CN111195736B - 环套类零件装夹定位装置及环套类零件加工方法 - Google Patents

环套类零件装夹定位装置及环套类零件加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环套类零件加工装置及方法，装置包括与机床主轴同轴转动的支撑轴，以及设置在支撑轴端部的内撑涨夹具，内撑涨夹具用于夹持零件的内孔壁，支撑轴上以活动连接的方式安装有定位机构，能够用于定位支撑零件的内侧端面。方法包括：步骤一，在车床上装夹工件：先经端面Ⅰ送内撑涨夹具进入零件的内孔中，并以内撑紧的方式将零件装夹固定到机床上，再将定位机构抵靠在端面Ⅰ上；步骤二：加工零件的外圆面和端面Ⅱ；步骤三：定位机构让位移开，以在端面Ⅰ位置留出加工空间；步骤四：机床换刀，加工零件的端面Ⅰ。本发明的有益效果是：仅通过一次装夹就能够完成零件两端面、外圆面以及部分内圆面的加工，且加工精度较高。

Description

环套类零件装夹定位装置及环套类零件加工方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种环套类零件装夹定位装置及环套类零件加工方法。
背景技术
环套类零件是机械领域中应用较为普遍、广泛的一类零部件，诸如用于行星轮系机构的外齿圈。这类零件基本上都是回转体结构，并且具有中心通孔，常采用机械加工的方式获得。
环套类零件在机械加工工艺中，基本上都需要对两端端面进行加工，并且需要保证两端面具有较好的平行度。在加工两端面时，传动的工艺方法需要进行两次装夹，在两道工序中分别对两个端面进行车削加工，采用这种加工方法的缺点是：1、装夹次数多，加工效率有待提高；2、两次装夹会产生装夹误差，降低环套类零件的加工精度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种环套类零件装夹定位装置，仅通过一次装夹就能够完成零件两端面、外圆面以及部分内圆面的加工，且加工精度较高。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种环套类零件装夹定位装置，其关键在于，包括与机床主轴同轴转动的支撑轴，以及设置在支撑轴端部的内撑涨夹具，内撑涨夹具用于夹持零件的内孔壁，所述支撑轴上以活动连接的方式安装有定位机构，能够用于定位支撑零件的内侧端面。
采用上述结构，内撑涨夹具从零件的内孔将零件固定在机床上，仅通过一次装夹就能够完成零件端面Ⅰ、端面Ⅱ以及外圆面的车削加工，有效地减少了工件的装夹次数，提高了加工效率，并且采用一次装夹来加工零件的两个端面，能够避免装夹带来的误差，零件的形位公差较好，提升端面Ⅰ与端面Ⅱ之间的平行度。定位机构的设置能够减少零件在加工过程中的轴向串动，提高零件的车削精度。
作为优选：所述定位机构包括定位块，定位块与所述支撑轴滑动连接。
作为优选：所述定位块具有中心安装孔，并环套在所述支撑轴上。
作为优选：所述定位块的滑动方向与所述支撑轴的长度方向平行。
采用上述结构，以便于在车削零件的端面Ⅰ之前让位移开定位机构。
作为优选：所述定位机构的让位移开，以及内撑涨夹具的撑紧夹持分别通过独立的油缸或气缸驱动。
基于上述装夹定位装置，本发明还提供了一种环套类零件加工方法，技术方案如下：
一种环套类零件加工方法，利用上述环套类零件装夹定位装置进行装夹，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，装夹零件：所述零件轴向两端分别具有端面Ⅰ和端面Ⅱ，先经端面Ⅰ送内撑涨夹具进入零件的内孔中，并以内撑紧的方式将零件装夹固定到机床上，再将所述定位机构抵靠在端面Ⅰ上；
步骤二：加工零件的外圆面和端面Ⅱ；
步骤三：所述定位机构让位移开，以在端面Ⅰ位置留出加工空间；
步骤四：机床换刀，加工零件的端面Ⅰ。
作为优选：所述步骤二还包括加工零件靠近端面Ⅱ位置的内孔孔壁。
作为优选：所述步骤四还包括加工零件靠近端面Ⅰ位置的内孔孔壁。
作为优选：在所述步骤二中，车削外圆面和端面Ⅱ使用不同的车刀。采用上述方法，利用不同的车刀分别加工外圆面和端面Ⅱ，能够提升外圆面和端面Ⅱ的车削精度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用本发明提供的环套类零件装夹定位装置及环套类零件加工方法，仅通过一次装夹就能够完成零件的端面Ⅰ、端面Ⅱ、外圆面以及两端内孔壁的车削加工，有效地减少了工件的装夹次数，提高了加工效率，并且采用一次装夹来加工零件的两个端面，能够避免装夹带来的误差，零件的形位公差较好，提升端面Ⅰ与端面Ⅱ之间的平行度。同时，在零件的端面Ⅰ位置设置定位机构，能够减少零件在加工过程中的轴向串动，提高零件的车削精度。
附图说明
图1为环套类零件装夹后的结构示意图(定位机构与端面Ⅰ抵接状态)；
图2为环套类零件装夹后的结构示意图(定位机构远离端面Ⅰ状态)。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，一种环套类零件装夹定位装置，其主要结构包括与机床主轴同轴转动的支撑轴1a，以及设置在支撑轴1a端部的内撑涨夹具1b，内撑涨夹具1b用于夹持零件2的内孔壁，支撑轴1a上以活动连接的方式安装有定位机构3，用于定位支撑零件2的端面Ⅰ2a。
一种环套类零件加工方法，本实施例以加工行星轮系中的零件2内齿圈为例，零件2具有中心内孔，中心内孔的两端分别具有端面Ⅰ2a和端面Ⅱ2c，零件2的待加工区域有：外圆面2b、端面Ⅰ2a、端面Ⅱ2c以及两端的少量内孔孔壁，加工零件2选用的设备为卧式车床，以车削的方式加工，车床的主轴上安装有上述装夹定位装置，本发明的加工方法包括以下步骤：
步骤一，装夹零件2：所述零件2轴向两端分别具有端面Ⅰ2a和端面Ⅱ2c，经端面Ⅰ2a送内撑涨夹具1b进入零件2内孔中，并以内撑紧的方式将零件2装夹固定到机床上，内撑涨夹具1b与零件2内孔的内撑面为第一基准，然后再将所述定位机构3向右移动并使定位机构3与端面Ⅰ2a抵接，该抵接面为第二基准；
步骤二：以第一基准和第二基准共同定位夹持零件2，加工零件2的外圆面2b和端面Ⅱ2c；
步骤三：所述定位机构3让位移开，以在端面Ⅰ2a位置留出加工空间；
步骤四：机床换刀，以第一基准定位夹持零件2，加工零件2的端面Ⅰ2a。
在上述步骤一中，也可以是先让定位机构3靠接在零件2的端面Ⅰ2a上，再使用内撑涨夹具1b夹紧零件2的内孔孔壁。
在本实施例中，车床既可以是卧式车床、也可以是立式车床，定位机构3包括以滑动连接方式安装在车床上的定位块，定位块的滑动方向与所述支撑轴1a的长度方向平行，同时，定位机构3的让位移开，以及内撑涨夹具1b的撑紧夹持分别通过独立的油缸或气缸或其他机械机构驱动，采用两组油缸时，可以共用一套液压系统。
如图1所示，本实施例中，定位机构3的设置方式可以是将定位块滑动套装在支撑轴1a上，支撑轴1a中部设有限位台阶1c，定位块工作时滑动的极限位置不超过限位台阶1c，在车削加工端面Ⅱ2c、外圆面2b时，油缸4驱动定位块滑动至限位台阶1c位置，不仅能起到定位作用，还能够确保定位块与内撑涨夹具1b之间的相对位置关系，保证批量装夹时零件2的位置重合度较好；在端面Ⅱ2c、外圆面2b车削完成后，油缸4驱动定位块离开端面Ⅰ2a位置，在该处留出车削端面Ⅰ2a的加工空间，以方便加工零件2的端面Ⅰ2a。同时，定位机构3右端与零件2的端面Ⅰ2a之间的定位接触可以是面接触，也可以是多点接触，比如三点式接触。
为提高外圆面2b和端面Ⅱ2c的车削精度，车削外圆面2b和端面Ⅱ2c可使用不同的车刀；其次，由于定位机构3的设置，在加工端面Ⅱ2c时零件2的轴向稳定性更好，因此，车削端面Ⅱ2c的进给量可以大于加工端面Ⅰ2a的进给量，以及车削端面Ⅱ2c的机床转速可以大于加工端面Ⅰ2a的机床转速，以达到提供加工效率的目的。
采用本发明的加工方法，仅通过一次装夹就能够完成零件2的端面Ⅰ2a、端面Ⅱ2c、外圆面2b以及两端内孔壁的车削加工，有效地减少了工件的装夹次数，提高了加工效率，并且采用一次装夹来加工零件2的两个端面，能够避免装夹带来的误差，零件2的形位公差较好，提升端面Ⅰ2a与端面Ⅱ2c之间的平行度。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环套类零件装夹定位装置，其特征在于，包括与机床主轴同轴转动的支撑轴(1a)，以及设置在支撑轴(1a)端部的内撑涨夹具(1b)，内撑涨夹具(1b)用于夹持零件(2)的内孔壁，所述支撑轴(1a)上以活动连接的方式安装有定位机构(3)，能够用于定位支撑零件(2)靠近机床主轴的一端端面。
2.根据权利要求1所述的环套类零件装夹定位装置，其特征在于：所述定位机构(3)包括定位块，定位块与所述支撑轴(1a)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的环套类零件装夹定位装置，其特征在于：所述定位块具有中心安装孔，并环套在所述支撑轴(1a)上。
4.根据权利要求2或3所述的环套类零件装夹定位装置，其特征在于：所述定位块的滑动方向与所述支撑轴(1a)的长度方向平行。
5.根据权利要求4所述的环套类零件装夹定位装置，其特征在于：所述定位机构(3)的让位移开，以及内撑涨夹具(1b)的撑紧夹持分别通过独立的油缸或气缸驱动。
6.一种环套类零件加工方法，利用权利要求1至5中任一项所述的环套类零件装夹定位装置进行装夹，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，装夹零件(2)：所述零件(2)轴向两端分别具有端面Ⅰ(2a)和端面Ⅱ(2c)，先经端面Ⅰ(2a)送内撑涨夹具(1b)进入零件(2)的内孔中，并以内撑紧的方式将零件(2)装夹固定到机床上，再将所述定位机构(3)抵靠在端面Ⅰ(2a)上；
步骤二：加工零件(2)的外圆面(2b)和端面Ⅱ(2c)；
步骤三：所述定位机构(3)让位移开，以在端面Ⅰ(2a)位置留出加工空间；
步骤四：机床换刀，加工零件(2)的端面Ⅰ(2a)。
7.根据权利要求6所述的环套类零件加工方法，其特征在于：所述步骤二还包括加工零件(2)靠近端面Ⅱ(2c)位置的内孔孔壁。
8.根据权利要求7所述的环套类零件加工方法，其特征在于：所述步骤四还包括加工零件(2)靠近端面Ⅰ(2a)位置的内孔孔壁。
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