CN214109643U - 一种斜端面内半球面精加工工装 - Google Patents
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Abstract
本专利公布了一种斜端面内半球面精加工工装，包括圆柱形的夹具体(1)和弹性定位块(2)，在夹具体(1)的前端面上设置有定位斜面(102)，在定位斜面(102)上设置有定位孔(101)和定位销(4)；弹性定位块(2)通过锥面压紧螺钉(3)固定在定位孔(101)上；待加工件(5)下端的圆柱型腔(502)的内圆周卡持在弹性圆柱体(202)的外圆周上，下端面贴合在定位斜面(102)上，拧紧锥面压紧螺钉(3)使弹性定位块(2)的弹性圆柱体(202)直径涨大后把待加工件(5)涨紧固定在弹性定位块(2)上；本专利的优点是：球面加工尺寸精度高；球面下部的圆柱型腔的轴线通过半球面的球心，且球心在斜端面上。
Description
技术领域
本专利涉及机械加工技术领域，特别是一种斜端面内半球面精加工工装。
背景技术
目前球面加工一般采用成型刀在铣床、加工中心、四轴机床等铣削设备上进行加工，加工精度低，表面粗糙度差，球面轮廓度难以保证，特别是对于一些异型零件上的球面加工甚至无法完成。球形泵是近年来新发明的机械结构，目前正处于产业化研发阶段，许多加工方法和加工工艺正在研发之中。
如图1所示，为球形泵上的缸体零件，缸体为圆柱结构，圆柱体的上端面为斜端面，上端面与圆柱体的垂直端面形成一个夹角α，在上端面上设置有半球面501，上端面通过半球面501的球心，圆柱体的下端面为垂直端面，即下端面与圆柱体的轴线垂直，在圆柱体的下端面中心设置有圆柱内腔502，圆柱内腔502的轴线通过半球面501的球心；在样机制作过程中，采用四轴加工中心或者其他铣削的方法，在加工过程遇到问题是：第一，半球面501的尺寸精度和表面粗糙度达不到图纸要求(图纸要求：尺寸精度±0.01毫米，球面轮廓度0.01毫米，粗糙度Ra0.8微米)；第二，不能保证半球面501的球心在端面上；第三，下端面圆柱内腔502的轴线不通过半球面501的球心；第四，产品的一致性差，加工效率低。经过多轮的加工试制，均不能克服上述问题。
对于球面加工，如果采用车床加工，可以提高尺寸精度和加工效率，可以降低表面粗糙度，但由于半球面501的端面为斜面，无法直接加工；采用一般的工装改变斜端面的角度，使斜端面与车床旋转中心垂直，但装夹不方便，装夹精度差，导致半球面501的球心不在端面上，下端面上圆柱内腔502的轴线不能通过半球形面501的球心，这样总不能获得满足图纸要求的零件，严重影响到球形泵的性能。
发明内容
本专利的目的就是设计一种斜端面内半球面精加工工装，在高精度车床上完成球面加工。
本专利的技术方案是：一种斜端面内半球面精加工工装，其特征是：包括圆柱形的夹具体和弹性定位块，在所述夹具体的前端面上设置有定位斜面，在定位斜面上设置有轴线垂直于定位斜面的定位孔和定位销；所述定位斜面与夹具体前垂直端面之间的夹角等于待加工件圆柱体垂直端面与斜端面之间的夹角；所述弹性定位块下端的定位圆柱***定位孔中，上端与定位圆柱同轴的弹性圆柱体突出于定位斜面，在弹性圆柱体端部设置有锥面沉孔，通过锥面压紧螺钉把弹性定位块固定在定位孔上；待加工件下端的圆柱型腔内圆周卡持在弹性定位块的弹性圆柱体外圆周上，下端面贴合在定位斜面上，定位销***待加工件下端面的销孔内。
在所述定位孔的底部中央设置有与定位孔同轴线的定位螺纹孔，所述锥面压紧螺钉的头部为锥面，锥面的形状与弹性定位块的锥面沉孔的锥面相适应，锥面压紧螺钉下端的外螺纹与定位螺纹孔的内螺纹相适配形成螺纹连接；在锥面压紧螺钉的头部端面上设置有内六方槽；
所述夹具体的前端面垂直面部分为对刀基准面；
待加工件下端面上的销孔选用零件上已有的销孔，夹具体的定位斜面上的定位销孔的位置与待加工件上的销孔位置相适配。
本专利的优点是：1)球面加工尺寸精度高，球面粗糙度低；特别是球面下部的圆柱型腔的轴线可以准确的通过半球面的球心，并且能保证该球心在斜端面上；2)装夹方便，产品的一致性好，可以实现大批量生产；3)加工成本低。
附图说明
图1：待加工零件结构示意图；
图2：弹性定位块结构示意图；
图3：待加工件在工装上安装示意图；
图4：夹具体结构示意图
图5：工装结构***图；
图中：1-夹具体；101-定位孔；102-定位斜面；103-定位销孔；104-定位螺纹孔；105-对刀基准面；2-弹性定位块；201-定位圆柱；202-弹性圆柱体；203-锥面沉孔；3-锥面压紧螺钉；4-定位销；5-待加工件；501-半球面；502-圆柱内腔；503-销孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。
如图1所示，待加工件5为球形泵的缸体零件，其结构为圆柱体，该圆柱体上端面为斜端面，下端面为垂直于圆柱直线的垂直端面；在上端面上设置有半球面501，斜端面把整球面一分为二，半球面501为整球面的二分之一，半球面501的球心在上端面上；下端面设置有与缸体圆柱同轴线的圆柱内腔502；作为球形泵转子主轴的旋转支撑，圆柱内腔502的轴线必须通过半球面的球心。在球形泵缸体的下端上设置有与主轴支架或者缸盖定位的销孔503。
如图3到图5所示，本专利所述的一种斜端面内半球面精加工工装，包括夹具体1和弹性定位块2，所述夹具体1为圆柱体，夹具体1的前端面为垂直于夹具体1的圆柱轴线的垂直端面，在圆柱体的前端面上设置有定位斜面102，在定位斜面102上设置有定位孔101和定位销孔103；定位斜面102与夹具体1的垂直端面之间的夹角α等于待加工件5的圆柱体垂直端面与斜端面之间的夹角α；定位孔101为圆柱形孔，定位孔101的轴线垂直于定位斜面102，在所述定位孔101的底部中央设置有与定位孔101同轴线的定位螺纹孔104。所述定位销孔103的位置确定要与待加工件5上的销孔503相适应，把定位销4的一端***到定位销孔103内，另一端垂直突出于定位斜面102表面。
如图2所示，所述弹性定位块2的上端为弹性圆柱体202，下端为与弹性圆柱体202同轴的定位圆柱201，定位圆柱201的的直径与定位孔101的直径相适应，弹性定位块2下端的定位圆柱201置于定位孔101内，定位圆柱201的深度略小于定位孔101的深度，弹性圆柱体202的直径略小于待加工件5下端圆柱型腔502的直径，弹性圆柱体202的轴向长度小于待加工件5下端圆柱型腔502的深度，在弹性圆柱体202的中心设置有锥面沉孔203，圆锥的底部为轴向贯通定位圆柱201的过孔；在弹性圆柱体202的圆周上均布有多个弹性涨紧槽，向外挤压锥面沉孔203的锥面时，弹性圆柱体202的圆柱直径弹性涨大；内圆锥面上的挤压力消除则弹性圆柱体202的圆柱直径回弹，直径恢复初始值。
所述弹性定位块2通过其下端的定位圆柱201***定位孔101中，其上端与定位圆柱201同轴的弹性圆柱体202突出于定位斜面102上，通过锥面压紧螺钉3把弹性定位块2固定在定位孔101中；所述锥面压紧螺钉3的头部为锥面，锥面的形状与弹性定位块2的锥面沉孔203的锥面相适应，锥面压紧螺钉3下端的外螺纹与定位螺纹孔104的内螺纹相适配形成螺纹连接；在锥面压紧螺钉3的头部端面上设置有内六方槽；锥面压紧螺钉3的锥面压持在锥面沉孔203的锥面上，用内六方扳手旋动锥面压紧螺钉3的松紧则弹性圆柱体的直径大小弹性变化；待加工件5下端的圆柱型腔502的内圆周卡持在弹性定位块2的弹性圆柱体202的外圆周上，下端面贴合在定位斜面102上，定位斜面102上的定位销4***待加工件5下端面的销孔503内，拧紧锥面压紧螺钉3使弹性定位块2的弹性圆柱体202直径涨大后把待加工件5涨紧固定在弹性定位块2上；把夹具体1的后端圆柱卡持在车床主轴卡盘上，待加工件5的上端的斜端面与夹具体2的的轴线垂直，可以直接对刀加工。夹具体1的前端面的垂直端面部分可以作为车加工时对刀基准面105，这样能精确走刀，确保球心位置在待加工件5的前端斜端面上。
Claims (4)
1.一种斜端面内半球面精加工工装，其特征是：包括圆柱形的夹具体(1)和弹性定位块(2)，在所述夹具体(1)的前端面上设置有定位斜面(102)，在定位斜面(102)上设置有轴线垂直于定位斜面(102)的定位孔(101)和定位销(4)；所述定位斜面(102)与夹具体(1)前垂直端面之间的夹角等于待加工件(5)垂直端面与斜端面之间的夹角；所述弹性定位块(2)下端的定位圆柱(201)***定位孔(101)中，上端与定位圆柱(201)同轴的弹性圆柱体(202)突出于定位斜面(102)，在弹性圆柱体(202)端部设置有锥面沉孔(203)，通过锥面压紧螺钉(3)把弹性定位块(2)固定在定位孔(101)上；待加工件(5)下端的圆柱型腔(502)的内圆周卡持在弹性圆柱体(202)的外圆周上，下端面贴合在定位斜面(102)上，定位销(4)***待加工件(5)下端面的销孔(503)内。
2.根据权利要求1所述的一种斜端面内半球面精加工工装，其特征是：在所述定位孔(101)的底部中央设置有与定位孔(101)同轴线的定位螺纹孔(104)，所述锥面压紧螺钉(3)的头部为锥面，锥面的形状与弹性定位块(2)的锥面沉孔的锥面相适应，锥面压紧螺钉(3)下端的外螺纹与定位螺纹孔(104)的内螺纹相适配形成螺纹连接；在锥面压紧螺钉(3)头部端面上设置有内六方槽。
3.根据权利要求1所述的一种斜端面内半球面精加工工装，其特征是：所述夹具体(1)的前端面垂直面部分为对刀基准面(105)。
4.根据权利要求1所述的一种斜端面内半球面精加工工装，其特征是：待加工件(5)下端面上的销孔(503)选用零件上已有的销孔，夹具体(1)的定位斜面(102)上的定位销孔(103)的位置与待加工件(5)上的销孔(503)位置相适配。
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| CN202023057588.4U CN214109643U (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 一种斜端面内半球面精加工工装 |
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2020
- 2020-12-17 CN CN202023057588.4U patent/CN214109643U/zh active Active
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