CN105364710B - 大型空心轴类零件的磨削装夹装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种大型空心轴类零件的磨削装夹装置,包括定位端板,所述定位端板上设有一圈用于安装大型空心轴类零件的第一定位台阶和至少两个用于连接磨床工作台的安装孔,所述定位端板中心固定安装有一芯轴,所述芯轴的延伸端设有外螺纹,一定位锥板上设有芯轴安装孔,所述定位锥板通过芯轴安装孔套设在芯轴上,定位锥板通过压紧螺母与芯轴的螺纹部相配合紧固在芯轴上,所述定位锥板上设有一圈用于安装大型空心轴类零件的第二定位台阶,所述第二定位台阶的台阶壁设有斜面,所述第二定位台阶与第一定位台阶相向设置,通过第一定位台阶和第二定位台阶夹紧大型空心轴类零件。本发明结构简单,加工精度和生产效率高。

Description

大型空心轴类零件的磨削装夹装置
技术领域
本发明涉及机械加工中外圆磨削夹具,具体涉及一种大型空心轴类零件的磨削装夹装置。
背景技术
目前采用大型空心轴类的零件越来越多,如大风电产品的第二级输入轴,该第二级输入轴的两端内孔为φ344和总长为696.6,第二级输入轴的三段外圆为φ500.6+0.030、φ440.5+0.1 0、φ432.2+0.1 0,为大型轴套类结构件,该第二级输入轴与第二级输入齿轮配合段外圆φ500.6+0.03 0相配合,该配合尺寸精度、形位公差、表面粗糙度要求高。目前对于这种大直径段φ500.6+0.03 0、φ440.5+0.1 0、φ432.2+0.1 0的三段加工工艺,三段外圆通常采用车削留足磨削余量后在MG21860/R数控立磨上磨削加工,三段圆磨削时须翻面、吊装装夹找正工件两次,不但费时费力、须辅助磨平小端面以作调头装夹的基准面还要耗费时间。并且立磨自身效率不高,在此条件下磨削一件需9时以上,成本高不说又降低了该设备生产其它零部件的能力。所以现有的大型空心轴类的零件是以外协为主、自主生产量极小,加工成本很高。
为保证第二级输入轴和第二级输入齿轮及其对应组件、装配组合件的高效率自主生产能力,加上现有外圆磨床MK1663生产任务不足,于是产生了在外圆磨床上磨削该轴套类零件的想法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种大型空心轴类零件的磨削装夹装置,该磨削装夹装置结构简单,便于在外圆磨床上进行大型空心轴类零件加工,保证了大型空心轴类零件各段同轴度,且加工精度和生产效率高。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:包括定位端板,所述定位端板上设有一圈用于安装大型空心轴类零件的第一定位台阶和至少两个用于连接磨床工作台的安装孔,所述定位端板中心固定安装有一芯轴,所述芯轴的延伸端设有外螺纹,一定位锥板上设有芯轴安装孔,所述定位锥板通过芯轴安装孔套设在芯轴上,定位锥板通过压紧螺母与芯轴的螺纹部相配合紧固在芯轴上,所述定位锥板上设有一圈用于安装大型空心轴类零件的第二定位台阶,所述第二定位台阶的台阶壁设有斜面,所述第二定位台阶与第一定位台阶相向设置,通过第一定位台阶和第二定位台阶夹紧大型空心轴类零件。
所述第二定位台阶的斜面与芯轴轴线之间的夹角为45°。
所述定位锥板与压紧螺母之间设有垫圈。
所述定位锥板上设有便于安装的泄气孔。
所述定位端板上设有两个对称设置的用于连接磨床工作台的安装孔。
所述定位端板和定位锥板上均设有至少两个用于安装吊装螺栓的螺纹孔。
所述定位端板和定位锥板均为圆板。
所述定位端板的第一定位台阶和定位锥板的第二定位台阶均呈圆形凸台。
所述第一定位台阶的宽度不小于40mm,所述第二定位台阶的宽度不小于10mm。
所述芯轴的两端分别设有定位阶梯。
本发明的有益效果:本发明包括定位端板、芯轴和定位锥板,芯轴的一端固定连接在定位端板上,定位锥板活动套设在芯轴上,定位端板上设有第一定位台阶,定位锥板上设有第二定位台阶,大型空心轴类零件套在芯轴上,通过定位端板的第一定位台阶和定位锥板的第二定位台阶夹紧大型空心轴类零件。采用本发明可以将大型空心轴类零件定位装夹在外圆磨床上,通过外圆磨床进行大型空心轴类零件的外径段加工。与传统的在立磨上磨削外圆加工相比,具体优势如下:
1、测量外径方便、省时省事。
2、外圆同轴度更容易控制,在一次装夹工件后磨削的各外圆,同轴度没有重复找正的误差。
3、提高了装夹工件效率6倍以上,虽然本发明在外圆磨床上磨削工件也要调头磨,但是与夹具整体调头,工件不存在二次装夹、调头后也不需找正工件,可节约立磨一次翻面、两次装夹找正工件、辅助基面磨削时间累计2.5小时以上。
4、提高磨削效率2.5倍以上,在圆磨床上磨削工件,对工件的可视度更高,粗磨时可手动大进给,避免了数控立磨磨削深度仅0.005~0.01mm的局限。
所述第二定位台阶的斜面与芯轴轴线之间的夹角为45°,便于将定位锥板定位安装在芯轴上。
所述定位锥板与压紧螺母之间设有垫圈,防止了压紧螺母松脱。
所述定位锥板上设有便于安装的泄气孔,便于定位锥板的安装。
所述定位端板上设有两个对称设置的用于连接磨床工作台的安装孔。
所述定位端板和定位锥板上均设有至少两个用于安装吊装螺栓的螺纹孔,通过螺纹孔内安装的吊装螺栓便于将工件吊装在磨床的工作台上。
所述定位端板和定位锥板均为圆板。
所述定位端板的第一定位台阶和定位锥板的第二定位台阶均呈圆形凸台。
所述第一定位台阶的宽度不小于40mm,所述第二定位台阶的宽度不小于10mm,该宽度保证了大型空心轴类零件能够稳定的安装在定位端板和定位锥板上。
所述芯轴的两端分别设有定位阶梯,便于芯轴定位安装。
附图说明
图1是发明的结构示意图;
图2是发明定位端板的结构示意图;
图3是图2的侧视图;
图4是本发明芯轴的结构示意图;
图5是本发明定位锥板的结构示意图;
图6是本发明垫圈的结构示意图;
图7是大型空心轴类零件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
参见图1至图7所示,大型空心轴类零件的磨削装夹装置,包括定位端板1、芯轴2、定位锥板3,所述定位端板1和定位锥板3均为圆板。所述定位端板1的边缘设有一圈用于安装大型空心轴类零件的第一定位台阶1-1,定位端板1的中部设有两个对称设置的用于连接磨床工作台的安装孔1-2,所述定位端板1的第一定位台阶1-1呈圆形凸台,所述第一定位台阶1-1的宽度不小于40mm,本实施例中第一定位台阶1-1的宽度采用40mm,防止了大型空心轴类零件从第一定位台阶上滑落。所述定位端板1中心设有芯轴安装孔1-3,定位端板1通过芯轴安装孔1-3固定安装有一芯轴2,所述芯轴2焊接固定在定位端板1上,或螺纹连接在定位端板1,所述芯轴2的两端分别设有定位阶梯2-2,便于定位安装,芯轴2的延伸端设有外螺纹2-1。所述定位锥板3上设有芯轴安装孔,所述定位锥板3和压紧螺母5依次套设在芯轴2上,所述定位锥板3通过芯轴安装孔与芯轴2的定位阶梯2-2相配合,所述定位锥板3与压紧螺母5之间设有垫圈4和丝圈,定位锥板3通过压紧螺母5与芯轴2的外螺纹相配合紧固在芯轴2上,所述垫圈4的内圈为阶梯通孔,该结构使定位锥板3能够紧固在芯轴2上。所述定位锥板3上设有一圈用于安装大型空心轴类零件6的第二定位台阶3-1,所述定位锥板3的第二定位台阶3-1均呈圆形凸台,所述第二定位台阶3-1的宽度不小于10mm,本实施例中第二定位台阶3-1的宽度为10mm。所述第二定位台阶3-1的台阶壁设有斜面3-2,所述第二定位台阶3-1的斜面3-2与芯轴2轴线之间的夹角为45°,形成锥面,保证表面粗糙度和同轴度要求。第二定位台阶3-1上设有凹槽,所述凹槽位于第二定位台阶3-1与台阶壁之间。所述第二定位台阶3-1与第一定位台阶1-1相向设置,所述第一定位台阶1-1和第二定位台阶3-1均与大型空心轴类零件6的内孔相稳合,通过第一定位台阶1-1和第二定位台阶3-1夹紧大型空心轴类零件。所述定位锥板3上设有便于安装的泄气孔。
所述定位端板1和定位锥板3上均设有至少两个用于安装吊装螺栓的螺纹孔1-4,所述定位端板1上的螺纹孔1-4与安装孔1-2分布在同一圆周上,本实施例中定位端板1和定位锥板3上均设有两个用于安装吊装螺栓的螺纹孔1-4。
本发明的使用方法:
如图1和图7所示,以磨削加工某大型空心轴类零件3处外圆直径为例, 该大型空心轴类零件的三段外圆直径分别为φ500.6+0.03 0、φ440.5+0.1 0、φ432.2+0.1,为保证各段同轴度要求,采用以下装夹方式,具体操作步骤如下:
1、将定位端板1的第一定位台阶1-1加工成φ344H7,宽为40mm。
2、将定位端板1平放在平板上,清除各面尤其是定位端板1的第一定位台阶的定位面干净。
3、用行车吊起大型空心轴类零件6,将大型空心轴类零件6的定位端面和内孔清洁干净后与定位端板1对正,逐渐下落进入大型空心轴类零件,用0.05mm的塞尺寸检测定位端板1端面与大型空心轴类零件一端端面间的间隙保证端面贴平。然后依次装上定位锥板3、垫圈4、丝圈,最后用钩头扳手将压紧螺母5紧固在芯轴2的外螺纹上,使定位锥板3的第二定位台阶3-1与大型空心轴类零件另一端相配合。
4、将在本发明上装好的大型空心轴类零件翻转90°面吊平,水平吊到外圆磨床两顶尖间,通过定位端板1上的安装孔1-2与外圆磨床工作台上的拨杆相连接,通过外圆磨床工作台上的拨杆带动本装夹装置与大型空心轴类零件旋转,从而实现大型空心轴类零件的磨削条件。
5、用百分表检查三段圆同轴度,若大于0.2mm需检查原因,必要时须重新装夹大型空心轴类零件以免杂物影响大型空心轴类零件的定位精度。
6、用手动或数控编程磨削大型空心轴类零件即可。
本装夹装置的定位端板1通过φ344-0.02 -0.04×40与大型空心轴类零件内孔φ344H7×40段定位, 定位锥板通过φ80H7/g6的芯轴安装孔与芯轴配合实现在芯轴上的动定位,定位锥板通过90°锥面与大型空心轴类零件定位,同时又以φ344-1.8 -2×10轴段通过1.355~2.445mm间隙实现导向和辅助定位,避免出现锥面未定到位时的假象。
因大型空心轴类零件体积重、外形尺寸大、加工精度高、批量大,为便于装夹定位工件方便,工艺装置系统又不过于笨重、加上为便于备料、控制装夹装置成本,为此装夹装置的定位端板1、芯轴2、定位锥板3自身刚性应好、不易变形和磨损,定位端板1、芯轴2、定位锥板3均淬火到40~45HRC,紧固用的垫圈和丝圈均调质到280-320HB。

Claims (9)

1.大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:包括定位端板(1),所述定位端板(1)上设有用于安装大型空心轴类零件的第一定位台阶(1-1)和至少两个用于连接磨床工作台的安装孔(1-2),所述定位端板(1)中心固定安装有一芯轴(2),所述芯轴(2)的延伸端设有外螺纹(2-1),一定位锥板(3)上设有芯轴安装孔,所述定位锥板(3)通过芯轴安装孔套设在芯轴(2)上,定位锥板(3)通过压紧螺母(5)与芯轴(2)的外螺纹相配合紧固在芯轴(2)上,所述定位锥板(3)上设有用于安装大型空心轴类零件的第二定位台阶(3-1),所述第二定位台阶(3-1)的台阶壁设有斜面(3-2),所述第二定位台阶(3-1)与第一定位台阶(1-1)相向设置,通过第一定位台阶(1-1)和第二定位台阶(3-1)夹紧大型空心轴类零件;所述定位端板(1)和定位锥板(3)上均设有至少两个用于安装吊装螺栓的螺纹孔(1-4)。
2.根据权利要求1所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述第二定位台阶(3-1)的斜面(3-2)与芯轴(2)轴线之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1或2所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述定位锥板(3)与压紧螺母(5)之间设有垫圈(4)。
4.根据权利要求1或2所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述定位锥板(3)上设有便于安装的泄气孔。
5.根据权利要求1所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述定位端板(1)上设有两个对称设置的用于连接磨床工作台的安装孔(1-2)。
6.根据权利要求1所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述定位端板(1)和定位锥板(3)均为圆板。
7.根据权利要求1所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述定位端板(1)的第一定位台阶(1-1)和定位锥板(3)的第二定位台阶(3-1)均呈圆形凸台。
8.根据权利要求1或7所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述第一定位台阶(1-1)的宽度不小于40mm,所述第二定位台阶(3-1)的宽度不小于10mm。
9.根据权利要求1所述的大型空心轴类零件的磨削装夹装置,其特征在于:所述芯轴(2)的两端分别设有定位阶梯(2-2)。
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