CN113172441B - 一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带扰度的薄片零件车工夹具结构,包括有夹持杆,夹持杆一侧下端设有水平伸出的支撑板,夹持杆内部沿其长度方向设有定位衬套固定孔,定位衬套固定孔中固定有定位衬套,定位衬套内部设有定位心轴穿入孔,还包括有放置在支撑板另一端的压块,压块朝向定位衬套一端设有定位心轴固定孔,定位心轴的尾部固定在定位心轴固定孔中,其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件后,头端伸入至定位心轴穿入孔中,其中定位衬套、压块与薄片零件接触的端面为与薄片零件接触面相同的结构。该夹具结构解决了带扰度的薄片零件外圆车削加工时,面临的定位难、定向难、装夹难、压紧难等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄片零件车工夹具结构及其使用方法,特别是一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法。
背景技术
机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分,在整个机械加工过程中,夹具除了夹紧、固定被加工零件外,还要求保证加工零件的形位公差精度、提高加工生产率。
在机械生产加工领域中,经常需要对各类薄片状零件进行加工,这类零件体积小、厚度薄,零件刚性差,在加工中容易变形,使零件的形位误差增大,不易保证零件的加工质量,特别是带扰度的薄片零件,如何快速、高效的将其装夹到各加工设备上,以加工出合格产品是一个急需解决的问题。在我公司的产品中,有一种带扰度的异型薄片零件(温度补偿片,材料为:5J1480),厚度在1~5mm范围内,其广泛的应用在航空发动机领域中,作为弹簧高度的补偿。这种带扰度的异型薄片零件比较多,大同小异,其外圆车削比较棘手,现以工作中某一典型零件为例加以说明(见图8-9),该零件图纸要求以零件内孔定位,将外圆尺寸车削到尺寸。其工艺路线为:(1)将领来的料剪切成的条料;(2)落料;(3)将落料件进行标印字母“C”字样;(4)压扰度值,并注意字母“C”的方向,不允许敲打校正;(5)以零件内孔尺寸定位车外圆保证尺寸。
根据零件的加工工艺路线分析,首先,这类带扰度的零件先是板料落料,再压型出扰度值0.28~0.37mm,紧接着再来车削外圆尺寸保证图纸中的尺寸,这种带扰度的薄片零件,车削过程中如果处理不好,加工过程中可能出现变形,零件的扰度就会变化,达不到图纸要求。
从产品零件图样要求及材料来看,零件的特点主要为:(1)零件厚度薄,其厚度只有1.5mm。(2)产品零件形位公差尺寸精度高,零件带扰度,其扰度值为0.28~0.37mm。(3)零件是异型件,不规则。从上述工艺流程及零件特点来看,这种带扰度的异型薄片零件外圆加工是车削中比较棘手的问题。原因是:(1)产品带扰度,定位面不平,定位比较困难。(2)产品是异型件,定向比较困难。(3)产品厚度只有1.5mm易变形,装夹比较困难。因此为满足图一的加工要求,关键是解决该零件在车外圆时的定位、定向、夹紧问题,确保加工时装夹方便、可靠,并且不能损伤零件表面和造成零件变形。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法。解决上述带扰度的薄片零件外圆车削加工时,面临的定位难、定向难、装夹难、压紧难等问题。该夹具结构简单、设计独特、可靠性高、成本低、制造方便,可提高带扰度的薄片零件的生产效率,并保证产品加工质量。
本发明的技术方案:一种带扰度的薄片零件车工夹具结构,包括有夹持杆,夹持杆一侧下端设有水平伸出的支撑板,夹持杆内部沿其长度方向设有定位衬套固定孔,定位衬套固定孔中固定有定位衬套,定位衬套内部设有定位心轴穿入孔,还包括有放置在支撑板另一端的压块,压块朝向定位衬套一端设有定位心轴固定孔,定位心轴的尾部固定在定位心轴固定孔中,其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件后,头端伸入至定位心轴穿入孔中,其中定位衬套、压块与薄片零件接触的端面为与薄片零件接触面相同的结构。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述压块的另一端设有顶尖穿入孔。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述支撑板的宽度小于薄片零件任意一条底边的长度。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述薄片零件穿过定位心轴后,其任意一条底边刚好支撑在支撑板的上表面上。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述压块与定位心轴之间为过盈配合;所述夹持杆与定位衬套之间为过盈配合。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述夹持杆及压块的横截面为圆形结构,其外圆尺寸小于薄片零件尺寸。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中,所述定位衬套、压块与薄片零件接触的端面,通过以薄片零件的中心内孔为定位点,再根据薄片零件的扰度范围值,计算出该薄片零件的扰度中差值,根据扰度中差值及薄片零件的外圆尺寸,计算出薄片零件的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相互弧面结构的定位衬套和压块。
一种带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法,
A.将夹持杆未设有支撑板的一端安装在车床的三爪卡盘上,同时将定位衬套安装在夹持杆中;
B.在定位心轴上同向重叠穿入若干个薄片零件,并使得薄片零件的任意一条底边支撑在支撑板上,然后将定位心轴卡入定位衬套中,在支撑板上放置压块,并推动压块使得定位心轴另一端卡入压块中,使得定位衬套和压块端面与薄片零件两端接触;
C.装好零件之后,借助装在车床尾座上的顶尖,顶在压块的顶尖穿入孔上,压紧之后即可加工。
前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法中,所述步骤A中,将夹持杆安装在车床的三爪卡盘上以上,通过百分表找正夹持杆顶面跳动,确保顶面的跳动在0.01mm以内并夹紧。
本发明的有益效果:与现有技术相比,本发明为解决带扰度的薄片零件外圆车削加工时定位、定向、夹紧难等问题,防止零件加工过程中发生变形,使加工出来的零件在公差范围内,避免加工出现不合格品,所采用的技术方案是:(1)以零件内孔定位,再根据零件图中的扰度范围值,计算出该零件的扰度中差值,然后再根据扰度中差值及零件外圆尺寸,计算出零件的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相同尺寸圆弧面的弧面定位夹具结构,该夹具结构由夹持杆,定位衬套,定位心轴和压块组成以分别解决零件定位和压紧问题,具有结构简单、可靠、成本低,效率高的特点。(2)为了确保零件加工时不在车床上偏摆,在夹持杆上设置有支撑板,任意选择薄片零件的其中一条底边作为定向面,将薄片零件支撑固定在支撑板上。同时多个薄片零件重叠在一起,将其压紧后,整体强度增大,便于加工。解决了带扰度薄片零件外圆加工中的定位难、定向难、压紧难等问题,且可实现多件零件一次性装夹加工,生产效率高。
综合而言,本发明提供了一种结构简单、设计合理、制作成本低、使用方便的车工夹具,使带扰度的薄片零件加工不再是棘手问题,且操作者一次可以加工多件,生产效率高,此工装现已在我公司推广应用,加工产品质量稳定,已达到很好的使用效果。
附图说明
附图1为本发明的使用状态图;
附图2为本发明的结构示意图;
附图3为夹持杆的结构示意图;
附图4为定位衬套的结构示意图;
附图5为定位心轴的结构示意图;
附图6为压块的结构示意图;
附图7为顶尖的结构示意图;
附图8为薄片零件的结构示意图;
附图9为附图8的侧面结构示意图。
附图标记:1-夹持杆,2-定位衬套,3-定位心轴,4-压块,5-薄片零件。
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说明,但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例:一种带扰度的薄片零件车工夹具结构,如附图1-9所示,包括有夹持杆1,夹持杆1一侧下端设有水平伸出的支撑板,夹持杆1内部沿其长度方向设有1个定位衬套固定孔,定位衬套固定孔中用于固定定位衬套2,定位衬套2内部设有1个定位心轴穿入孔,用于穿入定位心轴3,还包括有放置在支撑板另一端的压块4,压块4朝向定位衬套2一端设有1个定位心轴固定孔,定位心轴3的尾部固定在定位心轴固定孔中,其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件5后,头端伸入至定位心轴穿入孔中,其中定位衬套2、压块4与薄片零件5接触的端面为与薄片零件5接触面相同的结构。该夹具使用过程中,夹持杆1一端通过车床的三爪卡盘夹持住,在以上夹具结构已实现固定加工零件定位面、定向面、压紧面的基础上,为实现压紧功能,巧妙的应用车床的尾座,在尾座上装上1个60°的顶尖,尾座上的60°顶尖对压块4施加压紧力,实现压紧功能。从而实现夹具以及薄片零件5的固定、压紧,以及定位。三爪卡盘带动夹具以及薄片零件5旋转过程中,即可通过刀具对薄片零件5的外圆进行车削加工。
所述压块4的另一端设有60°的顶尖穿入孔,车床尾座上的顶尖伸入至顶尖穿入孔中,从而将压块4压紧固定住,避免压块4旋转过程中出现摆动。
所述支撑板的宽度小于薄片零件5任意一条底边的长度,避免车削薄片零件5的外圆过程中,刀具碰触到支撑板。
所述薄片零件5穿过定位心轴3后,其任意一条底边刚好支撑在支撑板的上表面上,通过支撑板实现对薄片零件5的支撑固定,也避免薄片零件5旋转过程中发生摆动。
夹持杆1的内孔采用H7公差带,即图中的内孔尺寸为定位衬套2的外圆尺寸为采用公差带r6,与薄片零件5的接触面作为定位弧面,定位弧面尺寸为SR270.26±0.01,表面粗糙度为以此设计结构,目的是使夹持杆1的内孔与定位衬套2的外圆具有很好的过盈量,保证夹持杆1与定位衬套2很好的组装成为一体,以实现产品弧面定位、直面定向的功能。
压块4的内孔和定位心轴3的外圆为过盈配合,组装在一起使之成为一个整体。定位心轴3其中轴的一端设计为是根据薄片零件5的定位孔中的最小尺寸3+0.08=3.08mm,再给出双减公差,保证薄片零件5在公差范围内都能装在定位心轴3的轴上;定位心轴3另一端的尺寸设计为该公差带采用r6,其目的是为了与压块4中的内孔采用过盈配合。
所述定位衬套2、压块4与薄片零件5接触的端面,通过以薄片零件5的中心内孔为定位点,再根据薄片零件5的扰度范围值,计算出该薄片零件5的扰度中差值,根据扰度中差值及薄片零件5的外圆尺寸,计算出薄片零件5的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相互弧面结构的定位衬套2和压块4。
夹具结构中仅有定位衬套2的凸圆弧面定位,还不足以形成加工带扰度零件的夹具,依据定位原理,此薄片零件5还必须由其内孔及薄片零件5的凸圆弧面作为压紧面,并保持3处底边中的任意一处定向。通过对薄片零件5的凸圆弧面压紧,保护了加工零件的型面,避免薄片零件5压伤变形,压块4的压紧面也采用和薄片零件5一样的型面,表面粗糙度为
一种带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法,
A.将夹持杆1未设有支撑板的一端安装在车床的三爪卡盘上,同时将定位衬套2安装在夹持杆1中;
B.在定位心轴3上同向重叠穿入10片薄片零件5,并使得薄片零件5的任意一条底边支撑在支撑板上,薄片零件5穿入过程中注意标注有字母“C”处面朝上,以固化零件定向要求。然后将定位心轴3卡入定位衬套2中,在支撑板上放置压块4使之定向,并推动压块4使得定位心轴3另一端卡入压块4中,使薄片零件5凹面与定位衬套2的弧面定位,使薄片零件5凸面与压块4压紧定位;
C.装好零件之后,借助装在车床尾座上的顶尖,顶在压块4的顶尖穿入孔上,压紧之后即可加工。
所述步骤A中,将夹持杆1安装在车床的三爪卡盘上以上,通过百分表找正夹持杆1顶面跳动,确保顶面的跳动在0.01mm以内并夹紧。
Claims (9)
1.一种带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:包括有夹持杆(1),夹持杆(1)一侧下端设有水平伸出的支撑板,夹持杆(1)内部沿其长度方向设有定位衬套固定孔,定位衬套固定孔中固定有定位衬套(2),定位衬套(2)内部设有定位心轴穿入孔,还包括有放置在支撑板另一端的压块(4),压块(4)朝向定位衬套(2)一端设有定位心轴固定孔,定位心轴(3)的尾部固定在定位心轴固定孔中,其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件(5)后,头端伸入至定位心轴穿入孔中,其中定位衬套(2)、压块(4)与薄片零件(5)接触的端面为与薄片零件(5)接触面相同的结构。
2.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述压块(4)的另一端设有顶尖穿入孔。
3.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述支撑板的宽度小于薄片零件(5)任意一条底边的长度。
4.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述薄片零件(5)穿过定位心轴(3)后,其任意一条底边刚好支撑在支撑板的上表面上。
5.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述压块(4)与定位心轴(3)之间为过盈配合;所述夹持杆(1)与定位衬套(2)之间为过盈配合。
6.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述夹持杆(1)及压块(4)的横截面为圆形结构,其外圆尺寸小于薄片零件(5)尺寸。
7.根据权利要求1所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构,其特征在于:所述定位衬套(2)、压块(4)与薄片零件(5)接触的端面,通过以薄片零件(5)的中心内孔为定位点,再根据薄片零件(5)的扰度范围值,计算出该薄片零件(5)的扰度中差值,根据扰度中差值及薄片零件(5)的外圆尺寸,计算出薄片零件(5)的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相互弧面结构的定位衬套(2)和压块(4)。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法,其特征在于:
A.将夹持杆(1)未设有支撑板的一端安装在车床的三爪卡盘上,同时将定位衬套(2)安装在夹持杆(1)中;
B.在定位心轴(3)上同向重叠穿入若干个薄片零件(5),并使得薄片零件(5)的任意一条底边支撑在支撑板上,然后将定位心轴(3)卡入定位衬套(2)中,在支撑板上放置压块(4),并推动压块(4)使得定位心轴(3)另一端卡入压块(4)中,使得定位衬套(2)和压块(4)端面与薄片零件(5)两端接触;
C.装好零件之后,借助装在车床尾座上的顶尖,顶在压块(4)的顶尖穿入孔上,压紧之后即可加工。
9.根据权利要求8所述的带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法,其特征在于:所述步骤A中,将夹持杆(1)安装在车床的三爪卡盘上以上,通过百分表找正夹持杆(1)顶面跳动,确保顶面的跳动在0.01mm以内并夹紧。
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