CN108015569A - 一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车夹具,具体涉及一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,包括底盘及用于定位法兰毛坯端面的柔性定位装置、用于同时夹紧法兰内孔和外圆的浮动式夹紧装置、用于对柔性定位装置的柔性定位平面进行固定的联合锁紧装置;所述柔性定位装置包括安装在所述底盘上的软橡胶定位盘及若干个与所述软橡胶定位盘端面垂直的刚性导柱,所述刚性导柱的上端部分与软橡胶定位盘连结成一体,所述联合锁紧装置连接所述刚性导柱的下端端部以用于对刚性导柱的锁紧和松开。本发明实现了法兰在自由无变形状态下得到定位和固定,加工出的法兰平面的平面度好,可以作为续精加工时高质量的定位基准面。
Description
技术领域
本发明涉及一种车夹具,具体涉及一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具。
背景技术
法兰在工业设备中的使用较为广泛,其最常用的法兰材料是碳钢。在许多重要的应用场合,要求法兰具有较高的尺寸精度和形位公差精度,包括法兰内外圆要有较好的圆度、法兰平面本身要有较好的平面度、法兰内孔与外圆要有较好的同心度、法兰的上平面与下平面要有较好的平行度等。
现有技术中,对于大型薄壁类法兰的加工,通常是采用立式车床进行车加工,具体是采用安装在立车工作台上的通用卡盘或专用的装夹工装,将法兰固定在工作台上然后用车刀进行车削。为了减少变形,使得法兰获得较高的精度,法兰的车加工通常需要经过粗车和精车两个工序来完成,必要时还要增加半精车工序。
但是在进行大型薄壁法兰的车加工时,由于法兰壁厚较薄,法兰在装夹时会产生较大的变形,当法兰车加工后松开装夹时,法兰的弹性变形恢复,会造成法兰失圆及平面弯曲。即使是对于粗车和精车分开加工的法兰,由于前道粗车工序产生的失圆及平面弯曲,导致在精车时的定位基准不良,从而容易导致法兰精车后变形,使得法兰的圆度及平面度超差。
因此,为了使得法兰精车后有较好的圆度和平面度,首先要解决法兰在粗车阶段的装夹变形问题,以便为后续的精加工获得良好的定位基准面。而目前采用现有车加工技术进行法兰粗车时,其装夹一般是采用四爪或三爪卡盘夹外形或内孔,同时法兰的下端毛坯端面则用高度调节螺钉作支撑,这种装夹方式无法避免法兰内外圆和法兰平面两个方向的变形,从而给后续的精车加工带来较大的麻烦,使得法兰在精车时的定位基准不良,容易导致精车后法兰圆度和平面度的超差。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,实现最大限度减少法兰内外圆和法兰平面两个方向的变形,以获得较高的粗车精度,为后续高质量的精加工获得一个良好的定位基准。具体的技术方案如下:
一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,包括底盘及用于定位法兰毛坯端面的柔性定位装置、用于同时夹紧法兰内孔和外圆的浮动式夹紧装置、用于对柔性定位装置的柔性定位平面进行固定的联合锁紧装置;所述柔性定位装置包括安装在所述底盘上的软橡胶定位盘及若干个与所述软橡胶定位盘端面垂直的刚性导柱,所述刚性导柱的上端部分与软橡胶定位盘连结成一体,所述联合锁紧装置连接所述刚性导柱的下端端部以用于对刚性导柱的锁紧和松开;所述浮动式夹紧装置包括两个以上安装在所述底盘上并按照圆周方向分布的夹头体,所述夹头体上设有内夹头和外夹头,且所述每个夹头体在水平方向上仅具有一个可相对底盘作移动的自由度,同时所述夹头体中至少有两个夹头体的可移动方向相互不平行,所述内夹头与法兰的内孔壁相接触,所述外夹头与法兰的外圆相接触。
上述技术方案中,采用软橡胶定位盘对法兰下端的毛坯端面进行定位,可使得法兰的毛坯面均匀地与软橡胶定位盘接触,其受力较为均匀,可以克服传统多点式支撑受力不均匀的弊端;同时法兰在水平方向上的装夹通过两个以上的可移动的夹头体进行,装夹时夹头体可以适应法兰的位置而移动,从而不会造成对法兰的装夹变形,且采用两个以上的可移动的夹头体的组合,由于有至少两个夹头体的可移动方向不同,因而可以完全限制法兰在水平方向的自由度,同时又不会使得法兰在装夹时产生变形;另外,当法兰定位完毕后可以采用联合锁紧装置将刚性导柱锁紧,由于刚性导柱与软橡胶定位盘连结成一体,因而刚性导柱的锁紧可以大大增强软橡胶定位盘在定位面上的刚度,使得法兰在车削加工时车夹具有良好的抗变形能力,从而可以提高车削加工的效率和质量。
联合锁紧装置的具体结构为:所述联合锁紧装置包括密闭的液性塑料储存筒以及设置在底盘上的导向孔,所述刚性导柱的下端部分设有外圆柱和内孔,所述外圆柱可上下浮动地安装在所述导向孔中,所述刚性导柱的下端部分的内孔通过高压软管连通密闭的液性塑料储存筒,且所述刚性导柱安装于导向孔的部分形成一段可外涨的薄壁筒体,所述密闭的液性塑料储存筒内装有用于使得所述薄壁筒体外涨的液性塑料,所述密闭的液性塑料储存筒上设有用于使得液性塑料挤压至所述薄壁筒体内的挤压螺钉。
为了增加液性塑料的挤压量,同时避免挤压液性塑料时泄漏,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还包括安装在液性塑料储存筒内并与液性塑料储存筒筒体内孔滑动配合的活塞,所述活塞的外圆上设有密封圈,所述挤压螺钉通过活塞挤压所述液性塑料。
本发明的用于夹紧法兰内外圆的浮动式夹紧装置的具体结构为:所述夹头体上设有滑动键,所述底盘上开设有三条以上围绕底盘中心径向设置的滑槽,所述滑动键与所述滑槽滑动配合。
为了使得法兰的装夹定位更加可靠,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还包括用于将夹头体锁紧在所述底盘上的夹头体锁紧装置。
具体来说,夹头体锁紧装置的结构为:所述夹头体锁紧装置包括锁紧螺钉、T型螺母,在所述滑槽的下端还开设有T型槽,T型槽内安装有所述T型螺母,在夹头体的滑动键两端开设有用于安装所述锁紧螺钉的通孔,所述锁紧螺钉与T型螺母相连接。
作为一种优选方案,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具在所述底盘上开设有环形槽,所述软橡胶定位盘固定在所述环形槽内。
作为本发明的进一步的改进,所述软橡胶定位盘为磁性软橡胶定位盘,所述底盘为永磁盘。软橡胶定位盘采用磁性软橡胶定位盘可以使得法兰定位时的毛坯面较牢固地吸附在磁性软橡胶定位盘上,使得法兰定位面的接触更均匀;底盘采用永磁盘可以进一步增强磁性软橡胶定位盘对法兰毛坯面的吸附力。
作为一种优选方案,所述夹头体为奥氏体不锈钢夹头体。
为了在必要时对法兰的水平位置进行调整,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还设有用于调整法兰水平的水平调节装置。优选的,水平调节装置可以采用在底盘下面设置调整垫铁的结构。
底盘可以通过压板固定在工作台上。另外,也可以在底盘上开设螺栓孔,以用于将底盘固定在工作台上。
本发明的有益效果是:
第一,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,一方面采用软橡胶定位盘对法兰下端的毛坯端面进行定位,可以使得毛坯端面与软橡胶定位盘的接触较为全面、均匀,同时定位完成后可以采用联合锁紧装置对软橡胶定位盘的定位面进行锁紧,使得原来的柔性定位面变成“刚性”定位面,从而大大提高了软橡胶定位盘在定位面上的刚度,使得法兰在车削加工时车夹具有良好的抗变形能力,从而提高车削加工的效率和质量;另一方面,采用浮动式夹紧装置对法兰的内外圆进行装夹定位,其法兰的毛坯面受力均匀,法兰的内外圆不会产生装夹变形,从而使得法兰是在自由无变形状态下得到定位和固定的,因此加工出的法兰平面的平面度好,可以作为续精加工时高质量的定位基准面,克服了传统装夹方法引起的容易产生装夹变形而导致后续加工基准面不良的弊端。
第二,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,多个夹头体沿圆周方向分布,法兰内外圆采用多点夹紧,且内外圆的夹紧可以采用同时夹紧,内外圆同时夹紧方式与传统单边夹紧方式相比其装夹的刚性更好、法兰装夹后不易松动,因此装夹更可靠,且可以避免传统单边夹紧方式产生的装夹变形。
第三,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,设有夹头体锁紧装置,法兰在自由无变形状态下得到定位和固定后再通过夹头体锁紧装置进行锁紧,从而使得法兰的装夹定位更可靠。
第四,本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,刚性导柱的薄壁筒体部分通过液性塑料的挤压外涨而锁紧在底盘上的导向孔中,其夹紧可靠,且采用联合夹紧的方式其操作效率较高,有利于减少辅助装夹时间。
附图说明
图1是本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具的结构示意图;
图2是图1的局部放大图;
图3是图1的K向局部视图;
图4是图1的俯视图(图中不包括水平调节装置)。
图中:1、底盘,2、软橡胶定位盘,3、夹头体,4、内夹头,5、外夹头,6、法兰,7、滑槽,8、滑动键,9、夹头体锁紧装置,10、锁紧螺钉,11、T型螺母,12、T型槽,13、通孔,14、环形槽,15、水平调节装置,16、刚性导柱,17、密闭的液性塑料储存筒,18、底盘上的导向孔,19、高压软管,20、可外涨的薄壁筒体,21、液性塑料,22、挤压螺钉,23、活塞,24、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。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1至4所示为本发明的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具的实施例,包括底盘1及用于定位法兰毛坯端面的柔性定位装置、用于同时夹紧法兰内孔和外圆的浮动式夹紧装置、用于对柔性定位装置的柔性定位平面进行固定的联合锁紧装置;所述柔性定位装置包括安装在所述底盘1上的软橡胶定位盘2及若干个与所述软橡胶定位盘2端面垂直的刚性导柱16,所述刚性导柱16的上端部分与软橡胶定位盘2连结成一体,所述联合锁紧装置连接所述刚性导柱16的下端端部以用于对刚性导柱的锁紧和松开;所述浮动式夹紧装置包括两个以上安装在所述底盘1上并按照圆周方向分布的夹头体3,所述夹头体3上设有内夹头4和外夹头5,且所述每个夹头体3在水平方向上仅具有一个可相对底盘1作移动的自由度,同时所述夹头体3中至少有两个夹头体的可移动方向相互不平行,所述内夹头4与法兰的内孔壁相接触,所述外夹头5与法兰的外圆相接触。
本实施例中,联合锁紧装置的具体结构为:所述联合锁紧装置包括密闭的液性塑料储存筒17以及设置在底盘1上的导向孔18,所述刚性导柱16的下端部分设有外圆柱和内孔,所述外圆柱可上下浮动地安装在所述导向孔18中,所述刚性导柱16的下端部分的内孔通过高压软管19连通密闭的液性塑料储存筒17,且所述刚性导柱16安装于导向孔18的部分形成一段可外涨的薄壁筒体20,所述密闭的液性塑料储存筒17内装有用于使得所述薄壁筒体20外涨的液性塑料21,所述密闭的液性塑料储存筒17上设有用于使得液性塑料21挤压至所述薄壁筒体20内的挤压螺钉22。
为了增加液性塑料的挤压量,同时避免挤压液性塑料时泄漏,本实施例的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还包括安装在液性塑料储存筒17内并与液性塑料储存筒17筒体内孔滑动配合的活塞23,所述活塞23的外圆上设有密封圈24,所述挤压螺钉22通过活塞23挤压所述液性塑料21。
本实施例的用于夹紧法兰内外圆的浮动式夹紧装置的具体结构为:所述夹头体3上设有滑动键8,所述底盘1上开设有三条以上围绕底盘1中心径向设置的滑槽7,所述滑动键8与所述滑槽7滑动配合。
为了使得法兰的装夹定位更加可靠,本实施例的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还包括用于将夹头体3锁紧在所述底盘1上的夹头体锁紧装置9。
本实施例中,夹头体锁紧装置9的结构为:所述夹头体锁紧装置9包括锁紧螺钉10、T型螺母11,在所述滑槽7的下端还开设有T型槽12,T型槽12内安装有所述T型螺母11,在夹头体的滑动键8两端开设有用于安装所述锁紧螺钉10的通孔13,所述锁紧螺钉10与T型螺母11相连接。
作为一种优选方案,本实施例的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具在所述底盘1上开设有环形槽14,所述软橡胶定位盘2固定在所述环形槽14内。
作为本实施例的进一步的改进,所述软橡胶定位盘14为磁性软橡胶定位盘,所述底盘1为永磁盘。软橡胶定位盘14采用磁性软橡胶定位盘可以使得法兰定位时的毛坯面较牢固地吸附在磁性软橡胶定位盘上,使得法兰定位面的接触更均匀;底盘1采用永磁盘可以进一步增强磁性软橡胶定位盘对法兰毛坯面的吸附力。
作为本实施例的一种优选方案,所述夹头体3为奥氏体不锈钢夹头体。
本实施例的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具还设有用于调整法兰水平的水平调节装置15。具体的,水平调节装置15采用在底盘下面设置调整垫铁的结构。
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润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于包括底盘及用于定位法兰毛坯端面的柔性定位装置、用于同时夹紧法兰内孔和外圆的浮动式夹紧装置、用于对柔性定位装置的柔性定位平面进行固定的联合锁紧装置;所述柔性定位装置包括安装在所述底盘上的软橡胶定位盘及若干个与所述软橡胶定位盘端面垂直的刚性导柱,所述刚性导柱的上端部分与软橡胶定位盘连结成一体,所述联合锁紧装置连接所述刚性导柱的下端端部以用于对刚性导柱的锁紧和松开;所述浮动式夹紧装置包括两个以上安装在所述底盘上并按照圆周方向分布的夹头体,所述夹头体上设有内夹头和外夹头,且所述每个夹头体在水平方向上仅具有一个可相对底盘作移动的自由度,同时所述夹头体中至少有两个夹头体的可移动方向相互不平行,所述内夹头与法兰的内孔壁相接触,所述外夹头与法兰的外圆相接触。
2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:所述联合锁紧装置包括密闭的液性塑料储存筒以及设置在底盘上的导向孔,所述刚性导柱的下端部分设有外圆柱和内孔,所述外圆柱可上下浮动地安装在所述导向孔中,所述刚性导柱的下端部分的内孔通过高压软管连通密闭的液性塑料储存筒,且所述刚性导柱安装于导向孔的部分形成一段可外涨的薄壁筒体,所述密闭的液性塑料储存筒内装有用于使得所述薄壁筒体外涨的液性塑料,所述密闭的液性塑料储存筒上设有用于使得液性塑料挤压至所述薄壁筒体内的挤压螺钉。
3.根据权利要求2所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:还包括安装在液性塑料储存筒内并与液性塑料储存筒筒体内孔滑动配合的活塞,所述活塞的外圆上设有密封圈,所述挤压螺钉通过活塞挤压所述液性塑料。
4.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于所述夹头体上设有滑动键,所述底盘上开设有三条以上围绕底盘中心径向设置的滑槽,所述滑动键与所述滑槽滑动配合。
5.根据权利要求4所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:还包括用于将夹头体锁紧在所述底盘上的夹头体锁紧装置。
6.根据权利要求5所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:所述夹头体锁紧装置包括锁紧螺钉、T型螺母,在所述滑槽的下端还开设有T型槽,T型槽内安装有所述T型螺母,在夹头体的滑动键两端开设有用于安装所述锁紧螺钉的通孔,所述锁紧螺钉与T型螺母相连接。
7.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:所述底盘上开设有环形槽,所述软橡胶定位盘固定在所述环形槽内。
8.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:所述软橡胶定位盘为磁性软橡胶定位盘,所述底盘为永磁盘。
9.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:所述夹头体为奥氏体不锈钢夹头体。
10.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的柔性定位兼联合锁紧式粗车夹具,其特征在于:还设有用于调整法兰水平的水平调节装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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