内孔机械涨紧装置的制作方法

本发明属于航空机械加工工艺装备领域，涉及一种内孔机械涨紧装置。

背景技术：

在航空机械加工领域里无论是军用飞机还是民用飞机，都存在大量的带有孔特征的异形零件。此类零件外形都比较复杂，加工的工艺性不好，很难保证最终的尺寸要求，合格率比较低。但多数此类产品的设计基准与加工基准都为孔元素，同时随着各种多工能数控复合机床大量应用，给我们提供了一个新的解决途径。

原来的常规机床配用的常规夹具多数为一道工序一套夹具，故提供的定位与压紧的部位较多，只要定位与压紧元素为非加工表面就可以。但为完成一件产品的加工需要多道工序来完成，且每道工序的定位基准与加工基准很难统一，造成基准不重合误差较大；多工序加工就需要多套夹具来辅助生产，这样造成准备工时过长使效率比较低，多套夹具的成本也比较高经济性不好。

随着数控机床的发展，各种多功能复合机床大量应用。如车铣复合数控机床就是一典型。这类机床通常能够一序完成70％-100％的加工；且使设计基准与加工基准重合，提高了加工精度。但随着各类先进机床的应用，常规的夹具已经不能完全匹配。要在一序加工更多的特征，就要求待加工产品的表面要完全开场，不允许布置压板，这就不得不以内孔定位同时夹紧。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种内孔机械涨紧装置，主轴法兰依据机床主轴的连接接口设计；将带有孔特征的异形产品装夹在内孔机械涨紧装置上，锁紧螺母设于芯轴上；螺母锁紧力传导到涨紧套使涨紧套受压变形向径向涨紧；涨紧套内孔与外圆均带有精度，从而将产品定位涨紧在装置上。

本发明的技术方案为：

一种内孔机械涨紧装置，包括主轴法兰1、涨紧芯轴2、端面定位套3、涨紧套4、导向涨紧套5、隔套6、垫片7、锁紧螺母8、内六角圆柱头螺栓a9、内六角圆柱头螺栓b10和内六角圆柱头螺栓c11；

所述涨紧芯轴2为五级阶梯轴，第二级阶梯轴直径最大，第五级阶梯轴直径最小，第一级阶梯轴外圆柱面及轴肩端面与主轴法兰1配合，通过内六角圆柱头螺栓b10与主轴法兰1一端连接；主轴法兰1另一端定位于机床主轴内孔，通过内六角圆柱头螺栓a9与机床连接；端面定位套3套在涨紧芯轴2的第三级阶梯轴上，下端面通过内六角圆柱头螺栓c11与涨紧芯轴2的轴肩连接，上端面用于产品12的端面定位；

所述涨紧套4、隔套6、导向涨紧套5、垫片7和锁紧螺母8依次套在涨紧芯轴5的第五级阶梯轴上；涨紧套4和导向涨紧套5材质相同，均为弹簧钢材质，呈薄壁环槽结构，内孔与涨紧芯轴2配合，中部外圆直径φd2根据不同产品12的内孔尺寸而定，在施加压力的情况下通过微量变形对产品12产生涨紧力；所述导向涨紧套5有一端面外圆直径为φd2尺寸，起到导向作用；隔套6内孔与涨紧芯轴2配合，外圆尺寸小于产品12内孔尺寸，隔套6用于适应不同产品12的长度变化；垫片7用于隔离导向涨紧套5和锁紧螺母8，以免损坏导向涨紧套5；锁紧螺母8与涨紧芯轴2螺纹连接，组成螺纹副提供压力，实现产品12的压紧与定位。

所述端面定位套3根据被加工产品的材料不同，选用不同的材料和热处理方式。

本发明的有益效果：

以孔特征为定位夹紧元素，实现了带有孔特征的异形产品的同时定位与压紧，精确定位、夹紧可靠，并且加工面完全开敞，使一序加工率大大提高；避免了多工序加工的基准转换，实现了设计基准与加工基准的重合，提高了加工精度。

附图说明

图1为内孔机械涨紧装置的结构示意图；

图2为内孔机械涨紧装置的侧视图；

图3(a)为导向涨紧套的示意图；

图3(b)为导向涨紧套的剖视图；

图中：1主轴法兰；2涨紧芯轴；3端面定位套；4涨紧套；5导向涨紧套；6隔套；7垫片；8锁紧螺母；9内六角圆柱头螺栓a；10内六角圆柱头螺栓b；11内六角圆柱头螺栓c；12产品。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方案。

如图1和2所示，一种内孔机械涨紧装置，包括主轴法兰1、涨紧芯轴2、端面定位套3、涨紧套4、导向涨紧套5、隔套6、垫片7、锁紧螺母8、内六角圆柱头螺栓a9、内六角圆柱头螺栓b10和内六角圆柱头螺栓c11；

所述涨紧芯轴2为五级阶梯轴，第二级阶梯轴直径最大，第五级阶梯轴直径最小，第一级阶梯轴外圆柱面及轴肩端面与主轴法兰1配合，通过内六角圆柱头螺栓b10与主轴法兰1一端连接；主轴法兰1另一端定位于机床主轴内孔，通过内六角圆柱头螺栓a9与机床连接；端面定位套3套在涨紧芯轴2的第三级阶梯轴上，下端面通过内六角圆柱头螺栓c11与涨紧芯轴2的轴肩连接，上端面用于产品12的端面定位；

所述涨紧套4、隔套6、导向涨紧套5、垫片7和锁紧螺母8依次套在涨紧芯轴5的第五级阶梯轴上；涨紧套4和导向涨紧套5均为一种弹簧钢材质，呈薄壁环槽结构，内孔与涨紧芯轴2配合，中部外圆直径φd2根据不同产品12的内孔尺寸而定，在施加压力的情况下通过微量变形对产品12产生涨紧力；所述导向涨紧套5有一端面外圆直径为φd2尺寸，起到导向作用；隔套6内孔与涨紧芯轴2配合，外圆尺寸小于产品12内孔尺寸，隔套6用于适应不同产品12的长度变化；垫片7用于隔离导向涨紧套5和锁紧螺母8，以免损坏导向涨紧套5；锁紧螺母8与涨紧芯轴2螺纹连接，组成螺纹副提供压力，实现产品12的压紧与定位。

所述端面定位套3根据被加工产品的材料不同，选用不同的材料和热处理方式。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于航空机械加工工艺装备领域，涉及一种内孔机械涨紧装置。该装置包括主轴法兰、涨紧芯轴、端面定位套、涨紧套、导向涨紧套、隔套、垫片和锁紧螺母。主轴法兰一端定位于机床主轴内孔，另一端与涨紧芯轴连接；端面定位套套在涨紧芯轴上，用于产品的端面定位；涨紧套、隔套、导向涨紧套、垫片和锁紧螺母依次套在涨紧芯轴上；涨紧套和导向涨紧套均为薄壁环槽结构，通过微量变形对产品产生涨紧力；隔套外圆尺寸小于产品内孔尺寸；垫片用于隔离导向涨紧套和锁紧螺母，以免损坏导向涨紧套；锁紧螺母与涨紧芯轴螺纹连接，组成螺纹副提供压力。本发明实现了带有孔特征的异形产品的定位与压紧，加工面完全开敞，使一序加工率提高。

技术研发人员：曹烈;宋国秋;贾瑞娟
受保护的技术使用者：沈阳飞机工业（集团）有限公司
技术研发日：2019.01.16
技术公布日：2019.04.26