CN114770170A - 一种衬套加工夹具及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，公开了一种衬套加工夹具及加工方法。该衬套加工夹具包括底座、固定件、承压板和施压板；底座安装于机床上；固定件固定于底座上，固定件被配置为从径向固定待加工的衬套工件；承压板滑动连接于固定件，承压板与底座弹性连接；施压板固定于底座上，衬套工件一端抵接于承压板，另一端抵接于施压板，施压板被配置为从轴向固定衬套工件；施压板上设置有加工孔，机床的刀具能够穿过加工孔伸入衬套工件的通孔并对通孔进行加工。该衬套加工夹具从轴向固定衬套工件，并且与衬套工件抵接的承压板和底座是弹性连接的，能够防止轴向力过大导致的衬套工件变形，提高了加工成型的衬套工件的质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种衬套加工夹具及加工方法。
背景技术
衬套是用于机械部件外，以达到密封、磨损保护等作用的配套件，是指起衬垫作用的环套。衬套的使用灵活性比较高，它能起到的作用也很多，概括来说衬套是对设备进行保护的一类部件。衬套的使用能减少设备的磨损、振动和噪音，并有防腐蚀的效果。衬套的使用还能方便机械设备的维修、简化设备的结构和制造工艺。
如图1所示，图1给出了一种径向截面为T型，内部具有通孔12的衬套工件10，如图2所示，在对该通孔12进行加工时，通常采用三爪卡盘20的夹爪21抵接于衬套工件10的外壁或翻边11，并对通孔12内壁进行磨削加工，该方式操作简单，但是由于衬套工件10壁厚较薄，三爪卡盘20容易将衬套工件10夹持变形；在另一种加工方式中，需要对翻边11外缘进行定位，然后夹具压紧翻边11，虽然没有直接接触衬套工件10的外壁，但是由于压紧翻边11的力不可控制，会导致压紧力过大从而引起衬套工件10变形，并且使用砂轮磨削衬套工件10内壁时，受到夹具尺寸的影响，导致被加工的衬套工件10的轴向尺寸受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种衬套加工夹具，能够从轴向固定待加工的衬套，在加工衬套内孔时防止衬套径向发生形变。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
该衬套加工夹具包括底座、固定件、承压板和施压板；底座安装于机床上；固定件固定于底座上，固定件被配置为从径向固定待加工的衬套工件；承压板滑动连接于固定件，承压板与底座弹性连接；施压板固定于底座上，衬套工件一端抵接于承压板，另一端抵接于施压板，施压板被配置为从轴向固定衬套工件；施压板上设置有加工孔，机床的刀具能够穿过加工孔伸入衬套工件的通孔并对通孔进行加工。
可选地，固定件包括多个固定螺栓，多个固定螺栓沿周向间隔分布，固定螺栓抵接于衬套工件的外壁。
可选地，固定件还包括多个弹簧，多个弹簧一一对应套设于固定螺栓上，弹簧一端抵接于底座，另一端抵接于承压板。
可选地，承压板上设置有调节装置，调节装置被配置为能够调节承压板的轴向位置，以调节弹簧的压缩量。
可选地，底座上固定有连接座，调节装置为固定销，连接座沿径向上插设有固定销，固定销固接于承压板上并被配置为能够调节承压板的轴向位置。
可选地，底座上设置有底板，弹簧一端抵接于底板，底板上设置有压力传感器，压力传感器被配置为能够测量底板受到的来自于弹簧的压力。
可选地，施压板上设置有凸起部，凸起部抵接于衬套工件的一端。
可选地，底座上设置有安装部，安装部被配置为能够与机床连接。
本发明的另一个目的在于提供一种衬套加工方法，使用如上述任一方案所述的衬套加工夹具，包括步骤：
S1、安装衬套加工夹具于机床上；
S2、放置衬套工件，并使得固定件从径向固定衬套工件；
S3、安装施压板，使得衬套工件一端抵接于承压板，另一端抵接于施压板；
S4、将机床的刀具穿过加工孔并伸入衬套工件的通孔并对通孔进行加工。
可选地，衬套工件设置有多个，多个衬套工件沿轴向首尾相连。
有益效果：
该衬套加工夹具通过使用固定件从径向固定并定位衬套工件，能够防止衬套工件在被加工时出现晃动或倾斜，防止出现定位不准引起的加工误差，而承压板和施压板分别从两端抵接于衬套工件的两端，将衬套工件夹持，防止衬套工件在被加工时随刀具运动；并且承压板与底座弹性连接，衬套工件所受到的轴向力为弹性的、可变化的力，不会出现因施压板施加压力过大导致的衬套工件出现的轴向变形，保证了衬套工件被加工时的质量。该衬套加工夹具从轴向固定衬套工件，并且与衬套工件抵接的承压板和底座是弹性连接的，能够防止轴向力过大导致的衬套工件变形，提高了加工成型的衬套工件的质量。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的衬套工件的截面示意图；
图2是现有技术中三爪夹盘的结构图；
图3是本发明具体实施方式提供的衬套加工夹具的截面示意图。
图中：
10、衬套工件；11、翻边；12、通孔；20、三爪卡盘；21、夹爪；22、刀具；
100、底座；110、安装部；120、底板；121、压力传感器；130、连接座；
200、固定件；210、弹簧；
300、承压板；310、固定销；
400、施压板；401、凸起部；410、安装座。
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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
请参考图3，图3给出了本实施例中该衬套加工夹具的截面示意图，在本实施例中，该衬套加工夹具包括底座100、固定件200、承压板300和施压板400；底座100安装于机床上；固定件200固定于底座100上，固定件200被配置为从径向固定待加工的衬套工件10；承压板300滑动连接于固定件200，承压板300与底座100弹性连接；施压板400固定于底座100上，衬套工件10一端抵接于承压板300，另一端抵接于施压板400，施压板400被配置为从轴向固定衬套工件10；施压板400上设置有加工孔，机床的刀具22能够穿过加工孔伸入衬套工件10的通孔12并对通孔12进行加工。
该衬套加工夹具通过使用固定件200从径向固定并定位衬套工件10，能够防止衬套工件10在被加工时出现晃动或倾斜，防止出现定位不准引起的加工误差，而承压板300和施压板400分别从两端抵接于衬套工件10的两端，将衬套工件10夹持，防止衬套工件10在被加工时随刀具22运动；并且承压板300与底座100弹性连接，衬套工件10所受到的轴向力为弹性的、可变化的力，不会出现因施压板400施加压力过大导致的衬套工件10出现的轴向变形，保证了衬套工件10被加工时的质量。该衬套加工夹具从轴向固定衬套工件10，并且与衬套工件10抵接的承压板300和底座100是弹性连接的，能够防止轴向力过大导致的衬套工件10变形，提高了加工成型的衬套工件10的质量。
具体地，上述刀具22为砂轮，而上述机床为外圆磨床，外圆磨床带动该衬套加工夹具旋转，使得砂轮在衬套工件10内腔通孔12中产生相对旋转，对内腔通孔12的内壁进行打磨加工，使得内腔通孔12呈圆柱形。磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。
可选地，固定件200包括多个固定螺栓，多个固定螺栓沿周向间隔分布，固定螺栓抵接于衬套工件10的外壁。在另一可选的实施例中，固定件200还包括固定圆筒，固定圆筒一端通过固定螺栓与底座100连接，衬套工件10与固定圆筒内腔壁面贴合。这样设置的固定件200，能够从径向固定衬套工件10，防止衬套工件10出现偏移，并且结构简单，容易安装，降低了生产制造该衬套加工夹具的难度。
作为优选的实施例，固定件200还包括多个弹簧210，多个弹簧210一一对应套设于固定螺栓上，弹簧210一端抵接于底座100，另一端抵接于承压板300。使用弹簧210实现承压板300与底座100的弹性连接，不仅结构简单，还能利用固定螺栓对弹簧210进行定位，防止弹簧210出现弯曲，提高了弹簧210施加轴向力的准确性。
进一步地，承压板300上设置有调节装置，调节装置被配置为能够调节承压板300的轴向位置，以调节弹簧210的压缩量。具体地，调节装置首先调节弹簧210的压缩量，该压缩量即对应衬套工件10所受到的轴向力，随后在衬套工件10被固定件200夹持后，施压板400抵接于衬套工件10，使得衬套工件10与承压板300刚好接触而不受力，此时调节装置解除调节状态，使得衬套工件10受到轴向力而被夹紧固定。调节装置能够改变弹簧210的压缩量，使得衬套工件10所受的轴向力不会过大，防止衬套工件10被夹持变形。
具体地，在本实施例中，底座100上固定有连接座130，调节装置为固定销310，连接座130沿径向上插设有固定销310，固定销310固接于承压板300上并被配置为能够调节承压板300的轴向位置。固定销310可以简单地实现调节弹簧210压缩量的功能，结构简单，易于安装。
优选地，底座100上设置有底板120，弹簧210一端抵接于底板120，底板120上设置有压力传感器121，压力传感器121被配置为能够测量底板120受到的来自于弹簧210的压力。压力传感器121可以实时输出底板120所受到的压力，以便操作员调整固定销310的位置，而改变弹簧210的压缩量，使得衬套工件10所受的轴向力不会过大，防止衬套工件10被夹持变形。
可选地，施压板400上设置有凸起部401，凸起部401抵接于衬套工件10的一端。该凸起部401使得施压板400能够伸入固定件200组成的内腔抵接于衬套工件10，能够调节施压板400与底座100之间的距离来控制衬套工件10所受到的轴向力，另一方面减小衬套工件10与施压板400的接触面积，防止衬套工件10被施压板400刮伤。具体地，施压板400通过安装座410安装于连接座130上，并且施压板400与安装座410之间设置有调节垫片，用于调节施压板400与安装座410之间的距离，从而调节衬套工件10所受到的轴向力，防止因轴向力过大导致的衬套工件10的变形。
在本实施例中，底座100上设置有安装部110，安装部110被配置为能够与机床连接。该安装部110为一个凸台，凸台内部设置有容纳并插设压力传感器121的空腔，压力传感器121的引线伸出该空腔与显示器相连，方便操作人员直接读取压力参数。同时安装部110方便操作人员将该衬套加工夹具安装于外圆磨床的主轴上。
本发明的另一个目的在于提供一种衬套加工方法，使用如上述任一方案所述的衬套加工夹具，包括步骤：
S1、安装衬套加工夹具于机床上；
S2、放置衬套工件10，并使得固定件200从径向固定衬套工件10；
S3、安装施压板400，使得衬套工件10一端抵接于承压板300，另一端抵接于施压板400；
S4、将机床的刀具22穿过加工孔并伸入衬套工件10的通孔12，对通孔12进行加工。
可选地，衬套工件10设置有多个，多个衬套工件10沿轴向首尾相连。这样的设置可以同时加工多个衬套工件10，大幅提高了加工衬套工件10的速度，提高了工作效率。
使用该衬套加工夹具的衬套加工方法，不仅能从轴向定位夹紧衬套工件10，有效防止从径向夹持衬套工件10时导致的径向形变，还能从径向定位，保证加工该衬套工件10的精度。该衬套加工夹具从轴向固定衬套工件10，并且与衬套工件10抵接的承压板300和底座100是弹性连接的，能够防止轴向力过大导致的衬套工件10变形，提高了加工成型的衬套工件10的质量。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种衬套加工夹具，其特征在于，包括：
底座(100)，所述底座(100)被配置为能够安装于机床上；
固定件(200)，所述固定件(200)固定于所述底座(100)上，所述固定件(200)被配置为从径向固定待加工的衬套工件(10)；
承压板(300)，所述承压板(300)滑动连接于所述固定件(200)，所述承压板(300)与所述底座(100)弹性连接；
施压板(400)，所述施压板(400)固定于所述底座(100)上，所述衬套工件(10)一端抵接于所述承压板(300)，另一端抵接于所述施压板(400)，所述施压板(400)被配置为从轴向固定所述衬套工件(10)，所述施压板(400)上设置有加工孔，所述机床的刀具(22)能够穿过所述加工孔并伸入所述衬套工件(10)的通孔(12)对所述通孔(12)进行加工。
2.根据权利要求1所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述固定件(200)包括多个固定螺栓，多个所述固定螺栓沿周向间隔分布，所述固定螺栓抵接于所述衬套工件(10)的外壁。
3.根据权利要求2所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述固定件(200)还包括多个弹簧(210)，多个所述弹簧(210)一一对应套设于所述固定螺栓上，所述弹簧(210)一端抵接于所述底座(100)，另一端抵接于所述承压板(300)。
4.根据权利要求3所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述承压板(300)上设置有调节装置，所述调节装置被配置为能够调节所述承压板(300)的轴向位置，以调节所述弹簧(210)的压缩量。
5.根据权利要求4所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述底座(100)上固定有连接座(130)，所述调节装置为固定销(310)，所述连接座(130)沿径向上插设有所述固定销(310)，所述固定销(310)固接于所述承压板(300)上并被配置为能够调节所述承压板(300)的轴向位置。
6.根据权利要求3所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述底座(100)上设置有底板(120)，所述弹簧(210)一端抵接于所述底板(120)，所述底板(120)上设置有压力传感器(121)，所述压力传感器(121)被配置为能够测量所述底板(120)受到的来自于所述弹簧(210)的压力。
7.根据权利要求1所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述施压板(400)上设置有凸起部(401)，所述凸起部(401)抵接于所述衬套工件(10)的一端。
8.根据权利要求1所述的衬套加工夹具，其特征在于，所述底座(100)上设置有安装部(110)，所述安装部(110)被配置为能够与所述机床连接。
9.一种衬套加工方法，其特征在于，使用如权利要求1-8任意一项所述的衬套加工夹具，包括步骤：
S1、安装所述衬套加工夹具于所述机床上；
S2、放置所述衬套工件(10)，并使得所述固定件(200)从径向固定所述衬套工件(10)；
S3、安装所述施压板(400)，使得所述衬套工件(10)一端抵接于所述承压板(300)，另一端抵接于所述施压板(400)；
S4、将所述机床的刀具(22)穿过所述加工孔并伸入所述衬套工件(10)的通孔(12)，对所述通孔(12)进行加工。
10.根据权利要求9所述的衬套加工方法，其特征在于，所述衬套工件(10)设置有多个，多个所述衬套工件(10)沿轴向首尾相连。
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