CN108788820A - 一种车削加工后盖壳体的工装 - Google Patents

Abstract

一种车削加工后盖壳体的工装，转动分度盘的内孔通过单列圆锥滚子轴承安装在轴上，并将转动分度盘通过固定螺栓安装在所述车削装置本体的安装板的上表面，当卸掉固定螺栓后，转动分度盘能够绕轴转动。工件装夹座固定在所述转动分度盘的上表面。两个分度销分别安装在位于车削装置本体安装板上的分度槽内。本发明能够实现两个垂直相交孔系的加工，并通过车削装置来保证两轴线的形位公差，提高了生产效率和形位公差的精度。并且通过转动分度盘能够完成两个垂直相交孔系、端面、外圆的车削加工，也可以完成两个或多个不同夹角轴线相交的孔系、外圆、端面、螺纹、锥面等的车削加工，适用两个或两个以上的任意夹角的孔系的加工。

Description

一种车削加工后盖壳体的工装

技术领域

本发明涉及后盖壳体的车削加工装置以及相互垂直孔系、外圆、端面的车削装置，广泛应用于航空、航天及化工领域。

技术背景

目前，在航天火箭发动机金属壳体中，后盖壳体也是重要的零件之一，其结构主要由相互垂直的孔、内外螺纹、圆锥面、端面和外圆组成，且对制造技术精度要求较高,按照现在各种机床的功能和制造工艺技术，都是采用车床车削加工某一轴系中的孔、端面、外圆、锥面、螺纹等，而对另一垂直轴线中的孔、端面、外圆、锥面、螺纹等的尺寸则只能用数控镗铣床进行镗铣复合加工，为保证轴线形位公差和加工尺寸，就需要对已加工好的轴线进行找正和测量一确定后加工轴线的加工基准和测量基准，使加工过程复杂，位置精度难易保证，且用镗床镗铣锥面、内外螺纹效率相对低下。通过检索国内外专利文献未发现与本发明类似的技术，现有技术中有关垂直孔的加工方法很多，但基本是车镗加工或车铣复合加工的方法，无论是车镗加工还是车铣复合加工均采用以已加工孔找正或用心轴定位进行另一孔系，增加了加工难度，且精度难易保证。所述车镗加工或车铣复合加工的方法与本发明从原理和方法上均不同。

发明内容

为克服现有技术中存在的加工过程复杂、位置精度难易保证，以及加工效率较低的不足，本发明提出了一种车削加工后盖壳体的工装。

本发明包括车削装置本体、工件装夹压盖、工件装夹座、分度销、转动分度盘、轴承压盖、单列圆锥滚子轴承和轴。其中，转动分度盘的内孔通过单列圆锥滚子轴承安装在轴上，并将该转动分度盘通过固定螺栓安装在所述车削装置本体的安装板的上表面，当卸掉固定螺栓后，转动分度盘能够绕轴转动。轴的连接板固定在所述车削装置本体的安装板下表面。工件装夹座固定在所述转动分度盘的上表面。轴承压盖位于所述转动分度盘上表面的分度盘安装槽内，并套装在所述轴承压紧螺母上。两个分度销分别安装在位于车削装置本体安装板上的分度槽内。

所述车削装置本体一侧表面下端有水平的安装板，该安装板的外端为圆弧状，该圆弧的半径与所述转动分度盘的半径相同。在该圆弧边的12点位置和3点位置分别有分度槽。其中12点位置的分度槽宽度方向的中心线与安放在工件装夹座弧形面上的第一筒体的中心线处于同一垂直面上；所述3点位置的分度槽宽度方向的中心线与第二筒体的中心线处于同一垂直面上。在所述安装板上有转动分度盘的安装孔，并使该安装孔的直径与所述转动分度盘的最小外径相同。在该安装孔的周边分布有转动分度盘固定螺栓的安装孔、定位销的安装孔和轴连接螺栓的安装孔。

所述的转动分度盘的内径与单列圆锥滚子轴承的外径相同。在该转动分度盘上端面孔口处有用于安装轴承压盖的凹槽，将所述轴承压盖固定安装在该凹槽内。在该转动分度盘上端圆周表面有径向凸出的连接板，在该连接板上分布有转动分度盘固定螺栓的安装孔、分度销的安装孔和工件装夹座的安装孔。

所述工件装夹座的上表面有两个轴线在水平面垂直相交的半圆形凹槽，其中一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第一筒体的外半径相同，为装夹座第一筒体安装段；另一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第二筒体的外半径相同，为装夹座第二筒体安装段。所述两个半圆形凹槽轴线交汇处凹槽内底部的中心有用于安装轴的通孔。在所述工件装夹座上端第一筒体安装段凹槽两侧有向外伸出的长条状的连接板，在长条状的连接板上靠近两端分别有两个连接孔，用于连接工件装夹压盖。在所述工件装夹座远离车削装置本体的一侧还设有向外凸出的圆弧形的凸台，在该圆弧形的凸台上设有半圆弧凹槽，用于第二筒体的安装。

所述的工件装夹压盖为两个轴线在水平面垂直相交的半圆形壳体；其中一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第一筒体的外半径相同，为压盖第一筒体安装段；另一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第二筒体的外半径相同，为压盖第二筒体安装段。在该工件装夹压盖第一筒体半圆形壳体的两侧设有长条状的连接板，在长条状的连接板靠近两端设有连接工件装夹座的连接孔。

本发明能够实现两个垂直相交孔系的加工，并通过车削装置来保证两轴线的形位公差，提高了生产效率和形位公差的精度。并且通过转动分度盘能够完成两个垂直相交孔系、端面、外圆的车削加工，也可以完成两个或多个不同夹角轴线相交的孔系、外圆、端面、螺纹、锥面等的车削加工，适用两个或两个以上的任意夹角的孔系的加工。

本发明中垂直相连为一体的圆盘和长方形半圆板组成，圆盘的外圆和端面进行精加工，长方形半圆板面也进行精加工且与圆盘面垂直；在长方形半圆板上以圆盘中心线为对称中心加工两销孔并将两销子装入销孔中，圆盘为车削加工时装夹和找正的基准，长方形半圆面是其它零件安装的地方，而两定位销子则是作为轴承座安装定位的基准；

4轴承座的轴线与车床的回转中心垂直相交，安装在轴承座上的轴承、转动分度盘围绕轴承座的轴线转动，通过转动分度盘上的分度销孔、分度销和车削装置本体上的U型槽来实现两轴线的定位加工；

5本发明的车削装置，工件一次装夹后，两轴系上各尺寸的加工，是通过转动分度盘使工件的轴线和车床的回转中心一致，因此两个轴线始终垂直相交与轴承座的中心，能够方便的保证两轴系的相互位置精度；

在本发明中，车削装置在车床上装夹找正后，每次工件只需放入工件装夹座上合上装夹压盖，用螺栓螺母压紧即可，工件一轴线正好与车床的回转中心重合，这时，就可对该轴线上所有孔、端面、外圆、螺纹、锥面等进行加工，加工完成后，需要加工另一垂直孔系各尺寸时，只需卸掉紧固螺栓和分度销，推动转动分度盘转动使其下一个分度孔转到车削装置本体上的定位U型槽处后，或者使转动分度盘原定位销孔转动到车削装置本体下一个U型槽处后装入分度销，在用紧固螺栓紧固，两种方法都可使转动分度盘正好转过90度即工件转过90度，这样，就可加工另一垂直轴系上所有尺寸，如图8所示。可以看出，对于复杂的工件，原本需要多道工序工位的加工，本发明中在一个工位完成，且整个过程操作方便、定位可靠、减少了重复装夹找正、减少了工序过程、减少了过程中的操作失误、减少了测量定位找正的积累误差等。也充分发挥了车床在孔、外圆、端面、螺纹、锥面的加工效能，对于批量生产更是具有广泛的经济效益和社会效益。该发明也可以应用于不同夹角的两个或多个相交轴系的车削加工，具有广泛的推广应用价值。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明车削装置本体结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5工件装夹座和装夹压紧盖组合结构示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是后盖壳体典型结构示意图；

图8是另一孔系的加工示意图；

图9是转动分度盘结构示意图；

图10是图9的俯视图；

图11是轴承座结构示意图；

图12是分度销结构示意图。

图中：

1.车削装置本体；2.工件装夹压盖；3.工件装夹座；4.产品；5.分度销；6.工件装夹座连接螺栓；7.转动分度盘；8.轴承压盖；9.单列圆锥滚子轴承；10.轴承压紧螺母；11.轴；12.轴承压盖连接螺栓；13.轴连接螺栓；14.定位销；15.转动分度盘固定螺栓；16.工件装夹螺栓；18配重块；19配重块连接螺栓。

具体实施方式

本实施例是一种车削加工后盖壳体的工装。所述的后盖壳体包括两个在同一平面相互垂直的筒体组成，其中尺寸较大的筒体为第一筒体，另一个筒体为第二筒体。

本实施例包括车削装置本体1、工件装夹压盖2、工件装夹座3、转动分度盘7、轴承压盖8、单列圆锥滚子轴承9、轴承压紧螺母10、轴11、轴承压盖连接螺栓12、轴承座连接螺栓13、定位销14、转动分度盘固定螺栓15、工件装夹螺栓16、工件装夹螺母17、配重块18和配重块连接螺栓19组成。

其中，转动分度盘7装在所述车削装置本体1的安装板的上表面，在车削加工时用螺栓固定在所述车削装置本体1的安装板的上表面，转动分度盘7的内孔通过单列圆锥滚子轴承9安装在轴11，在卸掉固定螺栓时，转动分度盘7可以绕轴11转动。轴11的连接板固定在所述车削装置本体的安装板下表面。工件装夹座3固定在所述转动分度盘7的上表面。

轴承压紧螺母10套装在所述轴11的二级阶梯上；轴承压盖8位于所述转动分度盘7上表面的分度盘安装槽内，并套装在所述轴承压紧螺母上。两个分度销5分别安装在位于车削装置本体1安装板上的分度槽内。

所述车削装置本体1为板状，在该车削装置本体的一侧表面下端有水平的安装板，该安装板的外端为圆弧状，该圆弧的半径与所述转动分度盘7的半径相同。在该圆弧边的12点位置和3点位置分别有U形凹槽，该U形凹槽即为所述的分度槽。其中12点位置的分度槽宽度方向的中心线与安放在工件装夹座3弧形面上的第一筒体的中心线处于同一垂直面上；所述3点位置的分度槽宽度方向的中心线与第二筒体的中心线处于同一垂直面上。在所述安装板上有转动分度盘7的安装孔，并使该安装孔的直径与所述转动分度盘的最小外径相同，并使二者之间转动配合。在该安装孔的周边分布有转动分度盘固定螺栓15的安装孔、定位销14的安装孔和轴连接螺栓13的安装孔。

所述车削装置本体1的上端有配重块18的安装孔；中部有减重孔。

所述的转动分度盘7为中空回转体。该转动分度盘的内径与单列圆锥滚子轴承9的外径相同。在该转动分度盘上端面孔口处有用于安装轴承压盖8的凹槽，将所述轴承压盖固定安装在该凹槽内。在该转动分度盘上端圆周表面有径向凸出的连接板，在该连接板上分布有转动分度盘固定螺栓15的安装孔、分度销5的安装孔和工件装夹座3的安装孔。

所述的工件装夹座3为圆形块状，该工件装夹座的上表面有两个轴线在水平面垂直相交的半圆形凹槽，其中一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第一筒体的外半径相同，为装夹座第一筒体安装段；另一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第二筒体的外半径相同，为装夹座第二筒体安装段。所述两个半圆形凹槽轴线交汇处凹槽内底部的中心有用于安装轴11的通孔。在所述工件装夹座上端第一筒体安装段凹槽两侧有向外伸出的长条状的连接板，在长条状的连接板上靠近两端分别有两个连接孔，用于连接工件装夹压盖2。在所述工件装夹座远离车削装置本体1的一侧还设有向外凸出的圆弧形的凸台，在该圆弧形的凸台上设有半圆弧凹槽，用于第二筒体的安装。所述工件装夹座3下端法兰上分布有与转动分度盘7固连的连接孔。

所述的工件装夹压盖2为两个轴线在水平面垂直相交的半圆形壳体；其中一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第一筒体的外半径相同，为压盖第一筒体安装段；另一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第二筒体的外半径相同，为压盖第二筒体安装段。在该工件装夹压盖第一筒体半圆形壳体的两侧设有长条状的连接板，在长条状的连接板靠近两端设有连接工件装夹座3的连接孔。

使用时，所述工件装夹座3与工件装夹压盖2配合使用，由所述装夹座第一筒体安装段与压盖第一筒体安装段共同组成了圆形的与后盖壳体的第一筒体配合的第一筒体安装段；由所述装夹座第二筒体安装段与压盖第二筒体安装段共同组成了圆形的与后盖壳体的第二筒体配合的第二筒体安装段。

所述轴11上端的外圆周表面为三级阶梯状，从上至下依次与所述工件装夹座3上的通孔、轴承压紧螺母上的螺纹孔和单列圆锥滚子轴承9的内表面配合。所述轴的下端有连接法兰，通过轴连接螺栓13固定在所述车削装置本体1安装板的下表面。

本实施例中：

车削装置本体1采用铸造成型，圆盘体的外圆和端面进行精密加工以作为车削装置本体在车床上找正基准，扇形长方体的上平面和下平面进行精密加工使其垂直于圆盘体的端面，在扇形长方体的中心有轴承座安装孔、转动分度盘4的固定螺孔、两个轴承座的定位销孔、4个轴承座的连接螺孔和两个相互垂直的U形分度槽。车削装置本体安装在车床的四爪卡盘上。

工件装夹压盖2为两个垂直相交的半圆形壳体。该两个垂直相交的半圆形壳体的内半径分别与产品后盖壳体所述第一筒体、第二筒体的外半径相同，为间隙配合。在该工件装夹压盖第一筒体半圆形壳体的两侧设有长条状的连接板，在长条状的连接板靠近两端设有连接工件装夹座3的连接孔，当后盖壳体放入工件装夹座3后，安放所述工件装夹压盖2并通过工件装夹螺栓16固紧。

工件装夹座3为圆形块状，该工件装夹座的上表面有两个不同尺寸垂直相交的半圆形凹槽，这两个不同尺寸垂直相交的半圆形凹槽的半径分别与产品后盖壳体中的所述第一筒体、第二筒体的外半径相同，为间隙配合。。在所述工件装夹座上端第一筒体安装段凹槽两侧设有向外伸出的长条状的连接板，在长条状的连接板上靠近两端各设有2个连接孔，用于连接工件装夹压盖2。在两个不同尺寸半圆形轴线交汇处凹槽内底部的中心有用于安装轴11的通孔，该孔与轴11为间隙配合。工件装夹座的下部为圆盘形，在圆盘上设有4个连接孔，用工件装夹座连接螺栓6与转动分度盘7连接。

分度销5为台阶轴，在大端外圆上滚花，中间圆柱段与转动分度盘上销孔尺寸一致，小端为圆锥面，在装入时起导向作用。

转动分度盘7为盘环类型，内孔为台阶孔，内孔直径与轴承9外径相匹配，台阶孔与轴承压盖8一致为间隙配合，台阶端面设有4个均布的连接螺纹孔，在大端面上设有4个均布连接工件装夹座的螺纹孔、4个均布的固定螺孔、4个相互垂直的销孔，销孔的位置要精准，保证工件两垂直孔系的角度；

轴承压盖8的端面设有4个均布螺孔，小端凸台尺寸与转动分度盘7内孔一致为间隙配合，与转动分度盘7连接。

定位销14有2个，与车削装置本体的定位销孔过盈配合，装入车削装置本体安装板下表面的销孔中。

在轴承座安装中，使轴承座的大端外圆周表面与定位销的圆周表面接触相切后用轴承座连接螺栓13与该车削装置本体1固定，此时轴承座的中心与车床的回转中心垂直相交。

工作时，当车削装置在车床找正装夹后，每次工件只需放在工件装夹座3中，合上装夹压盖2，用螺栓压紧即可，这样，就很方便的完成了工件的装夹找正，此时，工件的两个垂直轴线相交于轴承座的中心，且与车床的回转中心重合，此时，就可直接加工这一轴线所有孔、端面、外圆、螺纹、锥面。当加工完成后，需要加工另一垂直孔系各尺寸时，只要卸掉紧固螺栓15和分度销5，推动转动分度盘7转动使其下一个分度孔转到车削装置本体1上的定位U型槽处后，或者使转动分度盘原定位销孔转动到车削装置本体1下一个U型槽处后装入分度销并用紧固螺栓紧固。两种方法都能使转动分度盘正好转过90度亦即工件转过90度，这样，就能够加工另一垂直轴系上所有尺寸，如图8所示。在分度盘转动的过程中，实际上是两个轴系同时围绕轴承座中心的的转动，即工件两个轴线始终相交于轴承座的中心，两个轴线的角度是由转动分度盘上的定位销孔的加工精度或者是由车削装置本体上的两个U型槽的加工精度确定的，这样，两个轴系的形位公差完全是由车削装置来确定的，避免了其它加工方法装夹找正测量等造成的误差，使加工的产品质量更可靠。

该发明不但适用于两个垂直相交孔系的加工同时也能够适用两个或两个以上的任意夹角的孔系的加工，此时，只需要将转动分度盘上定位销孔之间的夹角或者是车削装置本体上两个U型槽的夹角和工件轴系之间的夹角做成一致即可。

Claims (5)

1.一种车削加工后盖壳体的工装，其特征在于，包括车削装置本体、工件装夹压盖、工件装夹座、分度销、转动分度盘、轴承压盖、单列圆锥滚子轴承和轴；其中，转动分度盘的内孔通过单列圆锥滚子轴承安装在轴上，并将该转动分度盘通过固定螺栓安装在所述车削装置本体的安装板的上表面，当卸掉固定螺栓后，转动分度盘能够绕轴转动；轴的连接板固定在所述车削装置本体的安装板下表面；工件装夹座固定在所述转动分度盘的上表面；轴承压盖位于所述转动分度盘上表面的分度盘安装槽内，并套装在所述轴承压紧螺母上；两个分度销分别安装在位于车削装置本体安装板上的分度槽内。

2.如权利要求1所述车削加工后盖壳体的工装，其特征在于，所述车削装置本体一侧表面下端有水平的安装板，该安装板的外端为圆弧状，该圆弧的半径与所述转动分度盘的半径相同；在该圆弧边的12点位置和3点位置分别有分度槽；其中12点位置的分度槽宽度方向的中心线与安放在工件装夹座弧形面上的第一筒体的中心线处于同一垂直面上；所述3点位置的分度槽宽度方向的中心线与第二筒体的中心线处于同一垂直面上；在所述安装板上有转动分度盘的安装孔，并使该安装孔的直径与所述转动分度盘的最小外径相同；在该安装孔的周边分布有转动分度盘固定螺栓的安装孔、定位销的安装孔和轴连接螺栓的安装孔。

3.如权利要求1所述车削加工后盖壳体的工装，其特征在于，所述的转动分度盘的内径与单列圆锥滚子轴承的外径相同；在该转动分度盘上端面孔口处有用于安装轴承压盖的凹槽，将所述轴承压盖固定安装在该凹槽内；在该转动分度盘上端圆周表面有径向凸出的连接板，在该连接板上分布有转动分度盘固定螺栓的安装孔、分度销的安装孔和工件装夹座的安装孔。

4.如权利要求1所述车削加工后盖壳体的工装，其特征在于，所述工件装夹座的上表面有两个轴线在水平面垂直相交的半圆形凹槽，其中一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第一筒体的外半径相同，为装夹座第一筒体安装段；另一个半圆形凹槽的半径与所述后盖壳体中的第二筒体的外半径相同，为装夹座第二筒体安装段；所述两个半圆形凹槽轴线交汇处凹槽内底部的中心有用于安装轴的通孔；在所述工件装夹座上端第一筒体安装段凹槽两侧有向外伸出的长条状的连接板，在长条状的连接板上靠近两端分别有两个连接孔，用于连接工件装夹压盖；在所述工件装夹座远离车削装置本体的一侧还设有向外凸出的圆弧形的凸台，在该圆弧形的凸台上设有半圆弧凹槽，用于第二筒体的安装。

5.如权利要求1所述车削加工后盖壳体的工装，其特征在于，所述的工件装夹压盖为两个轴线在水平面垂直相交的半圆形壳体；其中一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第一筒体的外半径相同，为压盖第一筒体安装段；另一个半圆形壳体的内半径与所述后盖壳体所述第二筒体的外半径相同，为压盖第二筒体安装段；在该工件装夹压盖第一筒体半圆形壳体的两侧设有长条状的连接板，在长条状的连接板靠近两端设有连接工件装夹座的连接孔。