CN111015262B - 一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，包括带槽内环，在带槽内环上端面周向上均匀设置有多个竖槽，竖槽内设置有调节圆柱体，调节圆柱体的中间设置有环槽，环槽上绕有调节弹簧，调节弹簧从调节圆柱体的内侧绕过环槽向外拉伸；在调节圆柱体的外表面设置有与带槽内环同轴的调节外环，在调节外环的内表面均匀分布有多个渐开线缺口，渐开线内表面与调节圆柱体贴合。本发明利用渐开线结构对径向距离进行调节的原理，转动调节外环可使渐开线不同部位与调节圆柱体接触，从而向内压缩调节圆柱体使其接触零件产品，实现可调装夹与圆度控制。

Description

一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置
技术领域
本发明具体涉及一种用于大型薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，属于机械加工技术领域。
背景技术
运载火箭通常采用轻质化结构设计，大中型壳体为其最重要的结构件，其主要结构为上下端框及内表面分布多种形状各异网格的圆柱面，该类圆柱面通常采用整体毛坯机加成型。该类壳体壁厚薄且直径大，铣削加工中材料去除余量大，为保证其最后尺寸精度，一般采取多次去余量加工。加工方式主要分为车加工和铣加工，每次车加工后都需要对壳体内型进行铣削；但是车加工保证的外形尺寸有一定的公差范围，并且壳体直径越大所出现的偏差值也越大，所以即使是同一批次加工出来的壳体外形直径尺寸都不可能一致；在对壳体进行内表面网格铣削过程中，极容易产生变形，且变形方向不可控，如果铣削时定型工装没能完全贴合壳体表面起到定型作用，就会加剧变形。由于壳体特点和工装限制，圆柱类零件的圆柱度很难保证。
现有技术中壳体外形工装为固定环状装置，该装置是精确的固定尺寸，只能满足定值直径的圆柱零件完全贴合工装内表面。但是圆柱类零件在车加工后，其直径尺寸会出现合格范围内的偏差，且每一件零件的偏差值均不一样。这样的情况就会导致在铣削加工过程中零件不能够完全与外形工装贴合，零件周向受力可能会不均匀，从而在加工过程中引起零件产生额外的振动，加剧零件的变形，导致圆度超差。
发明内容
本发明针对大中型壳体零件加工过程中零件变形的现象，深入分析变形产生的原因，分析可能与铣削过程中刀具振动与产品内应力有关，从现有工艺装备剖析发现外形工装与壳体外表面不能良好的贴合，会加剧铣削过程中产品振动，产生额外的变形。针对现有技术存在的问题，本发明目的是为适应不同零件加工直径误差范围，改善铣加工装夹状态圆度控制，提供一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，该装置可与一定直径范围内的零件通用，实现与零件的良好贴合。
本发明的技术方案为：一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，包括带槽内环，在带槽内环上端面周向上均匀设置有多个竖槽，竖槽内设置有调节圆柱体，调节圆柱体的中间设置有环槽，环槽上绕有调节弹簧，调节弹簧从调节圆柱体的内侧绕过环槽向外拉伸；在调节圆柱体的外表面设置有与带槽内环同轴的调节外环，在调节外环的内表面均匀分布有多个渐开线缺口，渐开线内表面与调节圆柱体贴合。
进一步的，所述竖槽为圆柱形竖槽，圆柱形竖槽的轴线与带槽内环的轴线平行，圆柱形竖槽将带槽内环的内表面和外表面连通。
进一步的，在所述调节外环和带槽内环之间还设置有锁紧装置，所述锁紧装置包括固定块、固定螺栓、锯齿，固定块与调节外环固定连接，锯齿设置在带槽内环上，固定螺栓穿过固定块可顶紧或松开锯齿。
进一步的，在所述调节外环上表面还同轴固定设置有保护环。
进一步的，在所述调节外环外侧面上还固定设置有转动手柄。
有益效果：本发明提出的圆度控制装夹装置，主要利用了渐开线结构对径向距离进行调节的原理：通过将调节圆柱体嵌入带槽内环中，通过弹簧向外拉伸，使其开始不接触薄壁圆柱零件产品；而带槽内环外侧为带渐开线缺口的调节外环，转动调节外环可使渐开线不同部位与调节圆柱体接触，从而向内压缩调节圆柱体使其接触零件产品，实现装夹。该装置的主要特点有：
(1)通过周向均布的调节圆柱体，保证周向装夹力的均匀性，保证了装夹工装与零件产品同轴；
(2)基于渐开线压紧原理，实现了工装装夹的直径可调；
(3)调节圆柱体在径向方向可移动，使得装夹工装能快速装夹和拆卸，且不会损伤产品外表面。
附图说明
图1为本发明的圆度控制装夹装置整体结构示意图。
图2为带槽内环俯视图及局部放大图。
图3为调节外环俯视图及局部放大图。
图4为调节圆柱体示意图。
图中标记：1带槽内环，2调节外环，3保护环，4转动手柄，5调节圆柱体，6调节弹簧，7锁紧装置，101上端面，102圆柱形竖槽，103锯齿，104 立壁内表面，201渐开线缺口，202固定块，203固定螺栓，501环槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做更详细的说明。
如图1-4所示，一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，主要包括：带槽内环1、调节外环2、保护环3、转动手柄4、调节圆柱体5、调节弹簧6；带槽内环1的上端面101的底面与待加工壳体零件产品的上端框外表面贴合，带槽内环1的立壁内表面104与待加工壳体零件的外表面相对；在带槽内环上端面101周向上均匀设置有多个圆柱形竖槽102，圆柱形竖槽102的轴线与带槽内环1的轴线平行，圆柱形竖槽将带槽内环立壁的内表面和外表面连通。竖槽102内设置有调节圆柱体5，调节圆柱体5的中间设置有环槽501，环槽 501上绕有调节弹簧6，调节弹簧6从调节圆柱体5的内侧绕过环槽501向外拉伸，调节弹簧6的两端与带槽内环固定连接；在调节圆柱体5的外表面设置有与带槽内环1同轴的调节外环2，在调节外环2的内表面均匀分布有多个渐开线缺口201，渐开线内表面与调节圆柱体贴合接触；在调节外环2上表面还同轴固定设置有保护环3；在调节外环2和带槽内环1之间还设置有锁紧装置7，锁紧装置7包括固定块202、固定螺栓203、锯齿103，固定块202与调节外环2固定连接，锯齿103设置在带槽内环1上，固定螺栓203穿过固定块202可顶紧或松开锯齿103。
调节外环2外侧设有均布匀分布的转动手柄4，通过转动手柄4可转动调节外环2绕其轴线转动，使调节外环2内侧渐开线缺口不同部位与调节圆柱体5接触，进而使得调节圆柱体5径向移动；而保护环3与调节外环2通过螺钉固定，防止调节圆柱体5溢出；当调节好装夹直径后，旋转固定螺栓203 顶死在带槽内环1的锯齿边103上，可保证调节好的直径固定，最终完成装夹。
该装置通过带槽内环与零件产品接触，其上端面的底面贴合产品上端面，其内表面对着产品外表面；而每个槽内均竖直插入一个中间带有环槽的调节圆柱体，通过将弹簧从调节圆柱体内侧绕过的方式使调节圆柱体整体在带槽内环内表面外侧，不与产品接触。在调节圆柱体外表面装有与带槽内环同轴的调节外环，调节外环内表面均布分布有渐开线缺口，渐开线内表面与调节圆柱体贴合；通过转动手柄转动调节外环，使渐开线缺口不同部分接触调节圆柱体，而调节圆柱体内侧又有弹簧拉着，从而使得调节圆柱体向内或向外运动，向内运动超过带槽内环内表面，则使调节圆柱体接触零件产品外表面，从而实现对零件产品的周向均匀压紧，压紧后拧紧固定螺钉，完成装夹。本装置可根据零件产品实际直径大小，调节外环转动不同角度，实现工装直径的微调，达到良好的贴合状态。
因为每一件零件在前面工序加工后都会有允许范围内的偏差，但这种偏差会导致后续加工的工装不能与所有零件很好贴合，传统的固定式外形工装将不适用该类产品加工。而本发明提出的可调式装夹装置可根据产品加工后实际直径大小调节工装的直径大小，使产品外表面更好与工装贴合，减少产品变形，可以很好的控制零件产品圆度。

Claims (4)

1.一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，其特征在于：包括带槽内环，在带槽内环上端面周向上均匀设置有多个竖槽，竖槽内设置有调节圆柱体，调节圆柱体的中间设置有环槽，环槽上绕有调节弹簧，调节弹簧从调节圆柱体的内侧绕过环槽向外拉伸；在调节圆柱体的外表面设置有与带槽内环同轴的调节外环，在调节外环的内表面均匀分布有多个渐开线缺口，渐开线内表面与调节圆柱体贴合，所述竖槽为圆柱形竖槽，圆柱形竖槽的轴线与带槽内环的轴线平行，圆柱形竖槽将带槽内环的内表面和外表面连通。
2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，其特征在于：在所述调节外环和带槽内环之间还设置有锁紧装置，所述锁紧装置包括固定块、固定螺栓、锯齿，固定块与调节外环固定连接，锯齿设置在带槽内环上，固定螺栓穿过固定块可顶紧或松开锯齿。
3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，其特征在于：在所述调节外环上表面还同轴固定设置有保护环。
4.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆柱零件的圆度控制装夹装置，其特征在于：在所述调节外环外侧面上还固定设置有转动手柄。
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