一种腰鼓形空心薄壁零件内腔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内腔切削加工用夹具，涉及薄壁零件内腔切削加工【技术领域】，特别是涉及腰鼓形空心薄壁零件内腔切削加工【技术领域】；通过在腰鼓形空心薄壁零件内腔切削加工过程中，增加带有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件底部外形完全吻合的第一内腔的圆柱形下模和带有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件顶部外形完全吻合的第二内腔的圆柱形上模所构成夹具的使用，补充了待加工腰鼓形空心薄壁零件加工过程中的外部约束，克服了导致腰鼓形空心薄壁零件在其内腔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内腔切削加工用夹具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及薄壁零件内腔切削加工【技术领域】，特别是涉及腰鼓形空心薄壁零件内 腔切削加工【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 的加工过程为：首先将棒料的一端固定于车床的三爪卡盘内，将棒料的另一端通过切削加 工成所需腰鼓形空心薄壁零件的外形，然后自棒料加工端沿轴线方向钻孔、扩孔后进行所 需腰鼓形空心薄壁零件的内腔切削加工，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外部缺少必要的约束，易导致腰鼓形空心薄壁零件在其内腔切削 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内腔切削加工过程 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内腔切削加工过 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内腔切削加工用夹具，其组成与结构如图1所示， 由带有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件底部外形完全吻合的第一内腔1的 圆柱形下模2和带有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件顶部外形完全吻合的 第二内腔3的圆柱形上模4所构成；所述圆柱形下模2的最大开口内径处的外侧设置外螺 纹5,所述圆柱形上模4的最大开口内径处的下端设置带有与外螺纹5相匹配的内螺纹6的 连接环7,所述连接环7将圆柱形下模2和圆柱形上模4连为一体，并使得其所形成的内腔 与待加工腰鼓形空心薄壁零件的外形完全吻合；为避免待加工腰鼓形空心薄壁零件在上述 所形成的内腔内的运动，在圆柱形下模2与圆柱形上模4闭合处放置截面为圆形的橡胶环 8,从而在通过连接环7进行连接时圆柱形下模2的上端部压迫橡胶环8变形，从而卡紧待 加工腰鼓形空心薄壁零件；所述圆柱形上模4的顶部开有大于待加工腰鼓形空心薄壁零件 顶端内径的通孔9 ;所述圆柱形下模2的下部设置与车床上的三爪卡盘和车床连接完全形 同的连接机构10,用以替换车床上的三爪卡盘而与车床直接连接。
[0005] 为了便于圆柱形上模4带动连接环7旋转使圆柱形下模2和圆柱形上模4连为一 体，在圆柱形上模4的外圆柱面上设置凹凸部或等间隔地设置不少于两个垂直于圆柱形上 模4轴线的圆柱形盲孔，优选等间隔地设置三个垂直于圆柱形上模4轴线圆柱形的盲孔。
[0006] 本发明的有益效果是：通过在腰鼓形空心薄壁零件内腔切削加工过程中，增加带 有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件底部外形完全吻合的第一内腔的圆柱形 下模和带有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件顶部外形完全吻合的第二内腔 的圆柱形上模所构成夹具的使用，补充了待加工腰鼓形空心薄壁零件加工过程中的外部约 束，克服了导致腰鼓形空心薄壁零件在其内腔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内腔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内腔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内腔切削加工用夹具， 如图1所示，所述切削加工用夹具由带有与待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头最大外径至球 铰接头底部外形完全吻合的第一内腔1的圆柱形下模2和带有与待加工腰鼓形空心薄壁球 铰接头最大外径至零件顶部外形完全吻合的第二内腔3的圆柱形上模4所构成；所述圆柱 形下模2的最大开口内径处的外侧设置外螺纹5,所述圆柱形上模4的最大开口内径处的下 端设置带有与外螺纹5相匹配的内螺纹6的连接环7,所述连接环7将圆柱形下模2和圆柱 形上模4连为一体，并使得其所形成的内腔与待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头的外形完全 吻合；为避免待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头在上述所形成的内腔内的运动，在圆柱形下 模2与圆柱形上模4闭合处放置截面为圆形的橡胶环8,从而在通过连接环7进行连接时圆 柱形下模2的上端部压迫橡胶环8变形，从而卡紧待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头；所述圆 柱形上模4的顶部开有大于待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头顶端内径的通孔9 ;所述圆柱 形下模2的下部设置与车床上的三爪卡盘和车床连接完全形同的连接机构10,用以替换车 床上的三爪卡盘而与车床直接连接；为了便于圆柱形上模4带动连接环7旋转使圆柱形下 模2和圆柱形上模4连为一体，在圆柱形上模4的外圆柱面上等间隔地设置三个垂直于圆 柱形上模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，将棒料的另一端 通过切削加工成腰鼓形空心薄壁球铰接头的外形，再自棒料加工端沿轴线方向钻孔、扩孔 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的腰鼓形空心薄壁球铰 接头的半成品；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的圆 柱形下模2下部连接机构10与车床固定住，将上述腰鼓形空心薄壁球铰接头的半成品放入 圆柱形下模2的第一内腔1内并使其底部接触并贴合，再将截面为圆形的橡胶环8套入腰 鼓形空心薄壁球铰接头的半成品上并置于圆柱形下模2的上端面上，然后将圆柱形上模4 通过连接环7套接于圆柱形下模2上，利用小于圆柱形上模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，使得上模4通过连接环7的内螺纹6 和下模2上的外螺纹5将圆柱形下模2和圆柱形上模4连为一体并挤压橡胶环8变形，从 而卡紧待加工腰鼓形空心薄壁球铰接头，最后通过圆柱形上模4的顶部开有的大于待加工 腰鼓形空心薄壁球铰接头顶端内径的通孔9进行球铰接头内腔的进一步加工，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内腔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外部约束，克服了导致腰鼓形空 心薄壁球铰接头在其内腔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内腔切削加工用夹具，其特征在于：由带有与待加工腰鼓 形空心薄壁零件最大外径至零件底部外形完全吻合的第一内腔（1)的圆柱形下模（2)和带 有与待加工腰鼓形空心薄壁零件最大外径至零件顶部外形完全吻合的第二内腔（3)的圆 柱形上模（4)所构成；所述圆柱形下模（2)的最大开口内径处的外侧设置外螺纹（5)，所述 圆柱形上模（4)的最大开口内径处的下端设置带有与外螺纹（5)相匹配的内螺纹（6)的 连接环（7)，所述连接环（7)将圆柱形下模（2)和圆柱形上模（4)连为一体，并使得其所形 成的内腔与待加工腰鼓形空心薄壁零件的外形完全吻合；在圆柱形下模（2)与圆柱形上模 (4)闭合处放置截面为圆形的橡胶环（8);所述圆柱形上模（4)的顶部开有大于待加工腰鼓 形空心薄壁零件顶端内径的通孔（9);所述圆柱形下模（2)的下部设置与车床上的三爪卡 盘和车床连接完全形同的连接机构（10)，用以替换车床上的三爪卡盘而与车床直接连接。
2. 根据权利要求1所述的腰鼓形空心薄壁零件内腔切削加工用夹具，其特征在于：在 圆柱形上模（4)的外圆柱面上设置凹凸部。
3. 根据权利要求1所述的腰鼓形空心薄壁零件内腔切削加工用夹具，其特征在于：在 圆柱形上模（4)的外圆柱面上等间隔地设置不少于两个垂直于圆柱形上模（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内腔切削加工用夹具，其特征在于： 在圆柱形上模（4)的外圆柱面上等间隔地设置三个垂直于圆柱形上模（4)轴线的圆柱形盲 孔。
【文档编号】B23Q3/12GK104097092SQ201310127189
【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