CN109848293A - 一种加工用撑具以及使用该撑具加工涨紧套的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加工用撑具以及使用该撑具加工涨紧套的方法，撑具包括底座、支撑体，底座的端面设置有安装槽，支撑体插装在安装槽后，两者之间用螺钉连接，在底座和支撑体相连的中心轴处，底座设置有螺纹通孔，对应所述螺纹通孔的端口，支撑体上设置有凹槽，在加工过程中，通过撑具内撑于涨紧套中间体的内部，使涨紧套中间体由自然状态变为工作状态再进一步加工，既可有效控制变形方向和变形量，减小变形的幅度，从而准确控制涨紧套的尺寸精度和形位公差，还可保证涨紧套在工作状态下的同心同轴度和圆跳动精度符合要求，有效降低了生产成本，并提高了涨紧套的使用效果。

Description

一种加工用撑具以及使用该撑具加工涨紧套的方法

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体为一种加工用撑具以及使用该撑具加工涨紧套的方法。

背景技术

涨紧套一般用于连接旋转机械结构中的圆柱内孔类部件，其结构如图1和图2所示，包括同轴、相连的安装底盘1、连接套2和外圆涨套3，外圆涨套3的内孔为圆锥形面4，沿涨紧套的周向均匀分布有线槽5，涨紧套通过外圆涨套3涨大连接固定圆柱内孔类部件，并与圆柱内孔类部件一起旋转，从而保证圆柱内孔类部件的正常运行，此时涨紧套处于涨大的工作状态；通过外圆涨套3缩小，不需要拆下整个涨紧套即可对圆柱内孔类部件进行更换，此时涨紧套处于缩小的自然状态。

由于涨紧套不时地需要在涨大和缩小两种状态之间变化，且涨紧套处于工作状态时还需要与圆柱内孔类部件一起旋转，外圆涨套的内锥形面必须保证较大的接触面以提供足够的摩擦力，涨大的外圆涨套也必须保证高精度的尺寸以提供良好的紧固连接效果、以及相对于旋转轴的同心和圆跳动精度以保证旋转时涨紧套和圆柱内孔类部件的稳定性，因此加工时不仅需要保证涨紧套在自然状态时的尺寸精度，还要保证涨紧套处于工作状态时的尺寸精度，但是受限于涨紧套两种状态的弹力变化，涨紧套的结构和硬度在加工过程中并不稳定，受到加工的作用力时易产生较大变形，且不易控制变形量，导致不能准确控制涨紧套的精度尺寸和形位公差，从而影响使用效果，并提高了生产成本。

发明内容

针对现有加工涨紧套易发生较大变形，变形量不易控制，不能准确控制尺寸精度和形位公差，影响使用效果并提高生产成本的问题，本发明提供了一种加工用撑具，其既可有效控制变形方向和变形量，减小变形的幅度，从而准确控制涨紧套的尺寸精度和形位公差，还可保证涨紧套在工作状态下的同心同轴度和圆跳动精度符合要求，有效降低了生产成本，并提高了涨紧套的使用效果，为此，本发明还提供了使用该撑具加工涨紧套的方法。

本发明采用如下技术方案：一种加工用撑具，其特征在于：其包括底座、支撑体，所述底座的端面设置有安装槽，所述支撑体插装在所述安装槽后，两者之间用螺钉连接，在所述底座和所述支撑体相连的中心轴处，所述底座设置有螺纹通孔，对应所述螺纹通孔的端口，所述支撑体上设置有凹槽。

其进一步特征在于：

所述底座设有与安装底盘上的安装孔相对应的固定孔。

使用该撑具加工涨紧套的方法，其包括以下步骤：

步骤1）车床加工，从圆柱体形毛坯件车削出涨紧套自然状态下的外形面和内孔面，包括安装底盘的内圆柱面、外圆柱面，连接套的内圆锥面、外圆锥面，外圆涨套的外圆柱面、内圆锥面，以及连接套和外圆涨套连接处的内圆柱面，得到车削件，

步骤2）铣床加工，对车削件进行铣削，铣削出安装底盘上的安装孔，得到铣削件，

步骤3）热处理加工，对铣削件进行第一次热处理，包括淬火和回火，得到热处理件，

步骤4）喷丸加工，对热处理件进行喷丸处理，得到喷丸件，

步骤5）外圆磨床加工，对喷丸件进行第一次外圆磨削，使安装底盘的内圆柱面符合尺寸精度要求，并使安装底盘的两侧端面以及外圆涨套的端面靠出，得到第一次外圆磨件，

步骤6）磨床加工，对第一次外圆磨件进行磨削，使安装底盘的外侧端面和外圆涨套的端面符合尺寸精度要求，得到磨削件，

步骤7）数控车床加工，对磨削件进行数控车削，使外圆涨套的内锥面符合涨紧套自然状态下的尺寸精度要求，得到数控车削件，

步骤8）电脉冲机床加工，对数控车削件进行电脉冲加工，加工出外圆涨套外圆柱面上的凹形面，使之符合涨紧套的规格要求，得到电脉冲件，

步骤9）线切割机床加工，对电脉冲件进行快丝线割，切割出沿涨紧套周向均匀分布的线槽，得到快丝线割件，

步骤10）热处理加工，对快丝线割件进行第二次热处理，包括回火处理，得到回火件，

步骤11）外圆磨床加工，对回火件进行第二次外圆磨，

其特征在于：步骤11）中，将回火件安装于撑具上，并通过撑具的支撑体撑大外圆涨套，再进行第二次外圆磨削，使外圆涨套的外圆柱面符合涨紧套工作状态下的尺寸精度要求。

其进一步特征在于：

步骤11）中，所述支撑体撑大外圆涨套的涨大量为0.6毫米；

步骤1）中，安装底盘的内圆柱面、外圆柱面以及外圆涨套的外圆柱面、内圆锥面均预留0.2毫米至0.3毫米余量；

步骤3）中，第一次热处理包括一次淬火和至少三次回火；

步骤9）中，对电脉冲件进行快丝线割时，同时切割出所述线槽靠近安装底盘一端的圆弧形槽；

步骤10）中，仅进行回火处理且为低温回火6小时。

本发明采用上述撑具、加工方法后，将圆柱体形毛坯件经过车削、铣削、第一次热处理、喷丸、第一次外圆磨、磨削、数控车削、电脉冲、快丝线割和第二次热处理等加工工序后的涨紧套中间体、即回火件安装于撑具上，通过撑具的支撑体撑大外圆涨套，使涨紧套中间体从自然状态变为工作状态，再进行第二次外圆磨削加工，既可支撑固定加工过程中的涨紧套中间体，控制变形方向和变形量，有效减小变形的幅度，从而准确控制涨紧套的尺寸精度和形位公差，还可保证涨紧套在工作状态下的同心同轴度和圆跳动精度符合要求，有效降低了生产成本，并提高了涨紧套的使用效果。

0.2毫米至0.3毫米的余量可以给后续的精加工预留加工空间，保证最终成型的涨紧套符合尺寸规格要求，进一步提高加工精度，降低生产成本；控制涨大量在0.6毫米可进一步控制变形方向和变形量，减小变形的幅度，保证涨紧套的尺寸精度和形位公差符合要求；第二次热处理使用低温回火6小时，可充分释放涨紧套中间体的内应力，进一步减小涨紧套中间体在第二次外圆磨削工序中的变形，提高加工精度。

附图说明

图1为涨紧套的剖视图。

图2为涨紧套的右视图。

图3为本发明撑具的分解结构示意图。

图4为本发明底座的右视图。

图5为本发明支撑体的右视图。

图6为本发明涨紧套和撑具安装后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1~6所示，本发明提供一种加工用撑具，其包括底座18、支撑体12，底座18的端面设置有安装槽19，支撑体12插装在安装槽19后，两者之间用螺钉（未示出）连接，在底座18和支撑体12相连的中心轴处，底座18设置有螺纹通孔17，对应螺纹通孔17的端口，支撑体12上设置有凹槽14，优选的，如图3~5所示，支撑体12设置有四个盲孔13，盲孔13以凹槽14为中心呈环形均匀分布，底座18设有与盲孔13对应的螺纹过孔16，螺钉（未示出）通过螺纹过孔和盲孔将支撑体与底座连接即形成加工用的撑具，底座18设有与安装底盘1上的安装孔9相对应的固定孔15。

当涨紧套中间体安装在撑具上时，通过连接底座上螺纹通孔和支撑体上凹槽的调节螺栓（未示出）可调节支撑体沿图6所示的左右方向做微小移动，从而支撑固定涨紧套中间体并使外圆涨套3涨大或者缩小，进而控制涨紧套中间体在加工作用力下的变形方向和变形量，保证涨紧套的尺寸精度和形位公差符合规格要求，安装槽19方便支撑体12和涨紧套中间体准确安装，并在微调支撑体12使之向右移动撑大外圆涨套3时，保证支撑体12和涨紧套中间体的紧固和稳定。

使用该撑具加工涨紧套的方法，其包括以下步骤：如图1和图2所示，

步骤1）为车床加工，从圆柱体形毛坯件车削出涨紧套自然状态下的外形面和内孔面，包括安装底盘1的内圆柱面11、外圆柱面，连接套2的内圆锥面8、外圆锥面，外圆涨套3的外圆柱面、内圆锥面4，以及连接套2和外圆涨套3连接处的内圆柱面7，其中安装底盘1的内圆柱面11、外圆柱面以及外圆涨套3的外圆柱面、内圆锥面4均预留0.2毫米至0.3毫米余量，得到车削件，0.2毫米至0.3毫米的余量可以给后续的精加工预留加工空间，保证最终成型的涨紧套符合尺寸规格要求，进一步提高加工精度，降低生产成本。

步骤2）为铣床加工，对车削件进行铣削，铣削出安装底盘1上的安装孔9，得到铣削件。

步骤3）为热处理加工，对铣削件进行第一次热处理，包括一次淬火和至少三次回火，得到热处理件，淬火可以提高涨紧套中间体的硬度，三次回火可以降低涨紧套中间体的内应力，方便控制涨紧套中间体在加工作用力下的变形量，此外，回火还可以使安装底盘和连接套的硬度低于外圆涨套的硬度，以保证外圆涨套涨大和收小的弹性变化，进一步提高涨紧套的加工精度和使用效果。

步骤4）为喷丸加工，对热处理件进行喷丸处理，得到喷丸件，喷丸可以优化涨紧套中间体的外形，使其美观，还可以进一步消除涨紧套中间体的内应力，优选的，使用钢砂进行喷丸处理，可进一步降低生产成本。

步骤5）为外圆磨床加工，对喷丸件进行第一次外圆磨削，使安装底盘1的内圆柱面11符合尺寸精度要求，并使安装底盘1的两侧端面、即图1所示，安装底盘1的左右两侧端面靠出，以及外圆涨套3的端面、即图1所示，外圆涨套3的右端面靠出，得到第一次外圆磨件，第一次外圆磨削将安装底盘的内孔磨削到位，并将安装底盘的左端面和外圆涨套的右端面靠出，方便涨紧套中间体准确安装在撑具上，进一步提高加工的精准度。

步骤6）为磨床加工，对第一次外圆磨件进行磨削，使安装底盘1的外侧端面、即图1所示，安装底盘1的左端面，和外圆涨套3的端面、即图1所示，外圆涨套3的右端面符合尺寸精度要求，得到磨削件。

步骤7）为数控车床加工，对磨削件进行数控车削，使外圆涨套3的内锥面4符合涨紧套自然状态下的尺寸精度要求，得到数控车削件。

步骤8）对数控车削件进行电脉冲加工，加工出外圆涨套3外圆柱面上的凹形面6，如图1和图2所示，使之符合涨紧套的规格要求，得到电脉冲件。

步骤9）对电脉冲件进行快丝线割，切割出沿涨紧套周向均匀分布的线槽5，如图1所示，同时切割出线槽5靠近安装底盘1一端的圆弧形槽10，得到快丝线割件，线槽方便涨紧套的涨大和缩小，保证涨紧套的使用效果，圆弧形槽可防止涨紧套开裂。

步骤10）对快丝线割件进行第二次热处理，包括回火处理且仅进行回火处理，回火处理为低温回火6小时，得到回火件，进一步减小涨紧套中间体在第二次外圆磨削工序中的变形，提高加工精度。

步骤11）对回火件进行第二次外圆磨，如图6所示，将回火件安装于撑具上，并通过撑具的支撑体12撑大外圆涨套3，再进行第二次外圆磨削，使外圆涨套3的外圆柱面符合涨紧套工作状态下的尺寸精度要求，优选的，将回火件安装于撑具之前，使用外圆磨机床对回火件进行磨削，修整涨紧套中间体的内圆柱面11和内锥面4，可消除第二次热处理即回火处理引起的微小变形，进一步提高加工的精准度，支撑体撑大外圆涨套的涨大量为0.6毫米，可进一步控制变形方向和变形量，减小变形的幅度，保证涨紧套的尺寸精度和形位公差符合要求。

步骤1）至步骤10）均在涨紧套的自然状态下进行加工，步骤11）将涨紧套中间体、即回火件以自然状态安装于撑具上后，通过涨紧套中间体上的安装孔9和撑具上对应的固定孔15固定相连，然后拧动连接螺纹通孔17和凹槽14的调节螺栓（未示出）使支撑体12向图6所示右侧移动，撑大外圆涨套3至涨大量为0.6毫米时，锁紧连接盲孔13和螺纹过孔16的螺钉（未示出），即在涨紧套的工作状态下进行第二次外圆磨削加工，使外圆涨套3的外圆柱面符合尺寸规格要求，优选的，可在外圆涨套3的右端部涂抹适量胶水，可提高撑具对涨紧套中间体的支撑紧固效果，并降低第二次外圆磨削加工时机床震动对涨紧套中间体的影响，进一步提高加工的精度，通过上述加工用撑具和加工方法，不仅可有效控制变形方向和变形量，减小变形的幅度，从而准确控制涨紧套的尺寸精度和形位公差，还可保证涨紧套在工作状态下的同心同轴度和圆跳动精度符合要求，有效降低了生产成本，并提高了涨紧套的使用效果。

特别地，对于有涨大和缩小等状态变化且弹力变形端的内孔为圆锥形面的其他类似工件也可使用本加工方法以及不同规格的本治具，可有效控制类似工件在加工过程中的变形幅度，从而提高类似工件的加工精度，保证类似工件符合设计和使用的技术要求。

Claims (8)

1.一种加工用撑具，其特征在于：其包括底座、支撑体，所述底座的端面设置有安装槽，所述支撑体插装在所述安装槽后，两者之间用螺钉连接，在所述底座和所述支撑体相连的中心轴处，所述底座设置有螺纹通孔，对应所述螺纹通孔的端口，所述支撑体上设置有凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种加工用撑具，其特征在于：所述底座设有与安装底盘上的安装孔相对应的固定孔。

3.使用权利要求1~2任一所述的撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1）车床加工，从圆柱体形毛坯件车削出涨紧套自然状态下的外形面和内孔面，包括安装底盘的内圆柱面、外圆柱面，连接套的内圆锥面、外圆锥面，外圆涨套的外圆柱面、内圆锥面，以及连接套和外圆涨套连接处的内圆柱面，得到车削件，

步骤2）铣床加工，对车削件进行铣削，铣削出安装底盘上的安装孔，得到铣削件，

步骤3）热处理加工，对铣削件进行第一次热处理，包括淬火和回火，得到热处理件，

步骤4）喷丸加工，对热处理件进行喷丸处理，得到喷丸件，

步骤5）外圆磨床加工，对喷丸件进行第一次外圆磨削，使安装底盘的内圆柱面符合尺寸精度要求，并使安装底盘的两侧端面以及外圆涨套的端面靠出，得到第一次外圆磨件，

步骤6）磨床加工，对第一次外圆磨件进行磨削，使安装底盘的外侧端面和外圆涨套的端面符合尺寸精度要求，得到磨削件，

步骤7）数控车床加工，对磨削件进行数控车削，使外圆涨套的内锥面符合涨紧套自然状态下的尺寸精度要求，得到数控车削件，

步骤8）电脉冲机床加工，对数控车削件进行电脉冲加工，加工出外圆涨套外圆柱面上的凹形面，使之符合涨紧套的规格要求，得到电脉冲件，

步骤9）线切割机床加工，对电脉冲件进行快丝线割，切割出沿涨紧套周向均匀分布的线槽，得到快丝线割件，

步骤10）热处理加工，对快丝线割件进行第二次热处理，包括回火处理，得到回火件，

步骤11）外圆磨床加工，对回火件进行第二次外圆磨，

其特征在于：步骤11）中，将回火件安装于撑具上，并通过撑具的支撑体撑大外圆涨套，再进行第二次外圆磨削，使外圆涨套的外圆柱面符合涨紧套工作状态下的尺寸精度要求。

4.根据权利要求3所述的使用该撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：步骤11）中，所述支撑体撑大外圆涨套的涨大量为0.6毫米。

5.根据权利要求3所述的使用该撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：步骤1）中，安装底盘的内圆柱面、外圆柱面以及外圆涨套的外圆柱面、内圆锥面均预留0.2毫米至0.3毫米余量。

6.根据权利要求3所述的使用该撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：步骤3）中，第一次热处理包括一次淬火和至少三次回火。

7.根据权利要求3所述的使用该撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：步骤9）中，对电脉冲件进行快丝线割时，同时切割出所述线槽靠近安装底盘一端的圆弧形槽。

8.根据权利要求3所述的使用该撑具加工涨紧套的方法，其特征在于：步骤10）中，仅进行回火处理且为低温回火6小时。