CN112720010B - 一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法 - Google Patents

一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法。径向柱塞泵连杆的现有夹具的定位可靠性有待提高。本发明的夹具体锥孔段套置在短锥法兰式结构车床主轴的锥形轴段上，夹具体的端面与短锥法兰式结构车床主轴的轴肩外端面接触，并通过与短锥法兰式结构车床主轴的轴肩内端面固定的锁紧盘来固定夹具体；夹具体上的圆柱套筒限制径向柱塞泵连杆半成品的两个转动自由度和两个移动自由度，圆柱套筒的定位环外端面限制径向柱塞泵连杆半成品的一个移动自由度，夹具体上弓形缺口垂直于夹具体中心轴线的侧面限制径向柱塞泵连杆半成品的一个转动自由度。本发明定心精度高，装配精度高，能在车床上加工出精度更高的径向柱塞泵连杆滑靴圆弧面。

Description

一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法
技术领域
本发明属于夹具技术领域，具体涉及一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法。
背景技术
径向柱塞泵是一种容积效率高、运转平稳、流量均匀性好、噪声低以及工作压力高的新型液压元件。JPB系列径向柱塞泵是我国研制的具有自主知识产权的替代进口的高科技产品，连杆是JBP型径向柱塞泵的一项关键零件，单台用量大，工艺工序多，生产周期长，其连杆滑靴弧面是径向柱塞泵最重要的摩擦副元件之一，直接关系到径向柱塞泵的性能和寿命，由于形状复杂,精度要求高，合格率低，生产成本高等已成为径向柱塞泵生产和应用的瓶颈之一。
现有径向柱塞泵连杆滑靴圆弧面加工夹具设计技术中，采用圆盘式车床夹具进行加工。夹具体通过过渡法兰盘安装在车床主轴上，夹具体以过渡法兰盘的圆柱面凸台及与其相连的端面定位，并通过螺钉与过渡法兰盘联结固定。过渡法兰盘的使用，虽然使夹具省去了与特定机床的联结部位，增加了通用性，但采用短圆柱面定位，不可避免会有间隙存在，特别是在磨损后间隙较大，因此定心精度较低，联结刚度也较差。其次，径向柱塞泵连杆滑靴圆弧面工序中，零件在夹具体上以夹具体圆周外侧径向圆柱长孔以及径向圆柱长孔外端端面处的大平面来定位。因径向圆柱长孔较长(超过径向柱塞泵连杆的加工工序定位圆柱直径，加工工序定位圆柱指径向柱塞泵连杆加工球头之前的圆柱，如图3所示)，是长定位套和大平面的组合定位，属于过定位，重复限制了径向柱塞泵连杆的两个转动自由度。在这种情况下，若径向柱塞泵连杆的滑靴背端面和夹具体的径向圆柱长孔轴线不垂直，或夹具体径向圆柱长孔的轴线和径向圆柱长孔外端端面处的大平面垂直度有误差，则在夹紧力或切削力的作用下，将使径向柱塞泵连杆产生变形。
为解决径向柱塞泵连杆滑靴弧面和夹具体的准确定位以及夹具体和机床的可靠联结，以保证加工精度，提高产品合格率和生产效率，对径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具进行改进设计十分必要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具及其装夹方法。
本发明采用如下技术方案实现：
本发明一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具，包括夹具体、圆柱套筒和紧定螺钉；所述夹具体的一端端面开设有沿周向均布的四个螺纹孔一，另一端端面开设有沿周向均布的m个弓形缺口，m≥3；弓形缺口的圆弧面与夹具体的外圆柱面同轴设置；每个弓形缺口平行于夹具体中心轴线的侧面开设有一个径向圆柱孔；所述径向圆柱孔的中心轴线与夹具体的中心轴线垂直且相交；m个径向圆柱孔沿夹具体的周向均布；径向圆柱孔的孔壁开设有螺纹通孔；所述螺纹通孔的中心轴线平行于夹具体的中心轴线，且螺纹通孔和螺纹孔一开设在夹具体的不同端面处；夹具体的中心孔靠近螺纹孔一的那端设有锥孔段；所述的径向圆柱孔内设有圆柱套筒；所述圆柱套筒的侧壁开设有螺钉过孔，且圆柱套筒的外端设有一体成型的定位环；所述的螺纹通孔连接有紧定螺钉，紧定螺钉穿过圆柱套筒的螺钉过孔，圆柱套筒的定位环内端面与弓形缺口平行于夹具体中心轴线的侧面接触。
该径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具的装夹方法，具体如下：
步骤一、将夹具体的每个螺纹孔一与一个螺柱的一端连接，每个螺柱的另一端与一个螺母连接；然后，拧松连接两组锁紧盘的安装通孔二和短锥法兰式结构车床主轴的螺纹孔二的两个连接螺钉；将夹具体的锥孔段套置在短锥法兰式结构车床主轴的锥形轴段上，夹具体开设螺纹孔一的端面与短锥法兰式结构车床主轴的轴肩外端面接触，且每组螺柱和螺母依次穿过短锥法兰式结构车床主轴的一个安装通孔三和锁紧盘上对应位置的一个安装通孔一的圆柱扩孔；接着，旋转锁紧盘，使得螺柱与安装通孔一远离圆柱扩孔的弧形端部接触；最后，拧紧两个连接螺钉将锁紧盘固定在短锥法兰式结构车床主轴上，并拧紧所有螺母将夹具体固定在短锥法兰式结构车床主轴上。
步骤二、在每个圆柱套筒内装夹一个径向柱塞泵连杆的半成品，装夹过程具体如下：拧松紧定螺钉，将径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱嵌入圆柱套筒内，并使径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱和定位端面之间的圆角与圆柱套筒的定位环外端面接触，径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位板侧面与弓形缺口垂直于夹具体中心轴线的侧面接触；然后拧紧紧定螺钉，使紧定螺钉穿过圆柱套筒的螺钉过孔并压在加工工序定位圆柱的圆柱面上。
优选地，径向柱塞泵连杆的半成品装夹在圆柱套筒内，径向柱塞泵连杆的半成品的定位端面与夹具体的中心轴线之间的距离等于加工好的径向柱塞泵连杆的滑靴背端面与滑靴圆弧面中心轴线的距离。
优选地，径向柱塞泵连杆的半成品装夹在圆柱套筒内，六个自由度限制如下：圆柱套筒限制两个转动自由度和两个移动自由度，圆柱套筒的定位环外端面限制一个移动自由度，夹具体上弓形缺口垂直于夹具体中心轴线的侧面限制一个转动自由度。
本发明具有的有益效果：
本发明的夹具体和短锥法兰式结构车床主轴直接相连，这种结构与现有技术采用过渡法兰盘定位和螺纹紧固方式相比较，定心精度高，联接刚度好，装卸夹具体方便、工作可靠。另外，本发明采用小平面(径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱和定位端面之间的圆角与定位环外端面的接触面为小平面)与长孔套组合的定位方式，与现有技术采用长定位套和大平面的组合过定位相比，装配精度高。因此，本发明能在车床上加工出精度更高的径向柱塞泵连杆滑靴圆弧面。
附图说明
图1是加工好的径向柱塞泵连杆剖视图；
图2是图1的左视图；
图3是径向柱塞泵连杆的半成品示意图；
图4是本发明的夹具体安装在短锥法兰式结构车床主轴上的端面视图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是本发明的夹具体装夹径向柱塞泵连杆的半成品的示意图；
图7是图6的B-B剖视图；
图8是本发明中圆柱套筒的结构立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1和图2，加工好的径向柱塞泵连杆1设有滑靴圆弧面1-1(图1中R为滑靴圆弧面1-1的半径)和滑靴背端面1-2。
参照图3，径向柱塞泵连杆的半成品设有加工工序定位圆柱2-1和定位端面2-2，且加工工序定位圆柱2-1和定位端面2-2之间倒有圆角，在半成品基础上加工滑靴圆弧面1-1、内弧面1-3和球头1-4，便得到径向柱塞泵连杆成品；其中，加工出球头1-4后，定位端面2-2便成为滑靴背端面1-2。本发明一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具，正是为了实现在半成品上加工滑靴圆弧面1-1时的装夹而设计的夹具，该夹具也适用于加工内弧面1-3时的装夹，加工时采用短锥法兰式结构车床主轴进行该夹具的装夹。
参照图4、图5、图6和图7，一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具，包括夹具体4、圆柱套筒8和紧定螺钉9；夹具体4的一端端面开设有沿周向均布的四个螺纹孔一4-1，另一端端面开设有沿周向均布的四个弓形缺口4-2；弓形缺口4-2的圆弧面与夹具体4的外圆柱面同轴设置；每个弓形缺口4-2平行于夹具体4中心轴线的侧面开设有一个径向圆柱孔4-3；径向圆柱孔4-3的中心轴线与夹具体4的中心轴线垂直且相交；四个径向圆柱孔4-3沿夹具体4的周向均布；径向圆柱孔4-3的孔壁开设有螺纹通孔；螺纹通孔的中心轴线平行于夹具体4的中心轴线，且螺纹通孔和螺纹孔一4-1开设在夹具体4的不同端面处；夹具体4的中心孔靠近螺纹孔一4-1的那端设有锥孔段；径向圆柱孔4-3内设有圆柱套筒8；参照图8，圆柱套筒8的侧壁开设有螺钉过孔，且圆柱套筒8的外端设有一体成型的定位环8-1；螺纹通孔连接有紧定螺钉9，紧定螺钉9穿过圆柱套筒8的螺钉过孔，圆柱套筒8的定位环8-1内端面与弓形缺口4-2平行于夹具体4中心轴线的侧面接触。
参照图4和图5，短锥法兰式结构车床主轴自带有锁紧盘3；锁紧盘3的端面开设有沿周向均布的四个安装通孔一3-1和关于锁紧盘3中心轴线对称排布的两个安装通孔二3-2；安装通孔一3-1和安装通孔二3-2均为弧形孔，且安装通孔一3-1的其中一个弧形端部开设有圆柱扩孔；各安装通孔一3-1的圆柱扩孔朝向一致；参照图5，短锥法兰式结构车床主轴10的轴肩端面开设沿周向均布的四个安装通孔三和关于短锥法兰式结构车床主轴10中心轴线对称排布的两个螺纹孔二。锁紧盘3的每个安装通孔二3-2与短锥法兰式结构车床主轴10的一个螺纹孔二通过连接螺钉5连接，从而将锁紧盘3固定在短锥法兰式结构车床主轴10上；
该径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具的装夹方法，具体如下：
步骤一、将夹具体4的每个螺纹孔一4-1与一个螺柱6的一端连接，每个螺柱6的另一端与一个螺母7连接；然后，拧松连接两组锁紧盘3的安装通孔二3-2和短锥法兰式结构车床主轴10的螺纹孔二的两个连接螺钉5；将夹具体4的锥孔段套置在短锥法兰式结构车床主轴10的锥形轴段上，夹具体4开设螺纹孔一4-1的端面与短锥法兰式结构车床主轴10的轴肩外端面接触，且每组螺柱6和螺母7依次穿过短锥法兰式结构车床主轴10的一个安装通孔三和锁紧盘3上对应位置的一个安装通孔一3-1的圆柱扩孔；接着，旋转锁紧盘3，使得螺柱6与安装通孔一3-1远离圆柱扩孔的弧形端部接触；最后，拧紧两个连接螺钉5将锁紧盘3固定在短锥法兰式结构车床主轴10上，并拧紧所有螺母7将夹具体4固定在短锥法兰式结构车床主轴10上。
步骤二、参照图6和图7，在每个圆柱套筒8内装夹一个径向柱塞泵连杆的半成品，装夹过程具体如下：拧松紧定螺钉9，将径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱2-1嵌入圆柱套筒8内，并使径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱2-1和定位端面2-2之间的圆角与圆柱套筒8的定位环8-1外端面接触，径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位板(加工成成品后即为滑靴)侧面与弓形缺口4-2垂直于夹具体4中心轴线的侧面4-4接触；然后拧紧紧定螺钉9，使紧定螺钉9穿过圆柱套筒8的螺钉过孔并压在加工工序定位圆柱2-1的圆柱面上，此时径向柱塞泵连杆的半成品的定位端面2-2与夹具体4的中心轴线之间的距离L等于加工好的径向柱塞泵连杆1的滑靴背端面1-2与滑靴圆弧面1-1中心轴线的距离L1。径向柱塞泵连杆的半成品装夹在圆柱套筒8内，六个自由度是这样限制的：圆柱套筒8限制了两个转动和两个移动自由度，圆柱套筒8的定位环8-1外端面限制了一个移动自由度，还有一个绕加工工序定位圆柱2-1中心轴线转动的自由度由夹具体上弓形缺口4-2垂直于夹具体4中心轴线的侧面4-4限制，这样便实现了径向柱塞泵连杆的半成品在夹具体上的正确定位，以保证径向柱塞泵连杆1在车床上加工出符合要求的滑靴圆弧面1-1。
本发明的夹具体4和短锥法兰式结构车床主轴10直接相连，这种结构与现有技术采用过渡法兰盘定位和螺纹紧固方式相比较，定心精度高，联接刚度好，装卸夹具体方便、工作可靠。另外，本发明采用小平面(径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱2-1和定位端面2-2之间的圆角与定位环8-1外端面的接触面为小平面)与长孔套(圆柱套筒8，圆柱套筒8的长度大于圆柱套筒8的内孔孔径的1.5倍)组合的定位方式，与现有技术采用长定位套和大平面的组合过定位相比，装配精度高。径向柱塞泵连杆的半成品装夹后，便能在半成品上加工滑靴圆弧面1-1，也能加工内弧面1-3。

Claims (4)

1.一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具，包括夹具体，其特征在于：还包括圆柱套筒和紧定螺钉；所述夹具体的一端端面开设有沿周向均布的四个螺纹孔一，另一端端面开设有沿周向均布的m个弓形缺口，m≥3；弓形缺口的圆弧面与夹具体的外圆柱面同轴设置；每个弓形缺口平行于夹具体中心轴线的侧面开设有一个径向圆柱孔；所述径向圆柱孔的中心轴线与夹具体的中心轴线垂直且相交；m个径向圆柱孔沿夹具体的周向均布；径向圆柱孔的孔壁开设有螺纹通孔；所述螺纹通孔的中心轴线平行于夹具体的中心轴线，且螺纹通孔和螺纹孔一开设在夹具体的不同端面处；夹具体的中心孔靠近螺纹孔一的那端设有锥孔段；所述的径向圆柱孔内设有圆柱套筒；所述圆柱套筒的侧壁开设有螺钉过孔，且圆柱套筒的外端设有一体成型的定位环；所述的螺纹通孔连接有紧定螺钉，紧定螺钉穿过圆柱套筒的螺钉过孔，圆柱套筒的定位环内端面与弓形缺口平行于夹具体中心轴线的侧面接触；工作过程中，夹具体的锥孔段套置在短锥法兰式结构车床主轴的锥形轴段上，夹具体开设螺纹孔一的端面与短锥法兰式结构车床主轴的轴肩外端面接触；径向柱塞泵连杆半成品上的定位圆柱能够嵌入圆柱套筒中，在嵌入后，径向柱塞泵连杆半成品与圆柱套筒的定位环外端面接触。
2.根据权利要求1所述的一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具的装夹方法，其特征在于：该方法具体如下：
步骤一、将夹具体的每个螺纹孔一与一个螺柱的一端连接，每个螺柱的另一端与一个螺母连接；然后，拧松连接两组锁紧盘的安装通孔二和短锥法兰式结构车床主轴的螺纹孔二的两个连接螺钉；将夹具体的锥孔段套置在短锥法兰式结构车床主轴的锥形轴段上，夹具体开设螺纹孔一的端面与短锥法兰式结构车床主轴的轴肩外端面接触，且每组螺柱和螺母依次穿过短锥法兰式结构车床主轴的一个安装通孔三和锁紧盘上对应位置的一个安装通孔一的圆柱扩孔；接着，旋转锁紧盘，使得螺柱与安装通孔一远离圆柱扩孔的弧形端部接触；最后，拧紧两个连接螺钉将锁紧盘固定在短锥法兰式结构车床主轴上，并拧紧所有螺母将夹具体固定在短锥法兰式结构车床主轴上；
步骤二、在每个圆柱套筒内装夹一个径向柱塞泵连杆的半成品，装夹过程具体如下：拧松紧定螺钉，将径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱嵌入圆柱套筒内，并使径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位圆柱和定位端面之间的圆角与圆柱套筒的定位环外端面接触，径向柱塞泵连杆的半成品的加工工序定位板侧面与弓形缺口垂直于夹具体中心轴线的侧面接触；然后拧紧紧定螺钉，使紧定螺钉穿过圆柱套筒的螺钉过孔并压在加工工序定位圆柱的圆柱面上。
3.根据权利要求2所述的一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具的装夹方法，其特征在于：径向柱塞泵连杆的半成品装夹在圆柱套筒内，径向柱塞泵连杆的半成品的定位端面与夹具体的中心轴线之间的距离等于加工好的径向柱塞泵连杆的滑靴背端面与滑靴圆弧面中心轴线的距离。
4.根据权利要求2所述的一种径向柱塞泵连杆滑靴弧面加工夹具的装夹方法，其特征在于：径向柱塞泵连杆的半成品装夹在圆柱套筒内，六个自由度限制如下：圆柱套筒限制两个转动自由度和两个移动自由度，圆柱套筒的定位环外端面限制一个移动自由度，夹具体上弓形缺口垂直于夹具体中心轴线的侧面限制一个转动自由度。
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