CN110153455A - 一种用于薄壁外圆车削的新型夹具 - Google Patents

Abstract

一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，属于切削制造夹具技术领域，结构上由固定底盘、夹具座、筒体、筒盖、调节螺钉、固定螺钉、液性塑料、滑块、密封圈连接构成的整体密封装置，通过调节螺钉的旋入和旋出，带动滑块移动，改变液性塑料所占空间的大小，产生的压强对筒壁造成压力，压力沿着内壁曲面形状分布，可通过压力的变化实现工件的夹紧与松开。液性塑料受热膨胀，使筒壁弯曲变形，变形后的筒壁与加工工件接触面大大提高，更易于加紧，且大大减少让刀，从而可使切削出来的外圆平行度和圆柱度很高，大大提高了加工的精度和效率。

Description

一种用于薄壁外圆车削的新型夹具

技术领域

本发明属于切削制造夹具技术领域，涉及一种夹具，具体的说是涉及一种用于薄壁外圆车削的新型液性塑料夹具。

背景技术

目前，生产上使用的夹具在车削外圆时，很容易使零件产生受力变形、受热变形，尤其是薄壁套类零件在加工时，其表面不仅有形状精度、尺寸精度和表面粗糙度的要求，而且位置精度要求较高，薄壁零件的加工精度一直是业内需要解决的问题，高精度的薄壁套筒装夹困难、易产生加工变形。现代的工艺装备向着高精度、高效率发展，以满足生产的需要；过去一些翻造粗劣、精度低、操作麻烦又费力、生产周期长的夹具已不能适应生产的要求。为了满足薄壁套类零件的加工，需要设计一些定位精度高，使用方便，能提高生产效率，成本低的夹具。

发明内容

本发明的目的是针对现有薄壁套类车削技术中存在的不足，提出一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，通过改变传统夹紧机构内壁的形状，达到提高车削外圆平行度、圆柱度的目的，从而提高加工的精度和效率。

本发明的技术方案是：一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，包括固定底盘；其特征在于：所述固定底盘一侧连接设有夹具座，所述夹具座通过固定螺钉紧固在所述固定底盘上，所述夹具座上面连接设有筒体，所述筒体的另一端连接设有筒盖，所述筒体的内壁设有曲面，所述筒体的内腔中设有液性塑料，所述筒盖的中心设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内设有调节螺钉，所述调节螺钉的顶端呈圆头状，所述调节螺钉与所述筒盖内部的滑块相接触，所述滑块与筒盖之间设有密封圈，所述调节螺钉推动滑块及密封圈同步滑动，压缩所述液性塑料的体积，加工工件套置在所述筒体的外表面上进行切削加工。

所述筒体的内表面由两直线段和曲面光滑连接构成，两直线段上设置内螺纹，曲面段为鱼肚状的四次曲面。

所述夹具座上凸台外径设有一段螺纹，直径与与筒体下端内径相同，筒体上端内径与筒盖外径相同，筒盖外径也设有一段螺纹，它们两两之间的连接方式均为外部焊接、内部螺纹连接。

所述滑块与筒盖为间隙配合，滑块中间设有密封槽，密封槽内设置密封圈，滑块带动密封圈同步滑动。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，结构上由固定底盘、夹具座、筒体、筒盖、调节螺钉、固定螺钉、液性塑料、滑块、密封圈连接构成的整体密封装置，通过调节螺钉的旋入和旋出，改变液性塑料所占空间的大小，产生的压强会对筒壁造成压力，压力沿着内壁曲面形状分布，可通过压力的变化实现工件的夹紧与松开。传统夹具采用等壁厚筒壁，这样会导致夹紧时摩擦力不足，且在车削薄壁环时会发生让刀，会使中间切削量较多，两端较少，切削结果为一凹曲线；当筒壁变为鱼肚式四次曲线形状的时候，液性塑料受热膨胀，使筒壁弯曲变形，变形后的筒壁与等壁厚筒壁形状相近，筒壁与薄壁环接触面大大提高，更易于加紧，且大大减少让刀，从而可使切削出来的外圆平行度和圆柱度很高，大大提高了加工的精度和效率。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明全剖结构示意图。

图3为本发明切削状态示意图。

图4为等壁厚筒壁受力变形简化示意图。

图5为本发明筒壁受力变形简化示意图。

图中：固定底盘1、夹具座2、筒体3、筒盖4、调节螺钉5、固定螺钉6、曲面7、液性塑料8、滑块9、密封圈10、加工工件11、刀具12、直线型简支梁13、挠曲线一14、鱼肚式四次曲线型简支梁15、挠曲线二16。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-3所示，一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，包括固定底盘1；固定底盘1一侧连接设有夹具座2，夹具座2通过固定螺钉6紧固在固定底盘1上，夹具座2上面焊接设有筒体3，筒体3的另一端焊接设有筒盖4，筒体3的内壁设有曲面7，筒体3的内腔中设有液性塑料8，筒盖4的中心设有螺纹通孔，螺纹通孔内设有调节螺钉5，调节螺钉5的顶端呈圆头状，调节螺钉5与筒盖4内部的滑块9相接触，滑块9与筒盖4之间设有密封圈10，调节螺钉8推动滑块9及密封圈10同步滑动，压缩液性塑料8的体积，加工工件11套置在筒体3的外表面上进行切削加工。

如图1-3所示，一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，筒体3的内表面由两直线段和曲面7光滑连接构成，两直线段上设置内螺纹，曲面段7为鱼肚状的四次曲面；夹具座2上凸台直径与与筒体3下端内径相同，筒体3上端内径与筒盖4外径相同，连接方式均为外部焊接、内部螺纹连接；滑块9与筒盖4为间隙配合，滑块中间设有密封槽，密封槽内设置密封圈10，滑块9带动密封圈10同步滑动。

如图1-5所示，一种用于薄壁外圆车削的新型夹具的工作原理如下：将薄壁加工工件11装夹在筒体3上，然后通过不断旋入调节螺钉5，螺钉推动滑块9，使装液性塑料的空间减小，由于液性塑料8具有不可压缩性，将会把压力传给筒体壁3，从而夹紧薄壁加工工件11。

当工件开始车削时，切削产生的热通过筒壁传递给液性塑料，液性塑料受热膨胀，会给筒壁内壁产生力的作用，使之弯曲变形。对于传统等壁厚液性塑料夹具，用刀具12车削薄壁环11时，中间的切削量较多，两端较少。因为等壁厚筒壁和加工工件可看作一个整体(直线型简支梁13)，支点分别为夹具座和筒盖。当对有两个支点支撑的直线型简支梁13施加均布载荷q时，梁产生的变形量为其中最大变形发生在梁中间，为即挠曲线一14的形状。因此实际情况为，筒壁与薄壁环的接触面中间大，向两端逐渐减少，相互之间的摩擦力也相应减小，不利于工件的夹紧，且切削时会发生让刀，因此切削后的结果就如图4所示为一四次凹曲线。

但当其等壁厚筒壁变为鱼肚式四次曲线形状，如图5所示，把筒体3和加工工件11看作一个整体(鱼肚式四次曲线型简支梁15)，支点分别为夹具座2和筒盖4，该梁可看作一等强度梁。当对其施加均布载荷q时，梁变形后的形状为挠曲线二16。实际情况由于筒壁壁厚较之前变大，因此筒壁整体变形量会较小，内壁向外弯曲近似直线，外壁稍微凸起，整体与等壁厚筒壁类似。因此，筒壁与薄壁环的接触面相较等壁厚夹具远远增大，相互之间的摩擦力也变大，更易于夹紧。如图3所示，用此夹具车削出来的加工工件外圆形状就比较平整，平行度和圆柱度很高，从而大大提高了加工的精度和效率。

当切削完成需要卸下工件时,将调节螺钉向外旋出，液性塑料空间增大，给三次曲线筒壁内壁的压力会随之减小直至消失，筒壁迅速恢复原始状态并同时松开加工工件。整个工作过程中，由于筒体与夹具座和筒盖均为焊接，液性塑料只有可能会从滑块与筒盖间的缝隙中流出，但由于密封圈的存在，将会极大的减小泄漏量，从而保证整体的密封性。

Claims (4)

1.一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，包括固定底盘(1)；其特征在于：所述固定底盘(1)一侧连接设有夹具座(2)，所述夹具座(2)通过固定螺钉(6)紧固在所述固定底盘(1)上，所述夹具座(2)上面连接设有筒体(3)，所述筒体(3)的另一端连接设有筒盖(4)，所述筒体(3)的内壁设有曲面(7)，所述筒体(3)的内腔中设有液性塑料(8)，所述筒盖(4)的中心设有螺纹通孔，所述螺纹通孔内设有调节螺钉(5)，所述调节螺钉(5)的顶端呈圆头状，所述调节螺钉(5)与所述筒盖(4)内部的滑块(9)相接触，所述滑块(9)与筒盖(4)之间设有密封圈(10)，所述调节螺钉(8)推动滑块(9)及密封圈(10)同步滑动，压缩所述液性塑料(8)的体积，加工工件(11)套置在所述筒体(3)的外表面上进行切削加工。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，其特征在于：所述筒体(3)的内表面由两直线段和曲面(7)光滑连接构成，两直线段上设置内螺纹，曲面段(7)为鱼肚状的四次曲面。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，其特征在于：所述夹具座(2)上凸台外径设有一段螺纹，直径与与筒体(3)下端内径相同，筒体(3)上端内径与筒盖(4)外径相同，筒盖外径也设有一段螺纹，它们两两之间的连接方式均为外部焊接、内部螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于薄壁外圆车削的新型夹具，其特征在于：所述滑块(9)与筒盖(4)为间隙配合，滑块中间设有密封槽，密封槽内设置密封圈(10)，滑块(9)带动密封圈(10)同步滑动。