CN111185804A - 一种零件锥柄弹簧磨削工装及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械加工工装领域，提供了一种零件锥柄弹簧磨削工装及加工方法，解决活门类零件磨削过程中装夹不便、形位公差难以保证的技术问题。该磨削工装包括定位夹紧机构和锁紧螺母；定位夹紧机构包括同轴依次连接的莫氏锥柄、外螺纹段、弹簧夹头；所述弹簧夹头外表面开有环形凹槽，环形凹槽位于与外螺纹段连接的一端，锁紧螺母内表面包括依次连接的内螺纹、平直段、锥面段；所述内螺纹与定位夹紧机构的外螺纹段相适配，所述锥面段的锥度比弹簧夹头的锥度大10～40′，弹簧夹头的外端面设置有可与待磨削件配合的内凹台阶，定位夹紧件和锁紧螺母均为合金钢。

Description

一种零件锥柄弹簧磨削工装及加工方法
技术领域
本发明属于机械加工工装领域，具体涉及一种零件锥柄弹簧磨削工装及加工方法。
背景技术
制造加工应用的领域，各种磨削加工过程中，磨削工装的应用十分广泛，无论是磨削外圆、端面、内孔，都会见各种各样的磨削工装。
现如今，零备件制造精度要求越来越高，尤其是一些外径在10mm级的小尺寸活门类零件，不仅尺寸要求高，形位公差要求更是十分严格。活门类零件的形位公差关系到零件能否达到良好的工作状态。但是形位公差在加工过程中难以保证，活门类零件绝大多数都要经过磨削加工，而在磨削过程中活门类零件装夹十分困难，目前磨削此类零件过程中都会使用磨削工装。
在设计工装前，在磨削活门类小零件多采用花顶尖与60°顶尖配合进行磨削。此方法在磨削时需要工人对零件进行校正，然后在进行磨削。而校正时非常的消耗时间，而且校正时也会出现校正误差，造成零件磨削时出现行为公差超差，造成零件不合格。
发明内容
为了解决活门类零件磨削过程中装夹不便、形位公差难以保证的技术问题。本发明提供了一种零件锥柄弹簧磨削工装及加工方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种零件锥柄弹簧磨削工装，其特殊之处在于：包括定位夹紧机构和锁紧螺母；所述定位夹紧机构包括同轴依次连接的莫氏锥柄、外螺纹段、弹簧夹头；所述弹簧夹头外表面开有环形凹槽，且位于与外螺纹段连接的一端；所述锁紧螺母内表面包括依次设置的内螺纹、平直段、锥面段；所述内螺纹与定位夹紧机构的外螺纹段相适配，所述锥面段的锥度比弹簧夹头的锥度大10～40′；所述弹簧夹头的外端面设置有可与待磨削件配合的内凹台阶；所述定位夹紧件和锁紧螺母均为合金钢。
进一步地，上述莫氏锥柄为莫氏4号，所述弹簧夹头的锥度为8°；
进一步的，上述锁紧螺母锥面段的锥度为8°30′。
进一步地，上述莫氏锥柄的长度为135mm，所述外螺纹段的宽度为25mm，所述弹簧夹头的宽度为40mm，其中环形凹槽的宽度为10mm；
上述外螺纹段与莫氏锥柄的同轴度误差不大于0.02，弹簧夹头与莫氏锥柄的同轴度误差不大于0.005，弹簧夹头的内凹台阶与莫氏锥柄的垂直度误差不大于0.005，弹簧夹头与莫氏锥柄的圆跳动误差不大于0.015，定位夹紧机构1和锁紧螺母2在加工中精度要求，使本磨削工装直接采用零件外圆及端面定位，无需过度，便于控制形位公差。
进一步地，上述待磨削件为活门类零件，述活门类零件的外径为20mm～24mm。
进一步地，为了莫氏锥柄和锁紧螺母安装过程中的定位以及安装方便，上述莫氏锥柄与外螺纹段连接处的外表面沿圆周方向均布有盲孔；上述锁紧螺母沿圆周方向均布有通孔。
进一步地，上述弹簧夹头的内孔形状为圆形，内孔的深度与弹簧夹头的长度相等；所述弹簧夹头(的头部沿轴向开有3条等分的长槽；为了消除应力，所述长槽的底端开有圆形孔，圆形孔的轴线与弹簧夹头的轴线垂直。
同时，本发明提供了一种采用上述的零件锥柄弹簧磨削工装对待磨削件的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)加工定位夹紧机构和锁紧螺母，使两者的同轴度不超过φ0.005mm；
2)将定位夹紧机构的莫氏锥柄小端置于机床主轴内孔的莫氏锥孔中；
3)将锁紧螺母预装上，保持松开状态；
4)将待磨削件嵌入定位夹紧机构的弹簧夹头中的内凹台阶，拧紧锁紧螺母；
5)根据工艺要求加工磨削加工。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明磨削工装零件安装直接采用零件外圆及端面定位，无需过渡，便于控制形位公差。
2、本发明的磨削工装以莫氏锥柄作为定位机构，弹性夹头和锁紧螺母的配合作为锁紧，定位夹紧机构和锁紧螺母的同轴度在0.005mm以内，保证了磨削工装的定位精度。在使用时只需要将莫氏锥柄一端安装到的机床主轴内孔即可，再将待磨削件装入弹簧夹头的内孔中，用锁紧螺母将零件夹紧，完成待磨削件的装夹。
3、本发明莫氏锥柄为莫氏4号，采用8°弹簧夹头将零件夹紧，完成零件装夹，操作简单，迅速，解决了以前安装时需要校正零件的问题。
4、本发明的磨削工装使用合金结构钢制造，保证其可靠性。
附图说明
图1为本发明中定位夹紧机构的剖视图；
图2为本发明中定位夹紧机构一个方向的结构图；
图3为本发明中锁紧螺母的剖视图；
图4为待磨削件装入本发明磨削工装的剖视图。
其中，附图标记如下：
1-定位夹紧机构，11-莫氏锥柄，13-外螺纹段，14-弹簧夹头，141-环形凹槽，142-内凹台阶，2-锁紧螺母，21-通孔，22-内螺纹，24-平直段，25锥面段，3-长槽,4-圆形孔，5-待磨削件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图4所示，一种零件锥柄弹簧磨削工装，包括定位夹紧机构1和锁紧螺母2，定位夹紧机构1包括同轴依次连接的莫氏锥柄11、外螺纹段13、弹簧夹头14，外螺纹段13的直径大于莫氏锥柄11大端的直径，外螺纹段13的直径大于弹簧夹头14的直径；所述弹簧夹头14外表面开有环形凹槽141，所述环形凹槽141位于与外螺纹段13连接的一端，锁紧螺母2内表面包括依次设置的内螺纹23、平直段24、锥面段25，内螺纹与外螺纹段13相适配，在锁紧螺母2内表面的内螺纹23和平直段24连接处设有轴肩，所述锥面段的锥度比弹簧夹头14的锥度大10～40′，弹簧夹头的外端面设置有可与待磨削件5配合的内凹台阶142；定位夹紧件和锁紧螺母2均为合金钢。
本实施例的莫氏锥柄11为莫氏4号，所述弹簧夹头14的锥度为8°，所述锁紧螺母2锥面段的锥度为8°30′，莫氏锥柄11的长度为135mm，所述外螺纹段13的宽度为25mm，所述弹簧夹头14的宽度为40mm，其中环形凹槽141的宽度为10mm。
莫氏锥柄11的小端(安装在机床主轴内孔)的直径为20mm，莫氏锥柄11与外螺纹段13连接处的外表面沿圆周方向均布有三个盲孔，盲孔的直径为8mm，环形凹槽外表面直径为29mm，弹簧夹头14的夹头部内孔直径为18，深度为40mm，弹簧夹头14的内凹台阶142的外径为23mm。
为了使定位夹紧机构1和锁紧螺母2的同轴度不超过φ0.005mm，外螺纹段13与莫氏锥柄11的同轴度误差不大于φ0.02，弹簧夹头14的内凹台阶142与莫氏锥柄11的同轴度误差不大φ于0.005，弹簧夹头14与莫氏锥柄11的垂直度误差不大于0.005，弹簧夹头14与莫氏锥柄11的圆跳动误差不大于0.015。
弹簧夹头14的内孔形状为圆形，内孔的深度与弹簧夹头14的长度相等，弹簧夹头14的头部沿轴向开有3条等分的长槽3，长槽3的底端开有圆形孔4，圆形孔4的轴线与弹簧夹头14的轴线垂直,锁紧螺母2沿圆周方向均布有三个通孔21。
本发明的磨削工装可加工活门类零件，活门类零件的外径为23mm。
采用本实施例的零件锥柄弹簧磨削工装对待磨削件5的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)加工定位夹紧机构1和锁紧螺母2，使两者的同轴度不超过φ0.005mm；
2)将定位夹紧机构1的莫氏锥柄11小端置于机床主轴内孔的莫氏锥孔中；
3)将锁紧螺母2预装上，保持松开状态；
4)将待磨削件5嵌入定位夹紧机构的弹簧夹头14的内凹台阶，拧紧锁紧螺母2。
5)根据工艺要求磨削加工。
本发明的定位夹紧机构和锁紧螺母的同轴度不超过0.005mm，弹簧夹头装夹待磨削件5，采用零件外圆及端面定渡，无需过度，便于控制形位公差。

Claims (9)

1.一种零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：包括定位夹紧机构(1)和锁紧螺母(2)；
所述定位夹紧机构(1)包括同轴依次连接的莫氏锥柄(11)、外螺纹段(13)、弹簧夹头(14)；
所述弹簧夹头(14)外表面开有环形凹槽(141)，所述环形凹槽(141)位于与外螺纹段(13)连接的一端；
所述锁紧螺母(2)内表面包括依次设置的内螺纹(23)、平直段(24)、锥面段(25)；所述内螺纹与定位夹紧机构(1)的外螺纹段(13)相适配，所述锥面段的锥度比弹簧夹头(14)的锥度大10～40′；
所述弹簧夹头的外端面设置有可与待磨削件(5)配合的内凹台阶(142)；
所述定位夹紧件和锁紧螺母(2)均为合金钢。
2.根据权利要求1所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述莫氏锥柄(11)为莫氏4号，所述弹簧夹头(14)的锥度为8°。
3.根据权利要求2所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述锁紧螺母(2)锥面段的锥度为8°30′。
4.根据权利要求1或2或3所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述莫氏锥柄(11)的长度为135mm，所述外螺纹段(13)的宽度为25mm，所述弹簧夹头(14)的宽度为40mm；
所述外螺纹段(13)与莫氏锥柄(11)的同轴度误差不大于φ0.02，弹簧夹头(14)与莫氏锥柄(11)的同轴度误差不大于φ0.005，弹簧夹头(14)的内凹台阶(142)与莫氏锥柄(11)的垂直度误差不大于0.005，弹簧夹头(14)与莫氏锥柄(11)的圆跳动误差不大于0.015。
5.根据权利要求4所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述待磨削件(5)为活门类零件。
6.根据权利要求5所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述活门类零件的外径为20mm～24mm。
7.根据权利要求6所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述莫氏锥柄(11)与外螺纹段(13)连接处的外表面沿圆周方向均布有盲孔；
所述锁紧螺母(2)沿圆周方向均布有通孔(21)。
8.根据权利要求1所述的零件锥柄弹簧磨削工装，其特征在于：所述弹簧夹头(14)的内孔形状为圆形，内孔的深度与弹簧夹头(14)的长度相等；
所述弹簧夹头(14)的头部沿轴向开有3条等分的长槽(3)；
所述长槽(3)的底端开有圆形孔。
9.采用权利要求1至8任一所述的零件锥柄弹簧磨削工装对待磨削件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)加工定位夹紧机构(1)和锁紧螺母(2)，使两者的同轴度不超过φ0.005mm；
2)将定位夹紧机构(1)的莫氏锥柄(11)小端置于机床主轴内孔的莫氏锥孔中；
3)将锁紧螺母(2)预装上，保持松开状态；
4)将待磨削件嵌入定位夹紧机构的弹簧夹头(14)的内凹台阶，拧紧锁紧螺母(2)；
5)根据工艺要求磨削加工。
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