CN112405055A - 弱刚性零件加工防颤振夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弱刚性零件加工防颤振夹具，该夹具包括定位盘、支撑罐、锁紧螺盖、径向固定瓣；通过增加零件的刚性，解决了底部螺纹和阀座加工时颤振问题，保证了螺纹和阀座的表面质量和形位公差，使其合格率达到95％，增强了整阀的密封性能，大大降低了由于阀门密封性能不合格造成的分解、返修、重装等造成的人力、资源的浪费，缩短了产品的生产周期。

Description

弱刚性零件加工防颤振夹具
技术领域
本发明涉及机械加工制造技术，具体涉及一种弱刚性零件加工防颤振夹具。
背景技术
航天阀门是增压输送系统的重要元件，是运载火箭上天后进行动作的精密机械产品，阀门零件孔腔繁多、结构复杂、精度要求高。近年来随着航天事业的快速发展，载人航天、探月工程、大型运载火箭等重大工程专项和重点型号任务全面实施，火箭发射需求快速增长，这对阀门制造产量和质量都提出了更高的要求。
阀门产品的密封性能，是阀门研制、设计和使用的难点和关键。壳体是阀门密封副中的关键零件，壳体的活门座和螺纹的加工精度、形位公差的好坏直接影响阀门密封可靠性。近年来，对运载火箭阀门产品复杂程度的提高和对环境适应性的苛刻要求，部分新研制阀门为满足功能的需求，壳体采用整体加长局部变细的弱刚性结构形式，而且尺寸精度要求也更加严格。以某型号壳体结构为例(见图1)：壳体最细的部位直径Φ30mm，整体长度接近180mm，属于典型弱刚性结构。
针对图1中弱刚性壳体的加工，通常采用调整加工顺序的方式解决颤振问题，
但阀门壳体的阀座等精密尺寸均分布在下端法兰处，机加时只能放在最后工序，通过上端细轴与机床连接，导致加工后的产品阀座处和螺纹处产生的大量的振纹，完全不能满足图纸要求的表面精度和形位公差。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明为解决技术问题提供了一种防颤振夹具。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种防颤振夹具，该夹具包括定位盘、支撑罐、锁紧螺盖、径向固定瓣；定位盘由机床主轴连接面、定位端面、螺纹连接孔、内孔导向面、法兰盘组成；定位盘上机床主轴连接面实现夹具与机床主轴连接；产品螺纹拧入定位盘，通过定位端面、内孔导向面实现产品在夹具内的固定；定位盘与支撑罐通过法兰盘连接；支撑罐通过滑孔与定位盘连接，支撑罐罐体有均布螺钉拧紧槽，位置与滑孔一一对应；支撑罐一端侧壁设计为U形槽，实现产品装入夹具体内，支撑罐通过底部螺纹连接锁紧螺盖将产品与夹具固定；支撑罐内孔与产品外圆表面贴合，起到固定和防颤振作用；锁紧螺盖由螺纹孔，退刀槽、光孔依次顺序连接组成，光孔部分为产品预留的进刀孔，螺纹孔实现与支撑罐螺纹连接、拧紧；径向固定瓣由2个半圆形塑料环组成，2个半圆形塑料环通过螺钉连接组成一个大圆环，安装在产品外径最小的部位，外接定位盘内孔。
作为优选的技术方案，该夹具用来实现对弱刚性零件的定位、夹紧。
作为优选的技术方案，该夹具用来实现对整体加长局部变细的阀门壳体的定位、夹紧。
作为优选的技术方案，所述支撑罐通过3个滑孔与定位盘连接，支撑罐罐体有3个均布螺钉拧紧槽。
作为优选的技术方案，被夹持产品的具体安装方法如下所示：
步骤1：将2个径向固定瓣固定安装在产品外径最小的部位；
步骤2：把产品装入支撑罐中，产品的右侧法兰通过U形槽伸出，产品上端带螺纹的细轴套入支撑罐的圆孔内；
步骤3：定位盘安装在机床主轴上，并找正；产品的壳体与支撑罐的组合体拧入定位盘，再用紧固螺钉将定位盘和支撑罐固定在一起；拧紧锁紧螺盖，使壳体随夹具和机床主轴同步转动，完成机械加工。
本发明的有益效果是：本发明的防颤振专用夹具，通过增加零件的刚性，解决了底部螺纹和阀座加工时颤振问题，保证了螺纹和阀座的表面质量和形位公差，使其合格率达到95％，增强了整阀的密封性能，大大降低了由于阀门密封性能不合格造成的分解、返修、重装等造成的人力、资源的浪费，缩短了产品的生产周期。
附图说明
图1为弱刚性壳体结构示意图；
图2为防颤振夹具原理图；
图3为定位盘结构示意图；
图4为支撑罐结构示意图一；
图5为支撑罐结构示意图二
图6为锁紧螺盖结构示意图；
图7为径向固定瓣结构示意图；
图8为径向固定瓣安装结构示意图；
图9为产品安装结构示意图；
图10为夹具与壳体的装配关系结构示意图。
图中：1-定位盘 2-支撑罐 3-锁紧螺盖 4-紧固螺钉 5-径向固定瓣 6-产品 7-机床主轴连接面 8-内孔导向面 9-定位端面 10-螺纹连接孔 11-U形槽 12-滑孔 13-螺钉拧紧槽
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，弱刚性零件加工防颤振夹具应实现定位、夹紧和防颤振功能，防颤振夹具主要由定位盘1、支撑罐2、锁紧螺盖3、径向固定瓣5、紧固螺钉4组成。
如图3所示，定位盘1主要由机床主轴连接面7、定位端面9(轴向)、螺纹连接孔10、内孔导向面8、法兰盘等结构组成。定位盘1上机床主轴连接面7实现夹具与机床主轴连接；壳体零件通过螺纹拧入定位盘1，通过定位端面9、内孔导向面8实现产品在夹具内的固定；定位盘1与支撑罐2通过法兰盘连接。
如图4、5所示，支撑罐2通过3个滑孔12与定位盘1连接，支撑罐2罐体有三个均布螺钉拧紧槽13，位置与滑孔12一一对应；支撑罐2一端侧壁设计为U形槽11，让出了壳体侧法兰盘的位置，实现产品6装入夹具体内，同时平衡了壳体本身部分不平衡量；支撑罐2通过底部螺纹连接锁紧螺盖3将产品6与工装固定；支撑罐2内孔与产品6外圆表面贴合，能起到一定的固定和防颤振作用。
如图6所示，锁紧螺盖3由螺纹孔，退刀槽、光孔3部分组成。光孔部分为产品预留的进刀孔，实现螺盖备紧后的内腔加工；螺纹孔实现与支撑罐2螺纹连接、拧紧，使壳体受到轴向压紧力，实现夹具体与工件的可靠连接，同时提高壳体的轴向刚性，减少内腔加工颤振问题。
如图7所示，径向固定瓣5是由2个半圆形塑料环组成，通过螺钉连接组成一个大圆环，安装在产品6外径最小的部位，外接定位盘1内孔，起防颤振作用。
被夹持产品6的具体安装方法如下所示：
(1)如图8所示，将2个径向固定瓣5安装在产品6外径最小的部位，然后通过螺栓固定；
(2)如图9所示，把产品6装入支撑罐2中，右侧法兰通过U形槽11伸出，上端带螺纹细轴套入支撑罐2的圆孔；
(3)如图10所示，定位盘1安装在主轴上，并找正。壳体与支撑罐2的组合体拧入定位盘1，再用紧固螺钉4将定位盘1和支撑罐2固定在一起；拧紧锁紧螺盖3，实现壳体备紧，使壳体随夹具和机床主轴同步转动，完成机械加工。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种防颤振夹具，其特征在于：该夹具包括定位盘(1)、支撑罐(2)、锁紧螺盖(3)、径向固定瓣(5)；定位盘(1)由机床主轴连接面(7)、定位端面(9)、螺纹连接孔(10)、内孔导向面(8)、法兰盘组成；定位盘(1)上机床主轴连接面(7)实现夹具与机床主轴连接；产品(6)螺纹拧入定位盘(1)，通过定位端面(9)、内孔导向面(8)实现产品(6)在夹具内的固定；定位盘(1)与支撑罐(2)通过法兰盘连接；支撑罐(2)通过多个滑孔(12)与定位盘(1)连接，支撑罐(2)罐体有多个均布螺钉拧紧槽(13)，位置与滑孔(12)一一对应；锁紧螺盖(3)由螺纹孔，退刀槽、光孔依次顺序连接组成，光孔部分为产品预留的进刀孔，螺纹孔实现与支撑罐(2)螺纹连接、拧紧；径向固定瓣(5)由2个半圆形塑料环组成。
2.根据权利要求1所述的一种防颤振夹具，其特征在于：该夹具用来实现对弱刚性零件的定位、夹紧。
3.根据权利要求2所述的一种防颤振夹具，其特征在于：该夹具用来实现对整体加长局部变细的阀门壳体的定位、夹紧。
4.根据权利要求1所述的一种防颤振夹具，其特征在于：所述支撑罐(2)通过3个滑孔(12)与定位盘(1)连接，支撑罐(2)罐体有3个均布螺钉拧紧槽(13)。
5.根据权利要求1所述的一种防颤振夹具，其特征在于：所述支撑罐(2)一端侧壁设计为U形槽(11)，实现产品(6)装入夹具体内。
6.根据权利要求5所述的一种防颤振夹具，其特征在于：所述支撑罐(2)通过底部螺纹连接锁紧螺盖(3)将产品(6)与夹具固定。
7.根据权利要求1所述的一种防颤振夹具，其特征在于：所述支撑罐(2)内孔与产品(6)外圆表面贴合，起到固定和防颤振作用。
8.根据权利要求1所述的一种防颤振夹具，其特征在于：所述径向固定瓣(5)通过螺钉连接组成一个大圆环，安装在产品(6)外径最小的部位，外接定位盘(1)内孔。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种防颤振夹具，其特征在于：被夹持产品(6)的具体安装方法如下所示：
步骤1：将2个径向固定瓣(5)固定安装在产品(6)外径最小的部位；
步骤2：把产品(6)装入支撑罐(2)中，产品(6)的右侧法兰通过U形槽(11)伸出，产品(6)上端带螺纹的细轴套入支撑罐(2)的圆孔内；
步骤3：定位盘(1)安装在机床主轴上，并找正；产品(6)的壳体与支撑罐(2)的组合体拧入定位盘(1)，再用紧固螺钉(4)将定位盘(1)和支撑罐(2)固定在一起；拧紧锁紧螺盖(3)，使壳体随夹具和机床主轴同步转动，完成机械加工。
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