CN101633123A - 轴类零件的装夹方法及专用筒型夹具 - Google Patents

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本发明公开了一种可保证加工精度的轴类零件的装夹方法及专用筒型夹具。该方法包括如下步骤，步骤一：将中心架的支承中心与卡盘的旋转中心调整并保持同轴；步骤二：将轴类零件的轴端夹持在卡盘上，将其轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具内，并将该筒型夹具的外圆柱面旋转支承于所述中心架上；步骤三：旋转卡盘使轴类零件带动筒型夹具在中心架上旋转，旋转时根据筒型夹具外圆的径向跳动来调整筒型夹具与所述轴类零件轴体间的径向相对位置并固定。本发明还提供了上述方法所使用的筒型夹具，它包括表面为圆柱形且两端开口的筒体，所述筒体内设置有径向支撑定位装置。

Description

轴类零件的装夹方法及专用筒型夹具
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体涉及轴类零件的装夹方法及专用夹具。
背景技术
一些长轴类零件在加工前往往是外圆不规则的坯料，因此必须通过车端面和打中心孔的方式先在该轴类零件上加工出基准。受条件限制，车端面和打中心孔往往是在车床上进行的。作为车床的现有设施，中心架是精车长轴所必不可少的辅助装备。最常用的中心架具有沿周向间隔设置的三个可伸缩调节的支撑爪，相邻两个支撑爪之间相互间隔120度，三个支撑爪的轴心相交于一点即为中心架的支承中心。在精车长轴时，将长轴的一端夹持在卡盘上，并将其轴体直接通过中心架旋转支承，以此保证长轴的轴心与卡盘的旋转中心理论上同轴。但是，对于外圆不规则的长轴类零件比如所说的坯料，却很难通过中心架来保证工件轴心与卡盘旋转中心的同轴度，因而无法保证加工精度。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种可保证加工精度的轴类零件的装夹方法及专用筒型夹具。
为解决上述技术问题，本发明所提供的这种轴类零件的装夹方法包括如下步骤：
步骤一：将中心架的支承中心与卡盘的旋转中心调整并保持同轴；
步骤二：将轴类零件的轴端夹持在卡盘上，将其轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具内，并将该筒型夹具的外圆柱面旋转支承于所述中心架上；
步骤三：旋转卡盘使轴类零件带动筒型夹具在中心架上旋转，旋转时根据筒型夹具外圆的径向跳动来调整筒型夹具与所述轴类零件轴体间的径向相对位置并固定。
本发明还提供了上述方法所使用的筒型夹具，它包括表面为圆柱形且两端开口的筒体，所述筒体内设置有径向支撑定位装置。
本发明的有益效果是：该方法通过一筒型夹具使轴体间接支承于中心架上，该筒型夹具的外表面为圆柱形，可与中心架很好的配合；旋转卡盘使轴类零件带动筒型夹具在中心架上旋转，由于轴类零件的旋转中心与筒型夹具的轴心可能存在一定的偏移，从而导致筒型夹具外圆的径向跳动；根据筒型夹具外圆的径向跳动进而调整筒型夹具与所述轴类零件轴体间的径向相对位置，从而逐步将工件调整到比较理想的状态，保证加工精度。本发明能有效扩大车床适用范围，且显著提高因工件刚性差而引起的质量问题，易操作，造价低，有较好的通用性。
附图说明
图1为本发明轴类零件的装夹方法中步骤一的工作状态图。
图2为本发明轴类零件的装夹方法中步骤二及步骤三的工作状态图。
图3为本发明专用筒型夹具的结构示意图。
图4为图3中A-A向剖面图。
图中标记为：卡盘1、中心架2、筒型夹具3、筒体31、调节螺钉32、导轨4、轴类零件5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1、图2所示，本发明的轴类零件的装夹方法，其步骤为：
步骤一：将中心架2的支承中心与卡盘1的旋转中心调整并保持同轴；
步骤二：将轴类零件5的轴端夹持在卡盘1上，将其轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具3内，并将该筒型夹具3的外圆柱面旋转支承于所述中心架2上；
步骤三：旋转卡盘1使轴类零件5带动筒型夹具3在中心架2上旋转，旋转时根据筒型夹具3外圆的径向跳动来调整筒型夹具3与所述轴类零件5轴体间的径向相对位置并固定。
其中，将轴类零件5悬持在筒型夹具3内的目的，是保证轴类零件5与筒型夹具3的内周壁之间形成一定的调整空间，以便后续对筒型夹具3与所述轴类零件5轴体间的径向相对位置进行调整。要将轴类零件5悬持在筒型夹具3内，必然需要在筒型夹具3的内壁与轴类零件5之间设置支撑结构。由于旋转卡盘1可使轴类零件5带动筒型夹具3在中心架2上旋转，因此该支撑结构实际上还起到了将轴类零件5与筒型夹具3进行周向固定的作用。
在轴类零件5的轴体上轴向套入并悬持在一筒型夹具3内时，需要考虑将筒型夹具3套在工件合适的位置，最好根据工件的弯曲程度而定，以工件整体有足够的加工余量，并且伸出部分有足够的刚性，可以进行车端面和打中心孔的加工为原则。
常用的中心架具有沿周向间隔设置的三个可伸缩调节的支撑爪，相邻两个支撑爪之间相互间隔120度，三个支撑爪的轴心相交于一点即为中心架的支承中心。将三个支撑爪锁紧后，即固定了中心架2的支承中心。
如图1所示，在步骤一中，为方便将中心架2的支承中心与卡盘1的旋转中心调整并保持同轴，可将筒型夹具3夹持于卡盘1上并将筒型夹具3的外圆轴心与卡盘1的旋转中心调整同轴，然后再将所述中心架2支承在筒型夹具3上并定位其支承中心，随后固定中心架2的支承中心使其与卡盘1的旋转中心保持同轴。该方法直接通过筒型夹具3来调整中心架2的支承中心，无需再改变中心架2上支撑爪的位置，因此能够避免了重复定位误差。
如图2所示，为了进一步提高轴类零件5的装夹精度，可在步骤二中将筒型夹具3的中部旋转支承于中心架2上，并在步骤三中根据筒型夹具3左右两端部外圆的径向跳动来分别调整筒型夹具3与所述轴体的径向相对位置。这种方式能够更加准确的保证调整后筒型夹具3的旋转轴心与中心架2的支承中心同轴，从而提高轴类零件5的装夹精度。
由于中心架2的支撑爪具有一定的宽度，当每个支撑爪均夹紧筒型夹具3的外圆后，在步骤三中旋转卡盘1时如果此时轴类零件5与筒型夹具3的偏心距离较大，则不易通过轴类零件5带动筒型夹具3旋转。为了克服此问题，最好在步骤二和步骤三中，先将筒型夹具3的外圆柱面旋转支承在所述中心架2的部分支撑爪上并根据筒型夹具3外圆的径向跳动来调整筒型夹具3与轴类零件5间的径向相对位置；最后再将筒型夹具3的外圆柱面旋转支承在所述中心架2的全部支撑爪上并根据筒型夹具3外圆的径向跳动来调整筒型夹具3与轴类零件5间的径向相对位置。具体的，现有中心架2本身就由铰接在一起可张合的上下两部分构成，其中有两个支撑爪设置在中心架2下部，而另一支撑爪则设置在中心架2上部。因此，可以在步骤二和步骤三中先将中心架2的上下两部分打开，直接将筒型夹具3的外圆柱面旋转支承在所述中心架2的下部，即与中心架2的下部支撑爪接触，此时通过轴类零件5能够很容易的带动筒型夹具3旋转，并根据筒型夹具3外圆的径向跳动来调整筒型夹具3与轴类零件5间的径向相对位置，将两者调整到基本同轴后，再将中心架2的上下两部分合起来，再根据筒型夹具3外圆的径向跳动来调整筒型夹具3与轴类零件5间的径向相对位置。
当然，为了节省时间，在步骤二中，在将轴类零件5的轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具3内时，最好先通过目测初步将轴类零件5调整至筒型夹具3的中心。
如图3、图4所示本发明的筒型夹具，包括表面为圆柱形且两端开口的筒体31，所述筒体31内设置有径向支撑定位装置。其中，在筒体31的两端分别设置有所述的径向支撑定位装置，实现根据筒型夹具3左右两端部外圆的径向跳动来分别调整筒型夹具3与所述轴体的径向相对位置的目的。其中，筒体31最好为铸铁件，铸铁具有一定的刚性，且耐磨损，不易产生变形，有利于保证中心孔的加工精度。筒体31的内孔尺寸最好比轴类零件5的直径大20mm，这样就有足够的空间进行找正。此外，所述筒体31的长度最好≥200mm，这样就有足够长的找正基线，有利于保证找正的精度。
如图4，作为径向支撑定位装置的具体结构，所述径向定位装置包括沿周向间隔设置的至少三颗分别从径向穿入筒体31的调节螺钉32，所述各调节螺钉32与筒体31螺纹适配连接。其中，所述径向定位装置最好包括沿周向间隔设置的四颗调节螺钉32，相邻两颗调节螺钉32之间间隔角度为90°，以便从不同的方向对轴类零件5轴体间的径向相对位置进行调整。上述这种径向支撑定位装置优点在于具有有较好的通用性，通过改变调节螺钉32的长度即可适应多种外径尺寸长轴的加工。

Claims (9)

1.轴类零件的装夹方法，包括如下步骤：
步骤一：将中心架(2)的支承中心与卡盘(1)的旋转中心调整并保持同轴；
步骤二：将轴类零件(5)的轴端夹持在卡盘(1)上，将其轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具(3)内，并将该筒型夹具(3)的外圆柱面旋转支承于所述中心架(2)上；
步骤三：旋转卡盘(1)使轴类零件(5)带动筒型夹具(3)在中心架(2)上旋转，旋转时根据筒型夹具(3)外圆的径向跳动来调整筒型夹具(3)与所述轴类零件(5)轴体间的径向相对位置并固定。
2.如权利要求1所述的轴类零件的装夹方法，其特征是：在步骤一中，将筒型夹具(3)夹持于卡盘(1)上并将筒型夹具(3)的外圆轴心与卡盘(1)的旋转中心调整同轴，然后再将所述中心架(2)支承在筒型夹具(3)上并定位其支承中心，随后固定中心架(2)的支承中心使其与卡盘(1)的旋转中心保持同轴。
3.如权利要求1或2所述的轴类零件的装夹方法，其特征是：在步骤二中将筒型夹具(3)的中部旋转支承于中心架(2)上，并在步骤三中根据筒型夹具(3)左右两端部外圆的径向跳动来分别调整筒型夹具(3)与所述轴体的径向相对位置。
4.如权利要求1或2所述的轴类零件的装夹方法，其特征是：在步骤二和步骤三中，先将筒型夹具(3)的外圆柱面旋转支承在所述中心架(2)的部分支撑爪上并根据筒型夹具(3)外圆的径向跳动来调整筒型夹具(3)与轴类零件(5)间的径向相对位置；最后再将筒型夹具(3)的外圆柱面旋转支承在所述中心架(2)的全部支撑爪上并根据筒型夹具(3)外圆的径向跳动来调整筒型夹具(3)与轴类零件(5)间的径向相对位置。
5.如权利要求1或2所述的轴类零件的装夹方法，其特征是：在步骤二中，在将轴类零件(5)的轴体轴向套入并悬持在一筒型夹具(3)内时，通过目测初步将轴类零件(5)调整至筒型夹具(3)的中心。
6.权利要求1中装夹轴类零件时用的筒型夹具，其特征是：它包括表面为圆柱形且两端开口的筒体(31)，所述筒体(31)内设置有径向支撑定位装置。
7.如权利要求6所述的筒型夹具，其特征是：在筒体(31)的两端分别设置有所述的径向支撑定位装置。
8.如权利要求6或7所述的筒型夹具，其特征是：所述径向支撑定位装置包括沿周向间隔设置的至少三颗分别从径向穿入筒体(31)的调节螺钉(32)，所述各调节螺钉(32)与筒体(31)螺纹适配连接。
9.如权利要求8所述的筒型夹具，其特征是：所述径向支撑定位装置包括沿周向间隔设置的四颗调节螺钉(32)，相邻两颗调节螺钉(32)之间间隔90°。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20100127

Assignee: China 19th Metallurgical Corp. (Fangchenggang) Equipment Structure Co., Ltd.

Assignor: China 19th Metallurgical Corporation

Contract record no.: 2012450000095

Denomination of invention: Method for clamping shaft part and special cylindrical jig

Granted publication date: 20120502

License type: Exclusive License

Record date: 20121224

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model