加工薄壁缸套外圆的夹具的制作方法

本发明涉及缸套夹具领域，具体而言，涉及一种加工薄壁缸套外圆的夹具。

背景技术：

在薄壁缸套的车削过程中，为了减少切销应力，需要把外圆的车削分成几个工序，其中重要的工序包括获得较好圆柱度的外圆表面以及获得理想的外圆工艺尺寸。但由于薄壁缸套的厚度较薄，在对其进行夹紧时，现有的夹具作用于薄壁缸套时，容易导致受力不均使其发生变形，从而使得加工后的薄壁缸套不能够获得较好圆柱度的外圆表面和理想的外圆工艺精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加工薄壁缸套外圆的夹具。以使得其能够均匀地受力于薄壁缸套，使薄壁缸套获得较好的圆柱度的外圆表面和理想的外圆工艺精度。

本发明是这样实现的：

一种加工薄壁缸套外圆的夹具，包括座体、夹具体、弹性套、夹紧装置，夹具体连接于座体，夹具体的外壁围成的形状为圆柱形，弹性套套设于夹具体外，且夹具体远离座体的一端位于弹性套的内部，弹性套的内壁设多个凹凸方向相同的第一球面，夹具体的外壁设置有与多个第一球面配合的多个第二球面，夹紧装置固定连接于座体，且夹紧装置能沿靠近座体的方向轴向夹紧弹性套。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述第一球面为球形凹面。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述第一球面的数量为三个，三个第一球面沿弹性套的轴向均匀分布。

进一步地，本发明的较佳实施例中，每对相互配合的第一球面与第二球面的接触面积至少第一球面的面积的3/4。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述夹具体为中空筒状结构，夹紧装置穿过夹具体连接于座体。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述夹紧装置包括液压缸、压板，液压缸固定连接于座体，压板连接于液压缸的活塞杆，且压板的位置与弹性套远离座体的一端对应。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述液压缸设置于夹具体内的中间位置。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述压板为圆形压板，液压缸的活塞杆垂直连接于压板的圆心。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述夹紧装置还包括压环，压环设置于压板与弹性套之间，压环的挤压面的形状大小与弹性套远离座体的一端的端面的形状大小匹配。

进一步地，本发明的较佳实施例中，上述压环远离弹性套的端面的外边缘设置有第三球面，压板的靠近压环的端面的边缘设置有与第三球面配合的第四球面。

本发明实现的有益效果：通过将弹性套套设于圆柱形夹具体外，且夹具体远离座体的一端位于弹性套的内部，弹性套的内壁设多个方向相同的第一球面，夹具体的外壁设置有与多个第一球面配合的多个第二球面，从而当弹性套向着第二球面可滑动的方向运动时，弹性套在第一球面和第二球面的相互作用下发生挤压从而向外膨胀扩张，进而可以对放置在弹性套外的薄壁缸套进行挤压夹紧。通过固定连接于座体的夹紧装置，可以很好地驱动弹性套轴向运动，从而夹紧薄壁缸套。上述弹性套在膨胀扩张的过程中，其表面能够充分与薄壁缸套的内壁进行挤压，从而使得薄壁缸套的受力更加均匀，不容易使得薄壁缸套发生形变，并且能够保持和夹具体一致的同心圆度，同时，弹性套和夹具体之间是通过球面之间的挤压，从而使得弹性套在相对夹具体运动而发生扩张时，其受力更加均匀缓慢，不容易造成弹性套的轴向形状而对薄壁缸套的形状造成影响，进而上述夹具对薄壁缸套的夹紧操作，能够保证薄壁缸套最终获得较好的圆柱度的外圆表面和理想的外圆工艺精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具安装薄壁缸套的结构示意图；

图3为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具的弹性套的结构示意图；

图4为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具的夹具体的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具的压环的结构示意图；

图6为本发明的实施例提供的加工薄壁缸套外圆的夹具的俯视图。

附图标记汇总：加工薄壁缸套外圆的夹具100；座体110；夹具体120；第二球面121；弹性套130；第一球面131；夹紧装置140；液压缸141；压板142；压环143；第三球面144；第四球面145；螺母146；薄壁缸套200。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见附图1，本发明的实施例提供的一种加工薄壁缸套外圆的夹具100，包括座体110、夹具体120、弹性套130、夹紧装置140。

参见附图1，附图2，座体110是对夹具进行固定和支撑的结构，本实施例中，座体110为圆柱形底座，其能够起到稳定的结构支撑的同时，也不容易对薄壁缸套200外圆的加工造成影响。其中，薄壁缸套200外圆的加工指的是对圆桶形的薄壁缸套200的柱形外壁进行珩磨等操作。当然，其他实施例中，座体110的形状也可以选择长方体形等其他形状。本实施例中，座体110的材质选择钢制材料，例如不锈钢、镍合金、45号钢等。

夹具体120为主要对薄壁缸套200进行作用且使得其能够稳定固定的支撑结构，夹具体120的一端固定连接于座体110，夹具体120与座体之间的连接方式可以是通过螺栓固定的方式进行连接，便于夹具体120的更换等操作，具体地，本实施例中，夹具体120与座体110之间采用焊接，从而使得夹具体120能够更加稳定地固定在座体110上，不容易发生位置的偏移和晃动等。夹具体120的外壁围成的形状为圆柱形，从而薄壁缸套200固定在夹具体120外时，夹具体120能够很好地作用于薄壁缸套200，使得薄壁缸套200能够很好地保持原有的形状。本实施例中，夹具体120为中空的筒状结构，即夹具体120具有一个圆柱形的空腔，通过该空腔的设置，使得可以尽可能地减轻夹具体120的重量，还可以将夹紧装置140固定在空腔的内部，使得夹紧装置140的设置不会对薄壁缸套200外圆的加工造成影响。

弹性套130是一种自定心夹具元件，在套类零件的加工过程中有着广泛的应用。弹性套130在挤压作用下可以受力发生弹性形变。从而实现对准确定心或对中进行定位和夹紧。本实施例中，弹性套130套设于夹具体120外。弹性套130的材质为具有一定强度的弹性材料，例如聚氨酯或者橡胶等。

参见附图3，弹性套130的内壁设多个方向相同的第一球面131，其中，方向相同指的是，多个第一球面131的凹凸方向相同，并且弹性套130轴向运动时，多个第一球面131运动的方向相同。参见附图4，夹具体120的外壁设置有与多个第一球面131配合的多个第二球面121。其中，第一球面131和第二球面121的形状均为球体表面一定宽度的环形面的形状。从而当第一球面131与第二球面121进行接触且弹性套130受力轴向运动时，第一球面131不断在第二球面121上进行滑动，从而第二球面121不断对弹性套130进行挤压，使得弹性套130向外膨胀扩张。参见附图2，薄壁缸套200放置在弹性套130的外部，薄壁缸套200的内壁与弹性套130的外壁之间具有一定的间隙，该间隙有利于将薄壁缸套200套设在弹性套130的外面，弹性套130发生膨胀扩张后，弹性套130的外表面充分与薄壁缸套200的内表面接触并抵紧，从而完成对薄壁缸套200的夹紧操作。

进一步地，夹具体120远离座体110的一端位于弹性套130的内部，从而便于外力能够更好地作用于弹性套130的端部，使得弹性套130能够发生轴向作用，从而在夹具体120的作用下发生膨胀扩张。

进一步地，参见附图3，附图4，本实施例中，第一球面131为球形凹面，与第一球面131配合的第二球面121为球形凸面，从而将弹性套130向靠近座体110的方向轴向运动时，弹性套130能够在第二球面121上发生稳定的滑动，更容易缓慢地完成弹性套130的套体的膨胀和扩张过程，不容易发生轴向上的形变。弹性套130的内壁除了第一球面131的其他部分与夹具体120之间也可以存在一定的间隙，并且在弹性套130膨胀扩张的过程中，该间隙逐渐增大。

需要说明的是，其他实施例中，第一球面131也可以采用球形凸面，而夹具体120上对应的第二球面121为配合的球形凹面。其也能够实现弹性套130的膨胀扩张过程。

进一步地，参见附图1，附图2，弹性套130的内壁上设置的第一球面131的数量为三个，三个第一球面131沿弹性套130的轴向均匀分布，同时，夹具体120的外壁上设置的第二球面121的数量也为三个，且位置与三个第一球面131的位置对应，将弹性套130套设在夹具体120上时，第一球面131与第二球面121一一对应接触和作用。三个第一球面131的设置使得弹性套130在轴向方向上能够均匀地完成膨胀扩张，具有三个受力膨胀的位置，从而使得弹性套130在轴向运动的过程中，其内壁收到的力能够更加均匀地进行分布，进而弹性套130的外壁作用薄壁缸套200的内壁进行夹紧时的夹紧力的分布更加均匀。因此，薄壁缸套200的形状不容易发生变化，能够具有很高的圆柱度。当然，其他实施例中，第一球面131的数量可以根据薄壁缸套200的长度和厚度等进行调整。

相对应的第一球面131和第二球面121没有发生挤压时的接触面积的大小对弹性套130发生膨胀的形变效果具有一定的影响，接触面积越大其形变越稳定，弹性套130各个部分的形变量更加容易一种，进而达到的挤压夹紧效果更好。因此，本实施例中，每对相互配合的第一球面131与第二球面121的接触面积至少第一球面131的面积的3/4。从而使得弹性套130能够更好地受力发生效果较好的弹性形变，膨胀后对薄壁缸套200进行夹紧。

参见附图1，附图2，夹紧装置140固定连接于座体110，且夹紧装置140能沿靠近座体110的方向轴向夹紧弹性套130。具体地，本实施例中，夹紧装置140穿过夹具体120的空腔固定连接于座体110。从而夹紧装置140对弹性套130作用时，有利于外部的薄壁缸套200的加工。

参见附图1，夹紧装置140包括液压缸141、压板142，液压缸141固定连接于座体110，具体地，液压缸141相对弹性套130的轴向平行设置，压板142连接于液压缸141的活塞杆，且压板142的位置与弹性套130远离座体110的一端对应。液压缸141的缸体穿过座体110进行固定连接，液压缸141的活塞杆穿过压板142，通过螺母146进行紧固。上述的结构设置，使得压板142在液压缸141的活塞杆的作用下，能够作用于弹性套130远离座体110的一端的端部，将弹性套130往靠着座体110的方向挤压。并且由于液压缸141与弹性套130的轴向方向平行，从而弹性套130能够很好地进行受力。

参见附图1，附图5，液压缸141设置于夹具体120内的中间位置。通过将液压缸141设置在中间位置，从而其使得压板142在作用于弹性套130时的力能够更加均匀地分布，进而弹性套130在发生膨胀夹紧的过程中越不容易发生非预期的不规则形变，进而达到更好的夹紧效果。进一步地，参见附图5，压板142为圆形压板，液压缸141的活塞杆垂直连接于压板142的圆心。从而压板142的底面的边缘能够很好地作用于弹性套130的端部，使得弹性套130的受力更加均匀。

进一步地，参见附图1，附图2，夹紧装置140还包括压环143，压环143设置于压板142与弹性套130之间，压环143的挤压面的形状大小与弹性套130远离座体110的一端的端面的形状大小匹配。通过上述压环143的设置避免了压板142直接与弹性套130的端部进行接触，使得压板142先作用于压环143，压环143再作用于弹性套130，由于压环143与弹性套130接触的挤压面的形状与弹性套130的端面的形状相同，因此，压环143作用弹性套130时，弹性套130收到的力更加均匀，弹性套130发生形变的轴向方向的不规则形变的可能性大大降低。

进一步地，参见附图1，附图6，压环143远离弹性套130的端面的外边缘设置有第三球面144，压板142的靠近压环143的端面的边缘设置有与第三球面144配合的第四球面145。通过上述的结构设置，使得压环143为浮动压环，压板142在液压缸141的驱动下作用于压环143时，能够自动调整，尽量使作用力的方向与弹性套130的轴向一致，消弱了弹性套130弹性形变发生膨胀对薄壁缸套200内孔圆度的影响。

综上所述，通过将弹性套130套设于圆柱形夹具体120外，且夹具体120远离座体110的一端位于弹性套130的内部，弹性套130的内壁设多个方向相同的第一球面131，夹具体120的外壁设置有与多个第一球面131配合的多个第二球面121，从而当弹性套130向着第二球面121可滑动的方向运动时，弹性套130在第一球面131和第二球面121的相互作用下发生挤压从而向外膨胀扩张，进而可以对放置在弹性套130外的薄壁缸套200进行挤压夹紧。此外，通过固定连接于座体110的夹紧装置140，可以很好地驱动弹性套130轴向运动，从而夹紧薄壁缸套200。上述弹性套130在膨胀扩张的过程中，其表面能够充分与薄壁缸套200的内壁进行挤压，从而使得薄壁缸套200的受力更加均匀，不容易使得薄壁缸套200发生形变，并且能够保持和夹具体一致的同心圆度。同时，弹性套130和夹具体120之间是通过球面之间的挤压，从而使得弹性套130在相对夹具体120运动而发生扩张时，其受力更加均匀缓慢，不容易造成弹性套130的轴向不规则形变而对薄壁缸套200的形状造成影响，进而上述夹具对薄壁缸套200的夹紧操作，能够保证薄壁缸套200最终获得较好的圆柱度的外圆表面和理想的外圆工艺精度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和表示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。