头片，所述夹头本体用于安装在外部机台主轴的内腔并用于与外部拉杆连接，所述夹头本体开设有一容置槽，所述弹性件及所述弹性顶套分别收容于所述容置槽，所述弹性件的一端与所述容置槽的底面相抵接，所述弹性件的另一端与所述弹性顶套连接，所述弹性顶套远离所述弹性件的一端分别与每一所述夹头片相抵接，且每一所述夹头片分别与所述容置槽的边缘转动连接，多个所述夹头片的末端合围形成夹持空间，所述夹持空间用于装设待加工件，
所述夹头本体受力并带动所述夹头片相对于所述容置槽的边缘转动，所述夹头片用于调节所述夹持空间的大小。
2.根据权利要求1所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述大张角的高精度快速夹头还包括顶针套、弹簧、螺杆及顶针，所述顶针套开设有安装通道，所述安装通道的一端与所述容置槽连通，所述顶针套于所述安装通道的另一端开设有通孔，所述通孔与所述安装通道连通，所述弹簧收容于所述安装通道，所述螺杆安装于所述夹头本体并穿设所述弹性顶套，且所述螺杆插设于所述安装通道并与所述弹簧的一端相抵接，所述顶针穿设所述通孔，所述顶针与所述弹簧的另一端相抵接，所述顶针的末端用于推动所述待加工件。
3.根据权利要求2所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述螺杆与所述夹头本体螺接。
4.根据权利要求2所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述大张角的高精度快速夹头还包括锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述螺杆螺接，所述锁紧螺母还与所述夹头本体相抵接。
5.根据权利要求2所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述多个夹头片的数量为三个，三个所述夹头片沿所述夹头本体的圆周均匀设置并与所述容置槽的边缘转动连接。
6.根据权利要求5所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述夹头片的内表面开设有弧形槽，三个所述夹头片的弧形槽合围形成活动通道，所述活动通道用于收容所述顶针套及所述顶针。
7.根据权利要求6所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述夹头片的末端具有夹块，所述夹块包括抵接部及限位部，所述抵接部用于夹持所述待加工件，所述限位部用于与所述机台主轴相抵接。
8.根据权利要求7所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述抵接部与所述弧形槽连接处具有第一斜面，所述第一斜面对应所述顶针套。
9.根据权利要求8所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述限位部邻近所述机台主轴的末端具有第二斜面，所述第二斜面与所述机台主轴的末端相抵接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的大张角的高精度快速夹头，其特征在于，所述夹头片的外表面与所述夹头片的内表面之间具有锥角，所述锥角的大小介于3度至8度之间。
技术总结