无隙定心及限位压紧节圆夹具的制作方法

本发明属于齿圈夹具技术领域，特指一种无隙定心及限位压紧节圆夹具。

背景技术：

随着大型风力发电设备的应用，其中有一重要零件：齿圈。因其工作环境的要求，所以，在设计上尽可能减小重量，齿圈往往都是薄壁的。对于这种大型薄壁齿圈类零件的加工，如果齿圈的齿是贯通的，加工时还要方便些，尤其是对于齿圈齿形不是贯通的这种情况更加困难(见附图9齿圈)。因这种情况下，齿圈的端面要加工没有可以压紧的地方，采用节圆定心与夹紧时会产生夹紧变形的问题。因为，齿圈经热处理后必然产生一定的变形(椭圆)，经节圆夹紧时因夹紧力很大把齿圈给撑圆了，车止口或外圆未拆下时是圆的，工件拆下时工件的变形回弹回去后使车削的止口也随之变为椭圆。因工件较大如果夹紧力较小时车削加工时会产生振动等因素。总之，加工此类零件往往会很难办。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无隙定心及限位压紧节圆夹具，将定位与夹紧分开进行，避免了夹紧力过大引起的变形，也解决了夹紧力小引起的振动，从而从根本上解决了此类零件的加工问题。

本发明的目的是这样实现的：一种无隙定心及限位压紧节圆夹具，包括底座，底座包括设置在中部的柱形凸台和围绕柱形凸台设置的支撑凸台，柱形凸台设置通孔，通孔的孔底配合螺母衬套；底座上设有径向定位机构和轴向压紧机构；

所述径向定位机构包括弹性套、锥度套、压圈、定心螺杆，弹性套支撑在支撑凸台上，锥度套设置在弹性套和柱形凸台之间，压圈与锥度套固定，定心螺杆与压圈轴向限位配合，定心螺杆与螺母衬套螺接，定心螺杆通过压圈带动锥度套轴向升降；

所述轴向压紧机构包括压板、压爪、压紧螺杆、压紧螺母、过渡杆、限位凸轮，限位凸轮转动设置在压板内腔，压板径向设有若干连通内腔和外壁的滑移槽，压爪具有若干块并相应配合在滑移槽内，限位凸轮具有配合压爪的缺口结构；压脚螺母由过渡杆支撑在压板上方，过渡杆底部固定在螺母衬套上；压脚螺杆与压紧螺母螺纹连接，并与压板轴向限位配合。

其中，所述弹性套外周间隙配合有若干安装圈，安装圈轴向间隔排列，安装圈之间配合有竖向设置的定位量棒，定位量棒上下端与安装圈间隙配合并具有径向的活动量，定位量棒围绕弹性套圆周间隔分布。

其中，所述安装圈外壁上凸设有与齿圈内齿槽适配的仿形齿。

其中，所述定心螺杆穿设在压紧螺杆内。

其中，所述支撑凸台与柱形凸台之间形成有环形槽。

其中，所述底座底部设有定位止口，底座周边设有与车床连接的螺孔。

其中，所述压板上开设有径向孔和弧形孔，压爪上连接有径向拨柄，限位凸轮上连接转动拨柄，径向拨柄伸出径向孔，转动拨柄伸出弧形孔。

其中，所述压板为六方形，压爪在压板上均布有三块。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

本夹具的关键技术点是把定心与夹紧分开执行，尤其是对非贯通齿圈内的过渡槽的针对性设计，其压紧装置很有特点，既解决了压紧的问题，也解决了方便装卸的问题，深受使用者欢迎。

附图说明

图1是本发明的立体结构图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的图2中a-a方形的剖视图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明径向定位机构的剖视图；

图6是本发明弹性套、锥度套和安装圈的配合图；

图7是本发明压板与压爪、限位凸轮的配合图；

图8是本发明压板的零件图；

图9是本发明轴向压紧机构的剖视图；

图10是本发明针对产品齿圈的零件图。

附图标记：1、齿圈；2、压板；2a、径向孔；2b、弧形孔；2c、滑移槽；3、径向拨柄；4、转动拨柄；5、压爪；6、定心螺杆；7、压紧螺杆；8、压紧螺母；9、螺母衬套；10、定位量棒；11、安装圈；11a、限位凸起；11b、仿形齿；12、底座；12a、支撑凸台；12b、柱形凸台；12c、定位止口；13、限位凸轮；13a、缺口；14、过渡杆；15、弹性套；15a、周向限位槽；15b、轴向环形限位槽；16、锥度套；17、压圈；18、下拉套；19、圆螺母。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-10：

一种无隙定心及限位压紧节圆夹具，包括底座12，底座12底部设有定位止口12c，底座12周边设有与车床连接的螺孔；底座12包括设置在中部的柱形凸台12b和围绕柱形凸台12b设置的支撑凸台12a，柱形凸台12b设置通孔，通孔的孔底配合固定螺母衬套9；柱形凸台12b和支撑凸台12a间隔设置，中间形成环形槽；其中底座12上设有径向定位机构和轴向压紧机构。

结合图3、图5和图6，径向定位机构包括弹性套15、锥度套16、压圈17、定心螺杆6，弹性套15支撑在支撑凸台12a上，锥度套16设置在弹性套15和柱形凸台12b之间，压圈17与锥度套16固定，定心螺杆6在压圈17下方设置环形凸起，压圈17下方固定有下拉套18，下了套卡住环形凸起，实现定心螺杆6与压圈17轴向限位配合；定心螺杆6与下方的螺母衬套9螺接，定心螺杆6通过压圈17带动锥度套16轴向升降；

其中，结合图1和图6，弹性套15外周间隙配合有若干安装圈11，安装圈11轴向间隔排列，安装圈11之间配合有竖向设置的定位量棒10，定位量棒10上下端与安装圈11间隙配合并具有径向的活动量(安装圈11上的轴孔大于定位量棒10两端的安装轴)，定位量棒10围绕弹性套15圆周间隔分布；安装圈11外壁上凸设有与齿圈1内齿槽适配的仿形齿11b。安装圈11内壁设有限位凸起11a，对应在弹性套15外壁上设有周向限位槽15a，用于配合限位凸起11a，起到限制安装圈11周向转动的作用；在弹性套15外壁上还设置轴向环形限位槽15b，每个安装圈11对应分布在环形限位槽，从而对安装圈11轴向位置限位。

结合图2和图7-9，轴向压紧机构包括压板2、压爪5、压紧螺杆7、压紧螺母8、过渡杆14、限位凸轮13，限位凸轮13转动设置在压板2内腔，压板2为六方形结构，并沿六方形边径向设有若干连通内腔和外壁的滑移槽2c，压爪5具有三块并相应配合在滑移槽2c内，限位凸轮13具有配合压爪5的缺口13a结构；压板2上开设有径向孔2a和弧形孔2b，压爪5上连接有径向拨柄3，限位凸轮13上连接转动拨柄4，径向拨柄3伸出径向孔2a，转动拨柄4伸出弧形孔2b；压脚螺母由过渡杆14支撑在压板2上方，过渡杆14底部固定在螺母衬套9上；压脚螺杆套设在定型螺杆上，并与压紧螺母8螺纹连接，并穿过压板2后在底端连接圆螺母19，在压板2上侧设置环形凸起，实现与压板2轴向限位配合。

本方案的工作原理如下：本夹具由安装定位止口12c与立式车床法兰连接，保证与车床主轴的同心，通过底座12周边的螺孔与车床法兰固定。夹具调整好后即可开始加工使用。

首先将连接凸轮的转动拨柄4转动松开位置，此时凸轮的三个缺口13a位置正对三个压爪5，再向内移动连接压爪5的径向拨柄3，此时压爪5均回缩至内部；接下来就可以把工件齿圈1吊起，让齿圈1的齿槽对着夹具的定位量棒10，即可把齿圈1放入夹具中，让齿圈1下面的小端面与底座12上的制裁凸台接触，留出待加工的端面，便可开始定心与压紧的工作。用公斤扳手转动定心螺杆6，此时定心螺杆6向下移动，利用定心螺杆6上的凸台带动下拉套18向下移动，因下拉套18与压圈17由螺钉已连接，所以压圈17也向下移动，又因压圈17与锥度套16也是连接的，所以锥度套16也向下移动，因其外锥度向下移动就胀开弹性套15的直径变大，同时也使其接触的定位量棒10向外移动，使其定位的直径变大，这样就消除了定位量棒10与齿圈1齿槽的间隙；此时根据试用确定拧紧公斤扳手的力矩大小以不致齿圈1变形为宜，这也就完成了定心的要求。

接着就可以向外移动三处连接压爪5的径向拨柄3使压爪5的头端伸入到齿圈1的过渡槽内，此时转动凸轮拨柄至工作位置，这时候凸轮的三个凸爪对着三个压爪5后面的圆弧部分，确保压爪5不会回移；再接下来就可以拧动压紧螺杆7向下移动。因压紧螺母8通过过渡杆14(3件)与螺母衬套9连接。由于螺母衬套9与底座12连接，所以压紧螺母8相对于底座12是不动的。因此在压紧螺杆7向下移动时利用其上面的凸台压紧六方压板2向下移动，因三个压爪5均在六方压板2孔滑移槽2c内，所以就实现了压爪5压紧齿圈1的目的。这样就可以进行齿圈1工件上下两面及外圆的加工了。

加工完毕后，反拧压紧螺母8，因其下端已用两个圆螺母19将六方压板2限制，在压紧螺母8反拧向上时将带动六方压板2向上移动，同时带动压爪5向上移动，即实现了松开要求。(这里要说明一下：压爪5松开上移的距离要控制适当，上升太多会与齿圈1过渡槽上面接触反而不利压爪5的缩回与下次加工时的伸出)接着将转动连接凸轮的转动拨柄4至松开位置再向内移动连接压爪5径向拨柄3；接下来反拧定心螺杆6向上移动，带动压圈17及锥度套16向上移动其外锥释放间隙，使弹性套15向内回弹，使定位量棒10与齿圈1齿槽出现间隙，使工件发生松动便可以向上吊出，再装工件即可重复上面的操作过程。本夹具针对是非贯通性齿圈1，所以定心后采用的是手动夹紧，如果是贯通的齿圈1，手动定心后可以采用车床液压拉紧将更加方便。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。