CN115055985B - 细长组合式内孔加工用的内撑工装及内孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及内孔加工技术领域，本发明提供一种细长组合式内孔加工用的内撑工装，用于空心薄壁工件的圆形内孔精加工，该内撑工装包括基体和加工耗损体，该基体与空心薄壁工件的内撑腔壁贴合，该加工耗损体与基体固定。本发明还提供一种细长组合式内孔的加工方法，包括以下步骤，S1将所述的内撑工装装入空心薄壁工件的内撑腔，且所述加工耗损体填充于该细小通道，使圆形内孔横截面形状为一整圆；S2对空心薄壁工件的圆形内孔进行精加工；S3取出该内撑工装。本实施例能够固定空心薄壁工件内的悬臂结构，避免空心薄壁工件容易变形，确保空心薄壁工件能够完成圆形内孔的精加工，缩短生产周期，降低生产成本。

Description

细长组合式内孔加工用的内撑工装及内孔加工方法

技术领域

本发明涉及孔加工技术领域，具体而言，涉及一种细长组合式内孔加工用的内撑工装及内孔加工方法。

背景技术

在对管材或棒材的孔内壁进行精镗等精加工过程中，管材或棒材在被夹持时不会发生变形，因此才能继续进行孔的精加工。

现有部分空心薄壁工件的空腔内具有若干悬臂结构，该悬臂结构自工件内壁向空腔中延伸，并且悬臂结构具有弧形面，所有悬臂结构彼此相邻但不接触，所有悬臂结构的弧形面合围构成一圆形内孔。

当利用三爪卡盘或四爪卡盘等夹具夹持空心薄壁工件并对该圆形内孔进行精镗、珩磨等精加工时，因空心薄壁工件容易变形，致使空心薄壁工件无法完成圆形内孔的精加工，影响工件生产进度。

发明内容

本发明的目的包括提供一种细长组合式内孔加工用的工装，其针对组合式内孔的加工而设计，其能够固定空心薄壁工件内的悬臂结构，避免空心薄壁工件容易变形，确保空心薄壁工件能够完成圆形内孔的精加工。

本发明的另一目的包括提供一种细长组合式内孔加工方法，其针对组合式内孔的加工方法而设计，其能够确保空心薄壁工件完成圆形内孔的精加工，缩短生产周期，降低生产成本。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

细长组合式内孔加工用的内撑工装，用于空心薄壁工件的圆形内孔精加工，该内撑工装包括基体和加工耗损体，该基体与空心薄壁工件的内撑腔壁贴合，该加工耗损体与基体固定。

在本发明的一实施例中，所述加工耗损体嵌合于所述基体。

在本发明的一实施例中，所述加工耗损体设有过渡圆弧面，该过渡圆弧面的半径与所述圆形内孔的半径相同。

在本发明的一实施例中，所述加工耗损体设有与所述空心薄壁工件贴合的嵌合凹面。

在本发明的一实施例中，所述基体设有倒角斜面。

细长组合式内孔的加工方法，用于空心薄壁工件的圆形内孔精加工，该空心薄壁工件具有至少一个内撑腔和至少一个圆形内孔，该内撑腔与圆形内孔通过细小通道连通，该加工方法包括以下步骤，

S1将所述的内撑工装装入空心薄壁工件的内撑腔，且所述加工耗损体填充于该细小通道，使圆形内孔横截面形状为一整圆；

S2对空心薄壁工件的圆形内孔进行精加工；

S3取出该内撑工装。

在本发明的一实施例中，加工方法还包括以下步骤：

S4更换新的所述内撑工装，并对下一个空心薄壁工件的圆形内孔进行加工。

在本发明的一实施例中，加工方法还包括以下步骤：

S5更换新的所述加工耗损体，并对下一个空心薄壁工件的圆形内孔进行加工。

在本发明的一实施例中，所述空心薄壁工件包括第一板件、第二板件和若干悬臂结构，第一板件与相邻的第二板件固定连接，该第一板件与第二板件合围构成中空且两端开口的壳体，该悬臂结构位于壳体内，悬臂结构自第一板件内壁或第二板件内壁向壳体空腔区延伸，相邻两个悬臂结构、第一板件和第二板件合围构成内撑腔，该悬臂结构设有一弧形面，若干弧形面合围构成所述圆形内孔，所述细小通道位于相邻两个弧形面之间。

在本发明的一实施例中，所述悬臂结构为U形板，该U形板与所述第一板件或所述第二板件焊接或一体成型，该U形板与所述第一板件、该U形板与所述第二板件构成几字形结构，所述弧形面位于该U形板的槽底外壁。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本发明实施例将条状的工装装入空心薄壁工件的内撑腔中，利用工装填补相邻两个弧形面之间的细小通道，在对圆形内孔进行精加工的过程中，当刀具跨越该细小通道时，避免刀刃与空心薄壁工件内部的悬臂结构发生碰撞，以保护刀具和工件，并且固定悬臂结构，避免悬臂结构振动，确保圆形内孔的形状保持稳定，确保空心薄壁工件能够完成圆形内孔的精加工。与现有技术相比，采用本实施例的加工方法能够缩短生产周期，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中空心薄壁工件的正视图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明中第一板件与悬臂结构的第一结构示意图；

图4为本发明中第二板件与悬臂结构的第一结构示意图；

图5为本发明中安装有工装的空心薄壁工件的结构示意图；

图6为本发明中工装的横截面示意图。

图标：1-空心薄壁工件，111-第一板件，112-第二板件，12-悬臂结构，121-圆角过渡凸面，13-弧形面，14-圆形内孔，15-细小通道，2-内撑工装，21-加工耗损体，211-过渡弧面，22-倒角斜面，23-嵌合凹面，3-内撑腔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“配置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

请参照图1至图6，本实施例提供一种细长组合式内孔加工用的内撑工装，其用于空心薄壁工件1的圆形内孔14精加工。

空心薄壁工件1包括第一板件111、第二板件112和若干悬臂结构12。本实施例中第一板件111与第二板件112均为平板，且第二板件112位于两个第一板件111的中间，第一板件111的两端分别与相邻的第二板件112螺栓联接，两个第一板件111与两个第二板件112合围构成一个中空且两端开口的方形壳体。

需要说明的是，当第一板件111与第二板件112是弧形板或其他形状的板件时，壳体的横截面形状对应发生改变。

悬臂结构12位于壳体内，悬臂结构12自第一板件111内壁或第二板件112内壁向壳体空腔区延伸，且悬臂结构12至少设有两个，以便两个或多个悬臂结构12上的弧形面13构成圆形内孔14。在本实施例中，悬臂结构12设有四个，每个第一板件111与每个第二板件112上均设有悬臂结构12，四个悬臂结构12成十字形分布，但四个悬臂结构12互不接触，相互独立，对应的，相邻两个悬臂结构12中弧形面13之间存在细小通道15。本实施例中四个悬臂结构12中的弧形面13合围构成构成圆形内孔14，该圆形内孔14可以理解为由四个等间距分布弧形面13合围而成，该圆形内孔14的孔壁不是连续的，而且间断的。

需要说明的是，若悬臂结构12设有两个，当两个第一板件111平行设置时，两个悬臂结构12可以分别设在不同的第一板件111上，也可以分别设在不同的第二板件112上；当两个第一板件111呈L形设置时，一个悬臂结构12位于第一板件111，另一个悬臂结构12位于第二板件112，两个悬臂结构12对称分布。

需要说明的是，若悬臂结构12设有三个，则三个悬臂结构12的位置可以根据实际需要设置，只要三个悬臂结构12上的弧形面13能合围成圆形内孔14即可。

悬臂结构12可以是任意形状的任意结构，只要是悬臂结构12并且能够在上面设置弧形面13即可，例如方形的实心金属件、异形实心金属件、异形中空金属件等。本实施例中悬臂结构12为U形板，U形板与第一板件111构成几字形结构，U形板与第二板件112也构成几字形结构，如图1。以U形板与第一板件111的连接为例，该几字形结构由一块平板冲压或折弯成型，即U形板与第一板件111一体成型。在本实施例中，弧形面13位于U形板的槽底外壁，而且U形板外壁的设有圆角过渡凸面121。

需要说明的是，U形板与第一板件111焊接成型，此时，第一板件111为两块平板，两块平板分别拼接在U形板的两侧，以构成几字形结构。

如图1，在本实施例中，相邻两个悬臂结构12、第一板件111和第二板件112合围构成内撑腔3，而且该内撑腔3为方形孔，相邻两个U形板互不接触且留有间距，使相邻两个U形板中的弧形面13之间具有细小通道15，在对圆形内孔14进行精镗或珩磨等精加工时，空心薄壁工件1旋转，刀具的刀刃对弧形面13进切屑加工，由于相邻两个弧形面13之间存在细小通道15，刀具刀刃在跨越该细小通道15时，刀具刀刃先脱离第一个U形板进入细小通道15中，然后刀具刀刃会与U形板发生碰撞，使U形板振动甚至变形，而且可能损毁刀刃，造成圆形内孔14精加工无法完成。

为了使圆形内孔14能够顺利完成精加工，本实施例采用条状的内撑工装2，该内撑工装2包括基体24和加工耗损体21，该基体与空心薄壁工件的内撑腔壁贴合，该加工耗损体与基体固定。基体24的横截面形状与内撑腔3的横截面形状相同。在装夹空心薄壁工件1前，将内撑工装2插装在内撑腔3中，再通过螺栓将第一板件111与第二板件112锁紧，以迫使内撑工装2与内撑腔3间隙配合，确保条状的内撑工装2能稳定地固定在内撑腔3中，在加工过程中避免内撑工装2窜动。而且条状的内撑工装2设有加工耗损体21，加工耗损体21设有半径与弧形面13的半径相同的过渡弧面211，内撑工装2插装在内撑腔3中后，加工耗损体21位于细小通道15中，并且过渡弧面211与弧形面13同心设置，以通过过渡弧面211填补细小通道15，实现刀刃从前一个弧形面13平顺地过渡到下一个弧形面13。再有，加工耗损体21设有嵌合凹面23，U形板的圆角过渡凸面121与加工耗损体21嵌合凹面23贴合，使U形板与加工耗损体21紧密贴合，利用条状的内撑工装2达到固定U形板的目的，提高U形板的稳定性，在加工过程中避免U形板振动，而且在对圆形内孔14孔壁精加工时，内撑工装2中加工耗损体21的过渡弧面211也同时被镗刀精加工，由于本实施例生产的零件为小批量生产，因此本实施例的内撑工装2为一次性产品，即每个内撑工装2使用一次后便废弃。

需要说明的是，本实施例中的内撑工装2也可以嵌合结构，即加工耗损体21嵌合固定在基体24上，当该内撑工装2被使用后，将加工耗损体21残余部分从基体24上拆除，再将新的加工耗损体21安装在基体24上，以便再次使用，达到基体24重复使用的目的，降低生产成本。

需要说明的是，本实施例是先将内撑工装2装入空心薄壁工件的内撑腔3中，再将空心薄壁工件的螺栓锁紧，以基体24和加工耗损体21与空心薄壁工件对应部分均贴紧。

此外，由于本实施例的空心薄壁工件1可以视为由四个几字形结构组装而成，三爪卡盘或四爪卡盘夹持空心薄壁工件1时，空心薄壁工件1在受外力挤压的情况下，空心薄壁工件1的稳定性较差，容易发生变形，其横截面形状难以维持原有形状，尤其是U形板容易闭合，导致空心薄壁工件1难以装夹，圆形内孔14的孔形难以保持稳定，现有技术一般通过定制夹具进行装夹，而定制夹具的制作周期长，制作成本高，使工件加工成本增大。本实施例将条状内撑工装2装入内撑腔，利用条状内撑工装2支撑固定U形板，以提高空心薄壁工件1整体的刚度，在装夹空心薄壁工件1时，避免空心薄壁工件1的各部分发生变形，使空心薄壁工件1的横截面形状、圆形内孔14的孔形保持稳定，以便装夹和内孔精加工。

需要说明的是，本实施例中，内撑腔3具有直角和圆角两个局部结构，如果内撑工装2的横截面形状与内撑腔的横截面形状完成相同，则内撑工装2也需加工出对应的直角和圆角，但因内撑腔与内撑工装2是间隙配合，内撑工装2的直角和圆角均需满足较高的加工精度要求，才能顺利地装入内撑腔3，如此会增加内撑工装2的加工难度和加工成本。为了降低内撑工装2的加工难度，降低内撑工装2的加工成本，将内撑工装2设有倒角斜面22，以避免在内撑工装2上加工直角和圆角。

细长组合式内孔的加工方法，用于空心薄壁工件的圆形内孔精加工，该加工方法包括以下步骤，

S1将的内撑工装2装入空心薄壁工件1的内撑腔3，且加工耗损体21填充于该细小通道15，使圆形内孔14横截面形状为一整圆；

S2对空心薄壁工件1的圆形内孔14精加工进行精加工；

S3取出该内撑工装2。

S4如果内撑工装2的基体24与加工耗损体21为一体成型的，则更换新的内撑工装2，并对下一个空心薄壁工件1的圆形内孔14进行加工。

S5如果内撑工装2的基体24与加工耗损体21为嵌合成型的，则更换新的所述加工耗损体，并对下一个空心薄壁工件的圆形内孔进行加工。

本实施例将条状的内撑工装2装入空心薄壁工件1的内撑腔中，利用内撑工装2填补相邻两个弧形面13之间的细小通道15，在对圆形内孔14进行精加工的过程中，当刀具跨越细小通道15时，避免刀刃与空心薄壁工件1内部的悬臂结构12发生碰撞，以保护刀具和工件，并且固定悬臂结构12，避免悬臂结构12振动，确保圆形内孔14的形状保持稳定，确保空心薄壁工件1能够完成圆形内孔14的精加工。与现有技术相比，采用本实施例的加工方法能够缩短生产周期，降低生产成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.细长组合式内孔的加工方法，用于空心薄壁工件的圆形内孔精加工，该空心薄壁工件具有至少一个内撑腔和至少一个圆形内孔，该内撑腔与圆形内孔通过细小通道连通，其特征在于包括以下步骤，

S1将细长组合式内孔加工用的内撑工装装入空心薄壁工件的内撑腔，该内撑工装包括基体和加工耗损体，该基体与空心薄壁工件的内撑腔壁贴合，该加工耗损体与基体固定，且所述加工耗损体填充于该细小通道，使圆形内孔横截面形状为一整圆；

S2对空心薄壁工件的圆形内孔进行精加工；

S3取出该内撑工装；

其中，所述空心薄壁工件包括第一板件、第二板件和若干悬臂结构，第一板件与相邻的第二板件固定连接，该第一板件与第二板件合围构成中空且两端开口的壳体，该悬臂结构位于壳体内，悬臂结构自第一板件内壁或第二板件内壁向壳体空腔区延伸，相邻两个悬臂结构、第一板件和第二板件合围构成内撑腔，该悬臂结构设有一弧形面，若干弧形面合围构成所述圆形内孔，所述细小通道位于相邻两个弧形面之间。

2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于还包括以下步骤：

S4更换新的所述内撑工装，并对下一个空心薄壁工件的圆形内孔进行加工。

3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于还包括以下步骤：

S5更换新的所述加工耗损体，并对下一个空心薄壁工件的圆形内孔进行加工。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，

所述加工耗损体嵌合于所述基体。

5.根据权利要求1或4所述的加工方法，其特征在于，

所述加工耗损体设有过渡圆弧面，该过渡圆弧面的半径与所述圆形内孔的半径相同。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，

所述加工耗损体设有与所述空心薄壁工件贴合的嵌合凹面。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于，

所述基体设有倒角斜面。

8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：

所述悬臂结构为U形板，该U形板与所述第一板件或所述第二板件焊接或一体成型，该U形板与所述第一板件、该U形板与所述第二板件构成几字形结构，

所述弧形面位于该U形板的槽底外壁。

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