CN105728770A - 一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装 - Google Patents

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傅世传
于建平
王德玉
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/40—Expansion mandrels
    • B23B31/4073—Gripping the work or tool between planes almost perpendicular to the axis

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Abstract

本发明公开了一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于：包括兼具基座的法兰盘，同轴固定在法兰盘上、用于固定工件的套筒，同轴转动设置在套筒中的芯轴，至少两组能够沿套筒径向伸缩、用于顶紧工件的顶紧机构，驱动顶紧机构的驱动机构，以及阻止顶紧机构脱离套筒的限位机构。本发明的有益效果是：该工装克服了因悬臂较长、切削振动、切削不稳定等因素造成的变形、加工精度降低甚至加工不合格等问题。通过设置凸轮滑块机构，使装卡、加工过程中的支撑与工件的装卡参数得到了严格的控制，使得车削过程中，充分发挥刚性支撑的作用，为类似结构零件的加工提供了有效的解决问题的办法。

Description

一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装
技术领域
本发明属于机械加工工艺领域，具体涉及一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装。
背景技术
在机械加工领域，薄壁圆筒工件是车削加工的难点之一，因其壁薄导致加工刚性较差而极易发生加工变形，使零件的形位误差增大，工件加工品质不易保证。如图1所示，某行业中常见的工件属于典型的薄壁管件结构，工件长径比超过5:1，壁厚仅为2mm，工件材料为304不锈钢，其冲击韧性和延伸率较高、塑性较高，并且工件刚性和装夹刚度较差，因此在车削加工过程中容易发生扭转变形，引起较大的圆柱度和平面度误差，加工精度难以保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，该工装有效增加薄壁件的装夹刚性，加工精度高且重复性好。
为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案：一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，包括兼具基座的法兰盘，同轴固定在法兰盘上、用于固定工件的套筒，同轴转动设置在套筒中的芯轴，至少两组能够沿套筒径向伸缩、用于顶紧工件的顶紧机构，驱动顶紧机构的驱动机构，以及阻止顶紧机构脱离套筒的限位机构。
优选的，每组顶紧机构包括设置在芯轴上的凸轮和滑块；滑块滑动装配在沿径向开设在套筒筒壁上的通槽中，并在凸轮的作用下在通槽中滑动。
优选的，限位机构包括设置在滑块四周侧壁上的限位凸起，限位凸起的底面与滑块的底面平齐。
优选的，凸轮具有三个沿基圆圆弧周向均匀分布的凸起圆弧，对应的滑块与通槽的数量也为三个且沿套筒周向均匀分布。
优选的，顶紧机构的数量为四组，在相邻两个顶紧机构中，凸轮的凸起圆弧与通槽均交错设置。
优选的，滑块的顶端面为圆弧面。
优选的，驱动机构包括端盖和蜗杆蜗轮副；套筒的一端具有一小径段，端盖通过螺纹副装配在套筒的小径段处，端盖能够容纳芯轴伸出套筒外的部分；蜗杆蜗轮副中的蜗轮通过键连接装配在芯轴的端部，蜗杆转动安装在端盖上并与蜗轮啮合；蜗杆的一端伸出端盖外并在其端面开设内六角槽。
本发明具有的有益效果：
1.该工装克服了因悬臂较长、切削振动、切削不稳定等因素造成的变形、加工精度降低甚至加工不合格等问题。
2.通过设置凸轮滑块机构，使装卡、加工过程中的支撑与工件的装卡参数得到了严格的控制，使得车削过程中，充分发挥刚性支撑的作用，为类似结构零件的加工提供了有效的解决问题的办法。
3.通过蜗轮蜗杆机构实现滑块与工件内壁紧密贴合，并且利用自锁特性实现自锁，进一步保证加工过程的稳定性。
附图说明
图1是薄壁圆筒工件的结构示意图；
图2是本发明的立体视图；
图3是本发明的半剖视图；
图4是图3中A-A向的剖视图；
图5是图3中B处的局部放大图。
附图标记：
1法兰盘；2套筒；3芯轴；4滑块；5凸轮；6端盖；7蜗轮；8平键；9蜗杆；10凸起圆弧；11基圆圆弧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图2至5所示，一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，包括兼具基座的法兰盘1，同轴固定在法兰盘1上、用于固定工件的套筒2，同轴转动设置在套筒2中的芯轴3，四组能够沿套筒2径向伸缩、用于顶紧工件的顶紧机构，驱动顶紧机构的驱动机构，以及阻止顶紧机构脱离套筒的限位机构。
每组顶紧机构包括凸轮5和滑块4，凸轮5设置在芯轴3上，套筒2上开设有沿其径向设置的通槽，滑块4滑动装配在通槽中，滑块4的顶端面为圆弧面，滑块4在凸轮5的作用下在通槽中滑动；凸轮5具有三个沿基圆圆弧11周向均匀分布的凸起圆弧10，凸轮5对应的滑块4与通槽的数量也为三个且沿周向均匀分布。
限位机构包括设置在滑块四周侧壁上的限位凸起，限位凸起的底面与滑块的底面平齐。限位凸起能够防止滑块从通槽中滑出。
为了使顶紧力更均匀的作用在工件内壁上，在相邻两组顶紧机构中，凸轮5的凸起圆弧与通槽均交错设置。
驱动机构包括端盖6和蜗杆蜗轮副，套筒的端部为一小径段，端盖通过螺纹副装配到该小径段上，能够容纳芯轴3伸出套筒2外的部分，端盖的外径不大于套筒的外径从而方便工件的安装。蜗杆蜗轮副中的蜗轮7通过平键8装配在芯轴3的端部，蜗杆9转动安装在端盖6上并与蜗轮7啮合；蜗杆9的一端伸出端盖6外并在其端面开设内六角槽。
本发明的工作原理及过程
将该工装安装到车床主轴上，利用六角扳手调节蜗杆9使滑块4处于收缩状态。然后将图1所示工件套设在套筒2外侧，调整好轴向位置后再次调节蜗杆9，使凸轮5转动从而将滑块4向外顶起。直到滑块4完全伸出顶紧工件的内壁。在实际应该过程中，套筒2的外径、凸起圆弧10的弧顶与凸轮5转动中心的距离、滑块4的高度等尺寸参数均需根据工件的尺寸确定，故不做赘述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于：包括兼具基座的法兰盘，同轴固定在法兰盘上、用于固定工件的套筒，同轴转动设置在套筒中的芯轴，至少两组能够沿套筒径向伸缩、用于顶紧工件的顶紧机构，驱动顶紧机构的驱动机构，以及阻止顶紧机构脱离套筒的限位机构。
2.根据权利要求1所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，每组顶紧机构包括设置在芯轴上的凸轮和滑块；滑块滑动装配在沿径向开设在套筒筒壁上的通槽中，并在凸轮的作用下在通槽中滑动。
3.根据权利要求2所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，限位机构包括设置在滑块四周侧壁上的限位凸起，限位凸起的底面与滑块的底面平齐。
4.根据权利要求3所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，凸轮具有三个沿基圆圆弧周向均匀分布的凸起圆弧，对应的滑块与通槽的数量也为三个且沿套筒周向均匀分布。
5.根据权利要求4所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，顶紧机构的数量为四组，在相邻两个顶紧机构中，凸轮的凸起圆弧与通槽均交错设置。
6.根据权利要求5所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，滑块的顶端面为圆弧面。
7.根据权利要求1所述的一种用于车削薄壁圆筒工件的夹具工装，其特征在于，驱动机构包括端盖和蜗杆蜗轮副；套筒的一端具有一小径段，端盖通过螺纹副装配在套筒的小径段处，端盖能够容纳芯轴伸出套筒外的部分；蜗杆蜗轮副中的蜗轮通过键连接装配在芯轴的端部，蜗杆转动安装在端盖上并与蜗轮啮合；蜗杆的一端伸出端盖外并在其端面开设内六角槽。
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