薄壁管件装夹工装的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域的薄壁管件装夹工装。

背景技术：

为了适应飞速发展的航空生产的需要，高强度的金属薄壁件已广泛的应用在航空发动机上。所以在机械加工领域中，钛、铝合金薄壁管件的加工非常普遍。由于薄壁管件刚度差，切削力、切削热及切削振动等容易导致零件的变形，从而降低了薄壁管件加工精度和加工质量。

通常的解决措施为使用工装夹具解决加工中的震颤问题，现有技术中的此类工装，如申请公布号为CN107538247A的实用新型专利说明书中公开的一种薄壁回转体装夹工装，包括转动中心轴线沿前后方向延伸的工作转盘，还包括用于安装在工作转盘上的装夹臂单元，装夹臂单元包括多个沿前后方向延伸且用于沿工作转盘周向间隔布置的装夹臂，各装夹臂上沿前后方向间隔设有至少两个用于与相应薄壁回转体的回转定位面顶压配合的支撑柱，各支撑柱分别具有用于形成与所述薄壁回转体的回转定位面吻合对应的定位圆柱面的顶压端，工作转盘上设有用于使各装夹臂可沿工作转盘径向进行位置调整以得到不同径向尺寸的所述定位圆柱面的安装结构。该装夹工装适用于不同尺寸的薄壁回转体的支撑装夹定位，有效提高了装夹工装的通用性；但是由于薄壁件的径向规格大小不同，使用该装夹工装固定不同规格的薄壁件时，需将装夹臂连同装夹臂安装座从工作转盘上拔出，再插入相应位置处的调整孔中，当固定多个不同规格的薄壁件时，需频繁拔插装夹臂和装夹臂安装座，操作复杂、装夹效率低的同时很有可能降低装夹臂与工作转盘的固定强度，从而降低了装夹工装与薄壁件的固定强度，进而降低了薄壁件加工精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种薄壁管件装夹工装，旨在解决现有薄壁管件装夹工装操作复杂、装夹效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型的薄壁管件装夹工装的技术方案是：

薄壁管件装夹工装包括固定筒，固定筒的筒壁上在轴向方向设有至少一组径向贯通筒壁的安装孔，安装孔中径向活动安装有顶压销，固定筒内轴向活动安装有顶推杆，顶推杆在对应于各个顶压销的位置处设有从顶推杆的一端向另一端径向逐渐升高的顶推面以使顶推杆轴向移动时通过顶推面推动顶压销径向向外顶紧管件内壁，工装还包括用于锁定顶推杆在固定筒中的轴向位置的锁定机构。

有益效果：本实用新型的薄壁管件装夹工装装夹薄壁管件时，驱动顶推杆向筒体内运动，顶推杆上的顶推面驱动顶压销向筒体径向方向运动，顶压销与薄壁件内壁面吻合贴紧将薄壁件撑紧，锁定结构将顶推杆锁定以防止顶推杆在轴向方向移动，避免了顶压销在固定筒径向方向收缩，保证了本实用新型对薄壁管件装夹强度。本实用新型的薄壁管件装夹工装操作简单，并且无需调整就可用于装夹不同径向规格的薄壁管件，有效提高了装夹薄壁管件效率，从而提高了薄壁管件加工效率。

进一步的，所述锁定机构包括对顶推杆施加轴向作用力的弹簧以及在固定筒轴向方向对顶推杆进行挡止的锁销。弹簧及锁销共同作用将顶推杆在固定筒内固定，有利于防止顶推杆在固定筒的轴向方向上运动。

进一步的，所述锁销位于固定筒的筒壁上，所述顶推杆上设有与锁销挡止的斜面。位于固定筒筒壁的锁销与顶推杆上的斜面配合在固定筒轴向方向对顶推杆起到挡止作用，有效防止了因顶推杆向固定筒外运动而导致顶压销收缩。

进一步的，每组安装孔成圈设置，一圈安装孔对应一个顶推面，位于同一圈的安装孔在筒体的外周面上均布。安装孔成圈设置且一圈顶压销被一个顶推面驱动，只需设置一个顶推面就可驱动一圈安装孔内的顶压销，降低了加工难度。

进一步的，位于同一圈的相邻安装孔所在轴线之间的夹角为60°。在保证对薄壁管件装夹定位效果好的同时使用最少的顶压销，从而有助于降低本实用新型的薄壁管件装夹工装的制作成本。

进一步的，所述安装孔为两组以上，各组安装孔在轴向方向上的投影重合。两组以上的安装孔和顶压销有助于增强对薄壁件的装夹强度。

进一步的，所述顶推杆上设有沿长度方向延伸的锥台，锥台的锥面构成所述顶推面。锥台便于设置，且锥面可用于驱动一圈顶压销，且锥面有助于使顶压销保持线性伸缩。

进一步的，所述顶压销与顶推面接触的一端为球面结构。顶压销与顶推面的接触面为球面，球面与顶推面接触平滑，有利于顶推面驱动顶压销运动。

进一步的，所述顶压销用于与薄壁管件内壁面接触的一端为与薄壁管件内壁面吻合贴紧的弧面。顶压销与薄壁管件接触的一端为与薄壁件内壁面吻合贴紧的弧面，避免了顶压销在顶压薄壁管件时对薄壁管件造成损坏。

进一步的，所述薄壁管件装夹工装包括安装座，所述固定筒设置在安装座上，所述弹簧位于固定筒与安装座固定连接的一端，所述锁销位于固定筒背离与安装座固定连接的一端。弹簧位于固定筒与安装座固定的一端便于安装弹簧。

附图说明

图1为本实用新型的薄壁管件装夹工装实施例一的三维视图；

图2为图1中的顶压销的结构示意图；

图3为图2中的顶压销的正视图；

图4为图3中A-A向剖视图；

图5为图1中的安装座与固定筒安装后的结构示意图；

图6为图5中的安装座与固定筒安装后的正视图；

图7为图1中的安装座的结构示意图；

图8为图1中的顶推杆的结构示意图；

图9为图8中的顶推杆的正视图；

图10为图9中顶推杆的A向视图；

图11为图1中的紧固螺栓的结构示意图；

图12为图11中的紧固螺栓的主视图；

图13为图12中的B向视图；

图14为本实用新型的薄壁管件装夹工装实施例五的三维视图；

图15为图14中的薄壁管件装夹工装的主视图；

图16为图15中的薄壁管件的剖视图；

图17为图14中的顶推杆的结构示意图；

图18为图14中的安装座的三维视图；

图19为图18中的安装座的俯视图；

图20为图18中的安装座的主视图；

图21为图20中的A-A向剖视图；

图22为图14中的固定筒与安装座连接状态图；

附图中：1、安装座；2、固定筒；21、安装孔；3、顶压销；4、顶推杆；41、圆锥台；5、紧固螺栓；6、安装座；7、固定筒；8、顶压销；9、顶推杆；91、圆锥台；10、紧固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的薄壁管件装夹工装的具体实施例一，如图1至图13所示，包括安装座1，安装座1为圆台状结构，圆台状安装座1的外周面上具有平口设计，采用该设计的目的是便于将薄壁管件装夹工装固定在加工机床上。安装座1上固定连接有固定筒2，固定筒2具有一定的壁厚。固定筒2的筒壁上设置有多个贯穿筒壁的安装孔21，安装孔21沿固定筒2的径向方向延伸且与固定筒2内腔连通，多个安装孔21在固定筒2的筒壁上成圈设置，位于同一圈的安装孔21在固定筒2的筒壁上均匀布置，本实施例中位于同一圈的安装孔21为六个，相邻安装孔21所在轴线之间的夹角为60°，当然，在其他实施例中位于同一圈的安装孔21也可以为两个、三个、四个、五个、七个等任一数目。本实施例中的安装孔21为四圈，四圈安装孔21之间的距离相等，并且四圈安装孔21在轴向方向的投影重合。

固定筒2内轴向活动装配有顶推杆4，顶推杆4为空心管状结构，顶推杆4上具有间隔设置的四个圆锥台41，圆锥台41在顶推杆4的长度方向延伸，圆锥台41的圆锥面构成顶推面。相邻两个圆锥台41之间为直径相同的圆柱体结构。相邻两个圆锥台41之间的距离与相邻两圈安装孔21之间的距离相等。固定筒2的安装孔21内插装有顶压销3，顶压销3包括插装在安装孔21内的插接端以及用于与薄壁管件顶压的顶压端。顶压销3的插接端为球面结构，这样设计的目的是为了使顶压销3的插接端更好的与顶推杆4上的顶推面配合。顶压销3的顶压端为矩形弧板，矩形弧板的弧度与薄壁管件的内壁面弧度相同，这样设计的优点是能够使顶压销3的顶压端与薄壁管件的内壁面吻合贴紧，当然，在其他实施例中，顶压销3的顶压端可以根据薄壁管件内壁面的弧度任意设计。本实施例中的顶压销3的截面为T形，顶压端为顶压销3的水平面结构，插接端为顶压销3的竖直杆状结构。为了便于将伸入至固定筒2内的顶推杆4从固定筒2内取出，本实施例中的顶推杆4与固定筒2之间安装有弹簧。为了防止在按压顶推杆4的过程中，弹簧将顶推杆4弹出固定筒2，顶推杆4的端部具有斜口结构，固定筒2上设有螺纹孔，当将顶推杆4压进固定筒2内时，将紧固螺栓5连接在螺纹孔内，紧固螺栓5与顶推杆4上的斜口挡止起到对顶推杆4的限位作用。

需要说明的是，本实用新型的薄壁管件装夹工装采用车床一次加工而成。顶推杆4与安装座1法兰连接，顶压销3采用车床及数铣完成加工。顶推杆4上的圆锥台41及顶压销3采用硬度强的材料加工而成并且要求光洁度优于0.8。

本实施例中的薄壁管件装夹工装装配时，首先将弹簧装入固定筒2内部，然后将顶推杆4插入至固定筒2内，接着将顶压销3插装在固定筒2的安装孔21内。使用时，首先将本实用新型的薄壁管件装夹工装放置在加工机床上，通过下压顶推杆4起到合适的调节顶压销3的目的。使用完毕后紧固螺栓5拧松即可，而顶推杆4后的弹簧可将顶推杆4推回。

本实用新型的薄壁管件装夹工装的具体实施例二，与实施例一的区别之处在于，为了解决使用前需将顶压销插装至固定筒的安装孔内以及在不使用时顶压销易脱落问题，本案中的顶压销与固定筒之间连接有弹簧，其他与实施例一相同，不再赘述。

本实用新型的薄壁管件装夹工装的具体实施例三，与实施例一的区别之处在于，本实施例中的固定筒背离与安装座连接的一端的内壁面上设置有螺纹孔，螺纹孔上装配有紧固螺栓。本实施例中的薄壁管件装夹工装装配时，顶推杆装入至固定筒内部，顶压销插装到安装孔内，固定筒的螺纹孔内装入紧固螺栓，紧固螺栓将顶推杆顶紧，顶推杆在弹簧与紧固螺栓的共同作用下在固定筒内保持稳定。其他与实施例一相同，不再赘述。

本实用新型的薄壁管件装夹工装的具体实施例四，与实施例一的区别之处在于，本实施例中的顶推杆与成圈设置的六个安装孔对应的位置处设置有六个顶推面，六个顶推面周向间隔设置在顶推杆上。其他与实施例一相同，不再赘述。

本实用新型的薄壁管件装夹工装的具体实施例五，如图14至图22所示，包括安装座6，安装座6为圆台状结构，圆台状安装座6的外周面上具有平口设计，采用该设计的目的是便于将薄壁管件装夹工装固定在加工机床上。圆台状安装座6的一个端面上设置有外螺纹，安装座6上固定连接有固定筒7，固定筒7的一端封闭、一端开口，固定筒7开口的一端的内壁面上设置有与安装座6连接的内螺纹。固定筒7的筒壁上设置有多个贯穿筒壁的安装孔，安装孔沿固定筒7的径向方向延伸且与固定筒7内腔连通，多个安装孔在固定筒7的筒壁上成圈设置，位于同一圈的安装孔在固定筒7的筒壁上均匀布置，本实施例中位于同一圈的安装孔为六个，相邻安装孔所在轴线之间的夹角为60°，当然，在其他实施例中位于同一圈的安装孔也可以为两个、三个、四个、五个、七个等任一数目。本实施例中的安装孔为四圈，四圈安装孔之间的距离相等，并且四圈安装孔在轴向方向的投影重合。

固定筒7内轴向活动装配有顶推杆9，顶推杆9为空心管状结构，顶推杆9上具有间隔设置的四个圆锥台91，圆锥台91在顶推杆9的长度方向延伸，圆锥台91的圆锥面构成顶推面。相邻两个圆锥台91之间为直径相同的圆柱体结构。相邻两个圆锥台91之间的距离与相邻两圈安装孔之间的距离相等。固定筒7的安装孔内插装有顶压销8，顶压销8包括插装在安装孔内的插接端以及用于与薄壁管件顶压的顶压端。顶压销8的插接端为球面结构，这样设计的目的是为了使顶压销8的插接端更好的与顶推杆9上的顶推面配合。顶压销8的顶压端为矩形弧板，矩形弧板的弧度与薄壁管件的内壁面弧度相同，这样设计的优点是能够使顶压销8的顶压端与薄壁管件的内壁面吻合贴紧，当然，在其他实施例中，顶压销8的顶压端可以根据薄壁管件内壁面的弧度任意设计。本实施例中的顶压销8的截面为T形，顶压端为顶压销8的水平面结构，插接端为顶压销8的竖直杆状结构。为了便于将顶推杆9从固定筒7内取出，本实施例中的顶推杆9与固定筒7封闭端之间安装有弹簧。为了防止在按压顶推杆9的过程中，弹簧将顶推杆9弹出固定筒7，顶推杆9的端部具有斜口结构，固定筒7靠近安装座6的一端的筒壁上设有螺纹孔，当将顶推杆9压进固定筒7内时，将紧固螺栓10连接在螺纹孔内，紧固螺栓10与顶推杆9上的斜口挡止起到对顶推杆9的限位作用。

本实施例中的薄壁管件装夹工装装配时，首先将弹簧装入固定筒7内部，然后将顶推杆9插入至固定筒7内，接着将顶压销8插装在固定筒7的安装孔内。使用时，首先将本实用新型的薄壁管件装夹工装放置在加工机床上，通过下压顶推杆9起到合适的调节顶压销8的目的。使用完毕后紧固螺栓10拧松即可，而顶推杆9后的弹簧可将顶推杆9推回。本实施例中的薄壁管件装夹工装可用于装夹一端封闭、一端开口的薄壁管件。

上述实施例中的锥面也可以被曲面、斜面代替。