CN103028982A

CN103028982A - 用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具

Info

Publication number: CN103028982A
Application number: CN2012105203681A
Authority: CN
Inventors: 陈文会; 周皇; 谢勇智; 曲中兴; 张美平; 杨朝亮; 王江
Original assignee: Xian Aerospacemotor Machine Factory
Current assignee: Xian Aerospacemotor Machine Factory
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-12-03
Also published as: CN103028982B

Abstract

一种用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具，锥体压环位于定位胎具的上表面中心处，通过连接螺杆将锥体压环和定位胎具固连。压板位于定位胎具上表面的外缘处，通过压板螺杆固定在机床台面上。锥体压环的下表面为弧度与定位胎具上表面的弧度相同的弧面。定位胎具一端的外表面为弧面，该弧面自定位胎具外圆表面中部向该定位胎具的顶端延伸；所述定位胎具弧面的弧度与椭球封头外表面的弧度相同。定位胎具弧面的长度须使在对椭球封头切边时，椭球封头的外切边和内切边的位置均位于定位胎具弧面上。本发明具有结构简单、定位精准、操作方便，能够充分利用工厂高精度数控设备，高质量完成薄壁双向开孔椭球封头的开孔、切边及导坡口的加工。

Description

用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体为能同时用于壁厚小于8mm的椭球封头双向开孔和切边的复合夹具。

背景技术

封头一般经冲压或旋压成型，成型后封头往往带有翻边或边缘高低不平，因此在封头与前后零件对焊前需进行双向开孔、切边及导坡口加工，而封头由于壁厚薄，外型为椭圆，在机床工作台面上无法装夹，且易变形。对于单个或少量封头，传统加工方法是人工划线，手工切割，不需要工装，但是此方法加工效率低，而且切边、坡口加工端面质量差，精度低，增加了后续打磨、组对和焊接工作难度；一些工厂设计了封头加工工装，但开孔、切边及导坡口经过多次装夹，无法保证两端开孔同心，且无法控制封头切边过程中引起的颤动及变形问题。

在专利号为201020302228的实用新型专利中提出了一种封头切边机。该封头切边机包括切割机构、转动机构、动力传动机构和电机，所述的动力传动机构包括与电机相接的减速机和与减速机相传动的变速机构，所述的转动机构包括与变速机构输出轴相接的旋转盘和固定在旋转盘上的固定装置。工作时，将封头放在转动机构上，调整放置在旋转盘一侧的切头对准封头边缘，旋转机构在摆线针轮、变速机构的带动下缓慢旋转，实现封头切边及坡口切制。该封头切边机只是针对单向开孔的小型封头进行切边、导坡口，且这些切割机构存在结构复杂，定位精度低，操作复杂，加工质量不高，无法控制薄壁封头变形等问题。在《压力容器》杂志的《封头坡口切边通用夹具》一文中提出了一种封头切边夹具方案，该方案在封头内设置一个支架转轴回转横杆机构来进行定位，通过火焰切割完成切边，所切割的封头坡口质量较好，但定位过程复杂，且无法完成开孔加工。因此需要一种装置解决薄壁椭球封头双向开孔、切边及导坡口加工中存在的问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的定位过程复杂，且无法完成开孔加工的不足，本发明提出了一种用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具。

本发明包括定位胎具、压板、连接螺杆、压板螺杆和锥体压环。锥体压环位于定位胎具的上表面中心处，通过连接螺杆将所述锥体压环和定位胎具固连。压板位于定位胎具上表面的外缘处，并通过压板螺杆将该压板固定在机床台面上。定位胎具通过法兰固定在机床台面上。锥体压环的下表面为弧度与定位胎具上表面的弧度相同的弧面。定位胎具一端的外表面为弧面，该弧面自定位胎具外圆表面中部向该定位胎具的顶端延伸；所述定位胎具弧面的弧度与椭球封头外表面的弧度相同。定位胎具弧面的长度须使在对椭球封头切边时，椭球封头的外切边和内切边的位置均位于定位胎具弧面上。

所述的锥体压环为圆环形，在锥体压环圆环的上表面呈放射状均布有多个支撑筋板，在锥体压环顶端的中心有连接螺杆的通孔。

定位胎具弧面端的最大外径小于待加工椭球封头最大外径。在定位胎具顶端中心有连接螺杆的安装孔

压板的内表面为弧面，其弧度与定位胎具外表面的弧度相同；压板内弧面的最小内径大于锥体压环的最大外径5～8mm，当压板从定位胎具上取下时，能穿过锥体压环。压板的外径大于定位胎具的最大外径，当通过压板螺杆4将该压板固定在机床台面时，所述压板螺杆与定位胎具之间无干涉。

本发明针对现有的人工开孔、切边，打磨封头坡口方式效率低，加工质量差；现有装置无法保证两端开孔同心，又无法控制加工过程中引起的颤动和变形；现有切割机构又仅针对单向开孔封头或者仅能切边不能开孔的问题，提出的一种结构简单、定位精准、操作方便，能够充分利用工厂高精度数控设备，高质量完成薄壁双向开孔椭球封头开孔、切边及导坡口的加工复合夹具。

本发明中，定位胎具与工作台旋转类机床配套使用，将定位胎具安装在机床工作台面上找正并通过螺栓和螺母固定。将待开口封头安装在定位胎具上，封头内型面与定位胎具外型面完全贴合，找正封头后将压板压在椭球封头外型面处，通过螺栓、螺母固定，然后开动机床进行开孔、导坡口。

上端开孔完成后将锥体压环压在封头上，锥体压环内型面与封头外型面贴合，螺栓一端拧入定位胎具中心螺孔，一端穿过锥体压环上端孔，拧入螺母使锥体压环将封头固定在定位胎具上，然后将压在封头上的压板穿过锥体压环撤去，再次开动机床进行封头切边及导坡口。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1）本发明的零件仅有定位胎具、压板、锥体压环、螺母、螺杆，其结构简单。且双向开孔及切边过程中，待上端开完孔后，用锥体压环将封头固定在定位胎具上后才松开压在封头上的压板，整个加工过程中封头没有松动，从而达到封头一次定位操作即完成了开孔和切边加工，能有效保证薄壁椭球封头双向开孔同心；

2）本发明的定位胎具、压板和锥体压环的内、外型面与椭球封头内、外型面一致，且始终保持贴合状态，可避免开孔、切边及导坡口过程中引起的颤动及变形，提高坡口质量。

3）本发明与工作台可旋转类的机床配套使用，能够导任意角度的坡口。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；其中，图1a是主视图，图1b是俯视图；

图2为本发明的结构示意图；

图3是锥体压环的结构示意图；其中，图3a是主视图，图3b是俯视图；

图4为压板的结构示意图；其中，图4a是主视图，图4b是俯视图；

图5为定位胎具的结构示意图；其中，图5a是主视图，图5b是俯视图。

图中：

1.固定螺杆 2.螺母 3.定位胎具 4.压板螺杆 5.压板 6.螺母

7.锥体压环 8.连接螺杆 9.压紧螺母

具体实施方式

本实施例是用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具。

本实施例所加工的工件为椭球封头，该椭球封头的椭球比为2：1.本实施例中，该工件的长半轴a＝600mm，短半轴b＝300mm，壁厚为4mm，高150mm，两端开口直径分别为φ300mm和φ1057mm。

所述的双向开孔及切边装置包括定位胎具3，压板5，连接螺杆8，压板螺杆9、锥体压环7。

锥体压环7位于定位胎具3的上表面中心处，通过连接螺杆8将所述锥体压环7和定位胎具3固连。压板5位于定位胎具3上表面的外缘处，并通过压板螺杆4将该压板固定在机床台面上。定位胎具3通过法兰固定在机床台面上。

所述的锥体压环7为圆环形，在锥体压环圆环的上表面呈放射状均布有多个支撑筋板，各筋板在锥体压环上方中心交汇，形成了锥体压环7的顶端。在各筋板交汇的中心有连接螺杆8的通孔。各筋板的上表面和下表面均为斜面，使所述锥体压环7安装在定位胎具3的上表面后，该锥体压环7的内表面与定位胎具3的上表面之间无接触。

锥体压环7的下表面为弧面，该弧面的弧度与定位胎具上表面的弧度相同。

锥体压环7的外径小于压板最小内径5～8mm；锥体压环7的内径小于定位胎具上表面弧面的最小外径5～8mm。

本实施例中，所述的锥体压环7的壁厚为50mm，上表面呈放射状均布8个筋板，下表面内型面与定位胎具的外型面相同。锥体压环7顶端中心有连接螺杆8的安装孔。

所述的定位胎具3为中空回转体。定位胎具3一端的外表面为弧面，该弧面自定位胎具外圆表面中部向该定位胎具的顶端延伸；所述定位胎具弧面的弧度与椭球封头外表面的弧度相同。定位胎具3的内孔为等径孔。

定位胎具3弧面端的最大外径小于待加工椭球封头最大外径。

定位胎具3弧面的长度须使在对椭球封头切边时，椭球封头的外切边和内切边的位置均位于定位胎具3弧面上。

在定位胎具顶端中心有贯通孔。在所述定位胎具顶端中心的贯通孔的底端呈放射状均布有多个筋板，在各筋板交汇的中心有螺纹盲孔。连接螺杆8穿过锥体压环顶端中心的安装孔和定位胎具顶端中心的螺纹盲孔，将二者固连。

在所述定位胎具下端外表面有连接法兰。

本实施例中，所述的定位胎具3为外型面与椭球封头内型面形状一致

所述的压板5为圆环状，压板5的内表面为弧面，其弧度与定位胎具外表面的弧度相同；压板5内弧面的最小内径大于锥体压环的最大外径5～8mm，当压板从定位胎具上取下时，能穿过锥体压环。压板5的外径大于定位胎具的最大外径，当通过压板螺杆4将该压板固定在机床台面时，所述压板螺杆与定位胎具之间无干涉。

安装和加工椭球封头时分为两步：首先将定位胎具3安装在工作台旋转直径为φ3000mm的立式车床工作台面上，找正后用螺杆1和螺母2固定在机床工作台上，将待开口封头放在定位胎具3上，使封头与定位胎具贴合紧密，找正后将所述的压板5压在封头外型面处，将四根螺杆4穿过压板5上的孔，螺杆4一端拧入机床台面的螺套中，上端拧入螺母6，四处均匀用力使压板5将封头压紧在定位胎具上，然后开动机床在相应位置进行开口、切边及导坡口。

其次待上端开孔及导坡口完成后停止机床，将锥体压环7压在封头外型面处，然后将两端有螺纹的螺杆8穿过锥体压环7上端孔拧入定位胎具中心螺纹孔内，另一端拧入螺母9使锥体压环7将封头固定在定位胎具3上。松开压板5上的四个压紧螺母，穿过锥体压环7撤去压板5，再次开动机床在相应位置进行切边和导坡口，完成此薄壁椭球封头加工，拆卸工装取出封头。

Claims

1.一种用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具，其特征在于，包括定位胎具、压板、连接螺杆、压板螺杆和锥体压环；锥体压环位于定位胎具的上表面中心处，通过连接螺杆将所述锥体压环和定位胎具固连；压板位于定位胎具上表面的外缘处，并通过压板螺杆将该压板固定在机床台面上；定位胎具通过法兰固定在机床台面上；锥体压环的下表面为弧度与定位胎具上表面的弧度相同的弧面；定位胎具一端的外表面为弧面，该弧面自定位胎具外圆表面中部向该定位胎具的顶端延伸；所述定位胎具弧面的弧度与椭球封头外表面的弧度相同；定位胎具弧面的长度须使在对椭球封头切边时，椭球封头的外切边和内切边的位置均位于定位胎具弧面上。

2.如权利要求1所述用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具，其特征在于，所述的锥体压环为圆环形，在锥体压环圆环的上表面呈放射状均布有多个支撑筋板，在锥体压环顶端的中心有连接螺杆的通孔。

3.如权利要求1所述用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具，其特征在于，定位胎具弧面端的最大外径小于待加工椭球封头最大外径；在定位胎具顶端中心有连接螺杆的安装孔。

4.如权利要求1所述用于椭球封头双向开孔和切边的复合夹具，其特征在于，压板的内表面为弧面，其弧度与定位胎具外表面的弧度相同；压板内弧面的最小内径大于锥体压环的最大外径5～8mm，当压板从定位胎具上取下时，能穿过锥体压环；压板的外径大于定位胎具的最大外径，当通过压板螺杆4将该压板固定在机床台面时，所述压板螺杆与定位胎具之间无干涉。