一种固体发动机金属壳体的装夹工装的制作方法

本发明涉及机械加工领域的一种用于加工固体发动机金属壳体的装夹工装

背景技术：

固体火箭发动机具有结构简单、可应急发射、易实现大推力的特点，被用于为战略、战术导弹、运载火箭提供动力。由于固体火箭发动机金属壳体属于薄壁零件，其刚性差、强度弱、易变形，为了提高产品加工精度、保证产品质量，因此在加工制造过程中需要使用工艺环进行辅助装夹。在金属壳体车削加工过程中，工艺环用于对壳体零件外圆的装夹，在每次使用时，需要对工艺环的外圆进行车削后进行被加工壳体的找正及加工基准的转换，随着使用次数的增加，工艺环外圆部位被消耗殆尽，不能继续使用后只能将其报废。由于所加工产品型号较多，实际生产中，不同型号同种类产品生产一般需要设计制作各自型号规格的工装，工装的生产周期长，很大程度制约了型号产品的研制生产进度，并且工艺环使用若干次后便报废，造成了极大的研制成本的浪费。在公告号cn201493693u的专利中，公开了一种用于加工薄壁壳体零件的新型可调节夹具，该夹具具有一套环，套环上分布有多个径向通孔，每个通孔穿有可调节螺栓用于薄壁类壳体的装夹，该结构的工艺环由于螺钉头直接接触壳体表面，容易夹伤被加工零件的外表面。在公告号cn201710824803.2的专利中，公开了一种用于薄壁壳体装夹的组合工装，起结构包含夹持筋、工艺环、压紧螺钉和多个顶块，在其夹持筋上有若干个径向螺纹孔，每个螺纹孔穿有可调节螺钉和压块，特点是采用了组合式的结构，并且螺钉不直接与壳体表面接触，可保护零件表面防止夹伤。但是由于工艺环套装在夹持体上，装配是紧配合，装配和使用时较为麻烦，首先需要采用热装的方式将工艺环套装在夹持筋上，然后将工艺环焊接在夹持筋上。

技术实现要素：

为克服现有技术中存在的工艺复杂，装配和使用时较为麻烦的不足，本发明提出了一种固体发动机金属壳体的装夹工装。

本发明包括圆环、弹簧垫圈、两个连接环、压块和压紧螺钉。其中，所述的两个连接环分别位于所述圆环的两个端面，并通过连接螺钉固定。多个压紧螺钉均布在各连接环的圆周表面，并分别装入各连接环上的螺纹通孔内。在各压紧螺钉的内端分别安装有压块；在各所述压块的端面有通过堆焊而形成的黄铜垫层。

所述圆环的内径大于所述工件的外径。在圆环的上表面中心和下表面中心均有凹槽，用于各连接环的定位；在所述凹槽槽底分布有多个按所述连接环的螺纹孔。各所述凹槽与圆环同轴。该圆环的外圆周表面的加工精度为0.05mm。

所述连接环有两个，其内径均与圆环的内径相同。所述两个连接环的横截面均为“l”形。在各连接环的水平板上分布有将该连接环与圆环固定的螺纹孔；在各连接环的竖直板上均布有多个压紧螺钉的安装孔。所述分别位于水平板上的螺纹孔的中心线与位于竖直板上安装孔的中心线空间相互垂直。

所述压紧螺钉的螺纹面分为两段，一段与连接环竖直板上的安装孔配合，位于该压紧螺钉的中部；另一段与压块配合，位于该压紧螺钉的端头。

所述压块的横截面呈“c”字形。该压块开口处的内表面为与压紧螺钉配合的螺纹面。该压块封闭端的外端面通过堆焊的方式制备有垫层，通过该垫层以防止在装夹工件时损伤工件表面；该垫层的厚度为0.5～1.0mm。

使用时，先将圆环和两个连接体用六方螺钉连接牢固，将压紧螺钉拧入连接体的侧向螺孔，将压块装到压紧螺钉上。将工艺环装到被加工壳体零件的外圆上，调节压紧螺钉，使压紧螺钉端头的压块与壳体外圆表面贴合后固紧。

本发明中在装夹到金属壳体上后，在使用前，为了做为产品的加工基准，其本身的圆度要求较高，因此在使用前需要对工艺环的圆环部分车削调0.2～0.5mm，以保证工艺环自身的圆度。因此，圆环实际上为一个消耗件，对于整体式的工艺环，当圆环部位消耗殆尽，整个工艺环就报废了。

本发明由圆环和连接环组成，减少工装的消耗，降低制造成本。所述圆环和连接环中间通过螺钉连接，装配更加方便。装夹件工时，通过调节压紧螺钉和压块，即可实现对不同直径壳体的装夹和找正。在压块与工件的配合面增加垫层，不会夹伤被加工金属壳体工件表面。

附图说明

图1是连接环结构示意图；其中，图1a是主视图，图1b是图1a中的p-p剖面视图。

图2是圆环的结构示意图。

图3是压块的结构示意图。

图4是压紧螺钉结构示意图。

图5是工艺环的结构示意图。

图6是图5的中的p-p剖面视图。

图7工艺环与工件的配合示意图。

图8是工艺环与工件的配合的局部放大图。

图中：1.圆环；3.连接螺钉；4.连接环；5.压块；6.压紧螺钉；7.工件；8.垫层。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种用于装夹固体发动机金属壳体的组合式工艺环，包括：圆环1、弹簧垫圈2、两个连接环4、压块5和压紧螺钉6。其中，所述的两个连接环4分别位于所述圆环的两个端面，并通过连接螺钉3固定。多个压紧螺钉6均布在各连接环的圆周表面，并分别装入各连接环上的螺纹通孔内。在各压紧螺钉的内端分别安装有压块5；在各所述压块的端面有通过堆焊而形成的黄铜垫层8。

所述圆环1采用铸铁制成，其内径大于所述工件7的外径。在圆环的上表面中心和下表面中心均有凹槽，用于各连接环的定位；在所述凹槽槽底分布有多个按所述连接环的螺纹孔。各所述凹槽与圆环同轴。该圆环的外圆周表面的加工精度为0.05mm。

所述连接环有两个，其内径均与圆环的内径相同。所述两个连接环的横截面均为“l”形。在各连接环的水平板上分布有将该连接环与圆环固定的螺纹孔；在各连接环的竖直板上均布有多个压紧螺钉6的安装孔。所述分别位于水平板上的螺纹孔的中心线与位于竖直板上安装孔的中心线空间相互垂直。

所述压紧螺钉6的螺纹面分为两段，一段与连接环竖直板上的安装孔配合，位于该压紧螺钉的中部；另一段与压块5配合，位于该压紧螺钉的端头。

所述压块5的横截面呈“c”字形。该压块开口处的内表面为与压紧螺钉配合的螺纹面。该压块封闭端的外端面通过堆焊的方式制备有垫层8，通过该垫层以防止在装夹工件时损伤工件表面；该垫层的厚度为0.5～1.0mm。

装配时，所述连接环4置于所述圆环1的上表面和下表面的凹槽内，并且为间隙配合，通过连接螺钉3将两个连接环4分别与圆环装配在一起。

所述两个连接环4的圆周表面均布多个径向的压紧螺钉安装孔，压紧螺钉6分别装入螺纹孔内，并在各压紧螺钉的端头分别安装压块5。所述压紧螺钉安装孔的数量根据工件的直径确定，本实施例中为12个。

所述压块5一端的端面与工件表面贴合。在该端面用黄铜堆焊了垫层，以防止夹伤被加工件的外圆表面，另一端有螺纹孔用于和压紧螺钉装配。

所述圆环1材料为铸铁ht250,压紧螺钉6材料选用钢30crmnsia,热处理硬度hrc33～38，连接环4、压块5材料为45#钢、热处理硬度hrc33～38。

使用方法：装夹时，需要两个工艺环配合使用，将装配好的两个工艺环分别套装在被加工金属壳体的表面，两个工艺环的位置以被加工壳体的端面为基准，距离为300～400mm。根据被加工壳体不同的直径，调节压紧螺钉的长度，直到压块的端面与金属壳体的外圆贴紧。在机床上检测两工艺环外圆的跳动量，调节压紧螺钉的松紧将工艺环找正后进行车削加工。本实施例不但实现了对金属壳体的装夹和找正，也将加工基准转换到了两工艺环上。