一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法与流程

本发明涉及一种薄片零件车工夹具结构及其使用方法，特别是一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法。

背景技术：

机床夹具设计是工艺装备设计中的一个重要组成部分，在整个机械加工过程中，夹具除了夹紧、固定被加工零件外，还要求保证加工零件的形位公差精度、提高加工生产率。

在机械生产加工领域中，经常需要对各类薄片状零件进行加工，这类零件体积小、厚度薄，零件刚性差，在加工中容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量，特别是带扰度的薄片零件，如何快速、高效的将其装夹到各加工设备上，以加工出合格产品是一个急需解决的问题。在我公司的产品中，有一种带扰度的异型薄片零件(温度补偿片，材料为：5j1480)，厚度在1～5mm范围内，其广泛的应用在航空发动机领域中，作为弹簧高度的补偿。这种带扰度的异型薄片零件比较多，大同小异，其外圆车削比较棘手，现以工作中某一典型零件为例加以说明(见图8-9)，该零件图纸要求以零件内孔定位，将外圆尺寸车削到尺寸。其工艺路线为：(1)将领来的料剪切成的条料；(2)落料；(3)将落料件进行标印字母“c”字样；(4)压扰度值，并注意字母“c”的方向，不允许敲打校正；(5)以零件内孔尺寸定位车外圆保证尺寸。

根据零件的加工工艺路线分析，首先，这类带扰度的零件先是板料落料，再压型出扰度值0.28～0.37mm，紧接着再来车削外圆尺寸保证图纸中的尺寸，这种带扰度的薄片零件，车削过程中如果处理不好，加工过程中可能出现变形，零件的扰度就会变化，达不到图纸要求。

从产品零件图样要求及材料来看，零件的特点主要为：(1)零件厚度薄，其厚度只有1.5mm。(2)产品零件形位公差尺寸精度高，零件带扰度，其扰度值为0.28～0.37mm。(3)零件是异型件，不规则。从上述工艺流程及零件特点来看，这种带扰度的异型薄片零件外圆加工是车削中比较棘手的问题。原因是：(1)产品带扰度，定位面不平，定位比较困难。(2)产品是异型件，定向比较困难。(3)产品厚度只有1.5mm易变形，装夹比较困难。因此为满足图一的加工要求，关键是解决该零件在车外圆时的定位、定向、夹紧问题，确保加工时装夹方便、可靠，并且不能损伤零件表面和造成零件变形。

在加工外圆尺寸到尺寸时，常规的方法是：(1)采用三爪支撑零件内孔的装夹方式来加工外圆，但现有情况是内孔太小，没有办法支撑内孔尺寸来加工外圆，无法实现。(2)采用一般的三爪卡盘夹持外圆加工，但零件壁厚太薄，其厚度只有1.5mm并且带扰度，零件没有夹持部位，在车削过程中也容易产生变形，无法实现夹持外圆的加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种带扰度的薄片零件车工夹具结构及其使用方法。解决上述带扰度的薄片零件外圆车削加工时，面临的定位难、定向难、装夹难、压紧难等问题。该夹具结构简单、设计独特、可靠性高、成本低、制造方便，可提高带扰度的薄片零件的生产效率，并保证产品加工质量。

本发明的技术方案：一种带扰度的薄片零件车工夹具结构，包括有夹持杆，夹持杆一侧下端设有水平伸出的支撑板，夹持杆内部沿其长度方向设有定位衬套固定孔，定位衬套固定孔中固定有定位衬套，定位衬套内部设有定位心轴穿入孔，还包括有放置在支撑板另一端的压块，压块朝向定位衬套一端设有定位心轴固定孔，定位心轴的尾部固定在定位心轴固定孔中，其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件后，头端伸入至定位心轴穿入孔中，其中定位衬套、压块与薄片零件接触的端面为与薄片零件接触面相同的结构。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述压块的另一端设有顶尖穿入孔。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述支撑板的宽度小于薄片零件任意一条底边的长度。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述薄片零件穿过定位心轴后，其任意一条底边刚好支撑在支撑板的上表面上。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述压块与定位心轴之间为过盈配合；所述夹持杆与定位衬套之间为过盈配合。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述夹持杆及压块的横截面为圆形结构，其外圆尺寸小于薄片零件尺寸。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构中，所述定位衬套、压块与薄片零件接触的端面，通过以薄片零件的中心内孔为定位点，再根据薄片零件的扰度范围值,计算出该薄片零件的扰度中差值，根据扰度中差值及薄片零件的外圆尺寸，计算出薄片零件的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相互弧面结构的定位衬套和压块。

一种带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法，

a.将夹持杆未设有支撑板的一端安装在车床的三爪卡盘上，同时将定位衬套安装在夹持杆中；

b.在定位心轴上同向重叠穿入若干个薄片零件，并使得薄片零件的任意一条底边支撑在支撑板上，然后将定位心轴卡入定位衬套中，在支撑板上放置压块，并推动压块使得定位心轴另一端卡入压块中,使得定位衬套和压块端面与薄片零件两端接触；

c.装好零件之后，借助装在车床尾座上的顶尖，顶在压块的顶尖穿入孔上，压紧之后即可加工。

前述的带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法中，所述步骤a中，将夹持杆安装在车床的三爪卡盘上以上，通过百分表找正夹持杆顶面跳动，确保顶面的跳动在0.01mm以内并夹紧。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明为解决带扰度的薄片零件外圆车削加工时定位、定向、夹紧难等问题，防止零件加工过程中发生变形，使加工出来的零件在公差范围内，避免加工出现不合格品，所采用的技术方案是：(1)以零件内孔定位，再根据零件图中的扰度范围值,计算出该零件的扰度中差值，然后再根据扰度中差值及零件外圆尺寸，计算出零件的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相同尺寸圆弧面的弧面定位夹具结构，该夹具结构由夹持杆,定位衬套,定位心轴和压块组成以分别解决零件定位和压紧问题，具有结构简单、可靠、成本低，效率高的特点。(2)为了确保零件加工时不在车床上偏摆，在夹持杆上设置有支撑板，任意选择薄片零件的其中一条底边作为定向面，将薄片零件支撑固定在支撑板上。同时多个薄片零件重叠在一起，将其压紧后，整体强度增大，便于加工。解决了带扰度薄片零件外圆加工中的定位难、定向难、压紧难等问题，且可实现多件零件一次性装夹加工，生产效率高。

综合而言，本发明提供了一种结构简单、设计合理、制作成本低、使用方便的车工夹具，使带扰度的薄片零件加工不再是棘手问题，且操作者一次可以加工多件，生产效率高，此工装现已在我公司推广应用，加工产品质量稳定，已达到很好的使用效果。

附图说明

附图1为本发明的使用状态图；

附图2为本发明的结构示意图；

附图3为夹持杆的结构示意图；

附图4为定位衬套的结构示意图；

附图5为定位心轴的结构示意图；

附图6为压块的结构示意图；

附图7为顶尖的结构示意图；

附图8为薄片零件的结构示意图；

附图9为附图8的侧面结构示意图。

附图标记：1-夹持杆，2-定位衬套，3-定位心轴，4-压块，5-薄片零件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例：一种带扰度的薄片零件车工夹具结构，如附图1-9所示，包括有夹持杆1，夹持杆1一侧下端设有水平伸出的支撑板，夹持杆1内部沿其长度方向设有1个定位衬套固定孔，定位衬套固定孔中用于固定定位衬套2，定位衬套2内部设有1个定位心轴穿入孔，用于穿入定位心轴3，还包括有放置在支撑板另一端的压块4，压块4朝向定位衬套2一端设有1个定位心轴固定孔，定位心轴3的尾部固定在定位心轴固定孔中，其轴身上穿入若干个同向重叠的薄片零件5后，头端伸入至定位心轴穿入孔中，其中定位衬套2、压块4与薄片零件5接触的端面为与薄片零件5接触面相同的结构。该夹具使用过程中，夹持杆1一端通过车床的三爪卡盘夹持住，在以上夹具结构已实现固定加工零件定位面、定向面、压紧面的基础上，为实现压紧功能，巧妙的应用车床的尾座，在尾座上装上1个60°的顶尖，尾座上的60°顶尖对压块4施加压紧力，实现压紧功能。从而实现夹具以及薄片零件5的固定、压紧，以及定位。三爪卡盘带动夹具以及薄片零件5旋转过程中，即可通过刀具对薄片零件5的外圆进行车削加工。

所述压块4的另一端设有60°的顶尖穿入孔，车床尾座上的顶尖伸入至顶尖穿入孔中，从而将压块4压紧固定住，避免压块4旋转过程中出现摆动。

所述支撑板的宽度小于薄片零件5任意一条底边的长度，避免车削薄片零件5的外圆过程中，刀具碰触到支撑板。

所述薄片零件5穿过定位心轴3后，其任意一条底边刚好支撑在支撑板的上表面上，通过支撑板实现对薄片零件5的支撑固定，也避免薄片零件5旋转过程中发生摆动。

夹持杆1的内孔采用h7公差带，即图中的内孔尺寸为定位衬套2的外圆尺寸为采用公差带r6，与薄片零件5的接触面作为定位弧面，定位弧面尺寸为sr270.26±0.01，表面粗糙度为以此设计结构，目的是使夹持杆1的内孔与定位衬套2的外圆具有很好的过盈量，保证夹持杆1与定位衬套2很好的组装成为一体，以实现产品弧面定位、直面定向的功能。

压块4的内孔和定位心轴3的外圆为过盈配合，组装在一起使之成为一个整体。定位心轴3其中轴的一端设计为是根据薄片零件5的定位孔中的最小尺寸3+0.08＝3.08mm，再给出双减公差，保证薄片零件5在公差范围内都能装在定位心轴3的轴上；定位心轴3另一端的尺寸设计为该公差带采用r6,其目的是为了与压块4中的内孔采用过盈配合。

所述夹持杆1及压块4的横截面为圆形结构，夹持杆1及压块4的外圆尺寸为必须小于薄片零件5的外圆尺寸避免车削加工薄片零件尺寸时车削到夹具。

所述定位衬套2、压块4与薄片零件5接触的端面，通过以薄片零件5的中心内孔为定位点，再根据薄片零件5的扰度范围值,计算出该薄片零件5的扰度中差值，根据扰度中差值及薄片零件5的外圆尺寸，计算出薄片零件5的圆弧定位面及压紧面中的圆弧,从而制作出具有相互弧面结构的定位衬套2和压块4。

夹具结构中仅有定位衬套2的凸圆弧面定位，还不足以形成加工带扰度零件的夹具，依据定位原理，此薄片零件5还必须由其内孔及薄片零件5的凸圆弧面作为压紧面，并保持3处底边中的任意一处定向。通过对薄片零件5的凸圆弧面压紧,保护了加工零件的型面，避免薄片零件5压伤变形，压块4的压紧面也采用和薄片零件5一样的型面，表面粗糙度为

要保证衬套2和压块4型面的表面粗糙度为必须采用研磨加工，所以夹持杆1、衬套2、压块4和定位心轴3，都采用分体结构加工。

一种带扰度的薄片零件车工夹具结构的使用方法，

a.将夹持杆1未设有支撑板的一端安装在车床的三爪卡盘上，同时将定位衬套2安装在夹持杆1中；

b.在定位心轴3上同向重叠穿入10片薄片零件5，并使得薄片零件5的任意一条底边支撑在支撑板上，薄片零件5穿入过程中注意标注有字母“c”处面朝上，以固化零件定向要求。然后将定位心轴3卡入定位衬套2中，在支撑板上放置压块4使之定向，并推动压块4使得定位心轴3另一端卡入压块4中,使薄片零件5凹面与定位衬套2的弧面定位，使薄片零件5凸面与压块4压紧定位；

c.装好零件之后，借助装在车床尾座上的顶尖，顶在压块4的顶尖穿入孔上，压紧之后即可加工。

所述步骤a中，将夹持杆1安装在车床的三爪卡盘上以上，通过百分表找正夹持杆1顶面跳动，确保顶面的跳动在0.01mm以内并夹紧。