一种腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具的制作方法
【专利摘要】一种腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，涉及薄壁零件外形切削加工【技术领域】，特别是涉及腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工【技术领域】；通过在零件外形切削加工过程中，增加带有三个台阶轴的下模和中心带有内螺纹通孔的倒圆台形上模的夹具；所述下模的下部台阶轴与车床上的三爪卡盘具有相同的连接机构；所述下模的中部台阶轴的上部和下部的直径分别小于和大于待加工零件的内径；所述下模的上部台阶轴通过外螺纹与倒圆台形上模中心的内螺纹将其连为一体；所述夹具的使用，增加了待加工零件加工过程中的内部约束，克服了导致零件外形切削加工过程中两端的不圆度和壁厚的均匀度等指标不一致的缺陷，提高了腰鼓形空心薄壁零件的产品合格率。
【专利说明】一种腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及薄壁零件外形切削加工【技术领域】，特别是涉及腰鼓形空心薄壁零件外 形切削加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 通常在需要球形转换的装置中多采用腰鼓形空心薄壁零件，腰鼓形空心薄壁零件 的加工：首先将棒料的一端固定于车床的三爪卡盘内，将棒料的另一端沿轴线方向钻孔、扩 孔后进行所需腰鼓形空心薄壁零件的内腔切削加工，然后再通过切削加工所需腰鼓形空心 薄壁零件的外形，最后自加工部位与未加工的夹持棒料之间切断后制成所需的腰鼓形空心 薄壁零件。上述的加工过程中，由于腰鼓形空心薄壁零件的壁比较薄，远离与棒材连接处的 内部缺少必要的约束，易导致腰鼓形空心薄壁零件在其外形切削加工过程中两端的不圆度 和壁厚的均匀度等指标不一致，使其难于满足设计指标的要求，造成腰鼓形空心薄壁零件 的产品合格率低。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是：克服导致腰鼓形空心薄壁零件在其外形切削加工过程 中两端的不圆度和壁厚的均匀度等指标不一致的缺陷，提高腰鼓形空心薄壁零件的产品合 格率。
[0004] 本发明的技术方案是：为了克服导致腰鼓形空心薄壁零件在其外形切削加工过 程中两端的不圆度和壁厚的均匀度等指标不一致的缺陷，提高腰鼓形空心薄壁零件的产品 合格率，特提出一种腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，其组成与结构如图1所示， 由带有三个台阶轴的下模1和中心带有内螺纹2的通孔3的倒圆台形上模4所构成；所述下 模1的下部台阶轴的直径和高度分别与车床的三爪卡盘的直径和厚度相当，且在下模1的 下部台阶轴上设置与车床上的三爪卡盘和车床连接完全形状相同的连接机构5,用以替换 车床上的三爪卡盘而与车床直接连接；所述下模1的中部台阶轴的下部直径大于待加工腰 鼓形空心薄壁零件的内径、上部直径小于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、高度小于待 加工腰鼓形空心薄壁零件的长度；所述下模1的上部台阶轴的外侧设置外螺纹6,用以与倒 圆台形上模4中心带有的内螺纹2相匹配，从而得以将下模1和倒圆台形上模4连为一体； 所述倒圆台形上模4的下部直径小于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、上部直径大于待 加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、其高度与下模1中部台阶轴的高度匹配要满足将待加工 腰鼓形空心薄壁零件套接于下模1的中部台阶轴上，并由倒圆台形上模4通过其上的通孔3 中的内螺纹2与下模1连为一体对待加工腰鼓形空心薄壁零件实施夹紧时，下模1中部台 阶轴的上端面不与倒圆台形上模4的下端面接触。
[0005] 为了便于倒圆台形上模4的旋转使下模1和倒圆台形上模4连为一体，在倒圆台 形上模4的外侧面大于待加工腰鼓形空心薄壁零件内径的上部设置凹凸部或等间隔地设 置不少于两个垂直于倒圆台形上模4轴线的圆柱形盲孔，优选等间隔地设置三个垂直于倒 圆台形上模4轴线的圆柱形盲孔。
[0006] 本发明的有益效果是：通过在腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工过程中，增加带 有三个台阶轴的下模和中心带有内螺纹通孔的倒圆台形上模的夹具；所述下模的下部台阶 轴与车床上的三爪卡盘具有相同的连接机构；所述下模的中部台阶轴的下部和倒圆台形上 模的上部直径大于待加工零件的内径、下模的中部台阶轴的上部和倒圆台形上模的下部直 径小于待加工零件的内径；所述下模的上部台阶轴通过外螺纹与倒圆台形上模中心的内螺 纹将其连为一体；所述夹具的使用，增加了待加工零件加工过程中的内部约束，克服了导致 零件外形切削加工过程中两端的不圆度和壁厚的均匀度等指标不一致的缺陷，提高了腰鼓 形空心薄壁零件的产品合格率。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明的腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具结构的剖示意图。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述：
[0009] 在直升机的升力系统的自动倾斜仪组件中，需要腰鼓形空心薄壁的球铰接头，连 接转动环和定子装置，形成自动倾斜仪装置；然后使主转动轴穿过腰鼓形空心薄壁的球铰 接头，从而使自动倾斜仪组件在直升机的升力系统发挥关键作用。
[0010] 本发明的腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具成功地应用于上述自动倾斜 仪组件中腰鼓形空心薄壁的球铰接头的加工过程，为了克服原有腰鼓形空心薄壁球铰接头 的加工过程中两端的不圆度和壁厚的均匀度等指标不一致的缺陷，提高腰鼓形空心薄壁球 铰接头的合格率，首先制造出用于制造腰鼓形空心薄壁球铰接头的外形切削加工用夹具， 如图1所示，所述切削加工用夹具由带有三个台阶轴的下模1和中心带有内螺纹2的通孔3 的倒圆台形上模4所构成；所述下模1的下部台阶轴的直径和高度分别与车床的三爪卡盘 的直径和厚度相当，且在下模1的下部台阶轴上设置与车床上的三爪卡盘和车床连接完全 形状相同的连接机构5,用以替换车床上的三爪卡盘而与车床直接连接；所述下模1的中部 台阶轴的下部直径大于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、上部直径小于待加工腰鼓形空 心薄壁零件的内径、高度小于待加工腰鼓形空心薄壁零件的长度；所述下模1的上部台阶 轴的外侧设置外螺纹6,用以与倒圆台形上模4中心带有的内螺纹2相匹配，从而得以将下 模1和倒圆台形上模4连为一体；所述倒圆台形上模4的下部直径小于待加工腰鼓形空心 薄壁零件的内径、上部直径大于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、其高度与下模1中部 台阶轴的高度匹配要满足将待加工腰鼓形空心薄壁零件套接于下模1的中部台阶轴上，并 由倒圆台形上模4通过其上的通孔3中的内螺纹2与下模1连为一体对待加工腰鼓形空心 薄壁零件实施夹紧时，下模1中部台阶轴的上端面不与倒圆台形上模4的下端面接触；为了 便于倒圆台形上模4的旋转使下模1和倒圆台形上模4连为一体，在倒圆台形上模4的外 侧面大于待加工腰鼓形空心薄壁零件内径的上部等间隔地设置三个垂直于倒圆台形上模4 轴线的圆柱形盲孔。
[〇〇11] 所述腰鼓形空心薄壁球铰接头的加工过程为：首先选取与待加工腰鼓形空心薄壁 球铰接头材料相同的棒料，然后将棒料的一端固定于车床的三爪卡盘内，自棒料的另一端 沿轴线方向钻孔、扩孔、精加工成腰鼓形空心薄壁球铰接头的内腔后，自加工部位与未加工 的夹持棒料之间切断制成所需进一步加工腰鼓形空心薄壁球铰接头外形的半成品；卸下未 加工的夹持棒料和三爪卡盘，将上述准备好的切削加工用夹具下模1的下部台阶轴上设置 的连接机构5与车床固定住，将上述腰鼓形空心薄壁球铰接头的半成品套入形下模1的中 部台阶轴上，再由倒圆台形上模4通过其上的通孔3中的内螺纹2与下模1连为一体，并利 用小于倒圆台形上模4外圆柱面上所设置圆柱形盲孔直径的圆棒，插入圆柱形盲孔内并带 动上模4旋转对待加工腰鼓形空心薄壁零件实施夹紧，最后进行球铰接头外形的进一步加 工，得到所需制造的腰鼓形空心薄壁球铰接头。所述腰鼓形空心薄壁球铰接头的外形切削 加工用夹具的使用，增加了待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头加工过程中的内部约束，克服 了导致腰鼓形空心薄壁球铰接头在其外形切削加工过程中两端的不圆度和壁厚的均匀度 等指标不一致的缺陷，提高了腰鼓形空心薄壁球铰接头的产品合格率。
【权利要求】
1. 一种腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，其特征在于：由带有三个台阶轴的 下模（1)和中心带有内螺纹（2)的通孔（3)的倒圆台形上模（4)所构成；所述下模（1)的下 部台阶轴的直径和高度分别与车床的三爪卡盘的直径和厚度相当，且在下模（1)的下部台 阶轴上设置与车床上的三爪卡盘和车床连接完全形状相同的连接机构（5);所述下模（1) 的中部台阶轴的下部直径大于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、上部直径小于待加工腰 鼓形空心薄壁零件的内径、高度小于待加工腰鼓形空心薄壁零件的长度；所述下模（1)的 上部台阶轴的外侧设置外螺纹￠)，用以与倒圆台形上模（4)中心带有的内螺纹（2)相匹 配，从而得以将下模（1)和倒圆台形上模（4)连为一体；所述倒圆台形上模（4)的下部直 径小于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内径、上部直径大于待加工腰鼓形空心薄壁零件的内 径、其高度与下模（1)中部台阶轴的高度匹配要满足将待加工腰鼓形空心薄壁零件套接于 下模⑴的中部台阶轴上，并由倒圆台形上模⑷通过其上的通孔⑶中的内螺纹⑵与 下模（1)连为一体对待加工腰鼓形空心薄壁零件实施夹紧时，下模（1)中部台阶轴的上端 面不与倒圆台形上模（4)的下端面接触。
2. 根据权利要求1所述的腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，其特征在于：在 倒圆台形上模（4)的外侧面大于待加工腰鼓形空心薄壁零件内径的上部设置凹凸部。
3. 根据权利要求1所述的腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，其特征在于：在 倒圆台形上模（4)的外侧面大于待加工腰鼓形空心薄壁零件内径的上部等间隔地设置不 少于两个垂直于倒圆台形上模（4)轴线的圆柱形盲孔。
4. 根据权利要求1或3所述的腰鼓形空心薄壁零件外形切削加工用夹具，其特征在于： 在倒圆台形上模（4)的外侧面大于待加工腰鼓形空心薄壁零件内径的上部等间隔地设置 三个垂直于倒圆台形上模（4)轴线的圆柱形盲孔。
【文档编号】B23Q3/14GK104097095SQ201310127187
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月12日 优先权日:2013年4月12日
【发明者】张胜文, 张学敏 申请人:哈尔滨飞机工业集团有限责任公司