CN103223610A - 绝缘环车削加工工装夹具及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了绝缘环车削加工工装夹具，它包括凹面夹具（8）和凸面夹具（9），凹面夹具（8）包括卡爪卡盘A（10）和多个等分扇形块A（11），等分扇形块A（11）上的扇形凹陷部由扇形平面A（13）和弧形面侧壁A（14）构成，凸面夹具（9）包括卡爪卡盘B（15）和多个等分扇形块B（16），等分扇形块B（16）上的扇形凸起部由扇形平面B（17）和弧形面侧壁B（18）构成，等分扇形块B（16）的外侧还设置有扇形平面C（19），还公布了加工方法。本发明的有益效果是：夹紧力为均匀受力，避免了工件的变形，提高了装夹效率，节省了时间，提高了工件的质量和加工效率，增加了零件的一致性和可靠性。

Description

绝缘环车削加工工装夹具及其加工方法

技术领域

本发明涉及工装夹具技术领域，特别是绝缘环车削加工工装夹具及其加工方法。

背景技术

绝缘环与各零件之间有承上启下和连接的作用，而且在它的运行过程中对其信号的传、接，以及信号的稳定上也起了很大的作用。其结构如图1所示，它包括内圆面1、外圆面2、左端面3和右端面4，外圆面2上还设有沟槽5，绝缘环采用的是非金属材料-环氧玻璃布管，采用以前的装夹方法加工，不圆度远远超出了设计和工艺的要求，不圆度达到0.2～0.3mm，平行度在0.05～0.1之间，这对其后序装配带来了有一些不可预见的不良状态，同时也因为它的不圆度在0.2～0.3m，平行度在0.05～0.1之间，所以在装配中会造成累集轴向偏差，造成各零件的提前磨损，同时也有可能造成整机信号的传、接带不准确。

现有车削内圆面和左端面的装夹装置6，如图2所示，是靠三爪卡盘自带三爪去装夹，由于自带三爪与工件接触面宽度只有20mm、长度只有13mm，与工件接触面小，摩擦力也就小，所以在加工过程中为了工件不打转，就需要施加较大的夹持力，因材料为环氧玻璃布管，质地较软，同时又是局部受力，所以常常在加工完后造成工件的变形。

现有车削外圆面、沟槽和右端面的装夹装置7，如图3所示，采用过盈装夹方法，且该种过盈还必须保证工件内圆尺寸小于工装外圆尺寸0.03mm以上，否则无法加工，这样提高了装夹装置的精度，也就提高了加工的成本。因为车加工是挤压切削，会形成一定的径向力和轴向力，由于尺寸要小0.03mm以上，无法将工件轻松装夹到设计位置，必须用外力敲击才能装夹，且两端面是否完全贴合，只能靠操作工的观察和感觉，精度较低，因为装夹和卸下的敲击力都不是均匀给力，所以工件再一次变形。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种避免工件变形、提高装夹效率、提高工件加工质量和加工效率的绝缘环车削加工工装夹具及其加工方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：绝缘环车削加工工装夹具，它包括凹面夹具和凸面夹具，所述的凹面夹具包括卡爪卡盘A和多个形状相同的等分扇形块A，所述的等分扇形块A的数量与卡盘A上卡爪的数量相对应，等分扇形块A分别固设于对应的卡爪上，等分扇形块A上设置有扇形凹陷部，所述的扇形凹陷部由扇形平面A和弧形面侧壁A构成，所述的凸面夹具包括卡爪卡盘B和多个形状相同的等分扇形块B，所述的等分扇形块B的数量与卡盘B上卡爪的数量相对应，等分扇形块B分别固设于对应的卡爪上，等分扇形块B上设置有扇形凸起部，所述的扇形凸起部由扇形平面B和弧形面侧壁B构成，等分扇形块B位于扇形凸起部的外侧还设置有扇形平面C。

所述的所有等分扇形块A圆心角之和为360°，所有等分扇形块A的扇形凹陷部拼合成完整的圆形凹槽。

所述的所有等分扇形块B的圆心角之和为360°，所有等分扇形块B的扇形凸起部拼合成完整的圆柱形凸台，所有等分扇形块B的扇形平面C拼合成完整的环形平面。

所述的等分扇形块A的底部设有与卡爪相配合的凹槽A，卡爪卡盘A的卡爪设置于该凹槽A内，且等分扇形块A和卡爪上均设置有连接孔，等分扇形块A和卡爪通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

所述的等分扇形块B的底部设有与卡爪相配合的凹槽B，卡爪卡盘B的卡爪设置于该凹槽B内，且等分扇形块B和卡爪上均设置有连接孔，等分扇形块B和卡爪通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

采用绝缘环车削加工工装夹具的加工方法，它包括以下步骤：

S1、车削内圆面和左端面，将工件放置于凹面夹具的等分扇形块A的凹陷部拼合成的凹槽内，工件的右端面贴合于等分扇形块A的扇形平面A上，调整卡爪卡盘A的卡爪沿径向向内移动，当等分扇形块A的弧形面侧壁A与工件外圆面接触贴合后，即完成工件的装夹，进行车削内圆面和左端面的加工；

S2、车削外圆面、沟槽和右端面，将车削完内圆面和左端面的工件套装于等分扇形块B的凸陷部拼合成的圆柱形凸台外，工件的左端面贴合于等分扇形块B的扇形平面C上，调整卡爪卡盘B的卡爪沿径向向外移动，当等分扇形块B的弧形面侧壁B与工件内圆面接触贴合后，即完成工件的装夹，进行外圆面、沟槽和右端面的加工，从而完成工件的加工。

本发明具有以下优点：本发明的凹面夹具大大增加了夹具与工件的接触面积，也就使得夹紧力在远远小于现有装置的夹紧力的情况下就能使夹具与工件的摩擦力满足加工要求，避免了工件的变形，且夹紧力为均匀受力，而非局部受力，同样避免了工件的变形。

本发明的凸面夹具采用卡爪联动的夹紧方式，装夹与卸下过程中工件受力均匀平缓，不会造成工件的变形，在装夹过程中用手转动工件就可确定工件的左端面与扇形平面拼合成的环形平面的贴合程度，装夹时，只需感觉刚好夹上即可，夹紧力为均匀受力，同样避免了工件的变形，该装夹方法大大提高了装夹效率，节省了时间，提高了工件的质量和加工效率。在加工过程中内圆面和左端面、外圆面和右端面均是在一次装夹中完成，从而保证了内圆面和左端面、外圆面和右端面的垂直度。

本发明减少了装夹时间，增加了零件的一致性和可靠性，大大提高了零件的一次性合格率，提高了产品的加工质量，增加了后序加工的可调性，减少了因其不圆度、平行度误差加大而对后序装配带来的一些不可预见的不良状态，以及装配中造成累集轴向偏差，从而避免了各零件的提前磨损，提高了工件的使用寿命。

附图说明

图1 为绝缘环的结构示意图

图2 为现有车削内圆面和左端面的装夹装置的结构示意图

图3 为现有车削外圆面、沟槽和右端面的装夹装置的结构示意图

图4 为本发明的凹面夹具结构示意图

图5 为本发明的凸面夹具结构示意图

图中，1-内圆面，2-外圆面，3-左端面，4-右端面，5-沟槽，6-现有车削内圆面和左端面的装夹装置，7-现有车削外圆面、沟槽和右端面的装夹装置，8-凹面夹具，9-凸面夹具，10-卡爪卡盘A，11-等分扇形块A，12-卡爪，13-扇形平面A，14-弧形面侧壁A，15-卡爪卡盘B，16-等分扇形块B，17-扇形平面B，18-弧形面侧壁B，19-扇形平面C，20-凹槽A，21-凹槽B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

绝缘环车削加工工装夹具，它包括凹面夹具8和凸面夹具9，如图3所示，所述的凹面夹具8包括卡爪卡盘A10和多个形状相同的等分扇形块A11，所述的等分扇形块A11的数量与卡盘A上卡爪12的数量相对应，本实施例中的卡爪卡盘A10为三爪卡盘，等分扇形块A11分别固设于对应的卡爪12上，等分扇形块A11上设置有扇形凹陷部，所述的扇形凹陷部由扇形平面A13和弧形面侧壁A14构成，如图4所示，所述的凸面夹具9包括卡爪卡盘B15和多个形状相同的等分扇形块B16，所述的等分扇形块B16的数量与卡盘B上卡爪12的数量相对应，本实施例中的卡爪卡盘B15为三爪卡盘，等分扇形块B16分别固设于对应的卡爪12上，等分扇形块B16上设置有扇形凸起部，所述的扇形凸起部由扇形平面B17和弧形面侧壁B18构成，等分扇形块B16位于扇形凸起部的外侧还设置有扇形平面C19。

所述的所有等分扇形块A11圆心角之和为360°，所有等分扇形块A11的扇形凹陷部拼合成完整的圆形凹槽，圆形凹槽的内径与待加工件的外径相等。

所述的所有等分扇形块B16的圆心角之和为360°，所有等分扇形块B16的扇形凸起部拼合成完整的圆柱形凸台，圆柱形凸台的外径与绝缘环的内径相等，所有等分扇形块B16的扇形平面C19拼合成完整的环形平面。

所述的等分扇形块A11的底部设有与卡爪12相配合的凹槽A20，卡爪卡盘A10的卡爪12设置于该凹槽A20内，且等分扇形块A11和卡爪12上均设置有连接孔，等分扇形块A11和卡爪12通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

所述的等分扇形块B16的底部设有与卡爪12相配合的凹槽B21，卡爪卡盘B15的卡爪12设置于该凹槽B21内，且等分扇形块B16和卡爪12上均设置有连接孔，等分扇形块B16和卡爪12通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

采用绝缘环车削加工工装夹具的加工方法，它包括以下步骤：

S1、车削内圆面1和左端面3，将工件放置于凹面夹具8的等分扇形块A11的凹陷部拼合成的凹槽内，工件的右端面4贴合于等分扇形块A11的扇形平面A13上，调整卡爪卡盘A10的卡爪12沿径向向内移动，当等分扇形块A11的弧形面侧壁A14与工件外圆面2接触贴合后，即完成工件的装夹，进行车削内圆面1和左端面3的加工；加工完毕后仅需调整卡爪卡盘A10的卡爪12沿径向向外移动，即可取下工件；相比现有装夹装置，该凹面夹具8大大增加了夹具与工件的接触面积，也就使得夹紧力在远远小于现有装置的夹紧力的情况下就能使夹具与工件的摩擦力满足加工要求，避免了工件的变形，且夹紧力为均匀受力，而非局部受力，同样避免了工件的变形；

S2、车削外圆面2、沟槽5和右端面4，将车削完内圆面1和左端面3的工件套装于凸面夹具9的等分扇形块B16的凸陷部拼合成的圆柱形凸台外，工件的左端面3贴合于等分扇形块B16的扇形平面C19上，调整卡爪卡盘B15的卡爪12沿径向向外移动，当等分扇形块B16的弧形面侧壁B18与工件内圆面1接触贴合后，即完成工件的装夹，进行外圆面2、沟槽5和右端面4的加工，从而完成工件的加工。加工完成后，调整卡爪卡盘B15的卡爪12沿径向向内移动，即可取下工件，相比现有装夹装置，该凸面夹具9采用卡爪12联动的夹紧方式，装夹与卸下过程中工件受力均匀平缓，不会造成工件的变形，在装夹过程中用手转动工件就可确定工件的左端面3与扇形平面拼合成的环形平面的贴合程度，装夹时，只需感觉刚好夹上即可，夹紧力为均匀受力，同样避免了工件的变形，该装夹方法大大提高了装夹效率，节省了时间，提高了工件的质量和加工效率。

在加工过程中内圆面1和左端面3、外圆面2和右端面4均是在一次装夹中完成，从而保证了内圆面1和左端面3、外圆面2和右端面4的垂直度。 

Claims (6)

1.绝缘环车削加工工装夹具，它包括凹面夹具（8）和凸面夹具（9），其特征在于：所述的凹面夹具（8）包括卡爪卡盘A（10）和多个形状相同的等分扇形块A（11），所述的等分扇形块A（11）的数量与卡盘A上卡爪（12）的数量相对应，等分扇形块A（11）分别固设于对应的卡爪（12）上，等分扇形块A（11）上设置有扇形凹陷部，所述的扇形凹陷部由扇形平面A（13）和弧形面侧壁A（14）构成，所述的凸面夹具（9）包括卡爪卡盘B（15）和多个形状相同的等分扇形块B（16），所述的等分扇形块B（16）的数量与卡盘B上卡爪（12）的数量相对应，等分扇形块B（16）分别固设于对应的卡爪（12）上，等分扇形块B（16）上设置有扇形凸起部，所述的扇形凸起部由扇形平面B（17）和弧形面侧壁B（18）构成，等分扇形块B（16）位于扇形凸起部的外侧还设置有扇形平面C（19）。

2.根据权利要求1所述的绝缘环车削加工工装夹具，其特征在于：所述的所有等分扇形块A（11）圆心角之和为360°，所有等分扇形块A（11）的扇形凹陷部拼合成完整的圆形凹槽。

3.根据权利要求1所述的绝缘环车削加工工装夹具，其特征在于：所述的所有等分扇形块B（16）的圆心角之和为360°，所有等分扇形块B（16）的扇形凸起部拼合成完整的圆柱形凸台，所有等分扇形块B（16）的扇形平面C（19）拼合成完整的环形平面。

4.根据权利要求1所述的绝缘环车削加工工装夹具，其特征在于：所述的等分扇形块A（11）的底部设有与卡爪（12）相配合的凹槽A（20），卡爪卡盘A（10）的卡爪（12）设置于该凹槽A（20）内，且等分扇形块A（11）和卡爪（12）上均设置有连接孔，等分扇形块A（11）和卡爪（12）通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

5.根据权利要求1所述的绝缘环车削加工工装夹具，其特征在于：所述的等分扇形块B（16）的底部设有与卡爪（12）相配合的凹槽B（21），卡爪卡盘B（15）的卡爪（12）设置于该凹槽B（21）内，且等分扇形块B（16）和卡爪（12）上均设置有连接孔，等分扇形块B（16）和卡爪（12）通过设置于连接孔的螺栓连接固定。

6.采用如权利要求1所述的绝缘环车削加工工装夹具的加工方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、车削内圆面（1）和左端面（3），将工件放置于凹面夹具（8）的等分扇形块A（11）的凹陷部拼合成的凹槽内，工件的右端面（4）贴合于等分扇形块A（11）的扇形平面A（13）上，调整卡爪卡盘A（10）的卡爪（12）沿径向向内移动，当等分扇形块A（11）的弧形面侧壁A（14）与工件外圆面（2）接触贴合后，即完成工件的装夹，进行车削内圆面（1）和左端面（3）的加工；

S2、车削外圆面（2）、沟槽（5）和右端面（4），将车削完内圆面（1）和左端面（3）的工件套装于等分扇形块B（16）的凸陷部拼合成的圆柱形凸台外，工件的左端面（3）贴合于等分扇形块B（16）的扇形平面C（19）上，调整卡爪卡盘B（15）的卡爪（12）沿径向向外移动，当等分扇形块B（16）的弧形面侧壁B（18）与工件内圆面（1）接触贴合后，即完成工件的装夹，进行外圆面（2）、沟槽（5）和右端面（4）的加工，从而完成工件的加工。

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