用于环形零件机加工的夹具的制作方法

本实用新型涉及零件机加工技术领域，特别是涉及一种用于环形零件机加工的夹具。

背景技术：

环形零件即为外形呈筒状的零件，为满足装配需要，这些零件的端面往往需要进一步的机加工，如为完成环形零件与端盖的螺栓连接，往往需要在环形零件的端面上进行内螺纹孔钻孔加工、为使得环形零件与端盖之间具有良好的密封性能，往往需要对环形零件的端面进行表面打磨处理。

在对环形零件的端面进行加工之间，需要采用夹持装置完成环形零件的固定，现有技术中车床上采用的夹持装置可为三爪卡盘等，钻床、磨床上采用的夹持装置可为压块等。但针对为薄壳零件的环形零件，如多级泵的泵壳，在对起端面进行加工时，现有技术中的夹持装置在对环形零件进行固定时，可能会因为环形零件的局部应力过大导致环形零件变形。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于环形零件机加工的夹具，本夹具在不破坏环形零件原有尺寸或形状的前提下，能够有效解决机加工过程中对环形零件有效固定的问题。

本实用新型提供的用于环形零件机加工的夹具通过以下技术要点来解决问题：用于环形零件机加工的夹具，包括底座、压紧件、固定于底座上的立柱、套设于立柱上的弹性环；

所述弹性环的外形呈一端直径大于另一端直径的同心异径管状，且弹性环的侧面上还设置有缺口，所述缺口由弹性环的一端延伸至弹性环的另一端；

所述压紧件用于向弹性环的端面施加沿着弹性环轴线方向的压应力。

具体的，本夹具在使用时，为环形零件的工件套设在弹性环的外侧，以上弹性环通过其上的中心孔穿设于立柱上，以上压紧件用于向弹性环的端面施加沿着弹性环轴线方向的压应力。这样，在以上压应力下，由于弹性环的侧面具有缺口，弹性环在发生弹性变形的过程中其大端向外扩张与工件的内壁面接触，这样，弹性环大端的侧面与工件的内壁面面接触或线接触，面接触或线接触处的正压力实现工件在本夹具上的固定。

以上固定方案中，由于弹性环扩张的过程中除大端侧面处缺口处外，均会对工件内壁周向方向上的各点产生压应力，故可有效避免因为薄壳环形零件局部受力过大而影响薄壳环形零件的形状及各向尺寸，不仅利于加工精度，同时本夹具还具有装夹效率高的优势。

以上弹性环可采用在碟形弹簧的侧面切一条缺口制得，即以上缺口贯穿碟形弹簧的两端，缺口的宽度视碟形弹簧的尺寸而定，如设置为由碟形弹簧的小端至大端，缺口的宽度逐渐增加，小端处的缺口宽度为碟形弹簧小端周长的十分之一，大端处的缺口宽度为碟形弹簧大端周长的十分之一。以上压紧件可采用螺纹连接于立柱上的压紧螺帽。以上设置有缺口的碟形弹簧相较于完整的碟形弹簧，在相应的压应力下，大端外侧可扩展的位移更大，即同一弹性环能够适用的工件内径数值范围更为宽泛。

更进一步的技术方案为：

为便于根据不同长度的工件或对工件约束位置、约束方式的改变，更换不同长度的立柱，所述立柱的下端与底座螺纹连接，还包括与立柱下端螺纹连接的螺帽，所述弹性环设置于螺帽的外侧。以上螺帽用于立柱在底座上的锁紧，同时本案还具有加工制造、装配方便的特点。进一步的，亦可在螺帽与弹性环之间设置垫片，以将弹性环抬升至适应的高度。

作为一种在工件内壁周向上，工件内壁受力更为均匀、弹性环与工件内壁接触面积更大的实现方案，所述弹性环不止一个，且弹性环在立柱上依次叠加，各弹性环的缺口相互之间的位置关系呈环状均布。

作为一种在弹性环的端面周向上，压紧件对弹性环端面各点压应力更为均匀的技术方案，还包括套设于立柱上的垫片，所述弹性环位于垫片与底座之间，所述压紧件设置于垫片的上侧，压紧件用于向垫片的上表面施加压应力，垫片的下表面与弹性环的端面接触。本方案中，弹性环端面周向上各点受压紧件压应力更为均匀时，可使得弹性环产生更均匀的弹性变形。

为使得本夹具能够在工件受弹性环压应力之前，对工件的位置提供预约束，以避免弹性环在变形初始状态下局部与工件接触，造成工件的中心位置偏移，还包括设置于底座上的第一固定部，所述第一固定部用于工件在底座上位置的预约束。

作为第一固定部的一种具体实现方式，所述第一固定部包括多个预约束分部，多个预约束分部环形均布于立柱的四周，各预约束分部均包括第一螺栓及第二螺栓，所述第一螺栓与底座螺纹连接，各第一螺栓上均设置有内螺纹孔，对应的第二螺栓通过所述内螺纹孔与第一螺栓螺纹连接，且第一螺栓的端部均朝向工件。本实现方式结构简单，能够适用于不同直径的工件初始位置固定。作为本领域技术人员，以上第一固定部也可设置为位于底座上端面上的环形槽，即环形槽的外形与工件的端面外形相适应，初始状态下工件的端面嵌入所述环形槽中。

为便于将工件抬升至适应加工的位置，还包括置放于底座上表面上的垫块，所述垫块呈环状，立柱位于垫块的中央。以上垫块的实现形式便于根据加工需要，更换具有不同内外、径和/或高度的垫块。

本实用新型具有以下有益效果：

本夹具在使用时，为环形零件的工件套设在弹性环的外侧，以上弹性环通过其上的中心孔穿设于立柱上，以上压紧件用于向弹性环的端面施加沿着弹性环轴线方向的压应力。这样，在以上压应力下，由于弹性环的侧面具有缺口，弹性环在发生弹性变形的过程中其大端向外扩张与工件的内壁面接触，这样，弹性环大端的侧面与工件的内壁面面接触或线接触，面接触或线接触处的正压力实现工件在本夹具上的固定。

以上固定方案中，由于弹性环扩张的过程中除大端侧面处缺口处外，均会对工件内壁周向方向上的各点产生压应力，故可有效避免因为薄壳环形零件局部受力过大而影响薄壳环形零件的形状及各向尺寸，不仅利于加工精度，同时本夹具还具有装夹效率高的优势。

附图说明

图1是本实用新型所述的用于环形零件机加工的夹具一个具体实施例的结构剖视图；

图2是本实用新型所述的用于环形零件机加工的夹具一个具体实施例中，弹性环的结构示意图。

图中的附图标记依次为：1-底座，2-第一固定部，3-工件，4-立柱，5-压紧件，6-垫块，7-垫片，8-螺帽，9-弹性环，91-缺口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1和图2所示，用于环形零件机加工的夹具，包括底座1、压紧件5、固定于底座1上的立柱4、套设于立柱4上的弹性环9；

所述弹性环9的外形呈一端直径大于另一端直径的同心异径管状，且弹性环9的侧面上还设置有缺口91，所述缺口91由弹性环9的一端延伸至弹性环9的另一端；

所述压紧件5用于向弹性环9的端面施加沿着弹性环9轴线方向的压应力。

具体的，本夹具在使用时，为环形零件的工件3套设在弹性环9的外侧，以上弹性环9通过其上的中心孔穿设于立柱4上，以上压紧件5用于向弹性环9的端面施加沿着弹性环9轴线方向的压应力。这样，在以上压应力下，由于弹性环9的侧面具有缺口91，弹性环9在发生弹性变形的过程中其大端向外扩张与工件3的内壁面接触，这样，弹性环9大端的侧面与工件3的内壁面面接触或线接触，面接触或线接触处的正压力实现工件3在本夹具上的固定。

以上固定方案中，由于弹性环9扩张的过程中除大端侧面处缺口91处外，均会对工件3内壁周向方向上的各点产生压应力，故可有效避免因为薄壳环形零件局部受力过大而影响薄壳环形零件的形状及各向尺寸，不仅利于加工精度，同时本夹具还具有装夹效率高的优势。

以上弹性环9可采用在碟形弹簧的侧面切一条缺口91制得，即以上缺口91贯穿碟形弹簧的两端，缺口91的宽度视碟形弹簧的尺寸而定，如设置为由碟形弹簧的小端至大端，缺口91的宽度逐渐增加，小端处的缺口91宽度为碟形弹簧小端周长的十分之一，大端处的缺口91宽度为碟形弹簧大端周长的十分之一。以上压紧件5可采用螺纹连接于立柱4上的压紧螺帽。以上设置有缺口91的碟形弹簧相较于完整的碟形弹簧，在相应的压应力下，大端外侧可扩展的位移更大，即同一弹性环9能够适用的工件3内径数值范围更为宽泛。

实施例2：

如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：为便于根据不同长度的工件3或对工件3约束位置、约束方式的改变，更换不同长度的立柱4，所述立柱4的下端与底座1螺纹连接，还包括与立柱4下端螺纹连接的螺帽8，所述弹性环9设置于螺帽8的外侧。以上螺帽8用于立柱4在底座1上的锁紧，同时本案还具有加工制造、装配方便的特点。进一步的，亦可在螺帽8与弹性环9之间设置垫片7，以将弹性环9抬升至适应的高度。

作为一种在工件3内壁周向上，工件3内壁受力更为均匀、弹性环9与工件3内壁接触面积更大的实现方案，所述弹性环9不止一个，且弹性环9在立柱4上依次叠加，各弹性环9的缺口91相互之间的位置关系呈环状均布。

作为一种在弹性环9的端面周向上，压紧件5对弹性环9端面各点压应力更为均匀的技术方案，还包括套设于立柱4上的垫片7，所述弹性环9位于垫片7与底座1之间，所述压紧件5设置于垫片7的上侧，压紧件5用于向垫片7的上表面施加压应力，垫片7的下表面与弹性环9的端面接触。本方案中，弹性环9端面周向上各点受压紧件5压应力更为均匀时，可使得弹性环9产生更均匀的弹性变形。

实施例3：

如图1和图2所示，本实施例在以上任意一个实施例提供的任意一个技术方案的基础上对本案作进一步限定，为使得本夹具能够在工件3受弹性环9压应力之前，对工件3的位置提供预约束，以避免弹性环9在变形初始状态下局部与工件3接触，造成工件3的中心位置偏移，还包括设置于底座1上的第一固定部2，所述第一固定部2用于工件3在底座1上位置的预约束。

作为第一固定部2的一种具体实现方式，所述第一固定部2包括多个预约束分部，多个预约束分部环形均布于立柱4的四周，各预约束分部均包括第一螺栓及第二螺栓，所述第一螺栓与底座1螺纹连接，各第一螺栓上均设置有内螺纹孔，对应的第二螺栓通过所述内螺纹孔与第一螺栓螺纹连接，且第一螺栓的端部均朝向工件3。本实现方式结构简单，能够适用于不同直径的工件3初始位置固定。作为本领域技术人员，以上第一固定部2也可设置为位于底座1上端面上的环形槽，即环形槽的外形与工件3的端面外形相适应，初始状态下工件3的端面嵌入所述环形槽中。

为便于将工件3抬升至适应加工的位置，还包括置放于底座1上表面上的垫块6，所述垫块6呈环状，立柱4位于垫块6的中央。以上垫块6的实现形式便于根据加工需要，更换具有不同内外、径和/或高度的垫块6。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。