专利名称：一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械加工技术领域，特别是一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，所述主轴是高速数控车床的核心部件-高速电主轴的核心零件。
背景技术：
为满足数控机床的高速、高精度、低振动、低噪音等的性能要求，高速电主轴作为高速数控机床的核心功能部件，其质量的高低直接关系到数控机床的精度。而高速电主轴的核心零件就是主轴，其对制造精度关键的要求就是两端轴承档与主轴锥孔的同轴度，一般要求控制在0. 002mm以内，表面粗糙度RaO. 8 μ m。其中，特别是小锥孔，制造难度相当大， 目前国内外一般采用“一内两外”三磨头的数控万能外圆磨床进行加工，在进行小锥孔磨削时，由于砂轮直径较小，导致砂轮的线速度很大，磨削表面质量达不到要求，而且生产成本高，生产效率低。
实用新型内容本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，解决主轴轴承档与主轴小锥孔同轴度的问题，提高了主轴的制造精度；所述主轴是高速数控车床的核心部件-高速电主轴的核心零件。本实用新型的技术方案是一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，包括夹具体，所述夹具体后端与精密数控车床主轴同轴连接，所述夹具体前端与夹具体同轴套装有用于夹紧待加工零件的外涨套，在所述夹具体内包括向外涨套内壁均勻施压的放射状液压管道系统，所述放射状液压管道系统包括以外涨套中心轴线为中心向夹具体侧壁均勻辐射的且口径相同的若干放射状液压管道。所述外涨套内壁中部为可以向内收缩变形的薄壁结构，相对应的外壁中部具有包围外涨套内壁薄壁结构的圆筒状液压腔，所述圆筒状液压腔的中部具有圆环凸起；所述放射状液压管道垂直于液压腔外壁在圆环凸起相应位置处与液压腔连通。所述放射状液压管道系统包括四条与外涨套的圆筒状液压腔连通的放射状液压管道，四条放射状液压管道分别连接平行于外涨套向后延伸至夹具体后部的且与外涨套垂直距离相等的四条纵向液压管道，所述四条纵向液压管道通过位于夹具体后部的与四条纵向液压管道垂直的两条相互交叉连通的横向液压管道相互连通。所述夹具体底面中心部位向内钻有柱状管道连通孔，所述横向液压管道在管道连通孔处相互交叉连通，夹具体底面对应管道连通孔的位置具有螺纹通孔，螺纹通孔上装有密封螺钉。所述夹具体的侧壁上具有柱塞，所述柱塞从侧壁向内连接到管道连通孔外壁上， 柱塞上安装施力的夹紧螺钉。所述夹具体侧壁上及前端面上对应于放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处具有螺纹通孔，所述螺纹通孔上装有密封螺钉。所述放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处为圆滑过渡。所述外涨套与夹具体采用过盈装配，过盈量0. 03-0. 05mm。所述外涨套采用真空调质处理的弹簧钢。所述夹具体后端通过法兰端与机床主轴相适配，配合间隙0. 005mm。本实用新型的技术效果本实用新型提供的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，是一种外涨式具有放射夹紧功能的液压夹具，实现以车代磨，解决了主轴轴承档与主轴小锥孔同轴度的问题，提高了高速电主轴上的核心零件主轴的制造精度，所述高速电主轴是高速数控车床的核心部件。具体来说，所述液压夹具主要包括夹具体、外涨套和可以向外涨套内壁均勻施压的放射状液压管道系统，夹具体与数控车床的主轴连接，外涨套与夹具体为过盈同轴装配，放射状液压管道系统包括以外涨套为中心均勻辐射状分布、口径相同的放射状液压管道，管道内灌满特制凝胶状塑料，放射状液压管道系统可均勻地向外涨套内壁施压，夹紧力同时均勻传递到涨套内壁，保证涨套薄壁同时向内收缩，夹紧工件，在确保紧固待加工零件主轴的同时， 又保证了待加工零件主轴与夹具体同轴。从设计细节来看，外涨套采用弹簧钢真空调质处理，这样既满足外涨套的弹性变形要求，又减少了夹具本身变形，从而提高了夹具的夹紧精度且延长了夹具寿命；外涨套还加长了尺寸，外涨套内壁中部为可以向内收缩变形的薄壁结构，相对应的外壁中部包围外涨套内壁薄壁结构的圆筒状液压腔的中部具有圆环凸起， 形成“B”字型型腔结构，这样使压力传递更均勻，保证夹紧更稳定；而管道交叉处的圆滑设计减少了凝胶状塑料移动的阻力。从整体技术效果来看，本实用新型还有如下显著优点 (1)生产效率高。(2)生产成本低。(3)利用数控车床代替数控磨床，实现以车代磨。经实际检测，在精密数控车床上，利用本实用新型的专用夹具，结合合理的刀具选择，加工的小锥孔与轴承档同轴度在0. 0015以内，表面粗糙度Ra达0. 4，完全能满足设计要求，在数控车床上实现了以车代磨，生产效率提高三倍以上，生产成本只有原来的八分之一。
图1是本实用新型待加工零件示意图。图2是本实用新型用于加工主轴小锥孔的液压夹具的立体图。图3是图2沿中心纵向剖面示意图。图4是图3沿A-A剖面示意图。 附图标记列示如下1-夹具体，2-夹紧螺钉，3-外涨套，4-密封螺钉，5-液压管道系统，11-空腔，12"管道连通孔，21-柱塞，31-外涨套液压腔，32-圆环凸起，41-螺纹通孔， 51-放射状液压管道，52-纵向液压管道，53-横向液压管道。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。本实用新型的目的是要提供一种利用外涨式具有放射夹紧功能的液压夹具，解决主轴小锥孔的高效加工的难题。为了实现上述目的，本实用新型提出一种利用外涨式具有放射夹紧功能的液压夹具，实现以车代磨，解决主轴小锥孔的高效加工的难题。图1是本实用新型要加工的零件示意图。主轴锥孔的孔口尺寸为Φ11 士0.05，角度为16° 士30〃，表面粗糙度要求RaO. 8，锥孔对轴承档的同轴度小于0. 002。如图2、图3、图4所示，本实用新型用于加工主轴小锥孔的液压夹具实施例的立体图以及纵向和沿A-A剖面的剖视图。参见图2，一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，包括夹具体1，夹具体1后端与精密数控车床的主轴同轴连接，夹具体前端与夹具体同轴套装有用于夹紧待加工零件的外涨套3。夹具体1的侧壁上具有夹紧螺钉2和密封螺钉4。参见图3、图4，在所述夹具体1内包括均勻地向外涨套3内壁施压的放射状液压管道系统5，所述放射状液压管道系统5包括以外涨套中心轴线为中心向夹具体侧壁均勻辐射的且口径相同的若干放射状液压管道51。本实施例中，夹具体1的前端钻有插入待加工零件的与夹具体同轴的圆柱形空腔11，空腔内壁同轴套装有用于夹紧待加工零件的外涨套3，所述外涨套3内壁中部为可以向内收缩变形的薄壁结构，相对应的外壁中部具有包围外涨套内壁薄壁结构的圆筒状液压腔31，所述圆筒状液压腔31的中部具有圆环凸起32 ；所述放射状液压管道51垂直于液压腔外壁在圆环凸起相应位置处与液压腔31连通。所述放射状液压管道系统5包括四条与外涨套液压腔连通的的放射状液压管道51，四条放射状液压管道51分别连接平行于外涨套向后延伸至夹具体后部的且与外涨套垂直距离相等的四条纵向液压管道52，所述四条纵向液压管道通过位于夹具体后部的与四条纵向液压管道垂直的两条相互交叉连通的横向液压管道53相互连通；夹具体底面中心部位向内钻有柱状管道连通孔 12，横向液压管道53在管道连通孔处相互交叉连通，夹具体底面对应管道连通孔的位置具有螺纹通孔41，螺纹通孔上装有密封螺钉4 ；所述夹具体的侧壁上设置柱塞21，所述柱塞从侧壁向内连接到管道连通孔12的外壁上，柱塞21上安装施力的夹紧螺钉2 ；夹紧时只需拧紧夹紧螺钉，夹紧力通过管道连通孔12的外壁依次向横向液压管道53、纵向液压管道52、 放射状液压管道51传递，同时均勻传递到外涨套内壁，保证外涨套内壁同时向内收缩，夹紧工件。夹具体侧壁上及前端面上对应于放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处具有螺纹通孔41，所述螺纹通孔上装有密封螺钉4。 为提高夹具的夹紧精度提高夹具寿命，减少夹具本身变形，外涨套采用弹簧钢65Mn真空调质处理，满足外涨套的弹性变形要求，另一方面为使夹紧精度更高、更稳定，本实用新型的外涨套加长了尺寸，外壁中部包围外涨套内壁薄壁结构的圆筒状液压腔的中部具有圆环凸起，形成“B”字型型腔结构；采用“B”字型型腔结构，保证夹紧更稳定。外涨套与夹具体采用过盈装配，过盈量0. 03-0. 05mm,外涨套内孔需至少留2mm余量，待夹具与车床主轴装配好后再精镗内孔，保证夹具与车床主轴同轴；液压管内注满特制凝胶状塑料，放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处处理成圆滑过渡， 以减少凝胶状塑料移动的阻力。夹具体1采用45钢调质加工而成，其法兰端与机床主轴相配，配合间隙0. 005mm，，为减少夹具因质量分布不平衡产生的振动对加工表面质量的影响， 夹具在组装调试完需进行动平衡处理，平衡精度按Gl进行。以上公开仅为本实用新型的具体实例，但本实用新型并非局限于此。应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。因此，尽管本说明书和实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本实用新型专利的保护范围当中。
权利要求1.一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，包括夹具体，所述夹具体后端与精密数控车床主轴同轴连接，所述夹具体前端与夹具体同轴套装有用于夹紧待加工零件的外涨套，在所述夹具体内包括向外涨套内壁均勻施压的放射状液压管道系统，所述放射状液压管道系统包括以外涨套中心轴线为中心向夹具体侧壁均勻辐射的且口径相同的若干放射状液压管道。
2.根据权利要求1所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述外涨套内壁中部为可以向内收缩变形的薄壁结构，相对应的外壁中部具有包围外涨套内壁薄壁结构的圆筒状液压腔，所述圆筒状液压腔的中部具有圆环凸起；所述放射状液压管道垂直于液压腔外壁在圆环凸起相应位置处与液压腔连通。
3.根据权利要求2所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述放射状液压管道系统包括四条与外涨套的圆筒状液压腔连通的放射状液压管道，四条放射状液压管道分别连接平行于外涨套向后延伸至夹具体后部的且与外涨套垂直距离相等的四条纵向液压管道，所述四条纵向液压管道通过位于夹具体后部的与四条纵向液压管道垂直的两条相互交叉连通的横向液压管道相互连通。
4.根据权利要求3所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述夹具体底面中心部位向内钻有柱状管道连通孔，所述横向液压管道在管道连通孔处相互交叉连通，夹具体底面对应管道连通孔的位置具有螺纹通孔，螺纹通孔上装有密封螺钉。
5.根据权利要求4所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述夹具体的侧壁上设置柱塞，所述柱塞从侧壁向内连接到管道连通孔外壁上，柱塞上安装施力的夹紧螺钉。
6.根据权利要求3所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述夹具体侧壁上及前端面上对应于放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处具有螺纹通孔，所述螺纹通孔上装有密封螺钉。
7.根据权利要求3所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述放射状液压管道与纵向液压管道的交叉处以及纵向液压管道与横向液压管道的交叉处为圆滑过渡。
8.根据权利要求2所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述外涨套采用真空调质处理的弹簧钢。
9.根据权利要求8所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述外涨套与夹具体采用过盈装配，过盈量0. 03-0. 05mm。
10.根据权利要求1所述的用于加工主轴小锥孔的液压夹具，其特征在于，所述夹具体后端通过法兰端与机床主轴相适配，配合间隙0. 005mm。
专利摘要本实用新型提供一种用于加工主轴小锥孔的液压夹具，实现以车代磨，解决了高速数控车床的核心部件高速电主轴上的核心零件主轴的主轴轴承档与主轴小锥孔同轴度的问题，提高了高速电主轴上的核心零件主轴的制造精度。包括夹具体，夹具体后端与精密数控车床主轴同轴连接，夹具体的前端与夹具体同轴套装有用于夹紧待加工零件的外涨套，在所述夹具体内包括均匀地向外涨套内壁施压的放射状液压管道系统，所述放射状液压管道系统包括以外涨套中心轴线为中心向夹具体侧壁均匀辐射的且口径相同的若干放射状液压管道。
文档编号B23Q3/12GK201988973SQ20112010266
公开日2011年9月28日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者潘安霞, 王兴芳, 茅启园, 褚守云, 赵卫忠 申请人:常州合泰微特电机有限公司