CN104190977A - 一种筒状工件外圆加工夹具及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉一种筒状工件外圆加工夹具及其使用方法，主要包括下面几个部分：固定芯、膨胀套、活动芯、垫片、锁紧螺母。其工作方式是：通过旋动紧固螺母，使其推动活动芯移动，挤压膨胀套，膨胀套在固定芯的锥面和活动芯的锥面的共同作用下，沿径向往外扩展，实现对筒状工件的夹紧。与现有技术的弹性夹具相比，本发明提供的筒状工件外圆加工夹具，采用双向锥面膨胀式的设计方式，在膨胀过程中，膨胀套的整体部分同时向外膨胀，使得被加工的工件受力均匀，增强了夹具的夹紧效果，大大提高了加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种筒状工件外圆加工夹具。
技术背景
薄壁缸筒零件由于刚性差，强度弱，在加工中易受夹紧力和切削力的影响，极易变形，从而影响零件的尺寸精度、位置精度和表面粗糙度等。
目前的车床夹具在车削加工时，通常用三爪或四爪卡盘夹持，但是为了减小夹紧力对该薄壁套件的影响，车削加工中一般采用以下措施：1)将卡爪改为软金属材料并加大接触面，用专用软卡爪来夹紧工件，夹紧力就均匀分布在较大的接触面上，工件就不会产生变形。但这样做有一个缺点，需要保证软卡爪夹紧面与工件的外圆尺寸一致。2)使用辅助夹具增加工件的刚性，达到减小变形的目的。如根据薄壁件外径做一个开口套筒，通过开口套来夹紧工件，这样夹紧力均匀分布在较大的接触面上，减小工件因卡爪夹紧引起的变形。但是这样又无法避免切削力引起的工件变形。
中国专利申请CN 201310735125.4公开了一种薄壁缸体车削外圆专用夹具，该夹具包括固定连接在机床上的夹具体，夹具体具有外锥面，专用夹具还包括：夹紧驱动部分，夹紧驱动部分包括能完成轴向移动的拉杆；夹紧固定部分，紧固定部分包括涨簧，涨簧具有与所述夹具体的外锥面配合的内锥面，涨簧的外环面与薄壁缸体内表面配合；定位部分，定位部分包括定位盘，定位盘一端固定在所述夹具体上，另一端作为定位面与薄壁缸体端面配合；导向部分，导向部分包括固定在所述拉杆上的导向螺母和拉盘，所述拉盘与导向螺母相固定。该专利申请技术方案中夹具体结构较复杂，部分夹具部件制工序较多，成本高，特别是夹具调整困难，难以保证外圆加工质量，尤其是该专利申请中定位盘的轴向长度限制了涨簧与薄壁套件内表面的配合，当薄壁套件内表面较大时，涨簧必须沿夹具体的外锥面作轴向移动以保证涨簧与薄壁件内表面紧密配合，而轴向移动将受到定位盘的限制。
中国专利申请CN 201310452705.2公开了一种不通孔薄壁套筒类零件外壁加工夹具及其使用方法，包括芯轴、紧固螺母、锥套、弹性夹套，该夹具弹性夹套在两端开有若干开闭槽，成交叉分布，弹性夹套膨胀时，两端开口端和内底端同 时被夹紧，起到双向夹紧的作用，但此夹具只能加工不通孔的套筒，且在膨胀受力过程套筒中间的部分没有被夹紧，导致套筒两端部分和中间部分受力不均匀，影响加工精度。
发明内容
为了解决现有夹具中两端部分和中间部分受力不均匀的问题，本发明提供了一种筒状工件外圆加工夹具，本发明提供的加工夹具夹紧时整体受力，使筒状工件在车削加工时，受力均匀，不会因为夹紧力与切削力的影响致使零件变形、精度降低。
按照本发明提供的技术方案，一种筒状工件外圆加工夹具，包括：固定芯、膨胀套、活动芯、垫片、锁紧螺母，所述膨胀套、活动芯、垫片套装在所述固定芯上，所述膨胀套位于所述固定芯的一端和所述活动芯之间，所述锁紧螺母位于所述固定芯的另一端，其特征在于：所述膨胀套由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
所述膨胀套的每个膨胀条在中间、两端各有一个通孔，所述多条相同的膨胀条的相同部位之间的通孔间穿有弹性的橡皮绳。
所述膨胀套呈圆筒状，其两端均为内锥面结构。
所述的固定芯的一端具有光轴结构，靠近所述光轴结构的所述固定芯具有外锥面结构，所述固定芯的外锥面结构与所述膨胀套的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
所述活动芯具有外锥面结构，所述活动芯的外锥面结构与所述膨胀套的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
所述外锥面结构沿径向具有多条刻纹。
所述锥度为15-60度。
所述活动芯和锁紧螺母之间还具有圆形垫片。
本发明还提供了一种筒状工件外圆加工夹具的使用方法，其步骤包括：
1、固定所述固定芯；
2、调整所述膨胀套和所述活动芯的位置，将待加工的所述筒状工件套在所述膨胀套上；
3、旋转所述锁紧螺母，使其推动所述活动芯移动，从而挤压所述膨胀套， 所述膨胀套在所述固定芯和所述活动芯的的共同作用下，产生径向膨胀力，使所述筒状工件被夹紧。
一种筒状工件外圆加工夹具的使用方法，其特征在于：步骤1还包括：用车床上的卡爪固定夹紧固定芯的光轴端，使固定芯的轴心与车床主轴的轴心在同一条直线上。
一种筒状工件外圆加工夹具的使用方法，其特征在于：还包括步骤4：启动车床，完成筒状工件的精加工。
一种筒状工件外圆加工夹具，其工作方式是：通过旋动紧固螺母，使其推动活动芯移动，挤压膨胀套，膨胀套在固定芯的锥面和活动芯的锥面的共同作用下，沿径向往外扩展，实现对筒状工件的夹紧。
与现有技术的弹性夹具相比，本发明提供的筒状工件外圆加工夹具，采用双向锥面膨胀式的设计方式，在膨胀过程中，膨胀套的整体部分同时向外膨胀，使得被加工的工件受力均匀，增强了夹具的夹紧效果，大大提高了加工精度。
附图说明
图1是夹具结构示意图。
图2是膨胀套的截面图。
图3是膨胀套单个膨胀条的剖面图。
图中：1是固定芯，2是膨胀套，3是膨胀套通孔，4是活动芯，5是垫片，6是锁紧螺母，7是薄壁套件，8是弹性橡皮绳。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明的提供的一种筒状工件外圆加工夹具，主要包括固定芯1、膨胀套2、活动芯4、垫片5、锁紧螺母6，所述膨胀套2、活动芯4、垫片5套装在所述固定芯1上，所述膨胀套2位于所述固定芯1的一端和所述活动芯4之间，所述锁紧螺母6位于所述固定芯1的另一端。所述膨胀套2由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
实施例2
如图1所示，本发明的提供的一种筒状工件外圆加工夹具，主要包括固定芯1、膨胀套2、活动芯4、垫片5、锁紧螺母6，所述膨胀套2、活动芯4、垫片5套装在所述固定芯1上，所述膨胀套2位于所述固定芯1的一端和所述活动芯4之间，所述锁紧螺母6位于所述固定芯1的另一端。所述膨胀套2由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
如图2，3所示，膨胀套2是由24条相同的膨胀条组成的筒状结构，所述膨胀套2的每个膨胀条在中间、两端各有一个通孔3，所述24条相同的膨胀条的相同部位之间的通孔间穿有弹性的橡皮绳8。在弹性橡皮绳8的收缩作用下，膨胀套2可以收缩成筒状，在活动芯4的膨胀作用下，膨胀套2实现径向扩张作用，以实现对筒状工件的夹紧。
本发明图2中所示的膨胀套是由24条膨胀条组成的，但在实际运用中，根据筒状工件的直径的大小，本发明所述技术方案中的膨胀条的数目可以有所变化。例如，当待加工的筒状工件的直径较小时，膨胀套的膨胀条数目可以减小，如18，12，9，6等；当待加工的筒状工件的直径较大时，膨胀套的膨胀条数目可以增加，如36、48等。膨胀套的膨胀条数量越多，对筒状工件的外表面的接触面积就越大，工件在夹紧时受力就会越均匀，夹紧效果就越好。不论，膨胀条的数目多少，采用本发明膨胀套的设计思路均在本发明的保护范围之内。
实施例3
如图1所示，本发明的提供的一种筒状工件外圆加工夹具，主要包括固定芯1、膨胀套2、活动芯4、垫片5、锁紧螺母6，所述膨胀套2、活动芯4、垫片5套装在所述固定芯1上，所述膨胀套2位于所述固定芯1的一端和所述活动芯4之间，所述锁紧螺母6位于所述固定芯1的另一端。所述膨胀套2由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
所述圆形垫片5位于活动芯和锁紧螺母之间。
所述膨胀套2呈圆筒状，其两端均为内锥面结构。所述的固定芯1的一端具有光轴结构，靠近所述光轴结构的所述固定芯1具有外锥面结构，所述固定芯1的外锥面结构与所述膨胀套2的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。所述活动芯4具有外锥面结构，所述活动芯4的外锥面结构与所述膨胀套2的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
为了防止在夹紧过程中，由于车削力的作用，膨胀套2的内锥面与固定芯1或活动芯4的外锥面产生轻微的旋转滑动，从而影响加工精度，在本发明提供的一种筒状工件外圆加工夹具的技术方案中，所述的外锥面结构沿径向设置有多条刻纹。
实施例4
如图1所示，本发明的提供的一种筒状工件外圆加工夹具，主要包括固定芯1、膨胀套2、活动芯4、垫片5、锁紧螺母6，所述膨胀套2、活动芯4、垫片5套装在所述固定芯1上，所述膨胀套2位于所述固定芯1的一端和所述活动芯4之间，所述锁紧螺母6位于所述固定芯1的另一端。所述膨胀套2由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
所述膨胀套2呈圆筒状，其两端均为内锥面结构。所述的固定芯1的一端具有光轴结构，靠近所述光轴结构的所述固定芯1具有外锥面结构，所述固定芯1的外锥面结构与所述膨胀套2的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。所述活动芯4具有外锥面结构，所述活动芯4的外锥面结构与所述膨胀套2的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
所述锥度为15度，或35度，或45度，或60度。
实施例5
一种筒状工件外圆加工夹具的使用方法，其步骤包括：
1、固定所述固定芯；
2、调整所述膨胀套和所述活动芯的位置，将待加工的所述筒状工件套在所述膨胀套上；
3、旋转所述锁紧螺母，使其推动所述活动芯移动，从而挤压所述膨胀套，所述膨胀套在所述固定芯和所述活动芯的的共同作用下，产生径向膨胀力，使所述筒状工件被夹紧。
4、启动车床，完成筒状工件的精加工。
所述步骤1还包括：用车床上的卡爪固夹紧固定芯的光轴端，使固定芯的轴心与车床主轴的轴心在同一条直线上。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除。
Claims (10)
1.一种筒状工件外圆加工夹具，包括：固定芯、膨胀套、活动芯、垫片、锁紧螺母，所述膨胀套、活动芯、垫片套装在所述固定芯上，所述膨胀套位于所述固定芯的一端和所述活动芯之间，所述锁紧螺母位于所述固定芯的另一端，其特征在于：所述膨胀套由多条相同的膨胀条组成，每个膨胀条具有同圆心的内弧面和外弧面。
2.根据权利要1所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述膨胀套的每个膨胀条在中间、两端各有一个通孔，所述多条相同的膨胀条的相同部位之间的通孔间穿有弹性的橡皮绳。
3.根据权利要1或2所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述膨胀套呈圆筒状，其两端均为内锥面结构。
4.根据权利要3所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述的固定芯的一端具有光轴结构，靠近所述光轴结构的所述固定芯具有外锥面结构，所述固定芯的外锥面结构与所述膨胀套的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
5.根据权利要3所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述活动芯具有外锥面结构，所述活动芯的外锥面结构与所述膨胀套的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
6.根据权利要3所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述活动芯具有外锥面结构，所述活动芯的外锥面结构与所述膨胀套的内锥面结构相抵触，且两者的锥度相同。
7.根据权利要4或5所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：所述锥度为15-60度。
8.根据权利要1所述的筒状工件外圆加工夹具，其特征在于：还包括位于所述活动芯和锁紧螺母之间的圆形垫片。
9.一种如权利要求1-8所述的筒状工件外圆加工夹具的使用方法，其步骤包括：
1、固定所述固定芯；
2、调整所述膨胀套和所述活动芯的位置，将待加工的所述筒状工件套在所述膨胀套上；
3、旋转所述锁紧螺母，使其推动所述活动芯移动，从而挤压所述膨胀套，所述膨胀套在所述固定芯和所述活动芯的的共同作用下，产生径向膨胀力，使所述筒状工件被夹紧。
4、启动车床，完成筒状工件的精加工。
10.一种如权利要求9所述使用方法，其特征在于：步骤1还包括：用车床上的卡爪固定夹紧固定芯的光轴端，使固定芯的轴心与车床主轴的轴心在同一条直线上。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |