CN203509093U - 薄壁件加工夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了薄壁件机械加工夹具技术领域中的一种薄壁件加工夹具，包括芯轴、螺母I、三个以上的定位螺钉及弹性涨套I，所述弹性涨套I及螺母I依次套装在芯轴上，所述弹性涨套I为管状圆柱体，端部为直径外大内小的锥孔，圆柱体中部沿轴线方向均布设有3个以上的长形孔，长形孔与锥孔端面间设有轴向开口通槽，所述锥孔与芯轴右端的圆锥面配合。通过弹性涨套与芯轴的配合，用定位螺钉将弹性涨套进行轴向定位，再利用螺母进行紧固，利用弹性涨套的自定心特点，将待加工薄壁件进行固定，解决了薄壁件在焊接、精车、精磨等机加工过程中易变形的问题，既保证了产品质量又能提高生产效率，能有效地控制和减小产品变形量的特点。

Description

薄壁件加工夹具

技术领域

本实用新型涉及薄壁件机械加工夹具技术领域。 

背景技术

筒类零件是机械中常用的一种零件，主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面，零件壁厚较薄。但薄壁件的加工是比较棘手的，原因是薄壁件刚性差、强度弱，薄壁筒类零件在精加工时，若以成形外圆定位加工内孔，由于零件壁厚薄、刚性差，就会产生加工变形的问题，而变形量的多少一直得不到有效的控制，零件精度不易保证。在实际生产过程中，存在不易装夹、易振刀、尺寸不稳定等现象，加工困难，故障率高。 

影响薄壁件加工精度的因素有很多，但归纳起来主要有三个方面：（1）受力变形，因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度；（2）受热变形，因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难以控制；（3）振动变形，在切削力（特别是径向切削力）的作用下，很容易产生振动从而使工件变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。这些变形的产生通常都不规则，无法受控且每一工件加工时产生的变形均不一定相同，因而极大地影响了薄壁件的加工精度。 

若在普通磨床上进行磨削，要经过内磨、平磨和外磨等3道工序，而且由于零件结构单薄和装夹不便，及零件容易变型等因素，难以达到精度、粗糙度、技术条件等要求。目前常用的是精加工方法，通过高精度数控车床、镗床、磨床配合专用夹具才能满足技术要求。夹具设计往往是一夹一架, 即加工内孔时用四爪装夹、中心架支承的装夹方式，对设备、夹具的要求都很高，生产效率也亟待提高。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、定位精度高的薄壁件加工夹具，能有效地控制和减小产品的变形量的薄壁件加工夹具，既保证了产品质量又能提高生产效率。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是： 

一种薄壁件加工夹具，包括芯轴、螺母I、三个以上的定位螺钉及弹性涨套I，所述弹性涨套I及螺母I依次套装在芯轴上，所述螺母I与芯轴螺纹配合，所述弹性涨套I为管状圆柱体，端部为直径外大内小的锥孔，圆柱体中部沿轴线方向均布设有3个以上的长形孔，长形孔与锥孔端面间设有轴向开口通槽，所述锥孔与芯轴右端的圆锥面配合，所述螺母I一端设有台圆，台圆上径向均布三个以上的凹孔。

优选的，所述芯轴与弹性涨套I间设有键，所述芯轴上、弹性涨套I左端通孔内均设有对应的键槽，在弹性涨套I与螺母I间还设有三个以上的定位螺钉，在弹性涨套I左端设有与螺母I台圆相配合的盲孔，在弹性涨套I的盲孔壁上设有与螺母I上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉穿过弹性涨套I上的螺纹孔设置在螺母I的凹孔中。 

优选的，还包括锥套I，所述锥套I为一端设有直径里大外小的外锥面的管状体，所述锥套I及螺母I间还设有三个以上的定位螺钉，所述锥套I大端设有与螺母I台圆相配合的盲孔，在锥套I盲孔壁上设有与螺母I上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉穿过锥套I上的螺纹孔设置在螺母I的凹孔中，所述弹性涨套I为两端设有锥孔的管状圆柱体，所述长形孔交错与两端面间设有轴向开口通槽，所述弹性涨套I的两端锥孔分别与芯轴右端的圆锥面、锥套I的外锥面配合。 

优选的，所述芯轴右端设有尼龙垫圈I，所述尼龙垫圈I与芯轴间为螺栓固定连接，所述芯轴左端为具有莫氏锥度的锥体。 

优选的，所述芯轴两端为直轴，两端对称设有中心孔。 

优选的，所述芯轴左端设有中心孔，右端设有两个直径递减的第一台圆和第二台圆，第二台圆处固定焊接管状过渡轴，所述过渡轴固定焊接在加长芯轴上，所述加长芯轴另一端设有与芯轴相同的中心孔，所述芯轴、过渡轴和加长芯轴上依次设有螺母I、锥套I、弹性涨套I、尼龙垫圈Ⅱ、锥套Ⅱ、弹性涨套Ⅱ、过渡套和螺母Ⅱ，所述弹性涨套Ⅱ左端为直孔，右端为直径外大内小的锥孔，所述过渡套为两端设有直径里大外小的外锥面的管状体，锥套Ⅱ、弹性涨套Ⅱ、过渡套均为一个以上，螺母Ⅱ与加长芯轴螺纹配合。 

优选的，所述芯轴和加长芯轴均设有通孔。 

优选的，所述弹性涨套I和弹性涨套Ⅱ中间部位均设有直径大于通孔的内腔。 

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过弹性涨套与芯轴的配合，用定位螺钉将弹性涨套进行轴向定位，再利用螺母进行紧固，利用弹性涨套的自定心特点，将待加工薄壁件进行固定，不借助于外力去夹持待加工薄壁件，减少了外部夹持力对薄壁件的变形量，解决了薄壁件在焊接、精车、精磨等机加工过程中易变形的问题，保证了壁厚差要求（不大于0.25mm），可使筒状部件的外圆同轴度由0.1mm提高到0.05mm。本实用新型具有结构简单、加工和使用方便的特点，工件装入顺利且定位精度更高，既保证了产品质量又能提高生产效率，能有效地控制和减小产品变形量的特点。 

附图说明

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；

图3是实施例3的结构示意图；

图4是图1中弹性涨套I的结构示意图；

图5是图2、图3中弹性涨套I的结构示意图；

图中：01-薄壁件，1-芯轴，2-螺母I ，3-定位螺钉，41-键，42-锥套I ，5-弹性涨套I，6-尼龙垫圈I，7-螺钉，8-第一台圆，9-第二台圆，10-过渡轴，11-加长芯轴，12-螺母Ⅱ，13-锥套Ⅱ，14-弹性涨套Ⅱ，15-过渡套，16-尼龙垫圈Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。 

实施例1，如图1、图4所示的一种薄壁件加工夹具，包括芯轴1、螺母I2及弹性涨套I5，所述弹性涨套I5及螺母I2依次套装在芯轴1上，所述螺母I2与芯轴1螺纹配合，所述弹性涨套I5为管状圆柱体，端部为直径外大内小的锥孔，圆柱体中部沿轴线方向均布设有3个以上的长形孔，长形孔与锥孔端面间设有轴向开口通槽，所述锥孔分别与芯轴1右端的圆锥面配合，为了使弹性涨套I5在芯轴1上定位牢固，防止弹性涨套I5在芯轴1上旋转，所述芯轴1与弹性涨套I5间设有键41，所述芯轴1上、弹性涨套I5左端的通孔内均设有对应的键槽，所述螺母I2一端设有台圆，台圆上径向均布三个以上的凹孔，在弹性涨套I5与螺母I2间还设有三个以上的定位螺钉3，在弹性涨套I5左端设有与螺母I2台圆相配合的盲孔，在弹性涨套I5的盲孔壁上设有与螺母I2上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉3穿过弹性涨套I5上的螺纹孔设置在螺母I2的凹孔中，定位螺钉3对弹性涨套I5起到轴向限位的作用，可防止其旋转，从而提高带加工件的定位精度，所述芯轴1左端为具有莫氏锥度的锥体，所述芯轴1两端也可以为直轴，并在两端对称设有中心孔。将薄壁件01套在弹性涨套I5上进行加工，此种夹具适合加工壁厚大于2mm的较厚的薄壁件。 

实施例2，如图2、图5所示的一种薄壁件加工夹具，所述弹性涨套I5与螺母I2间设有锥套I42，所述锥套I42为一端设有直径里大外小的外锥面的管状体，所述锥套I42及螺母I2间还设有三个以上的定位螺钉3，所述锥套I42大端设有与螺母I2台圆相配合的盲孔，在锥套I42盲孔壁上设有与螺母I2上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉3穿过锥套I42上的螺纹孔设置在螺母I2的凹孔中，定位螺钉3对锥套I42起固定作用，防止其在芯轴1上旋转，所述弹性涨套I5为两端设有锥孔的管状圆柱体，所述长形孔交错与两端面间设有轴向开口通槽，所述弹性涨套I5的两端锥孔分别与芯轴1右端的圆锥面、锥套I42的外圆锥面配合，所述芯轴1右端设有尼龙垫圈I6，所述尼龙垫圈I6与芯轴1间通过螺钉7固定连接，螺钉7同样对弹性涨套I5起到紧固作用，所述芯轴1左端为具有莫氏锥度的锥体，所述芯轴1两端也可以为直轴，并在两端对称设有中心孔。将薄壁件01套在弹性涨套I5上进行加工，此种夹具适合加工壁厚较薄的薄壁件。 

实施例3，如图3、图5所示的一种薄壁件加工夹具，所述芯轴1左端设有中心孔，右端设有两个直径递减的第一台圆8和第二台圆9，第二台圆9处固定焊接管状过渡轴10，所述过渡轴10固定焊接在加长芯轴11上，所述加长芯轴11另一端设有与芯轴1相同的中心孔，所述芯轴1、过渡轴10和加长芯轴11上依次设有螺母I2、锥套I42、弹性涨套I5、尼龙垫圈Ⅱ12、锥套Ⅱ13、弹性涨套Ⅱ14、过渡套15和螺母Ⅱ16，所述弹性涨套Ⅱ14左端为直孔，右端为直径外大内小的锥孔，所述过渡套15为两端设有直径里大外小的外锥面的管状体，锥套Ⅱ13、弹性涨套Ⅱ14、过渡套15均为一个以上，螺母Ⅱ16与加长芯轴11螺纹配合，为了减轻重量便于装卸，所述芯轴1和加长芯轴11均设有通孔。将薄壁件01套在此种薄壁件加工夹具上进行加工，此种夹具适合加工壁厚小于2mm且长度较大的薄壁件。 

为了操作方便，对弹性涨套也进行减重处理，所述弹性涨套I5和弹性涨套Ⅱ14中间部位均设有直径大于通孔的内腔。另外，针对壁厚较薄且长度较大的薄壁件设计夹具时，为了使锥套I42和弹性涨套I5在芯轴1固定更加牢固，可在芯轴1与锥套I42配合处设有定位销，相应地在锥套I42内孔加工出键槽，芯轴1上加工出销孔，同时在芯轴1与弹性涨套I5配合处也可加工出销孔，用定位销穿过弹性涨套I5上的长形孔***销孔中将弹性涨套I5固定。 

本实用新型的弹性涨套可以根据实际需要形成若干个尺寸系列，也可以根据待加工薄壁件的厚度、长度选择不同的弹性涨套夹具，当壁厚尺寸大于2mm时，可以采用两端较短的短薄壁件加工夹具来定位加工；而壁厚小于2mm时，为保证加工过程中的零件刚性问题，可采用加长的薄壁件加工夹具来定位加工。弹性涨套的外圆尺寸一般比待加工零件的内孔加工最小实体尺寸小；为保证定心精度，所有配合锥面角度要在30°以下，且要保证锥面接触面大于60%；对于精度要求高的薄壁件定位，还可利用定位螺钉防止锥套旋转，只沿轴向移动松开或涨紧。 

采用本实用新型在薄壁件的精加工过程中，可使壁厚差的定位精度显著提高（≤0.25mm），外圆同轴度由0.1mm提高到0.05mm；另外，在焊接过程中采用此种薄壁件加工夹具，焊接热量能够及时传导，减少了热量聚集，焊后工件尺寸变形相应减小；同时也提高了焊件定位稳定性，避免了焊道走偏等焊接缺陷，焊缝一次合格率有了很大提高，工作效率提高了约40%，满足了薄壁件的加工精度要求。本实用新型具有结构简单、加工和使用方便的特点，工件装入顺利且定位精度更高，能有效地控制和减小产品的变形量，既保证了产品质量又能提高生产效率。 

Claims (8)

1.一种薄壁件加工夹具，包括芯轴（1）、螺母I（2）及弹性涨套I（5），所述弹性涨套I（5）及螺母I（2）依次套装在芯轴（1）上，所述螺母I（2）与芯轴（1）螺纹配合，其特征在于：所述弹性涨套I（5）为管状圆柱体，圆柱体中部沿轴线方向均布设有3个以上的长形孔，长形孔与锥孔端面间设有轴向开口通槽，端部为直径外大内小的锥孔，所述锥孔分别与芯轴（1）右端的圆锥体锥面配合，所述螺母I（2）一端设有台圆，台圆上径向均布三个以上的凹孔。

2.根据权利要求1所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述芯轴（1）与弹性涨套I（5）间设有键（41），所述芯轴（1）上、弹性涨套I（5）左端通孔内均设有对应的键槽，在弹性涨套I（5）与螺母I（2）间还设有三个以上的定位螺钉（3），在弹性涨套I（5）左端设有与螺母I（2）台圆相配合的盲孔，在弹性涨套I（5）的盲孔壁上设有与螺母I（2）上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉（3）穿过弹性涨套I（5）上的螺纹孔设置在螺母I（2）的凹孔中。

3.根据权利要求1所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：还包括锥套I（42），所述锥套I（42）为一端设有直径里大外小的外锥面的管状体，所述锥套I（42）及螺母I（2）间还设有三个以上的定位螺钉（3），所述锥套I（42）大端设有与螺母I（2）台圆相配合的盲孔，在锥套I（42）盲孔壁上设有与螺母I（2）上凹孔对应的螺纹孔，所述定位螺钉（3）穿过锥套I（42）上的螺纹孔设置在螺母I（2）的凹孔中，所述弹性涨套I（5）为两端设有锥孔的管状圆柱体，所述长形孔交错与两端面间设有轴向开口通槽，所述弹性涨套I（5）的两端锥孔分别与芯轴（1）右端的圆锥状台圆、锥套I（42）的外锥面配合。

4.根据权利要求1或2所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述芯轴（1）右端设有尼龙垫圈I（6），所述尼龙垫圈I（6）与芯轴（1）间为螺栓固定连接，所述芯轴（1）左端为具有莫氏锥度的锥体。

5.根据权利要求1、2或3所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述芯轴（1）两端为直轴，两端对称设有中心孔。

6.根据权利要求5所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述芯轴（1）左端设有中心孔，右端设有两个直径递减的第一台圆（8）和第二台圆（9），第二台圆（9）处固定焊接管状过渡轴（10），所述过渡轴（10）固定焊接在加长芯轴（11）上，所述加长芯轴（11）另一端设有与芯轴（1）相同的中心孔，所述芯轴（1）、过渡轴（10）和加长芯轴（11）上依次设有螺母I（2）、锥套I（42）、弹性涨套I（5）、尼龙垫圈Ⅱ（16）、锥套Ⅱ（13）、弹性涨套Ⅱ（14）、过渡套（15）和螺母Ⅱ（12），所述弹性涨套Ⅱ（14）左端为直孔，右端为直径外大内小的锥孔，所述过渡套（15）为两端设有直径里大外小的外锥面的管状体，锥套Ⅱ（13）、弹性涨套Ⅱ（14）、过渡套（15）均为一个以上，螺母Ⅱ（12）与加长芯轴（11）螺纹配合。

7.根据权利要求6所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述芯轴（1）和加长芯轴（11）均设有通孔。

8.根据权利要求6所述的薄壁件加工夹具，其特征在于：所述弹性涨套I（5）和弹性涨套Ⅱ（14）中间部位均设有直径大于通孔的内腔。

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