CN210435394U - 一种带有加工卡具的柔性回转体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有加工卡具的柔性回转体，加工卡具由卡具主体以及连接紧固件组成，必要时可通过增加卡具辅助件装置，提高卡具通用性，卡具主体设有用于套在原车床卡盘卡爪的通孔，并用紧固螺栓及防松螺母将其固定，设置卡具主体内径略小于工件外径，当四个卡具主体共同将柔性回转体可靠夹持时，同时起到将工件矫形和增加工件刚度的目的，以此保证柔性回转体工件内表面机加工过程的精度以及可靠性，提高产品质量和生产效率。

Description

一种带有加工卡具的柔性回转体

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是涉及用于大直径（DN≥500mm）柔性回转体机加工卡具问题，具体说是一种带有加工卡具的柔性回转体。

背景技术

车床加工是机械加工的重要装备。根据主轴的位置方向分为立式车床与普通车床（卧式车床）。对于立式车床，由于其工作台处于水平位置，适用于加工直径大而长度短的重型零件。加工时，通常是应用车床卡盘卡爪将工件夹持固定，卡盘卡爪为方形结构，夹持圆形回转件时工件与卡爪呈线接触。

在实际生产加工过程中，根据工艺要求，需要对一些大直径柔性回转件内外表面用立式车床进行车加工。薄壁卷制短节经焊接后变形较严重，工件本身刚性差，当利用车床原有卡盘卡爪夹持工件时，与工件为线接触。夹持力稍大时工件将会在夹持点位置发生变形；夹持力不够则无法将工件固定。此时，有必要在原卡盘卡爪上增加辅助卡具，通过增加与柔性回转体工件的接触面积，将柔性回转体工件进行矫形并且同时增加工件自身刚度，才能保证加工精度，生产出合格零件。

现有技术主要体现在专利1（ZL201510664982.9）、专利2（ZL201821500953.4）、专利3（ZL201721185993.X）。其中专利1虽增加了夹持点数量，但圆形工件与卡具依然是线接触，且工装本身刚度小，夹持力稍大时，卡具本身易发生变形，对于大直径柔性回转体并不适用。专利2与工件虽为面接触，但结构以及使用过程较为复杂，实际生产制造成本较高，实用性不强。专利3仅能对工件一端进行固定，且其内部支撑结构形式较浪费材料，对于小直径较短工件尚可，并不适于大直径较长工件的加工，通用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有立车卡盘不易加工出合格的柔性回转体零件难题，保证柔性回转体工件内表面车加工过程的精度以及可靠性，提高产品质量和生产效率。必要时可通过增加卡具辅助件，提高卡具通用性。

本实用新型提供了一种带有加工卡具的柔性回转体，包括柔性回转体和卡盘卡爪，其技术要点是：柔性回转体工件上的加工卡具由刚性卡具主体以及连接紧固件组成，连接紧固件包括有紧固螺栓及防松螺母，卡具主体设有方形通孔用于套在卡盘卡爪上，并用紧固螺栓及防松螺母将其固定，在卡具主体上还设有圆弧形操作面，操作面直径略小于工件外径，且控制卡具主体操作面圆弧周长总和与工件外径周长之差不大于5mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：卡具主体本身刚度大，且与工件接触为面接触。通过添加辅助件装置，更能有效提高卡具与工件的接触面积，对于柔性回转体加工特别是大直径较长的柔性回转体加工方面效果更为突出，通用性好。此外，本装置在增加柔性回转体工件刚度的同时还能对工件起到有效矫形的目的，用于制造卡具主体的材料可利用生产制造过程中的边角余料进行加工制造，大大降低生产成本。

通过以上的说明可以看出，与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、操作方便、制造成本低、提高加工精度及可靠性、通用性好等特点。

附图说明

图1是卡具主体结构图；

图2是图1中A-A方向剖视图；

图3是本实用新型整体结构示意图；

附图标记如下： 1、卡具主体 2、紧固螺栓 3、防松螺母 4、卡具辅助件 5、紧固螺钉 6、卡盘卡爪 7、柔性回转体 8、垫块 9、刀架。

具体实施方式

如图1-3所示，提供了一种带有加工卡具的柔性回转体，包括柔性回转体7和卡盘卡爪6，其中：柔性回转体上的加工卡具由刚性卡具主体1以及连接紧固件组成，连接紧固件包括有紧固螺栓2及防松螺母3，卡具主体设有方形通孔用于套在卡盘卡爪上，并用紧固螺栓及防松螺母将其固定，在卡具主体上还设有圆弧形操作面，操作面直径略小于工件外径，约为工件外径的99.8%~99.9%，且控制卡具主体操作面圆弧周长总和与工件外径周长之差不大于5mm。

进一步地，该加工卡具包括有卡具辅助件4，卡具主体与卡具辅助件用紧固螺钉连接固定。

进一步地，四个卡具主体同时使用，每个夹具操作面弧长略小于工件外径周长的1/4,工作时四个夹具恰好将工件夹持包围。

进一步地，卡具辅助件为弓形板条式辅助件。

进一步地，卡具辅助件为半环形或凸台形用于起到增大卡具圆弧面与工件有效接触面积的辅助件形式。

本实用新型的一种带有加工卡具的柔性回转体，其主要制造难点在于卡具主体内径圆弧面的精度控制。首先根据加工工件的外径尺寸确定卡具主体圆弧直径，为增大卡具主体与柔性回转体工件有效接触面积，卡具主体上圆弧直径约为工件直径的99.8%~99.9%，且控制卡具主体圆弧总长与工件外径周长之差不大于5mm。此外，为减少夹持时对工件表面划伤，应控制圆弧面表面的粗糙度要求，并且卡具主体边缘靠近工件侧棱角部位均应圆滑过渡处理。

实施例一：

加工卡具包括：卡具主体1、紧固螺栓2、锁紧螺母3。操作步骤为：

步骤01：初调：根据柔性回转体7的外径，初步调整单体卡盘卡爪6位置；根据柔性回转体7的高度，选用合适的垫块8。

步骤02：安装辅助卡具：将卡具主体1套在车床单体卡盘卡爪6上，调整卡具主体1位置，使其水平。用紧固螺栓2将卡具主体1固定在单体卡盘卡爪6上，拧紧防松螺母3起到防松作用。

步骤03：工件矫形：操作每个单动卡盘6位置，将柔性回转体工件7可靠夹持并对其进行矫形，确定柔性回转体工件7圆心。

步骤04：找正：用划针针尖靠近柔性回转体工件7外圆，旋转车床卡盘座，观察划针指示。通过多次同时微调对角线方向两个单体卡盘卡爪6位置，将柔性回转体工件7进行找正。

步骤05：车加工：柔性回转体工件7找正后，移动立式车床车刀架9于适当位置，对柔性回转体工件7进行车加工。

实施例二：

本实施例中，根据实际生产要求需加工长度较长的柔性回转体工件7时，可在上述实施例1中第2步骤安装卡具之前，将卡具主体1与卡具辅助件4用紧固螺钉5连接固定。其余操作步骤与实施例1 相同。

对于一些较长的柔性回转体工件，可通过螺栓等连接形式在卡具主体增加板条式辅助件，来增大卡具与工件的接触面积，从而提高卡具通用性。卡具主体设有通孔用于套在原有卡盘卡爪上，并用紧固螺栓及防松螺母将其固定。卡具主体内直径略小于工件外径，当四个卡具主体共同将柔性回转体夹紧时，同时起到将柔性回转体工件矫形和增加工件自身刚度的目的，以此保证柔性回转体工件内表面车加工过程的精度和可靠性，提高产品质量和生产效率。

卡具主体采用较大刚度的梯形工件进行制造，在卡具主体上设有圆弧形操作面。操作面直径略小于工件外径，约为工件外径的99.8%~99.9%，且控制卡具主体操作面圆弧周长总和与工件外径周长之差不大于5mm。卡具主体形状除所示外，其他形式如圆弧形、方形、三角形等亦应在保护之列。

卡具主体与卡盘卡爪通过紧固螺栓以及防松螺母进行紧固连接，除图示螺栓连接形式外，其他连接形式如铆接、焊接等可靠连接工艺方法，亦应在保护之列。

四个卡具主体同时使用，每个夹具操作面弧长略小于工件外径周长的1/4,工作时4个夹具恰好将工件夹持包围。除四爪卡盘使用外，应用于其他形式单体卡盘的同种卡具，亦应在保护之列。

必要时，可以通过增加卡具辅助件来增加卡具操作面的有效面积，特别是在加工较长的柔性回转体时使用，可极大提高卡具通用性。除弓形板条式辅助件外，其他形式辅助件如半环形、凸台形等用于起到增大卡具圆弧面与工件有效接触面积的辅助件形式，亦应在保护之列。

支撑形式是采用卡具主体凹形表面，从工件外侧将柔性回转体工件进行夹持支撑，用于加工工件内侧表面的；反之，利用卡具主体凸形表面从工件内侧将柔性回转体进行可靠支撑，用于加工工件外侧的支持形式，亦应在保护之列。

Claims (5)

1.一种带有加工卡具的柔性回转体，包括柔性回转体和卡盘卡爪，其特征在于：柔性回转体上的加工卡具由刚性卡具主体以及连接紧固件组成，连接紧固件包括有紧固螺栓及防松螺母，卡具主体设有方形通孔用于套在卡盘卡爪上，并用紧固螺栓及防松螺母将其固定，在卡具主体上还设有圆弧形操作面，操作面直径略小于工件外径，且控制卡具主体操作面圆弧周长总和与工件外径周长之差不大于5mm。

2.根据权利要求1所述的一种带有加工卡具的柔性回转体，其特征在于：该加工卡具包括有卡具辅助件，卡具主体与卡具辅助件用紧固螺钉连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种带有加工卡具的柔性回转体，其特征在于：四个卡具主体同时使用，每个夹具操作面弧长略小于工件外径周长的1/4,工作时四个夹具恰好将工件夹持包围。

4.根据权利要求2所述的一种带有加工卡具的柔性回转体，其特征在于：卡具辅助件为弓形板条式辅助件。

5.根据权利要求4所述的一种带有加工卡具的柔性回转体，其特征在于：卡具辅助件为半环形或凸台形用于起到增大卡具圆弧面与工件有效接触面积的辅助件形式。

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