CN201244687Y

CN201244687Y - 一种环形薄壁件加工专用工装

Info

Publication number: CN201244687Y
Application number: CNU2008200573323U
Authority: CN
Inventors: 季明浩; 孙达章
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Maritime University
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-04-16

Abstract

本实用新型涉及一种环形薄壁件加工专用工装，为车床加工环形薄壁零件所特制的工艺装备夹具。一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘；所述三爪卡盘包括盘体、卡爪，所述卡爪安装在所述盘体上；其特征在于，还包括：芯轴，所述芯轴由所述卡爪夹持；所述芯轴外侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件；外盖板，所述外盖板压紧所要加工的环形薄壁件的上端面，并固定在所述芯轴上。

Description

一种环形薄壁件加工专用工装

技术领域

本实用新型涉及一种环形薄壁件加工专用工装，为车床加工环形薄壁零件所特制的工艺装备夹具。

背景技术

当前，机械产品的体积趋于小型化，零件也相应朝着“小”、“薄”、“轻”方向发展。因此薄壁件、薄形件等也越来越多在加工中遇到。薄壁零件是机械加工中较难加工的一种零件。其中，环形薄壁零件是薄壁零件中的一个典型的零件。由于零件自身刚性不足，柔性有余，通过常规的装夹方式不仅不能满足加工精度，而且因夹紧力造成零件弹性变形致使产生形状误差，工件加工合格率低，故此类零件成为加工中的一个难点。

影响环形薄壁零件的加工主要有两方面因素：刚度和薄壁零件的装夹受力。

1、刚度

环形薄壁零件的自身结构原因：刚度差，不恰当的装夹方式使零件尚未加工已处于变形状态。

2、装夹受力

薄壁零件受到卡爪在径向的夹紧力作用，会引起三方面的误差：

(1)工件在夹紧时产生弹性变形；

(2)夹紧时工件发生偏移，改变了确定定位时应具有的位置；

(3)工件定位面与夹具(工装)支撑面间的接触变形。

因此，薄壁零件在安装、装夹中的风险因素，在定位薄壁零件，减少夹紧误差，使薄壁零件受力均匀；对被加工件的装夹定位，受力点(面)的确定；以及在切削过程中，使被加工件与刀具间处于一个保持刚度的动态平衡状态中都是加工工艺方案和工装制备中所要考虑的主要因素。

另外，由于薄型零件自身刚性不足，在加工时工装装夹过程中，装夹定位基准尽量远离加工切削力或设在被加工零件具有刚性的部位，这样不会因装夹而产生接触变形。这些是加工薄型零件工艺方案和工装制备中首要考虑的因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种环形薄壁件加工专用工装，以解决用现在的工装装夹存在的上述问题。

本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题：

一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘；所述三爪卡盘包括盘体、卡爪，所述卡爪安装在所述盘体上；其特征在于，还包括：

芯轴，所述芯轴由所述卡爪夹持；所述芯轴外侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件；

外盖板，所述外盖板压紧所要加工的环形薄壁件的上端面，并固定在所述芯轴上。

该环形薄壁件加工专用工装通过芯轴、外盖板等对所要加工的环形薄壁件定位，使所要加工的环形薄壁件不会产生装夹变形。该环形薄壁件加工专用工装适合用于车环形薄壁件的外径。

进一步，所述外盖板端面上有一圆环带，所述圆环带压紧所要加工的环形薄壁件的端面上。由于与端面接触，环形薄壁件的径向上不受力。这样避免在径向上负载而产生接触变形。

所述外盖板中心处开有与锁紧螺钉大小相同的通孔，所述芯轴的上端面的中心开有螺纹孔，锁紧螺钉穿过所述通孔旋进所述螺纹孔将所述外盖板固定在所述芯轴上。这样环形薄壁件在加工过程中就处于中心位置，能保证环形薄壁件的同轴度。

芯轴套，所述芯轴套由所述卡爪夹持；所述芯轴套内侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件；

锁紧盖板，所述锁紧盖板开有通孔，所述锁紧盖板压紧所要加工的环形薄壁件的上端面，并固定在所述芯轴上。

进一步，所述芯轴套的外侧壁呈台阶状，所述锁紧盖板下端面呈与之相适应的台阶状，所述芯轴套和所述锁紧盖板之间通过螺纹连接。

该环形薄壁件加工专用工装通过芯轴套、锁紧盖板对所要加工的环形薄壁件定位，使所要加工的环形薄壁件不会产生装夹变形。该环形薄壁件加工专用工装适合用于车环形薄壁件的内径。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例1

参见图1。一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘。三爪卡盘包括盘体、卡爪1。卡爪1是软卡爪，用软质材料制成，如型号为LY12的铝，型号为H62的铜。本实施例采用型号为LY12的铝制成卡爪，LY12这种材料质量轻，价格便宜，车削时，不易“吃刀”磨损切削刃口，尤其在高速切削，小进刀量时，较易获得较小的表面粗糙度，是理想的工装用料。卡爪1通过螺钉固定在盘体上。

该环形薄壁件加工专用工装还包括芯轴2、外盖板3。芯轴2由卡爪夹持1。芯轴2外侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件5。外盖板3下端面上有一条圆环带31，圆环带31压紧所要加工的环形薄壁件的上端面。外盖板3中心处开有与锁紧螺钉大小相同的通孔，芯轴2的上端面的中心开有螺纹孔，锁紧螺钉4穿过外盖板3的通孔旋进芯轴2的螺纹孔将外盖板3固定在芯轴2上。

芯轴、外盖板用型号为H62的黄铜制成，这种材料硬度低，摩擦系数也较小，特别是在高速加工时具有自润滑性(即无须添加切削液也能车削出较高表面精度)，适合车削加工。加工中即使进刀量大，切削速度较高时也不易产生“粘”刀或“吃”刀现象。铜属于传热的良导体，散热性能好。工件在加工中所产生的热量能得到及时地发散，使工件不易产生因机加工发热变而产生“发胀”现象，这样不会使得套在外径上的环形薄壁件“被动撑大”，影响最终的工件尺寸。

实施例2

参见图2。一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘。本实施例中的三爪卡盘及其卡爪6同实施例1。

该环形薄壁件加工专用工装还包括芯轴套7，芯轴套7由卡爪6夹持；芯轴套7内侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件5。

该环形薄壁件加工专用工装还包括锁紧盖板8，锁紧盖板8开有通孔，锁紧盖板8压紧所要加工的环形薄壁件5的上端面，并固定在芯轴2上。

芯轴套7的外侧壁呈台阶状，锁紧盖板8下端面呈与之相适应的台阶状，芯轴套7和锁紧盖板8之间通过螺纹连接。

芯轴套7、锁紧盖板8用型号为H62的黄铜制成。

以加工材料为1Cr18Ni9Ti，外径为Φ72，内径为Φ68.6(+0.02/0)，工件宽度为8，外径与壁厚之比为72/1.7＝42.35，同轴度为0.05的环形薄壁件为例，说明如何加工和使用本实用新型所述的环形薄壁件加工专用工装。

首先车去芯轴2的毛坯外表皮，然后上三爪1夹紧定位。根据环形薄壁件的内径尺寸及公差将芯轴的外径尺寸缩小0.01～0.015，让工件在芯轴上有一个基本的中心定位。

制作外盖板3应注意，在外盖板3一端面车深2mm，在圆周上留一宽度约为1mm的圆环带，并在外盖板的中心处打一通孔，孔径大小使得锁紧螺钉可以自然通过。

环形薄壁件加工专用工装定位时，如图1所示。以外盖板3上的圆环带部分“顶住”环形薄壁件的上端圆，并用螺钉锁紧，使得工件在加工过程中处于中心位置，以此保证加工件的同轴度。最后用内六角螺钉锁紧，注意不要用力，只需稍稍扳紧即可，因为环形薄壁件在受压变形会使加工后的径向尺寸偏小。

参见图2，车内径用的环形薄壁件加工专用工装的内径略比环形薄壁件外圆大0.01～0.015。同时注意：环形薄壁件加工专用工装的内径面略低于环形薄壁件的内径面，刀具在加工精车时既能充分地车削表面，又不会“刮擦”到工装表面。

以环形薄壁件加工专用工装的内径套环形薄壁件的外径尺寸定位，加工内径。环形薄壁件的具体装夹如图2所示。

在制作车内径用的环形薄壁件加工专用工装时应注意：芯轴套上(与锁紧盖板接合部分)需有螺纹，使得锁紧盖板通过螺纹旋紧将工件紧贴在芯轴套的内径壁以此来定位加工。应注意：不能将锁紧盖板外盖板旋得太紧以免环形薄壁件受力变形。

环形薄壁件在受压变形会使加工后的径向尺寸发生变化。原因是加工环形薄壁件时，环形薄壁件两端面一旦受较大力，将在径向上因受挤压的“张力”而产生“胀大”。这样，环形薄壁件径向面向四周不规则地“鼓”起来，在此情况下车削，尽管加工时已到尺寸，一旦外力撤销，在材料自身的回复力的作用下，工件的外径沿径向向内收缩，使外径尺寸变小。

另外，三爪1的装夹口是由车刀镗出，芯轴2是通过三爪1装夹，前后只有一次装夹定位，车加工至尺寸。这样，工件通过芯轴定位，三爪1本身的中心定位基准较好(一刀镗出)，因此在装夹后，环形薄壁件旋转时的“抖动”的振幅也很小，既保证工件内外径的同轴度，又保证车削表面粗糙度。如果环形薄壁件一旦出现偏心，车削时会产生有些切削区域吃刀量大，有些吃刀量小，在这样情况下，在同一面上产生的加工热也不一样，容易“拉毛”，“碰伤”加工面，影响表面粗糙度。

对车外径的环形薄壁件加工专用工装，外盖板3和芯轴2的凸圆面的外圆应略比工件的外圆略低一些。一般取小于环形薄壁件5外径尺寸0.80～1.00为宜(即：外盖板和芯轴的外径为Φ71.00～Φ71.20)。对车内径的环形薄壁件加工专用工装，芯轴套7与锁紧盖板8的内径壁应略高于环形薄壁件5的内径壁。一般取大于环形薄壁件5外径尺寸0.80～1.00为宜，(即：芯轴套与锁紧盖板的内径为Φ67.60～Φ67.80)。这样，刀具在精车加工时既能充分地车削表面，又不会“碰伤”工装表面。

通过以上定制环形薄壁件加工专用工装，能有效地保证环形薄壁零件加工的精度，提高工件加工合格率，并达到设计尺寸要求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1、一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘；所述三爪卡盘包括盘体、卡爪，所述卡爪安装在所述盘体上；其特征在于，还包括：

芯轴，所述芯轴由所述卡爪夹持；所述芯轴外侧壁呈台阶状，供放置所要加工的环形薄壁件；外盖板，所述外盖板压紧所要加工的环形薄壁件的上端面，并固定在所述芯轴上。

2、根据权利要求1所述的一种环形薄壁件加工专用工装，其特征在于：所述外盖板下端面上有一条圆环带，所述圆环带压紧所要加工的环形薄壁件的上端面。

3、根据权利要求1所述的一种环形薄壁件加工专用工装，其特征在于：所述外盖板中心处开有与锁紧螺钉大小相同的通孔，所述芯轴的上端面的中心开有螺纹孔，锁紧螺钉穿过所述通孔旋进所述螺纹孔将所述外盖板固定在所述芯轴上。

4、一种环形薄壁件加工专用工装，包括三爪卡盘；所述三爪卡盘包括盘体、卡爪，所述卡爪安装在所述盘体上；其特征在于，还包括：

5、根据权利要求4所述的一种环形薄壁件加工专用工装，其特征在于：所述芯轴套的外侧壁呈台阶状，所述锁紧盖板下端面呈与之相适应的台阶状，所述芯轴套和所述锁紧盖板之间通过螺纹连接。