CN108857481B - 一种适用于细长管类零件加工的内孔找正装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明依据“两点定一线”原理，使用“过定位”方式提高加工刚性的方法，提出了一种适用于细长管类零件车削加工的内孔高精度找正装置及方法，该装置主要由定位支架、浮动支撑、四爪卡盘组成，四爪卡盘通过螺栓固定安装在定位支架大端面直口处，浮动支撑通过待加工零件顶紧在定位支架内部阶梯孔过渡面处，与过渡面配合。借助该装置，细长管类零件内孔高精度找正可不受零件内腔尺寸、零件长度影响。

Description

一种适用于细长管类零件加工的内孔找正装置及方法
技术领域
本发明涉及一种车削加工管类零件时的内孔找正装置及方法，用于实现长径比大于30的细长管类零件内孔高精度找正。
背景技术
车削加工通常用来加工回转类零件，对内外圆有同轴度要求的产品，车削加工方法有两种：一是如图1以外圆为基准找正加工内腔，二是如图2以内腔为基准找正加工外圆。对于一般刚性好、产品内腔尺寸在机床加工行程范围以内的零件，
两种方法均能达到较高的同轴度要求。对于一般的回转类零件，以内腔为基准加工内腔，可通过设计使用高精度内撑工装实现加工目的。
某细长管类零件(长径比大于30)内圆已精加工到位，现需加工内部凹槽，并实现凹槽与内圆同轴度要求Φ0.02mm。一般而言，以外圆为基准加工内腔特征方法较为简单，借助高精度拉管自定心一端中心即可实现产品找正精度在Φ0.01mm以内，但对该零件，以内圆为基准加工外圆时，因产品长径比过大，实现内、外圆高精度同轴极难实现。针对该情形，只能通过以内圆为基准加工凹槽的方式去实现，图2所示的内圆找正方法虽可实现找正，但产品加工刚性极难保证，可操作性差。
发明内容
本发明依据“两点定一线”原理，使用“过定位”方式提高加工刚性的方法，提出了一种适用于细长管类零件车削加工的内孔高精度找正装置及方法，借助该装置，细长管类零件内孔高精度找正可不受零件内腔尺寸、零件长度影响。
该装置主要由定位支架、浮动支撑、四爪卡盘组成：
1、定位支架：定位支架为一个阶梯套筒类工装，长度L＝0.6*a(a为工件长度)，大端面留有直口用于安装四爪卡盘，并在端面加工卡盘连接螺纹孔。套筒内有阶梯孔，阶梯孔大孔为零件过孔，过孔直径大于零件外圆直径，套筒小端阶梯孔小孔为修配孔，孔径小于浮动支撑圆锥面大径，套筒内阶梯孔过渡面为锥面，过渡面轴向长度大于1.5mm，与浮动支撑圆锥面相配合，反复装夹时需要修正配车。
2、浮动支撑：浮动支撑为一端带有圆锥的圆柱凸台结构，圆锥面与定位支架内阶梯孔过渡面相配合，可沿过渡面自由旋转，自定心零件一端内孔的中心。圆柱凸台有两个圆柱面，中间大圆柱端面限制零件的轴向移动，小圆柱面限制零件的径向方向移动，长度不小于零件直径的一半。圆锥面与定位圆柱凸台应在一次装夹下加工完成，小圆柱直径与零件内孔为间隙配合，间隙量控制在0.005mm～0.01mm；
3、四爪卡盘：四爪卡盘为标准卡盘，根据不同直径管类零件更换不同直径卡盘。
装置装配关系为四爪卡盘通过螺栓固定安装在定位支架大端面直口处，浮动支撑通过待加工零件顶紧在定位支架内部阶梯孔过渡面处，与过渡面配合。
具体找正方法如下：
第一步：机床卡盘卡紧定位支架，车削定位支架内部阶梯孔过渡面锥面，车削锥面长度大于1.5mm即可，锥度与浮动支撑圆锥面锥度一致；
第二步：将浮动支撑小圆柱插入零件内孔，将套有浮动支撑的零件缓慢插入定位支架内，浮动支撑与定位支架内部阶梯孔过渡面圆锥面相配合，以浮动支撑能自由旋转为合格与否的判定标准；
第三步：将四爪卡盘卡爪夹紧零件外圆柱面，浮动支撑锥面与定位支架锥面轴向顶紧。百分表放置在零件另外一侧内孔表面，根据百分表显示情况不断调整四爪卡盘卡爪，当跳动范围在Φ0.006mm内时，将直径小于产品内孔直径的钢珠放置在内孔中，钢珠静止不动，说明零件内孔找正。
第四步：调取刀具，对零件内孔进行特征加工。
附图说明
图1为以外圆为基准找正示意图；
图2为以内腔为基准找正示意图；
图3为定位支架结构示意图；
图4为浮动支撑结构示意图；
图5装置使用示意图。
1：定位支架；2：浮动支撑；3：机床卡盘；4：细长管类零件；5：四爪卡盘
具体实施方式
下面通过实例对发明做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
本发明依据“两点定一线”原理，使用“过定位”方式提高加工刚性的方法，提出了一种适用于细长管类零件车削加工的内孔高精度找正装置及方法，借助该装置，细长管类零件内孔高精度找正可不受零件内腔尺寸、零件长度影响。
该装置主要由定位支架、浮动支撑、四爪卡盘组成：
1、定位支架：定位支架为一个阶梯套筒类工装，长度L＝0.6*a(a为工件长度)，大端面留有直口用于安装四爪卡盘，并在端面加工卡盘连接螺纹孔。套筒内有阶梯孔，阶梯孔大孔为零件过孔，过孔直径大于零件外圆直径，套筒小端阶梯孔小孔为修配孔，孔径小于浮动支撑圆锥面大径，套筒内阶梯孔过渡面为锥面，过渡面轴向长度大于1.5mm，与浮动支撑圆锥面相配合，反复装夹时需要修正配车。
2、浮动支撑：浮动支撑为一端带有圆锥的圆柱凸台结构，圆锥面与定位支架内阶梯孔过渡面相配合，可沿过渡面自由旋转，自定心零件一端内孔的中心。圆柱凸台有两个圆柱面，中间大圆柱端面限制零件的轴向移动，小圆柱面限制零件的径向方向移动，长度不小于零件直径的一半。圆锥面与定位圆柱凸台应在一次装夹下加工完成，小圆柱直径与零件内孔为间隙配合，间隙量控制在0.005mm～0.01mm；
3、四爪卡盘：四爪卡盘为标准卡盘，根据不同直径管类零件更换不同直径卡盘。
装置装配关系为四爪卡盘通过螺栓固定安装在定位支架大端面直口处，浮动支撑通过待加工零件顶紧在定位支架内部阶梯孔过渡面处，与过渡面配合。
具体找正方法如下：
第一步：机床卡盘卡紧定位支架，车削定位支架内部阶梯孔过渡面锥面，车削锥面长度大于1.5mm即可，锥度与浮动支撑圆锥面锥度一致；
第二步：将浮动支撑小圆柱插入零件内孔，将套有浮动支撑的零件缓慢插入定位支架内，浮动支撑与定位支架内部阶梯孔过渡面圆锥面相配合，以浮动支撑能自由旋转为合格与否的判定标准；
第三步：将四爪卡盘卡爪夹紧零件外圆柱面，浮动支撑锥面与定位支架锥面轴向顶紧。百分表放置在零件另外一侧内孔表面，根据百分表显示情况不断调整四爪卡盘卡爪，当跳动范围在Φ0.006mm内时，将直径小于产品内孔直径的钢珠放置在内孔中，钢珠静止不动，说明零件内孔找正。
第四步：调取刀具，对零件内孔进行特征加工。

Claims (1)

1.一种适用于细长管类零件加工的内孔找正方法，其特征在于，内孔找正装置由定位支架、浮动支撑、四爪卡盘组成；定位支架为一个阶梯套筒类工装，长度L＝0.6*a，a为工件长度，大端面留有直口用于安装四爪卡盘，并在大端面垂直于轴向方向加工有四爪卡盘连接螺纹孔，套筒内有阶梯孔，阶梯孔大孔为零件过孔，过孔直径大于零件外圆直径，套筒小端阶梯孔小孔为修配孔，孔径小于浮动支撑圆锥面大径，套筒内阶梯孔过渡面为锥面，过渡面轴向长度大于1.5mm，与浮动支撑圆锥面相配合，反复装夹时过渡面需要修正配车；浮动支撑为一端带有圆锥的圆柱凸台结构，圆锥面与定位支架内阶梯孔过渡面相配合，圆柱凸台有两个圆柱面，中间大圆柱直径大于零件直径，小圆柱面长度不小于零件直径的一半，小圆柱直径与零件内孔为间隙配合，间隙量控制在0.005mm～0.01mm，圆锥面与定位圆柱凸台应在一次装夹下加工完成；四爪卡盘为标准卡盘，根据不同待加工管类零件更换不同直径卡盘；四爪卡盘通过螺栓固定安装在定位支架大端面直口处，浮动支撑通过待加工零件顶紧在定位支架内部阶梯孔过渡面处，与过渡面配合，利用所述内孔找正装置的内孔找正方法包括以下步骤：
第一步、机床卡盘卡紧定位支架，车削定位支架内部阶梯孔过渡面锥面，车削锥面长度大于1.5mm即可，锥度与浮动支撑圆锥面锥度一致；
第二步、将浮动支撑小圆柱插入零件内孔，将套有浮动支撑的零件缓慢插入定位支架内，浮动支撑与定位支架内部阶梯孔过渡面圆锥面相配合，以浮动支撑能自由旋转为合格与否的判定标准；
第三步、将四爪卡盘卡爪夹紧零件外圆柱面，浮动支撑锥面与定位支架锥面轴向顶紧，百分表放置在零件另外一侧内孔表面，根据百分表显示情况不断调整四爪卡盘卡爪，当跳动范围在Φ0.006mm内时，将直径小于产品内孔直径的钢珠放置在内孔中，钢珠静止不动，说明零件内孔找正；
第四步、调取刀具，对零件内孔进行特征加工。
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