CN102139457A

CN102139457A - 一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具

Info

Publication number: CN102139457A
Application number: CN2011100882751A
Authority: CN
Inventors: 何广熟; 林恒龙; 蒯尧山
Original assignee: YANGZHOU HUAYU TUBE FITTINGS CO Ltd
Current assignee: YANGZHOU HUAYU TUBE FITTINGS CO Ltd
Priority date: 2011-04-09
Filing date: 2011-04-09
Publication date: 2011-08-03

Abstract

本发明公开了一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具，在装夹底板上设置三个组合夹块，组合夹块由上夹块、下夹块、底板和连接螺栓组成，上、下夹块内侧为圆弧形缺口，闭合后形成与待加工弯头外径一致的圆形，上、下夹块由连接螺栓连接紧固，底板位于下夹块的底部，底板上带有滑槽；锁紧螺栓穿过组合夹块底板上的滑槽，紧固后将所述的组合夹块固定在装夹底板上。本发明采用面接触直接夹持管坯的方式装夹大口径弯头，装夹过程中弯头不产生径向压紧力，不易使弯头产生径向的压迫变形和扭矩；运用于大口径薄壁弯头机加工，能够保证弯头的机加工精度。

Description

一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具

技术领域

本发明属于机械加工的工装夹具加工制作和组装领域，涉及一种机械加工夹具，尤其是特别涉及一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具。

背景技术

对大口径弯头的端口进行机械加工，由于受车床自身的加工条件及弯头端面坡口高精度的要求，需在铣镗床上进行。由于弯头的外形轮廓为圆弧形，弯头的装夹定位比较困难。特别是对于大口径弯头，由于弯头外形尺寸较大，按照传统的机械加工装夹方法，加工成型后的弯头端面很难保证平整，加工角度难以满足要求，都达不到比较理想的结果。

针对大口径弯头机加工特点，中国专利2010202899372公开了一种大口径弯头机械加工夹具，采用面接触的装夹方式，用三块带有直径与弯头外管径相等的圆弧形表面的弯头定位块进行装夹定位，其中两块固定定位块定位弯头的外弧侧，另一块可调节定位块可在定位槽中移动，从弯头的内弧侧限制弯头的径向、轴向移动，达到调整、固定工件以及拆卸工件的目的，其装夹方式如图1a和图1b所示。对于材料壁厚较大，加工精度要求低的弯头，采用图示的装夹方式，依靠两固定定位块21、23和可调节定位块22，来固定待加工弯头，装夹方便快捷。但是，对于壁厚较薄，加工精度较高的弯头的端部加工，其弊端将显而易见，三块定位块21、23、22夹持固定弯头，机加工时需要很大的夹持压紧力，对于薄壁弯头很容易产生装夹变形，机加工结束后松开可调节定位块22时，弯头金属材料弹、塑性变形将得到恢复，加工精度得不到保证。

较大规格弯头的端部机加工存在的问题是，在铣镗床上进行机加工时，现有的装夹具容易使薄壁弯头产生变形，不能保证机加工精度；特别是核电站用管件等需要高精度加工，现有的装夹具已远远不能满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具，能够克服现有弯头机加工装夹具夹持或压紧力过大，容易使弯头，特别是薄壁弯头产生形变的问题，达到防止机加工过程中弯头装夹所产生的形变，从而保证机加工精度的技术效果。

本发明的夹具采用对称布置的多个组合夹块对弯头进行装夹定位，组合夹块的上、下夹块形成与待加工弯头的口径、曲率一致的弧面，直接夹持弯头的管坯，避免利用弯头径向的压紧力来固定弯头，使弯头产生径向的压迫变形和扭矩。

本发明采用如下技术方案：

一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具，包括装夹底板（1），其特征在于：装夹底板（1）上设置三个组合夹块，所述的组合夹块由上夹块（31、32、33）、下夹块（21、22、23）、底板和连接螺栓（4）组成，上、下夹块内侧为圆弧形缺口，闭合后形成与待加工弯头（6）外径一致的圆形，上、下夹块由连接螺栓（4）连接紧固，底板位于下夹块（21、22、23）的底部，底板上带有滑槽；锁紧螺栓（5）穿过组合夹块底板上的滑槽，紧固后将所述的组合夹块固定在装夹底板（1）上。

所述的组合夹块在装夹底板上沿待加工弯头管坯成交角分布，且分别垂直于加工弯头的曲率半径圆，即所述的组合夹块间形成夹角，并分别指向弯头的曲率中心。

所述的组合夹块优选在弯头管坯上对称分布。

所述的组合夹块间的最大夹角优选与弯头角度相同或略小于弯头角度。

所述的装夹底板上根据下夹块底板上滑槽的位置设置一组螺纹孔，用于锁紧螺栓的紧固。所述的螺纹孔优选12个，分为3组，每组4个用于1个组合夹块的固定。

所述的组合夹块由上夹块、下夹块、底板和连接螺栓组成。上、下夹块的内侧为直径与弯头外管径相等的圆弧形缺口，优选半圆形缺口，上、下夹块由连接螺栓连接闭合，紧固后组合夹块中形成与待加工弯头的外径一致的圆形孔道。

组合夹块带有的底板，底板位于下夹块的底部，底板上带有滑槽，滑槽宽度稍大于锁紧螺栓的外径。滑槽的一种设置方式如具体实施方式所描述，在所述的底板上开设四个长条形滑槽，对称分布于下夹块的两侧，两侧各2条。

所述的组合夹块可采用相同形状设计加工。

本发明通过带有圆弧形表面的一组组合夹块与弯头面接触的方式进行弯头装夹定位，将装夹底板与铣镗床加工平台连接，三个组合夹块的弧面与待加工弯头的口径、曲率一致，成一定角度安装在同一底板上（三组夹块均匀布置，成一定的交角），上、下夹块直接夹持弯头的管坯。弯头的装夹过程是，松开装夹底板上的装夹螺栓和连接螺栓，将待加工弯头放置到组合夹块下夹块的圆弧形缺口中，校正组合夹块的位置后，固定锁紧螺栓和连接螺栓，大口径弯头直接穿进组合夹块的圆形缺口之间，上、下夹块通过连接螺栓紧固后定位弯头。通过锁紧螺栓可调节组合夹块在滑槽中移动，定位组合夹块的位置，连接螺栓紧固上、下夹块，从而限制弯头的径向、轴向移动，达到调整、固定工件以及拆卸工件的目的。

本发明通过三组组合夹块对弯头进行装夹定位，组合夹块通过底部的滑槽在装夹底板上移动，这样便于组合夹块沿着弯头作径向调节。三组组合夹块调节位置后，紧固锁紧螺栓后将组合夹块固定在装夹底板上，再分别紧固连接螺栓，组合夹块的上、下夹块形成与弯头口径、曲率相一致的弧面，直接夹持弯头的管坯。这样实现了弯头的装夹定位，同时也避免现有夹具在装夹中产生的弯头径向的压紧力，弯头机加工过程中不易产生的形变，从而保证了机加工精度。

本发明各组成部分的全部零部件都可用45＃钢或20＃钢及钢板进行机加工得到，资源丰富，机加工简单便捷。

本发明克服了现有技术的不足，用面接触直接夹持管坯的方式装夹大口径弯头，避免了利用弯头径向的压紧力来达到固定弯头的弊端，不易使弯头产生径向的压迫变形和扭矩。利用三个组合夹块能够起到平衡的作用，能够最大程度的控制了弯头装夹过程的变形，特别是对于大口径薄壁的弯头，该夹具的装夹效果尤为突出。

本发明具有适用性，运用于大口径薄壁弯头，特别是核电站用弯头加工生产，能够保证弯头的机加工精度，具有很好的市场前景。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细描述，本发明的保护范围不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1a 大口径弯头机械加工夹具的主视图。

图1b 图1a夹具的俯视图。

图2a 防装夹变形的大口径弯头机加工夹具的结构示意图。

图2b 组合夹块的剖面图。

图3 带有螺纹孔的装夹底板的俯视图。

图4a 组合夹块的正面视图。

图4b 组合夹块的俯视图。

图4c 组合夹块的侧视图。

具体实施方式

本发明的防装夹变形的弯头机械加工夹具，通过组合夹块的方式进行大口径弯头的装夹定位。

如图2a和图2b所示，一种90°大口径弯头防装夹变形的机械加工夹具，包括装夹底板1，装夹底板1上三个形状相同的呈45°夹角分布的组合夹块，6只上、下夹块连接螺栓4，固定组合夹块并起滑动导向作用的12只锁紧螺栓5。

如图3所示，所述的装夹底板1与铣镗床加工平台连接，该装夹底板1上对应组合夹块的相应位置加工有十二只螺纹孔，用于锁紧螺栓5固定组合夹块。

参见图2b和图4a、图4b和图4c，组合夹块由上夹块31、32、33、下夹块21、22、23、底板和连接螺栓4组成。上、下夹块内侧为直径与弯头外管径相等的半圆形缺口，闭合后形成与待加工弯头6外径一致的圆弧面，上、下夹块的两端分别由连接螺栓4连接。底板位于下夹块21、22、23的底部，底板上带有滑槽，滑槽宽度稍大于锁紧螺栓5的外径，便于组合夹块运动自如，便于锁紧螺栓5锁紧定位。在每一个组合夹块的底板上分别开设有四个长条形滑槽，对称分布于下夹块21、22、23的两侧，两侧各2条。底板可在加工好滑槽后与下夹块21、22、23焊接固定。

根据设计，上夹块31、32、33可以由钢板卷制而成，并在相应的位置加工好螺纹通孔。可先加工组合夹块底板的滑槽（夹块一侧加工两滑槽，便于加工切削时起平衡作用），下夹快21、22、23在制作时先根据待加工弯头6的口径加工下夹块21、22、23的曲面圆弧，使其与弯头的口径和曲率保持基本一致，再加工好下夹块21、22、23的螺纹孔，然后将下夹块21、22、23与底板焊接好，并将焊缝打磨修理。在组合夹块相应的位置加工好螺纹盲孔。

3个组合夹块在装夹底板1上沿待加工弯头6管坯成45°交角分布，且分别垂直于加工弯头6的曲率半径圆。两侧的组合夹块之间的夹角为90°，与加工弯头6角度相同。将组合夹块与装夹底板1通过锁紧螺栓5连接，组合夹块可沿滑槽自由滑动。

将待加工的大口径弯头6，放置于下夹块21、22、23的弧面上，将组合夹块在滑槽上移动进行调整，直到位置合适为止；覆上上夹块31、32、33，用连接螺栓4紧固固定上、下夹块，后进行机加工。

本发明采用的结构，在加工大口径薄壁弯头时，几乎不会产生装夹变形，使弯头加工时，保持弯头的原始状态，不会因装夹的压紧力产生扭矩或弯曲变形，对于口径大、薄壁的高精度加工要求的弯头装夹优点尤为明显。

所述夹具可采用普通的45＃钢或20＃钢及钢板制作，期间零部件进行了热处理以提高材料的力学性能。本发明的原材料易得，加工方便。

本发明的防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具，装夹结构合理，实用方便。根据所述的技术方案和构思同样可进行60°等其它角度的大口径弯头夹具的设计和制作。

Claims

1. 一种防装夹变形的大口径弯头机械加工夹具，包括装夹底板（1），其特征在于：装夹底板（1）上设置三个组合夹块，所述的组合夹块由上夹块（31、32、33）、下夹块（21、22、23）、底板和连接螺栓（4）组成，上、下夹块内侧为圆弧形缺口，闭合后形成与待加工弯头（6）外径一致的圆形，上、下夹块由连接螺栓（4）连接紧固，底板位于下夹块（21、22、23）的底部，底板上带有滑槽；锁紧螺栓（5）穿过组合夹块底板上的滑槽，紧固后将所述的组合夹块固定在装夹底板（1）上。

2.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的组合夹块在装夹底板（1）成夹角分布，且分别垂直于待加工弯头（6）的曲率半径圆。

3.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的组合夹块在待加工弯头（6）管坯上对称分布。

4.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的组合夹块间的最大夹角与待加工弯头（6）角度相同或略小于待加工弯头（6）角度。

5.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的装夹底板（1）上根据组合夹块的底板上滑槽的位置设置3组、每组4个螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的圆弧形缺口为半圆形缺口。

7.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的滑槽宽度稍大于锁紧螺栓（5）的外径。

8.根据权利要求1所述的机械加工夹具，其特征在于：所述的底板上开设四个长条形滑槽，对称分布于下夹块（21、22、23）的两侧，每侧各二条。