专利名称：制动圆盘件精加工夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种制动圆盘件磨损表面精加工、平衡的夹具，尤其是对其表面整修加工的夹具。
对各种结构的制动圆盘件表面整修加工的夹具，可如
图1所示，有一根心轴10，一只装在心轴10上的法兰12和一个圆锥零件14构成，该圆锥零件可相对于心轴作轴向滑动，将工件15夹紧在法兰上，在法兰的对面位置，圆锥零件与工件的内孔16配合，因此，工件相对于心轴的同轴度取决于工件与圆锥零件的配合，而工件相对于心轴的垂直度取决于工件与法兰的贴合，所以该结构的夹具不足之处是圆锥零件与心轴的滑动配合产生了圆锥零件相对于心轴较大的径向跳动，而影响工件的定位，由于圆锥零件与心轴上的其他零件的累积误差使定位更加不准确。加之与圆锥零件相贴合的工件表面可能未经过精加工，工件的内孔与圆锥零件的贴合处有小的倒角或圆角18，严重的是工件上可能有毛刺，这都影响工件的精确定位。
另一种如图2所示的美国专利NO.4,708,401，法兰与一个圆柱零件20做成一体，圆柱零件20套在心轴10上，将圆锥零件14的内径增加，使其与圆柱零件滑动配合。该技术方案要求严格控制圆锥零件与圆柱零件的间隙，且圆柱零件的同轴度会影响圆锥零件的定位精度。其次该圆柱零件的形状结构复杂，必须采用精加工，费用较高。
如图3所示是最近开发出的复合式制动圆盘件精加工夹具，其工件15的结构有一个冲压成型的钢质中心帽子部分，且帽子部分与一个铸铁圆盘件相连，但由于中心部分比较薄，在负载作用下易弯曲，在表面整修过程中会产生振动和偏转。为了避免振动和偏转已经有一种弹簧定位中心的夹具组合件26，该技术方案中，圆锥零件14反向安装在圆柱零件20上，而法兰12为一个杯形，它将圆锥零件14包在其中，在弹簧28的作用下，圆锥零件14离开法兰12，夹紧件30将工件1 5夹紧在法兰12上，夹紧件30与工件15为环形面积接触，而工件15又直接贴合在法兰12上。虽然这一结构的夹具克服了帽子部分承载后的变形，但还存在下列问题，如圆锥零件14会卡在圆柱零件20上，弹簧28不能使圆锥零件14与工件15完全贴合。其次为保证弹簧有效的工作，就必须有足够的间隙，这时，圆锥零件14易在圆柱零件20上产生较大的径向跳动。而工件15的重量也会影响圆锥零件14的正确贴合。再则，在操作时，为使工件15比较准确的定位，要求有较高的操作水平。
本实用新型的目的是提供一种定位精确可靠，操作方便，制造成本低的制动圆盘件精加工夹具。
本实用新型为达上述目的的技术方案是一种制动圆盘件精加工夹具，包括心轴，心轴上的紧固螺母，它还包括(a)第一法兰件，该法兰件具有外径和与心轴相配合的内径；(b)第二法兰件，该法兰件的外径与第一法兰件外径基本相等，内径与心轴相配合；(c)第一法兰件和第二法兰件之间有凸肩或圆盘，该凸肩或圆盘具有与工件定位孔紧密配合的外径和与心轴紧密配合的内径。
所述的第一法兰件和第二法兰件上分别具有内腔，从而形成环状的法兰表面，该法兰表面具有相等的内、外径。
所述的第二法兰件的两端分别具有凸肩，其中一个凸肩位于法兰件的内腔中。
一种制动圆盘件精加工夹具，包括心轴，心轴上的紧固螺母，它还包括(a)第一法兰件，该法兰件具有外径和与心轴相配合的内径；(b)第二法兰件，该法兰件的外径与第一法兰件的外径基本相等，内径与心轴相配合；(c)第一法兰件上装有凸肩装置，该凸肩装置包括ⅰ)活动地连接在第一法兰件上的数个夹爪；ⅱ)用于驱动夹爪向外移动的夹紧机构，夹爪沿径向刚性地夹紧工件的定位孔。
所述的夹紧机构包括一个靠螺纹与夹爪啮合的环形涡轮，一个围绕自身轴线且相对第一法兰件转动的齿杆，齿杆可带动环形涡轮相对第一法兰件转动。
所述的第一法兰件和第二法兰件上分别具有内腔，从而形成环状法兰表面，该法兰表面具有基本相等的内、外径，凸肩装置的夹爪伸进法兰件的内腔中。
本实用新型采用上述技术方案后的优点是①该夹具的第一法兰件和第二法兰件具有相同的内径和外径，且内径与心轴相配合，结构简单，易保证法兰件与心轴垂直度。②该夹具的第一法兰件和第二法兰件之间设有凸肩或圆盘，且凸肩或圆盘的内径与心轴紧密配合，其外径与工件的定位孔呈紧密配合，这样工件与心轴间基本上无间隙，使工件定位准确可靠，操作较为简便，而凸肩或圆盘在加工时，只需保证其内、外径的精度和同轴度，制作加工成本较低。③采用该夹具后，因工件的内孔已准确的定位在凸肩式圆盘的外径上，而两法兰件的法兰表面直接与工件的两侧相接触，尤其对有帽子部分的工件，在夹紧后，工件不会产生变形而影响加工精度。④该夹具的凸肩装置采用活动连接在第一法兰件的数个夹爪从心轴向外移动的夹紧机构，且夹爪沿径向夹紧工件的定位孔，因此可快速、精确、可靠的夹紧工件，一付夹具可适用于各种内径不同的工件，制造成本也很低，操作方便。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步的描述。
图1为已有技术的一种结构示意图。
图2为已有技术的另一种结构示意图。
图3为已有技术中更先进的一种结构示意图。
图4为本实用新型的一种结构示意图。
图5为图4中可同时供数种工件使用的法兰件的示意图。
图6本实用新型另一种实施例的结构示意图。
图7为本实用新型的另一种结构示意图。
图8为图7的A-A剖视示意图。
图9为图7中卡盘组件的一种实施例结构示意图。
图10为图7中卡盘组件的另一种实施例结构示意图。
如图4所示的本实用新型制动圆盘件精加工夹具40，包括心轴42，使其在机床主轴轴线43上进行旋转，同时还有心轴垫片44和心轴42上的紧固螺母46，该夹具40还有第一法兰件48和第二法兰件50，且直接装在心轴42上，用于夹紧具有帽子部分52的工件54。
如图4所示，第一法兰件48具有外径D和与心轴相配合的内径d0，第一法兰件48的外径D小于工件54帽子部分52的直径Dh，且宽度为W。第二法兰件50的外径与第一法兰件48的外径D基本相等，内径d0与心轴42相配合，且宽度也为W。第二法兰件上带有凸肩64，该凸肩64具有与工件54的定位孔66呈紧密配合的外径d1和与心轴42紧密配合的内径d0。
如图4所示，第一法兰件48上具有内腔56，从而形成环状的法兰表面58，帽子部分52与法兰表面58相贴。第二法兰件50上具有内腔60，形成环状的法兰表面62，法兰表面58、62具有相同的外径D及内径D1，这样法兰表面58、62直接与帽子部分52的两侧面接触，拧紧紧固螺母46时，帽子部分52不会产生变形。
如图4所示，第二法兰件50的两端面分别有凸肩64、72，且凸肩64位于法兰件50、48的内腔60、56中。该凸肩64具有外径d1与工件54的定位孔66紧密配合，通常定位孔66是由帽子部分52的定心凸缘68构成的，定心凸缘68在环状的间隙内腔70中有一个轴向间隙，因此凸肩64可位于法兰件50、48的内腔60和56中，即可延伸进入法兰件的宽度W内，所以该夹具结构非常简单，造价也比较低廉，不但可非常准确可靠地把工件54安装在心轴42上，而且第一和第二法兰件48和50都各自直接准确地与心轴42配合，保证了法兰表面58、62与心轴42的垂直度。第二法兰件50的另一面的凸肩72具有外径d2，且与另一种工件54的定位孔66紧配合，工件54可以是不同内径的定位孔66。第二法兰件50上具有与内腔60相对应的内腔60’，还具有与环状法兰表面62相对应的另一法兰表面62’，以及与间隙内腔70相对应的另一间隙内腔70’。因此，第二法兰件50另一面的凸肩72反转180°用时，可对不同工件54进行准确的定位。
如图5所示是该夹具上夹紧不同种工件54的实施例，第二法兰件50的两端面具有凸肩64、72，如果第一组工件的内径为D1，包括54a,544b和54c的工件，第二组工件的内径为D2，包括54d,54e和54f的工件，且D1、D2分别大于凸肩64、72的直径d1、d2，且这些工件的组别可以分为具有定心凸缘68的工件54a、54c和54d，以及没有定心凸缘68的工件54b、54e和54f。
第一、二法兰件48、50可用各种钢材制作，最好采用高强度和高弹性的钢材以避免裂纹及划痕，如采用美国的ASTM A576普通的碳素合金钢，还可采用41L47合金钢，并热处理至HRC32。
该夹具40的全部定位面的粗糙度不超过1.6um，平面度和平行度在0.025mm以内，法兰件内径d0的同轴度在0.05mm以内。
如图6所示是本实用新型的另一种实施例，包括第一、二法兰件48和50，以及第一、二法兰件48、50之间的圆盘76，该圆盘76具有与工件54定位孔66紧密配合的外径d1和与心轴42紧密配合的内径d0，而法兰件48、50则有一个相同或稍大的孔。在该种结构的夹具中，每一种圆盘76都可适用于一种尺寸的定位孔66的工件。在制造圆盘76时，只需确保其内、外径及同轴度，但对圆盘76的厚度及侧面的平行度要求不高。在制造法兰件48、50时，只需要确保法兰表面58、62相对心轴42的垂直度，但对其内径要求不是特别高。如安装在第一法兰件4 8的心轴垫片44的垂直度达到要求，则法兰表面58和62相对心轴42的垂直度只需通过控制第一法兰件48的两端面的平行度来保证，另一只心轴垫片44具有常规的自定位结构，这样第一法兰件48的内径d0和法兰表面58之间的垂直度就确定下来了。
如图6所示，在夹紧工件54时，圆盘76会稍伸进第一、二法兰件48、50之间，为了使帽子部分的定心凸缘68能有效地贴合，圆盘76可较多地伸进第二法兰件50之内，因此为保证圆盘76能位于法兰件50内，法兰件50就有一环状的法兰内腔78。
如图7、8所示的一种制动圆盘件精加工夹具40，包括心轴42，心轴42上的紧固螺母46，第一法兰件84具有外径和与心轴42相配合的内径d0，第二法兰件74的外径与第一法兰件84的外径基本相等，内径d0与心轴42相配合，第一法兰件84上装有凸肩装置，该凸肩装置包括活动地连接在第一法兰件84上的数个夹爪80，以及用于驱动夹爪80向外移动的夹紧机构，夹爪80沿径向刚性地夹紧工件54的定位孔66。卡盘组件8 2包括法兰件84，与常规的车床卡盘结构一样，各个夹爪80在第一法兰件84上按圆周方向均匀分布，并可相对于第一法兰件84作径向滑动。
如图7、8所示的夹紧机构有一个靠螺纹与夹爪80啮合的环形涡轮86，并相对法兰件8 4旋转。与常规的车床卡盘工件方式一样，还存一个围绕其自身轴线且相对于第一法兰件84转动的齿杆88，齿杆88可带动环形涡轮86相对第一法兰件84转动。卡盘组件82上还有一个法兰定位件90，盖在第一法兰件84的后部，并使环形涡轮86定位。其工作方式和车床卡盘一样，拧紧紧固螺母46时，载荷从第二法兰件74传递到卡盘组件82，定位件90就与心轴42的另一个心轴垫片44贴合。
进一步如图9所示，它是卡盘组件82的一种实施例，第一法兰件84的一部分外伸到定位件90上，使第一法兰件84可以与心轴垫片44直接接触，而避免了与定位件90的夹紧接触，所以定位件90的轴向窜动不会使第一法兰件84发生歪斜。
进一步如
图10所示，它是卡盘组件82的另一种实施例，该结构中有一辅助法兰94，且沿轴线方向支撑住第一法兰件84后部法兰表面96，因此也较好地避免了与定位件90的夹紧接触。有时，第一法兰件84后部的法兰表面96要与车床的卡盘法兰相匹配(图中未表示出来)，而需精加工，在这种情况下，采用该结构的卡盘组件82较为方便。
如图7进一步所示，在第一法兰件84和第二法兰件74上都具有内腔56、60，从而形成环状法兰表面58、62，该法兰表面58、62具有基本相等的内、外径，夹爪80伸进法兰件74、84的内腔60、56中。夹爪80上有一个凸块92，且在内腔56内沿轴向延伸，超出法兰表面58，进入第二法兰件74的内腔60内，工件的定心凸缘68安装在凸块92上。只有夹爪80的凸块92能伸入到内腔56之内，以定位工件54的定心凸缘68。如图8所示，每只夹爪的径向长度为L，凸块92的径向深度为J，深度尺寸J小于工件定位孔66和心轴42之间的距离，因此当工件54安装到夹具40上时，夹爪80可以径向移动。如图7、8所示的夹具40，能准确的使工件54定位，使工件54的定位孔66的尺寸可以在一定范围内变化。例如，如果法兰内径d0为25.4mm，外径D为127mm，夹爪的长度L为35.56mm，深度J为12.7mm，工件的帽子部分截面的直径Dh小于147.32mm的情况下，利用夹爪80可夹紧工件直径在约凸肩直径d1为50.8mm至凸肩直径d2为101.6mm之间。常见的情况是d1≥d0+2J；D-2(X-J)≥d2≤Dh-2(L-J)，式中X代表夹爪80在第一法兰件84的外径范围内的最小啮合量(大约为25.4mm)。如果希望第一法兰件84能容纳较大的定位孔66的工件54，或者该工件54的帽子部分截面直径Dh远离第一法兰件84，则可增加夹爪凸块92的深度。本实用新型可以增加单独一套夹爪80的凸块92深度，也可从数套夹爪中选取一套，增加其凸块92深度。相反地，为了容纳定位孔66小于50.8mm的工件54时，深度J则可以减小。
根据本实用新型，当定位孔66的直径在d1至d2的范围内变化时，如果工件的定位不需要另外再加工一些凸肩，在这种情况下，采用图6和图7结构的夹具40特别有利，而且利用夹爪80来使工件54在径向定位，不会由于定位孔66尺寸的变化而使其定位不准确，因为夹爪80是在定心凸缘68的位置从里向外牢固将工件夹紧。而且夹爪80在环形涡轮8 6的作用下，从定位孔66位置向外移时，夹爪80、环形涡轮86以及第一法兰件84可视为整体结构，仅仅在心轴42和第一法兰件84之间(在直径d0处)存在间隙配合。所以与图5和图6的结构相比，第一法件84的内径d0与心轴42之间可采用较紧的配合，可以单独对各种结构的工件54进行加工。
虽然本实用新型已相当详细地说明了较好的技术方案，但也可采用其它的技术方案。例如第一法兰件48有凸肩64而第二法兰件50无凸肩；夹具40上也可以不采用心轴垫片44。因此本实用新型的权利要求的范围和精神实质，不应仅限于本文所描述的技术方案。
权利要求1.一种制动圆盘件精加工夹具，包括心轴(42)，心轴(42)上的紧固螺母(46)，其特征在于它还包括(a)第一法兰件(48)，该法兰件(48)具有外径(D)和与心轴(42)相配合的内径(d0)；(b)第二法兰件(50)，该法兰件(50)的外径与第一法兰件(48)外径(D)基本相等，内径(d0)与心轴(42)相配合；(c)第一法兰件(48)和第二法兰件(50)之间有凸肩(64)或圆盘(76)，该凸肩(64)或圆盘(76)具有与工件(54)定位孔(66)紧密配合的外径(d1)和与心轴(42)紧密配合的内径(d0)。
2.根据权利要求1所述的制动圆盘件精加工夹具，其特征在于第一法兰件(48)和第二法兰件(50)上分别具有内腔(56)、(60)，从而形成环状的法兰表面(58)、(62)，该法兰表面(58)、(62)具有相等的内、外径。
3.根据权利要求2所述的制动圆盘件精加工夹具，其特征在于第二法兰件(50)的两端分别具有凸肩(64)、(72)，其中一个凸肩(64)位于法兰件(50)、(48)的内腔(60)和(56)中。
4.一种制动圆盘件精加工夹具，包括心轴(42)，心轴(42)上的紧固螺母(46)，其特征在于它还包括(a)第一法兰件(84)，该法兰件(84)具有外径和与心轴(42)相配合的内径(d0)；(b)第二法兰件(74)，该法兰件(74)的外径与第一法兰件(84)的外径基本相等，内径(d0)与心轴(42)相配合；(c)第一法兰件(84)上装有凸肩装置，该凸肩装置包括ⅰ)活动地连接在第一法兰件(84)上的数个夹爪(80)；ⅱ)用于驱动夹爪(80)向外移动的夹紧机构，夹爪(80)沿径向刚性地夹紧工件(54)的定位孔(66)。
5.根据权利要求4所述的制动圆盘件精加工夹具，其特征在于所述的夹紧机构包括一个靠螺纹与夹爪(80)啮合的环形涡轮(86)，一个围绕自身轴线且相对第一法兰件(84)转动的齿杆(88)，齿杆(88)可带动环形涡轮(86)相对第一法兰件(84)转动。
6.根据权利要求4所述的制动圆盘件精加工夹具，其特征在于第一法兰件(84)和第二法兰件(74)上分别具有内腔(56)、(60)，从而形成环状法兰表面(58)、(62)，该法兰表面(58)、(62)具有基本相等的内、外径，凸肩装置的夹爪(80)伸进法兰件(74)、(84)的内腔(60)、(56)中。
专利摘要本实用新型涉及一种制动圆盘件磨损表面精加工的夹具,尤其是对其表面整修加工的夹具,包括心轴,心轴上的紧固螺母,它还包括第一法兰件及第二法兰件,第一法兰件具有外径和与心轴相配合的内径;第二法兰件的外径与第一法兰件外径基本相等,其内径与心轴相配合;第一法兰件和第二法兰件之间有凸肩或圆盘,该凸肩或圆盘具有与工件定位孔紧密配合的外径和与心轴紧密配合的内径。因此具有定位精确可靠,操作方便,制造成本低的特点。
文档编号B23Q3/00GK2322742SQ98225860
公开日1999年6月9日 申请日期1998年1月19日 优先权日1998年1月19日
发明者黄南平 申请人:黄南平