CN102407354A - 一种高精密薄壁管件内孔液压夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机床附件，特别是一种液压夹具，属于机械加工技术领域。本发明的一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，改原有的整体式结构为分体式结构，其特征在于由与机床连接的液压法兰盘（A）以及涨紧轴（B）两部分构成，液压法兰盘（A）与涨紧轴（B）之间密封连接。一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，将原来的整体结构转变成两部分组成，降减了加工难度，提高了加工工艺性能，而且可以根据不同的规格需要更换涨紧轴，而不必进行整体更换，加工成本也大大降低，最重要的是我们国内可以自行生产，不必完全依赖进口，为推动我国高精密薄壁管套的发展，提高高精密薄壁管套质量奠定了技术基础。

Description

一种高精密薄壁管件内孔液压夹具

技术领域

 本发明涉及一种机床附件，特别是一种液压夹具，属于机械加工技术领域。

背景技术

 目前，钢质薄壁镀铬缸套是一种替代传统铸钢套的新型换代产品，发动机采用薄壁钢套后不但提高了发动机效率，而且延长了使用寿命（为普通气缸套3倍）。     薄壁缸套的壁厚为0.8mm----1.2mm,最早由英国开发成功，在70年代日本五十铃公司首先引进该技术，其后陆续被多家公司采用，但其制造难度较大，生产成本也较高，所以我国迟迟没有采用该技术。八十年代后期，国内有几家工厂开始生产，但质量比起日本和英国等还有一定差距，其中关键技术在于专用夹具、镀铬、珩磨、检测，专用夹具有机械弹性夹具和液压夹具两种，因机械夹具精度低只能用于粗加工，液压夹具精度高但目前只能依赖进口，所以但就因为这一项技术就制约我国的薄壁钢套发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种国内能够自行生产、同时可大幅度降低制造成体的一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其最大特点是改良了机械加工的工艺性，因此可使夹具的整体尺寸精度和几何精度方面得到大幅度的提高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，改原有的整体式结构为分体式结构，其特殊之处在于由与机床连接的液压法兰盘A以及涨紧轴B两部分构成，液压法兰盘A与涨紧轴B之间密封连接。

所述液压法兰盘A与涨紧轴B二者之间的接合处由螺钉1进行连接，由内环O型密封圈12、外环O型密封圈8进行密封。

所述液压法兰盘A由法兰体2、加压塞3、加压轴限位螺钉4、加压轴5、封堵钢球6、封堵螺钉7、外环O型密封圈8、调整密封9、调整轴10、调整螺钉11组成，所述法兰体2内开设有四个相互贯通的油路，分别包括径向开设的加油孔Ⅰ和调整孔Ⅱ以及轴向开设的加压工作孔Ⅲ和法兰对接孔Ⅶ，加油孔Ⅰ由内而外依次设有封堵钢球6、封堵螺钉7进行密封，调整孔Ⅱ由内而外依次设有调整密封9、调整轴10以及调整螺钉11进行密封，加压工作孔Ⅲ由内而外依次安装有加压塞3、加压轴5，在外力的作用下，加压轴5能够实现推动加压塞3在所述加压工作孔Ⅲ内进行轴向运动，其左向位移度由固定于法兰盘A上的加压轴限位螺钉4限定。

所述涨紧轴B包括主轴13以及通过两个间隔的O型密封圈15密封套设于主轴13上的涨套14，其中位于两O型密封圈15之间距离段的主轴13与涨套14之间的间隙形成一段环形油腔Ⅷ，涨紧轴B轴向开设有与法兰体上的加压工作孔Ⅲ对接贯通的主轴中心孔Ⅳ以及与法兰体上的法兰对接孔Ⅶ对接贯通的主轴对接孔Ⅵ，涨紧轴B径向开设有同时与主轴中心孔Ⅳ、主轴对接孔Ⅵ以及环形油腔Ⅷ相贯通的主轴径向通孔Ⅴ。

     为了减少液压状态的局部强度，使涨套14在受到液压力后能够均匀膨胀，所述环形油腔Ⅷ外周的涨套14上、位于两O型密封圈15的密封内侧各开设有一个凹槽E×F，以此保证涨紧工件16受力均匀。

本发明一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，将原来的整体结构转变成两部分组成，降减了加工难度，改善并提高了加工工艺性能，而且可以根据不同的规格需要更换涨紧轴，而不必进行整体更换，加工成本也大大降低，最重要的是我们国内可以自行生产，不必完全依赖进口，为推动我国高精密薄壁管件的发展，更进一步提高精密薄壁管套质量奠定了技术基础。

附图说明

 图1：本发明一种高精密薄壁管件内孔液压夹具拆分结构示意图；

 图2：本发明一种高精密薄壁管件内孔液压夹具连接结构示意图；

 图3：本发明液压法兰盘结构示意图；

 图4：本发明涨紧轴结构示意图；

 图5：本发明一种高精密薄壁管件内孔液压夹具连接结构剖视图；

 图6：图5中的A-A剖视图；

 图7：图5中的C局部放大图；

 图8：本发明一种高精密薄壁管件内孔液压夹具油路三维分布图；

 图9：法兰盘剖视图；

 图10：涨紧轴剖视图。

具体实施方式

以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。

实施例1

本实施例的一种高精密薄壁管件内孔液压夹具参考图1-10，主要由与机床衔接的液压法兰盘A和涨紧轴B两部分组成，图1。两者可由螺钉1连接在一起。图2。

图3是液压法兰盘A基本部件图，它是由法兰体2、加压塞3、加压轴限位螺钉4、加压轴5、封堵钢球6、封堵螺钉7、外环O形密封圈8、调整密封9、调整轴10、调整调整螺钉11组成。

图4是涨紧轴B基本部件图，它是由内环O形密封圈12、主轴13、涨套14、两个O形密封圈15组成。

下面参照工程图详细说明各部件的作用、夹（涨）紧原理和液压夹具的基本结构。

基本结构：

图6中的加油孔Ⅰ用于加油，封堵该孔的部件是封堵钢球6、封堵螺钉7。与加油孔Ⅰ贯通的是调整孔Ⅱ，其作用是调整涨紧量之用，此孔内装有调整密封9、调整轴10、调整螺钉11。旋进或旋退调整螺钉11可改变整个油腔的容积，从改变而膨胀夹紧尺寸。

图5中的加压工作孔Ⅲ内装有加压塞3、加压轴5，加压塞3由外力推动由左向右做轴向运动，其运动行程是固定的直线，这样可保证每次轴向移动尺寸是相等的。加压轴5左向位移度由加压轴限位螺钉4限定，该螺钉是固定在液压法兰盘A上。

加压工作孔Ⅲ与主轴中心孔Ⅳ、主轴径向通孔Ⅴ贯通,主轴径向通孔Ⅴ又与主轴对接孔Ⅵ贯通，法兰对接孔Ⅶ孔又与加油孔Ⅰ贯通，这样全部孔是承贯通状。

图7涨紧轴B局部放大图，主轴13的两O形密封圈15之间与涨套14是设有一定间隙，这样就形成环形油腔Ⅷ,该油腔与径向通孔V连通，自然也和全部孔连通。为了更清楚的表达各孔与油腔连通状态，图8给出各油孔与环形油腔Ⅷ形成的三维分布图，也是液压油具体分布图。

涨（夹）紧原理：加油孔Ⅰ由封堵钢球6在封堵螺钉7旋紧后完全封闭，调整孔Ⅱ由调整螺钉11将调整轴10、调整密封9阻挡也成完全封闭状，法兰盘A和涨紧轴B连接后由外环O形密封圈8、内环O形密封圈12密封、油腔由2个O形密封圈15密封，这样当外力推动加压轴5同时推动加压塞3做轴向运动后加压工作孔Ⅲ腔内的油必定向其它各孔及环形油腔Ⅷ填充，这样各油孔及油腔必然会产生一定的液压力。因为涨套14设计的管壁较薄，不能承受环形油腔Ⅷ的液压力所以自然会产生膨胀变形,因而涨紧工件16，因为膨胀变形量较小其变形为弹性变形，所以当卸掉加压轴5的外力后，涨套14弹性恢复承原始状态，自然液压油必然回充，因此加压轴5也回到始状。这样就完成一次装夹程序。图7中的凹槽E×F是开在两O形密封圈15密封内之间，目的是减少局部强度，主要作用是让涨套14收到液压力后在两开槽之间均匀膨胀。

本发明与原始内孔液压夹具优缺点对比;

1、原始内孔液压夹具的法兰盘A中的部件2和涨紧轴B的部件13是一个整体部件其缺点是：法兰对接孔Ⅶ,主轴对接孔Ⅵ,主轴中心孔Ⅳ三孔是细长孔，加工难度极高，工艺性极差，而本发明将法兰对接孔Ⅶ,主轴对接孔Ⅵ,主轴中心孔Ⅳ孔分成两段，减少三个细长孔的长度优化加工工艺性。

2、从以上附图说明可以看出法兰盘A部分是液压夹具技术的加工难点，如果和涨紧轴B成一体时必须是一种产品规格对应一种夹具，显然整体更换会增加产品制造成本，本发明的夹具法兰盘A和涨紧轴B分成两体，更换产品规格只需更换涨紧轴即可，图9是法兰盘A中的部件2重要尺寸和形位公差的技术要点，Φ2是与图10涨紧轴B部件13中的Φ3止口连接，两止口可以做成标准尺寸规格，以利于互换，这样法兰盘A中的部件2可以根据不同机床制造不同规格的标准产品，Φ1它可以根据不同的车床和磨床配套设计，这样就拓宽了该技术的使用范围。需要更换产品规格时只需更换涨紧轴B即可，从图10中可以看出主轴13精度要求也是极高，只有这样被装夹零件加工后的精度就越高。因Φ3、Φ4和端面J的加工基准可以轴两端的中心孔K、L为基准一次性加工完成和测量，所以该轴的尺寸及几何精度是完全可以得到保证，显然加工成本也较低，因此更换产品只需更换价廉的涨紧轴B部分即可，这样就大幅度降低零部件的制造成本。以前我国在薄壁件高精密加工中所需的夹具完全依赖进口，这样就制约了我国发动机高精密薄壁管套的发展。本发明从根本上解决了这项技术的难点，同时也解决了这项技术高额的制造成本，为推动我国高精密薄壁管套的发展，提高高精密薄壁管套质量奠定了技术基础。

Claims (5)

1.一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其特征在于由与机床连接的液压法兰盘（A）以及涨紧轴（B）两部分构成，液压法兰盘（A）与涨紧轴（B）之间密封连接。

2.    按照权利要求1所述一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其特征在于所述液压法兰盘（A）与涨紧轴（B）二者之间的接合处由螺钉（1）进行连接，由内环O型密封圈（12）、外环O型密封圈（8）进行密封。

3.按照权利要求2所述一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其特征在于所述液压法兰盘（A）由法兰体（2）、加压塞（3）、加压轴限位螺钉（4）、加压轴（5）、封堵钢球（6）、封堵螺钉（7）、外环O型密封圈（8）、调整密封（9）、调整轴（10）、调整螺钉（11）组成，所述法兰体（2）内开设有四个相互贯通的油路，分别包括径向开设的加油孔（Ⅰ）和调整孔（Ⅱ）以及轴向开设的加压工作孔（Ⅲ）和法兰对接孔（Ⅶ），加油孔（Ⅰ）由内而外依次设有封堵钢球（6）、封堵螺钉（7）进行密封，调整孔（Ⅱ）由内而外依次设有调整密封（9）、调整轴（10）以及调整螺钉（11）进行密封，加压工作孔（Ⅲ）由内而外依次安装有加压塞（3）、加压轴（5），其加压轴（5）能够实现推动加压塞（3）在所述加压工作孔（Ⅲ）内进行轴向运动，其左向位移度由固定于法兰盘（A）上的加压轴限位螺钉（4）限定。

4.按照权利要求2所述一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其特征在于所述涨紧轴（B）包括主轴（13）以及通过两个间隔的O型密封圈（15）密封套设于主轴（13）上的涨套（14），其中位于两O型密封圈（15）之间距离段的主轴（13）与涨套（14）之间的间隙形成一段环形油腔（Ⅷ），涨紧轴（B）轴向开设有与法兰体上的加压工作孔（Ⅲ）对接贯通的主轴中心孔（Ⅳ）以及与法兰体上的法兰对接孔Ⅶ对接贯通的主轴对接孔（Ⅵ），涨紧轴（B）径向开设有同时与主轴中心孔（Ⅳ）、主轴对接孔（Ⅵ）以及环形油腔（Ⅷ）相贯通的主轴径向通孔（Ⅴ）。

5.     按照权利要求3或4所述一种高精密薄壁管件内孔液压夹具，其特征在于所述环形油腔（Ⅷ）外周的涨套（14）上、位于两O型密封圈（15）的密封内侧各开设有一个凹槽（E×F）。

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