CN110961961A - 一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装，包括在加工时配合使用的芯轴压盖机构和芯轴压板机构；芯轴压盖机构包括台阶芯轴和配合芯轴的压盖和垫片，台阶芯轴用于和薄壁变壁厚零件装配使用，台阶芯轴的旋转中心线与薄壁变壁厚零件的内孔中心线重合，压盖安装在台阶芯轴的台阶处，用于固定薄壁变壁厚零件的法兰外圆。解决了现有技术在加工薄壁变壁厚零件的过程中存在的稳定性差、强度弱、易变形等问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域，具体是一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装。
背景技术
随着社会的发展进步，薄壁零件因其重量轻、节约材料、结构紧凑、易发生所需变形形式等优点而广泛应用于各工业领域。其中，谐波减速器中的柔轮是薄壁零件中的典型代表，比如25型机器人谐波减速器中的柔轮，其壁厚最薄处为0.18mm，筒长为30mm，其长度与壁厚的比值约为167，此零件在使用过程中需要容易变形，但加工过程中应尽可能的避免其变形，这就对其加工过程提出了新的难度，传统的三夹卡盘夹外圆和撑内孔的方法已不能满足要求，随着对谐波减速器原理的进一步研究，发现柔轮结构更复杂，其壁厚并非均匀尺寸，而是渐变尺寸，更增加了柔轮的加工难度，需要设计专用的工装来克服该类零件在加工过程中稳定性差、强度弱、易变形等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供薄壁变壁厚零件的加工定位工装，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装，包括在加工时配合使用的芯轴压盖机构和芯轴压板机构。
作为本发明进一步的方案：芯轴压盖机构包括台阶芯轴和配合芯轴的压盖和垫片，台阶芯轴用于和薄壁变壁厚零件装配使用，台阶芯轴的旋转中心线与薄壁变壁厚零件的内孔中心线重合，压盖安装在台阶芯轴的台阶处，用于固定薄壁变壁厚零件的法兰外圆。
作为本发明进一步的方案：垫片的边缘压住薄壁变壁厚零件桶口边缘，垫片上的通孔与台阶芯轴上的螺纹孔对应，且其中心线与台阶芯轴中心线、薄壁变壁厚零件的中心线重合，利用螺钉穿过垫片上的通孔后伸入台阶芯轴上的螺纹孔中，从而将垫片、薄壁变壁厚零件和台阶芯轴三者固定在一起。
作为本发明再进一步的方案：压盖的截面为L型，L型的长臂对应的部分为固定部，L型的短臂对应的部分为压紧部，压紧部压住薄壁变壁厚零件的法兰外圆处的工艺台阶，固定部的内表面设置有内螺纹，在台阶芯轴的粗部对应位置的外表面上有外螺纹，内螺纹和外螺纹配合。
作为本发明再进一步的方案：垫片的尺寸A1和薄壁变壁厚零件中x薄壁处的最小直径尺寸A2相等。
作为本发明再进一步的方案：台阶芯轴上的圆角R2和薄壁变壁厚零件的圆角R1相同。
作为本发明再进一步的方案：芯轴压板机构包括台阶芯轴和配合芯轴的压板。
作为本发明再进一步的方案：压板包括固定端和压紧端，固定端压住薄壁变壁厚零件桶口边缘，压紧端压住薄壁变壁厚零件的已车削法兰部位。
作为本发明再进一步的方案：台阶芯轴上开有端面槽，薄壁变壁厚零件的工艺台阶小外圆尺寸E2的大小在端面槽的尺寸E1～E3之间。
作为本发明再进一步的方案：固定端通过螺钉与薄壁变壁厚零件以及台阶芯轴固定在一起，同时压紧端的末端正好顶住已车削法兰部位。
本发明的有益效果在于，在传统的单纯的芯轴工装的基础上，增加了压盖工装和压板工装，避免了此类工装在加工薄壁零件时出现的翘边现象，增加了薄壁零件的加工稳定性，同时增加了薄壁加工的范围，传统工装可加工的薄壁最小尺寸大约为0.25mm，该发明提供的技术方案能加工的薄壁最小尺寸大约为0.1mm。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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的附图。
图1为本发明中的芯轴压盖机构的示意图，
图2为本发明中的芯轴压板机构的示意图。
图中：1.薄壁变壁厚零件，2.台阶芯轴，3.压盖，4.垫片，5.螺钉，6.压板，7.内螺纹，8.外螺纹，9.工艺台阶，10.端面槽，21.螺纹孔，22.粗部，31.固定部，32.压紧部，61.固定端，62.压紧端。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，实施例中这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本申请的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本申请的范围和精神。另外，为了清除和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
请参阅图1，本发明实施例中，一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装，包括在加工时配合使用的芯轴压盖机构和芯轴压板机构；
所述的芯轴压盖机构包括台阶芯轴2和配合芯轴的压盖3和垫片4，所述的台阶芯轴2和薄壁变壁厚零件1装配使用，所述的台阶芯轴2的旋转中心线与薄壁变壁厚零件1的内孔中心线重合，所述的垫片4的边缘压住薄壁变壁厚零件1桶口边缘，所述的垫片4上的通孔与台阶芯轴上的螺纹孔对应，且其中心线与台阶芯轴中心线、薄壁变壁厚零件1的中心线重合。利用螺钉5穿过垫片上的通孔后伸入台阶芯轴上的螺纹孔21中，从而将垫片4、薄壁变壁厚零件1和台阶芯轴2三者固定在一起。
所述台阶芯轴2上的圆角R2和薄壁变壁厚零件1的圆角R1相同，保证薄壁变壁厚零件1与台阶芯轴2尽可能贴实，增加稳定性。
所述垫片4的尺寸A1和薄壁变壁厚零件1中x薄壁处的最小直径尺寸A2相等。
所述芯轴压盖机构中，台阶芯轴2伸入薄壁变壁厚零件1内孔部分的长度B1应尽可能长，但不能大于薄壁变壁厚零件1x薄壁处的总长度B2。
所述薄壁变壁厚零件1，如图1所示，x处的尺寸最小约为0.1mm，B2/x约为150～250，y处的尺寸最小约为0.15mm，C1/y约为50～80，如图2所示薄壁变壁厚零件1的两侧壁厚的变化幅度D1约为0.2°～1°，D2约为0.6～1.3°。
所述的压盖3安装在所述的台阶芯轴2的台阶处，用于固定薄壁变壁厚零件1的法兰外圆。
所述的压盖3的截面为L型，L型的长臂对应的部分为固定部31，L型的短臂对应的部分为压紧部32，所述的压紧部32压住薄壁变壁厚零件1的法兰外圆处的工艺台阶9，所述的固定部的内表面设置有内螺纹7，在所述台阶芯轴的粗部22对应位置的外表面上有外螺纹8，所述的内螺纹7和外螺纹8配合。
在使用了所述芯轴压盖机构的状态下，保证在零件的车削过程中，薄壁变壁厚零件1不会翘边，车削过程中刀具走的轨迹如图1中所示的从A→B→C→E。
如图2所示，所述芯轴压板机构包括台阶芯轴2和与之配合的压板6，所述的压板6包括固定端61和压紧端62，所述固定端61压住薄壁变壁厚零件1桶口边缘，所述压紧端62压住薄壁变壁厚零件1的已车削法兰部位，且所述压板6不能压住薄壁变壁厚零件1的薄壁部分。
所述台阶芯轴上开有端面槽10，薄壁变壁厚零件1的工艺台阶小外圆尺寸E2的大小在端面槽10的尺寸E1～E3之间，保证在芯轴压板机构中车削工艺台阶9时不会损伤台阶芯轴2的端面，使所述台阶芯轴2可以重复使用。
所述固定端61通过螺钉5与薄壁变壁厚零件1以及台阶芯轴2固定在一起，同时压紧端62的末端正好顶住已车削法兰部位，在这样的固定状态下，将工艺台阶9车削掉。车削过程刀具走的轨迹为附图2中所示的从C→D。
本发明的工作原理是：将需要加工的薄壁变壁厚零件1和芯轴压盖机构配合使用，完成薄壁变壁厚零件整体的车削，使其厚度以及厚度变化的状态满足零件的要求，然后再将芯轴压盖机构中的压盖和垫片拆下，换成芯轴压板机构中的压板结构，并进行固定，在这种状态下，将上一步加工后的法兰外圆处留有的工艺台阶通过车削处理去掉，从而完成整个薄壁变壁厚零件1的加工。本发明利用芯轴压盖机构和芯轴压板机构配合使用，保证在车削过程中薄壁变壁厚零件1是一次装夹成活。
本发明提供的技术方案在传统的单纯的芯轴工装的基础上，增加了压盖工装和压板工装，避免了此类工装在加工薄壁零件时出现的翘边现象，也增加了薄壁加工的范围，传统工装可加工的薄壁最小尺寸大约为0.25mm，本发明提供的技术方案能加工的薄壁最小尺寸大约为0.1mm。本发明增加了薄壁零件的加工稳定性，使薄壁零件的大批量生产中有着很好的工艺性。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，包括在加工时配合使用的芯轴压盖机构和芯轴压板机构。
2.根据权利要求1所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述的芯轴压盖机构包括台阶芯轴(2)和配合芯轴的压盖(3)和垫片(4)，所述的台阶芯轴(2)用于和薄壁变壁厚零件(1)装配使用，所述的台阶芯轴(2)的旋转中心线与薄壁变壁厚零件(1)的内孔中心线重合，所述的压盖(3)和所述的台阶芯轴(2)通过螺纹连接，用于固定薄壁变壁厚零件(1)的法兰外圆。
3.根据权利要求2所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述的垫片(4)的边缘压住薄壁变壁厚零件(1)桶口边缘，所述的垫片(4)上的通孔与台阶芯轴(2)上的螺纹孔对应，且其中心线与台阶芯轴中心线、薄壁变壁厚零件(1)的中心线重合，利用螺钉(5)穿过垫片上的通孔后伸入台阶芯轴螺纹孔(21)中，从而将垫片(4)、薄壁变壁厚零件(1)和台阶芯轴(2)三者固定在一起。
4.根据权利要求2所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述的压盖(3)的截面为L型，L型的长臂对应的部分为固定部(31)，L型的短臂对应的部分为压紧部(32)，所述的压紧部(32)压住薄壁变壁厚零件(1)的法兰外圆处的工艺台阶(9)，所述的固定部的内表面设置有内螺纹(7)，在所述台阶芯轴的粗部(22)对应位置的外表面上有外螺纹(8)，所述的内螺纹(7)和外螺纹(8)配合。
5.根据权利要求2所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述垫片(4)的尺寸A1和薄壁变壁厚零件(1)中x薄壁处的最小直径尺寸A2相等。
6.据权利要求2所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述台阶芯轴(2)上的圆角R2和薄壁变壁厚零件(1)的圆角R1相同。
7.根据权利要求1所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述的芯轴压板机构包括台阶芯轴(2)和配合芯轴的压板(6)。
8.根据权利要求7所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述的压板(6)包括固定端(61)和压紧端(62)，所述固定端(61)压住薄壁变壁厚零件(1)桶口边缘，所述压紧端(62)压住薄壁变壁厚零件(1)的已车削法兰部位。
9.根据权利要求7所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述台阶芯轴上开有端面槽(10)，薄壁变壁厚零件(1)的工艺台阶小外圆尺寸E2的大小在端面槽(10)的尺寸E1～E3之间。
10.根据权利要求7所述的薄壁变壁厚零件的加工定位工装，其特征在于，所述固定端(61)通过螺钉(5)与薄壁变壁厚零件(1)以及台阶芯轴(2)固定在一起，同时压紧端(62)的末端正好顶住已车削法兰部位。
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