CN108161507B - 一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装及装夹方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，包括底座、正八棱锥套、八个胀瓣和下端带凸缘的螺母，底座中心竖直固定有一上端带螺纹的固定柱，固定柱由上往下依次嵌套有螺母，正八棱锥套，压盖与正八棱锥套固定连接，正八棱锥套的每个外锥面上设置有滚动导轨，每个胀瓣的分为水平段和竖直段，水平段活动连接在底座上，竖直段的内表面设置有与滚动导轨相配套的滑槽，滑槽内安装有滑块。本发明还公开了一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法，具体按以下步骤实施：安装工装、调整正八棱锥套处于上位、装夹圆筒零件、调整测量、外圆加工、卸下零件。该大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，能够高效、可靠地对大尺寸薄壁圆筒零件进行装夹，装夹精度高。
Description
技术领域
本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，还涉及一种利用大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法。
背景技术
大尺寸薄壁圆筒零件是化工机械、航空、航天等产品中常见的零件之一，常作为容器或产品外壳。这类零件都会有刚度、强度、耐腐蚀等要求，对于航空、航天上的大尺寸薄壁圆筒零件还有减重的要求。
尤其是大尺寸(直径大于500mm)、薄壁(壁厚小于10mm)零件，其毛坯一般是焊接或旋压成型，存在较大变形、精度差，而且变形离散度大，无规律可寻。现有工艺的装夹方法及工装很难将大尺寸薄壁圆筒零件的毛坯校正为圆柱形，这样的工艺方法在后续的加工过程中很难保证其壁厚的均匀性，也就很难保证其刚度和强度。也有的将毛坯装在机床上测量其误差，然后根据误差进行数控编程，由于毛坯误差的离散型，每个零件都需要这样处理，效率极其低下。因此，现有大尺寸薄壁圆筒零件加工时的装夹方法及工装存在合格率低、效率低、劳动强度大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，解决了现有装夹工装无法快速、省力地将变形的薄壁圆筒零件毛坯通过装夹校正为圆柱形的问题。
本发明的目的还在于提供一种利用大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，包括底座、正八棱锥套、八个胀瓣和下端带凸缘的螺母，底座中心竖直固定有一上端带螺纹的固定柱，固定柱由上往下依次嵌套设置有螺母，正八棱锥套，螺母的内螺纹与固定柱的外螺纹相配套，压盖沿外圆周方向均匀设置有八个沉头孔，螺栓穿过沉头孔将压盖与正八棱锥套固定连接，
凸缘的上下表面分别设置有与凸缘直径一致的推力轴承，
正八棱锥套的每个外锥面上设置有滚动导轨，
每个胀瓣的分为水平段和竖直段，水平段边缘位置设置有一U型通孔，采用螺栓穿过U型通孔活动连接在底座上，竖直段分别对应正八棱锥套的每个外锥面，八个胀瓣与底座共同围成一个上端开口的圆柱，
每个胀瓣竖直段的内表面设置有与滚动导轨相配套的滑槽，滑槽内安装有滑块。
本发明的特点还在于，
正八棱锥套上端面半径大于下端面半径，下端内径与固定柱外径相同，内部中间部位中空。
固定柱外壁下端设置有一导向键，正八棱锥套内表面开设有一与导向键相匹配的导向键槽。
压盖的内部中空，上端与螺母上端直径相匹配，下端与推力轴承直径相匹配，推力轴承直径大于螺母上端直径。
正八棱锥套的上端开设有一与推力轴承相匹配的座圈槽，座圈槽内还设置有一与座圈槽相匹配的推力座圈。
座圈槽直径与凸缘直径一致。
本发明所采用的第二种技术方案是，一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法，具体实施步骤如下：
步骤1，将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装安装在机床回转工作台上
将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装吊装放置在机床回转工作台上并找正，保证大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的几何中心与机床回转工作台的回转中心重合，固定大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装该工装；
步骤2，调整正八棱锥套处于上位
检查工装的正八棱锥套是否处于上位，如果不在上位，则逆时针拧转螺母使正八棱锥套处于上位；
步骤3，装夹大尺寸薄壁圆筒零件毛坯
将大尺寸薄壁圆筒零件毛坯吊装套入工装，保证零件毛坯下端面与胀瓣的凸缘接触，然后顺时针拧转螺母推动正八棱锥套向下移动，进而使八个胀瓣同时向外胀开，当八个胀瓣胀开到与大尺寸薄壁圆筒零件的内壁一致时，停止拧动螺母；
步骤4，测量调整
利用百分表测量薄壁圆筒外圆的圆柱度，通过微调螺母使圆柱度满足要求；
步骤5，外圆加工
根据大尺寸薄壁圆筒零件图纸技术要求加工外圆，去除余量并达到技术要求；
步骤6，卸下加工完的薄壁圆筒零件
逆时针拧转螺母至上位，拉动正八棱锥套向上移动，八个胀瓣向内收缩，松开薄壁圆筒零件，将薄壁圆筒零件吊取卸下。
本发明的有益效果是，本发明的一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装结构简单，操作方便省力，装卸时间短。利用该大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，能够高效、可靠地对大尺寸薄壁圆筒零件进行装夹，装夹精度高。
附图说明
图1是本发明一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的结构示意图；
图2是本发明一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装螺母的结构示意图；
图3是本发明一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装胀瓣的结构示意图；
图4是本发明一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装压盖的结构示意图；
图5是本发明一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装正八棱锥套的结构示意图。
图中，2.圆盘，3.胀瓣，4.螺母，5.压盖，6.锥套，7.滑块，8.固定柱，9.滚动导轨，10.凸缘，11.导向键槽，12.座圈槽，13.U型通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装结构如图1所示，包括底座2、正八棱锥套6、八个胀瓣3和下端带凸缘10的螺母4(如图2所示)，底座2中心竖直固定有一上端带螺纹的固定柱8，固定柱8由上往下依次嵌套设置有螺母4，正八棱锥套6，螺母4的内螺纹与固定柱8的外螺纹相配套，压盖5沿外圆周方向均匀设置有八个沉头孔，螺栓穿过沉头孔将压盖5(如图4所示)与正八棱锥套6(如图5所示)固定连接，
凸缘10的上下表面分别设置有与凸缘直径一致的推力轴承，
正八棱锥套6的每个外锥面上设置有滚动导轨9，
如图3所示，每个胀瓣3的分为水平段和竖直段，水平段边缘位置设置有一U型通孔13，采用螺栓穿过U型通孔13活动连接在底座2上，竖直段分别对应正八棱锥套6的每个外锥面，八个胀瓣3与底座2共同围成一个上端开口的圆柱，
每个胀瓣3竖直段的内表面设置有与滚动导轨9相配套的滑槽，滑槽内安装有滑块7。
正八棱锥套6上端面半径大于下端面半径，下端内径与固定柱外径相同，内部中间部位中空。
固定柱8外壁下端设置有一导向键，正八棱锥套6内表面开设有一与导向键相匹配的导向键槽11。
压盖5的内部中空，上端与螺母4上端直径相匹配，下端与推力轴承直径相匹配，推力轴承直径大于螺母4上端直径。
正八棱锥套6的上端开设有一与推力轴承相匹配的座圈槽12，座圈槽12内还设置有一与座圈槽12相匹配的推力座圈。
座圈槽12直径与凸缘10直径一致。
固定柱8外壁上的导向键与正八棱锥套6内壁的导向键槽11相匹配，保证正八棱锥套6只能上下移动，不能转动；压盖5的外围方向均匀设置有与正八棱锥套6的上端面连接孔相匹配的沉头孔，螺栓穿过沉头孔及连接孔将正八棱锥套6与压盖5连接.
螺母4的凸缘10的上表面嵌套有压盖5，使得螺母4、压盖5、正八棱锥套6形成一个整体，可通过拧转螺母4来调节
一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法，具体按照如下步骤实施：
步骤1，将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装安装在机床回转工作台上
将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装吊装放置在机床回转工作台上并找正，保证大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的几何中心与机床回转工作台的回转中心重合，固定大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装该工装；
步骤2，调整正八棱锥套6处于上位
检查工装的正八棱锥套6是否处于上位，如果不在上位，则逆时针拧转螺母使正八棱锥套6处于上位；
步骤3，装夹大尺寸薄壁圆筒零件毛坯
将大尺寸薄壁圆筒零件毛坯吊装套入工装，保证零件毛坯下端面与胀瓣3的凸缘接触，然后顺时针拧转螺母4推动正八棱锥套6向下移动，进而使八个胀瓣3同时向外胀开，当八个胀瓣3胀开到与大尺寸薄壁圆筒零件的内壁一致时，停止拧动螺母；
步骤4，测量调整
利用百分表测量薄壁圆筒外圆的圆柱度，通过微调螺母4使圆柱度满足要求；
步骤5，外圆加工
根据大尺寸薄壁圆筒零件图纸技术要求加工外圆，去除余量并达到技术要求；
步骤6，卸下加工完的薄壁圆筒零件
逆时针拧转螺母4至上位，拉动正八棱锥套6向上移动，八个胀瓣3向内收缩，松开薄壁圆筒零件，将薄壁圆筒零件吊取卸下。
Claims (2)
1.一种大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装，其特征在于，包括底座(2)、正八棱锥套(6)、八个胀瓣(3)和下端带凸缘(10)的螺母(4)，所述底座(2)中心竖直固定有一上端带螺纹的固定柱(8)，所述固定柱(8)由上往下依次嵌套设置有螺母(4)和正八棱锥套(6)，所述螺母(4)的内螺纹与固定柱(8)的外螺纹相配套，压盖(5)沿外圆周方向均匀设置有八个沉头孔，螺栓穿过所述沉头孔将压盖(5)与正八棱锥套(6)固定连接；
所述凸缘(10)的上下表面分别设置有与凸缘直径一致的推力轴承；
所述正八棱锥套(6)的每个外锥面上设置有滚动导轨(9)，所述正八棱锥套(6)上端面半径大于下端面半径，下端内径与所述固定柱(8)外径相同，内部中间部位中空；
每个所述胀瓣(3)为水平段和竖直段，所述水平段边缘位置设置有一U型通孔(13)，采用螺栓穿过所述U型通孔(13)活动连接在底座(2)上，所述竖直段分别对应正八棱锥套(6)的每个外锥面，八个胀瓣(3)与底座(2)共同围成一个上端开口的圆柱形；
每个所述胀瓣(3)竖直段的内表面设置有与滚动导轨(9)相配套的滑槽，所述滑槽内安装有滑块(7)；
所述固定柱(8)外壁下端设置有一导向键，所述正八棱锥套(6)内表面开设有一与导向键相匹配的导向键槽(11)；
所述压盖(5)的内部中空，上端与螺母(4)上端直径相匹配，下端与推力轴承直径相匹配，所述推力轴承直径大于螺母(4)上端直径；
所述正八棱锥套(6)的上端开设有一与推力轴承相匹配的座圈槽(12)，所述座圈槽(12)内还设置有一与座圈槽(12)相匹配的推力座圈；
所述座圈槽(12)直径与凸缘(10)直径一致。
2.一种利用如权利要求1所述的大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的装夹方法，其特征在于，具体按照如下步骤实施：
步骤1，将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装安装在机床回转工作台上
将大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装吊装放置在机床回转工作台上并找正，保证大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装的几何中心与机床回转工作台的回转中心重合，固定大尺寸薄壁圆筒零件胀形工装；
步骤2，调整正八棱锥套(6)处于上位
检查工装的正八棱锥套(6)是否处于上位，如果不在上位，则逆时针拧转螺母使正八棱锥套(6)处于上位；
步骤3，装夹大尺寸薄壁圆筒零件毛坯
将大尺寸薄壁圆筒零件毛坯吊装套入工装，保证零件毛坯下端面与胀瓣(3)的凸缘接触，然后顺时针拧转螺母(4)推动正八棱锥套(6)向下移动，进而使八个胀瓣(3)同时向外胀开，当八个胀瓣(3)胀开到与大尺寸薄壁圆筒零件的内壁一致时，停止拧动螺母；
步骤4，测量调整
利用百分表测量薄壁圆筒外圆的圆柱度，通过微调螺母(4)使圆柱度满足要求；
步骤5，外圆加工
根据大尺寸薄壁圆筒零件图纸技术要求加工外圆，去除余量并达到技术要求；
步骤6，卸下加工完的薄壁圆筒零件
逆时针拧转螺母(4)至上位，拉动正八棱锥套(6)向上移动，八个胀瓣向内收缩，松开薄壁圆筒零件，将薄壁圆筒零件吊取卸下。
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