CN221248560U - 大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其适用于球壳零件的加工，球壳零件包括球形面以及位于球形面两侧的支撑板，两个支撑板对称设置且分别设有一花键孔；夹具包括：固定盘，固定盘上设有两个与支撑板对应的定位板，定位板设有与花键孔对应的穿孔，定位板具有向内凹陷形成的定位槽，定位槽与支撑板相适形；固定心轴，固定心轴两端具有花键结构，在两个支撑板固定在两个定位板的定位槽内时，固定心轴穿过花键孔和穿孔并使其花键结构与花键孔相对应。本实用新型解决大尺寸薄壁球壳零件加工过程中的难以装夹，结构易变形的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及重型球阀加工制造技术领域，具体涉及一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具。
背景技术
近年来随着航天事业的快速发展，载人航天、探月工程、大型运载火箭等重大工程专项和重点型号任务全面实施，火箭发射需求快速增长，这对阀门制造产量和质量都提出了更高的要求。大推力氢、氧发动机作为我国重型运载火箭构型中的芯二级发动机，参与未来中国载人登月、太空站及深空探测等太空计划。氢氧发动机设置多种预燃室、推力室阀门，各个发动机阀门是实现发动机高压液氢/液氧介质流的供应或切断功能必不可少的重要组件，发动机阀门的技术水平以及其功能的实现严重影响着发动机的成败。
大尺寸薄壁球壳是重型球阀的重要构件，其加工技术属于重型发动机关键先行技术，该技术目前存在以下问题：1.球壳设计结构复杂，产品加工过程中难以装夹和定位；2.球壳为薄壁结构，刚度极差，变形量难以控制；3.球面精度要求较高，对加工工艺要求严格。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，旨在解决大尺寸薄壁球壳结构加工过程中的难以装夹，结构易变形的问题。
为了实现上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其适用于所述球壳零件的加工，所述球壳零件包括球形面以及位于所述球形面两侧的支撑板，两个所述支撑板对称设置且分别设有一花键孔；所述夹具包括：
固定盘，所述固定盘上设有两个与所述支撑板对应的定位板，所述定位板设有与所述花键孔对应的穿孔，所述定位板具有向内凹陷形成的定位槽，所述定位槽与所述支撑板相适形；
固定心轴，所述固定心轴两端具有花键结构，在两个所述支撑板固定在两个所述定位板的定位槽内时，所述固定心轴穿过所述花键孔和穿孔并使其花键结构与所述花键孔相对应。
较佳地，所述固定盘上还设有两个固定孔，所述固定心轴的两端还设有定位孔，两个所述固定孔与两个所述定位孔相对应，并分别通过一紧固螺栓锁紧固定。
较佳地，所述支撑板为扇形。
较佳地，所述球形面的中心与所述固定心轴的中心为偏心设置。
本实用新型的优点在于：
本实用新型提供的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，能有效解决薄壁球壳结构加工过程中的难以装夹，结构易变形的问题，实现球面的高精度加工。该夹具已成功运用于运载系列重型火箭中薄壁球壳零件的机械加工。
附图说明
图1是本实用新型的一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具以及球壳零件的主要结构示意图；
图2是本实用新型的一种固定盘的侧视结构示意图；
图3是本实用新型的一种固定盘的剖视结构示意图；
图4是本实用新型的一种固定心轴的结构示意图；
图5是本实用新型的一种固定心轴的侧视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。
参阅附图1至5，图1至5示出了一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具。本实施例提供的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其适用于球壳零件10的加工，球壳零件10包括球形面11以及位于球形面11两侧的支撑板12，两个支撑板12对称设置且分别设有一花键孔13。该夹具主要包括固定盘20和固定心轴30。
固定盘20类呈圆形，在使用时是固定在车铣复合中心，在固定盘20的上方设有两个与支撑板12对应的定位板21，定位板21设有与花键孔13对应的穿孔22，定位板21具有向内凹陷形成的定位槽23，定位槽23与支撑板12相适形。具体地，在加工该球壳零件10时，支撑板12是位于对应定位板21的外侧，由于支撑板12与定位板21的定位槽23相适形，定位槽23能够起到很好的定位和支撑效果，防止球壳零件10的变形。本实施例中，支撑板12为扇形结构。在加工该球壳零件10时，主要是利用车铣复合中心加工球形面11和两个扇形的支撑板12。定位槽23是对正支撑板12的扇形边缘，方便球壳零件10的快速装夹以及防止切削加工中造成变形。可以看出，固定盘20是该夹具的核心零件，既要满足球壳零件的准确定位，又要防止球壳由于装夹而产生变形。
固定心轴30的两端具有花键结构31，在加工该球壳零件10时，在两个支撑板12固定在两个定位板21的定位槽23内，此时，可将固定心轴30穿过花键孔13和穿孔22并使其花键结构31与花键孔13相对应。固定盘20上还设有两个固定孔24，固定心轴30的两端还设有定位孔32，两个固定孔24与两个定位孔32相对应，并分别通过一紧固螺栓33锁紧固定。球形面11的中心与固定心轴30的中心为偏心设置。可以看出，固定心轴30的花键结构31用于和球壳配合，起固定作用。定位孔32和固定孔24是用于将球壳零件10、花键结构31和固定盘20连接固定。所以，固定心轴30是实现球壳零件10稳定固定在车铣复合中心的关键零件。
本实施例的球壳零件10的材料为难加工材料高温合金GH4169，密封球面(球形面11)直径Φ500mm，球壳零件10最薄处厚度仅为12.5mm，圆度误差不大于0.02，球面粗糙度为Ra0.2，且球形面11中心和固定心轴30存在偏心。
综上，本实用新型提供的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，通过夹具限位和减少球壳零件的装夹受力点，解决了产品结构难以装夹，结构易变形的问题。控制了零件加工过程变形量，最终符合图纸技术要求和尺寸公差要求。该夹具实现了大尺寸薄壁球壳高质量球面的加工，为重型球阀的零件生产提供了保障，保证了重型发动机阀门的顺利研制。
以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1.一种大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其特征在于，其适用于所述球壳零件的加工，所述球壳零件包括球形面以及位于所述球形面两侧的支撑板，两个所述支撑板对称设置且分别设有一花键孔；所述夹具包括：
固定盘，所述固定盘上设有两个与所述支撑板对应的定位板，所述定位板设有与所述花键孔对应的穿孔，所述定位板具有向内凹陷形成的定位槽，所述定位槽与所述支撑板相适形；
固定心轴，所述固定心轴两端具有花键结构，在两个所述支撑板固定在两个所述定位板的定位槽内时，所述固定心轴穿过所述花键孔和穿孔并使其花键结构与所述花键孔相对应。
2.如权利要求1所述的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其特征在于，所述固定盘上还设有两个固定孔，所述固定心轴的两端还设有定位孔，两个所述固定孔与两个所述定位孔相对应，并分别通过一紧固螺栓锁紧固定。
3.如权利要求1所述的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其特征在于，所述支撑板为扇形。
4.如权利要求3所述的大尺寸薄壁球壳零件防变形夹具，其特征在于，所述球形面的中心与所述固定心轴的中心为偏心设置。
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