CN110293430A - 一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴及装夹方法 - Google Patents

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王雷雷
刘丽娟
周泽建
牛昱昊
葛守兴
李晓霞
刘星
王素娟
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Abstract

本发明公开了一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴及装夹方法，包括芯轴本体，所述芯轴本体包括第一端部、中间段及第二端部，所述中间段和第二端部均为圆柱形，且第二端部的直径小于中间段的直径，所述第一端部为圆台形，第一端部朝向中间段的一端直径小于另一端直径，且第一端部朝向中间段的一端直径与中间段的直径相等，当芯轴本体与薄壁管类零件配合装夹时，芯轴本体的中间段和薄壁管类零件之间设置有若干密封圈，第二端部上设置有用于顶紧密封圈的密封圈锁紧装置，密封圈锁紧装置的外侧设置于用于顶紧薄壁管类零件的零件锁紧装置。本发明兼顾了小批量生产对零件内型结构及尺寸的适应性及大批量生产时装夹的高效性。

Description

一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴及装夹方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及一种用于加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴及装夹方法。
背景技术
因为具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，薄壁管类零件已日益广泛地应用在各工业部门。然而薄壁管类零件的加工并不容易，由于刚性差，强度弱，长径比大等特点，加工过程中极容易振刀，尺寸精度与表面质量不易保证。目前，普遍采用的加工工艺有灌蜡、填沙等，此类加工工艺存在操作繁琐、污染环境等缺点，而且不能满足批量零件的生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴及装夹方法，以克服现有技术存在的问题。本发明兼顾了小批量生产对零件内型结构及尺寸的适应性及大批量生产时装夹的高效性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，包括芯轴本体，所述芯轴本体包括第一端部、中间段及第二端部，所述中间段和第二端部均为圆柱形，且第二端部的直径小于中间段的直径，所述第一端部为圆台形，第一端部朝向中间段的一端直径小于另一端直径，且第一端部朝向中间段的一端直径与中间段的直径相等，当芯轴本体与薄壁管类零件配合装夹时，芯轴本体的中间段和薄壁管类零件之间设置有若干密封圈，第二端部上设置有用于顶紧密封圈的密封圈锁紧装置，密封圈锁紧装置的外侧设置于用于顶紧薄壁管类零件的零件锁紧装置。
进一步地，所述第二端部外侧设置有螺纹，所述密封圈锁紧装置为密封圈锁紧螺母，密封圈锁紧螺母与第二端部外侧的螺纹配合连接。
进一步地，所述密封圈锁紧螺母外侧设置有螺纹，所述零件锁紧装置为零件锁紧螺母，零件锁紧螺母与密封圈锁紧螺母外侧的螺纹配合连接。
进一步地，所述零件锁紧螺母朝向薄壁管类零件的一端为锥面，所述薄壁管类零件装夹在第一端部的锥面和零件锁紧螺母的锥面之间。
进一步地，芯轴本体的第一端部外侧及零件锁紧螺母和密封圈锁紧螺母均采用外六方结构。
进一步地，所述第一端部、中间段及第二端部的中心线同轴。
进一步地，所述密封圈为O型圈。
进一步地，所述芯轴本体为实心结构。
进一步地，所述第一端部、中间段及第二端部为一体化设计。
一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴装夹方法，当薄壁管类零件内孔为直圆或口大里小时，将若干密封圈套设在芯轴本体的中间段上，然后将薄壁管类零件套设在密封圈外侧，最后锁紧密封圈锁紧装置和零件锁紧装置；
当薄壁管类零件内孔口小里大时，将若干密封圈装入薄壁管类零件内孔中，然后将芯轴本体的中间段插入若干密封圈的中心孔中，最后锁紧密封圈锁紧装置和零件锁紧装置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明的柔性减振芯轴，可以通过拧紧密封圈锁紧装置，轴向压缩密封圈，使密封圈沿径向涨起，接触并固定在所要加工的薄壁管类零件内孔上，起到增加薄壁管类零件加工系统刚性及阻尼，消除加工振动的效果，密封圈可直接套设在芯轴本体的中间段上，也可以预先置于薄壁管类零件的内孔中，所以本发明的柔性减振芯轴可以用于内型为直线段的薄壁管类零件，也可以用于内型呈口小里大结构的薄壁管类零件，也可以用于内型呈口大里小结构的薄壁管类零件，装夹薄壁管类零件时，仅锁紧两处锁紧装置即可，兼顾了小批量生产对零件内型结构及尺寸的适应性及大批量生产时装夹的高效性。
进一步地，本发明采用密封圈锁紧螺母和零件锁紧螺母，装夹时，仅需拧紧两个锁紧螺母即可，操作简单易行。
进一步地，芯轴本体及零件锁紧螺母上的锥面与不同规格的密封圈配合，可以用于内孔尺寸差异较大的单个薄壁管类零件的外型加工，也可用于直径差异较大的不同薄壁管类零件的外型加工。
进一步地，本发明采用O型圈，具有重量轻、结构紧凑、操作简单等特点，而且芯轴本体为实心结构，增加了薄壁管类零件加工系统的刚性；O型圈弹性变化量大，增加了薄壁管类零件加工系统的阻尼，二者结合能够有效消除加工振动现象。
本发明方法可以用于内型为直线段的薄壁管类零件，也可以用于内型呈口小里大结构的薄壁管类零件，也可以用于内型呈口大里小结构的薄壁管类零件，装夹薄壁管类零件时，仅锁紧两处锁紧装置即可，兼顾了小批量生产对零件内型结构及尺寸的适应性及大批量生产时装夹的高效性。
附图说明
图1：零件内孔为直圆时的装夹状态示意图；
图2：图1的A-A向视图；
图3：零件口小里大时的装夹状态示意图；
图4：图3的A-A向视图。
图中：1-芯轴本体，2-密封圈锁紧装置，3-密封圈，4-零件锁紧装置，5-薄壁管类零件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
参见图1至图4，一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，包括实心结构的芯轴本体1，所述芯轴本体1包括一体化设计的第一端部、中间段及第二端部，所述中间段和第二端部均为圆柱形，且第二端部的直径小于中间段的直径，所述第一端部为圆台形，第一端部朝向中间段的一端直径小于另一端直径，且第一端部朝向中间段的一端直径与中间段的直径相等，所述第一端部、中间段及第二端部的中心线同轴，当芯轴本体1与薄壁管类零件5配合装夹时，芯轴本体1的中间段和薄壁管类零件5之间设置有若干密封圈3，第二端部上设置有用于顶紧密封圈3的密封圈锁紧装置2，密封圈锁紧装置2的外侧设置于用于顶紧薄壁管类零件5的零件锁紧装置4，所述第二端部外侧设置有螺纹，所述密封圈锁紧装置2为密封圈锁紧螺母，密封圈锁紧螺母与第二端部外侧的螺纹配合连接，所述密封圈锁紧螺母外侧设置有螺纹，所述零件锁紧装置4为零件锁紧螺母，零件锁紧螺母与密封圈锁紧螺母外侧的螺纹配合连接，所述零件锁紧螺母朝向薄壁管类零件5的一端为锥面，所述薄壁管类零件5装夹在第一端部的锥面和零件锁紧螺母的锥面之间，芯轴本体1的第一端部外侧及零件锁紧螺母和密封圈锁紧螺母均采用外六方结构，所述密封圈3为O型圈。
一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴装夹方法，采用上述柔性减振芯轴，当薄壁管类零件5内孔为直圆或口大里小时，将若干密封圈3套设在芯轴本体1的中间段上，然后将薄壁管类零件5套设在密封圈3外侧，最后锁紧密封圈锁紧装置2和零件锁紧装置；
当薄壁管类零件5内孔口小里大时，将若干密封圈3装入薄壁管类零件5内孔中，然后将芯轴本体1的中间段插入若干密封圈3的中心孔中，最后锁紧密封圈锁紧装置2和零件锁紧装置。
下面结合附图对本发明实施例做详细描述：
参见图1至图4，为克服薄壁管类零件加工过程中的振刀问题，本发明提出了一种用于加工外型时放入零件内孔中的柔性减振芯轴。
本发明包括芯轴本体1、O型圈、O型圈锁紧螺母、零件锁紧螺母，所述的柔性减振芯轴，可以通过拧紧O型圈锁紧螺母，轴向压缩O型圈，使O型圈沿径向涨起，接触并固定在所要加工的零件内孔上，起到增加管类零件加工系统刚性及阻尼，消除加工振动的效果。同时芯轴本体1的第一端部及零件锁紧螺母的外锥面可以固定不同内孔直径的薄壁管类零件5。
薄壁管类零件5内孔为直圆，或口大里小时，O型圈首先装入芯轴本体1，然后将薄壁管类零件5装至O型圈外，用O型圈锁紧螺母拧紧，零件锁紧螺母旋入O型圈锁紧螺母外螺纹，轻轻拧紧即可。薄壁管类零件5口小里大时，O型圈首先装入薄壁管类零件5，然后将芯轴本体1插入O型圈组的内孔，用O型圈锁紧螺母轴向压缩O型圈，零件锁紧螺母旋入O型圈锁紧螺母外螺纹，轻轻拧紧即可。
O型圈、芯轴本体、专用螺母的尺寸大小由零件结构决定。
实施例
薄壁管类零件5口小里大，“里大”内孔直径Φ113.7mm，长度665mm。采用GB/T3452标准的O型圈103×5.3-G-N-GB/T 3452.1-2005一组共125个。芯轴本体1中间段长直外圆Φ103mm，第二端部端面带GB/T4459.5-A10/21.2中心孔，第二端部外圆带M80外螺纹。O型圈锁紧螺母与芯轴本体1采用M80螺纹旋合，并带M105外螺纹。零件锁紧螺母与O型圈锁紧螺母采用M105螺纹旋合。芯轴本体1的第一端部外圆及两处螺母上均采用外六方结构用于装夹拧紧。
将125个O型圈首先装入薄壁管类零件5，然后将芯轴本体1插入O型圈组的内孔，用O型圈锁紧螺母轴向压缩O型圈，零件锁紧螺母旋入O型圈锁紧螺母外螺纹，轻轻拧紧即可。
使用时，在一端用扳手固定芯轴本体1，另一端用扳手拧紧O型圈锁紧螺母，通过O型圈径向涨开，支撑零件内孔，然后用扳手将零件锁紧螺母拧紧即可。使用后，先后松开零件锁紧螺母及O型圈锁紧螺母，使O型圈恢复原状，抽出芯轴本体1，取出O型圈。

Claims (10)

1.一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，包括芯轴本体(1)，所述芯轴本体(1)包括第一端部、中间段及第二端部，所述中间段和第二端部均为圆柱形，且第二端部的直径小于中间段的直径，所述第一端部为圆台形，第一端部朝向中间段的一端直径小于另一端直径，且第一端部朝向中间段的一端直径与中间段的直径相等，当芯轴本体(1)与薄壁管类零件(5)配合装夹时，芯轴本体(1)的中间段和薄壁管类零件(5)之间设置有若干密封圈(3)，第二端部上设置有用于顶紧密封圈(3)的密封圈锁紧装置(2)，密封圈锁紧装置(2)的外侧设置于用于顶紧薄壁管类零件(5)的零件锁紧装置(4)。
2.根据权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述第二端部外侧设置有螺纹，所述密封圈锁紧装置(2)为密封圈锁紧螺母，密封圈锁紧螺母与第二端部外侧的螺纹配合连接。
3.根据权利要求2所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述密封圈锁紧螺母外侧设置有螺纹，所述零件锁紧装置(4)为零件锁紧螺母，零件锁紧螺母与密封圈锁紧螺母外侧的螺纹配合连接。
4.根据权利要求3所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述零件锁紧螺母朝向薄壁管类零件(5)的一端为锥面，所述薄壁管类零件(5)装夹在第一端部的锥面和零件锁紧螺母的锥面之间。
5.根据权利要求3所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，芯轴本体(1)的第一端部外侧及零件锁紧螺母和密封圈锁紧螺母均采用外六方结构。
6.根据权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述第一端部、中间段及第二端部的中心线同轴。
7.根据权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述密封圈(3)为O型圈。
8.根据权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述芯轴本体(1)为实心结构。
9.根据权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，所述第一端部、中间段及第二端部为一体化设计。
10.一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴装夹方法，采用权利要求1所述的一种加工薄壁管类零件的柔性减振芯轴，其特征在于，
当薄壁管类零件(5)内孔为直圆或口大里小时，将若干密封圈(3)套设在芯轴本体(1)的中间段上，然后将薄壁管类零件(5)套设在密封圈(3)外侧，最后锁紧密封圈锁紧装置(2)和零件锁紧装置；
当薄壁管类零件(5)内孔口小里大时，将若干密封圈(3)装入薄壁管类零件(5)内孔中，然后将芯轴本体(1)的中间段插入若干密封圈(3)的中心孔中，最后锁紧密封圈锁紧装置(2)和零件锁紧装置。
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