削工序为例来说明 本发明。
[0027] 本发明首先提供一种用于薄壁环柱形零件精加工的夹具组件，包括第一夹具和第 二夹具。所述第一夹具包括夹具本体1、将夹具本体连接在数控车床主轴的法兰盘上的螺 栓2、对零件进行精度加工时位于夹具本体自由端11端部外侧的压板3、以及用于将所述压 板压紧和松开的拉杆4;所述夹具本体的自由端的外径小于所述零件的内径，且二者差值 d多0. 05mm;所述拉杆通过连接在机床上的油缸中活塞杆的伸缩而轴向运动使得压板松开 或压紧零件的一端，所述压板上含有宽度大于所述拉杆外径的、在压板内和压板外周间相 通的缺口 31用于所述压板的取放。所述第二夹具包括沿所述零件外周向均匀设置的三个 宽软卡爪5,且所述宽软卡爪含有与所述零件外圆面匹配的内凹弧面，所述宽软卡爪的内凹 弧面上与零件外圆匹配的圆弧线的长度的三倍为所述零件外圆周长的75%~90%。
[0028] 本发明中，零件坯料要求先经正火或调质处理，硬度156~230HB，单件零件硬度 散差不大于8HB，金相达到国标4级。粗车工序必须保证零件两端面平行度误差不超过 0? lmm〇
[0029] 精车分两次车削，在第一道精车（精车零件外圆）时，以零件端面和零件内孔定 位，但只压紧零件的端面而不使零件产生任何径向力，第一道精车分两刀加工零件的外圆。 见图1，第一道精车的关键点在于零件内孔与第一夹具外圆间必须留有间隙，间隙量以轻松 装入又没有明显晃动为准。留有间隙的作用是保证零件在轴向夹紧过程中没有变形或变形 量最小，在车削完成松开时零件变形就很小。另外，第一道精车过程中，零件外圆尺寸一定 要一致（轴向上的零件外径保持一致），它是第二道精车时夹持的基准。
[0030] 在完成第一道精车后，启动油缸使得图1中的拉杆往右运动5_，将所述压板沿其 缺口的轨迹将其取出，再卸下所述零件。
[0031] 见图2,在第二道精车（精车零件内孔）时，采用精度很好的液压自定心卡盘，三个 连接在卡盘上的宽软卡爪，以零件轴向的一个端面和外圆定位，（三个卡爪同步径向运动） 夹紧零件的外圆，分两刀加工零件的内孔。第二道精车中的关键点在于：1、先对宽软卡爪进 行精车，使得宽软卡爪的内凹圆弧面半径和零件外圆半径保持一致性，二者半径的差值最 优控制在〇.oimm以内；2、宽软卡爪夹持零件时对零件的包裹量，圆周上共为75%~90%， 轴向高度上以60%~80%为佳。零件精车后内孔圆度以及内孔与外圆的同轴度误差均非 常小。
[0032] 本领域技术人员理解地，在第一道精车和第二道精车过程中，所述夹具携带零件 做圆周运动，而车刀在径向上固定，但轴向以一定的速度进给。
[0033] 实施例1和对比例1
[0034] 准备试验零件20件，材料牌号40Cr，经锻造后正火处理，硬度180~230HB，单件 零件硬度散差8HB以内，金相达国标4级，粗车后零件尺寸为198. 5mmX171. 5mmX56mm(外 径X内径X轴向高度），粗车后两端面平行度误差小于0. 08mm。
[0035] 实验零件分2组各10件，分别采用常规工艺（对比例1)和本发明工艺（实施例 1)，精车加工后尺寸均为(pl97mmxl73mmx56mm(外径X内径X轴向高度）。其中，实施 例1中采用本发明中上述第一夹具和第二夹具进行车削，而对比例1中采用常规的点接触 法进行车削，即先用三爪卡盘中的三个卡爪均匀分布顶住零件内孔而对零件外圆面进行精 加工，再用三爪卡盘中的三个卡爪均匀分布顶住零件外圆而对零件内圆面进行精加工。另 外，实施例1和对比例1的切削参数相同，见表1，且表1中相应的数控车床为台湾丽伟杭州 厂生产的型号为T-8的车床，而车削用的刀杆和刀片等刀具为株洲钻石公司提供。
[0036]表1
[0037]
[0038] 表2中列出了实施例1和对比例1中方法所得的零件的精度结果，表2中的数据 是采用三坐标仪检测得到。
[0039]表2
[0040]
[0041] 从表2可见，以精加工后外径X内径X轴向高度为(pl97mmx l'73mmx56mm的零 件为例，常规工艺加工的内、外圆度误差均在〇. 1mm以上，同轴度误差在0.08mm以上。而采 用本发明工艺加工后，外圆圆度误差可控制在〇. 〇2mm以内，内孔相对外圆的同轴度误差可 控制在0. 035mm以内（且高精度的外圆圆度和高精度的同轴度就必然说明本发明提供的零 件的内圆圆度也是高精度）。
[0042] 本发明的关键思路在于改变了常规夹持零件的方法，采用更科学的零件夹持方 法，减少了零件的夹持变形，本发明的改进不需投入过多的成本，即可收到很好的效果，本 发明提供的方法和夹具使得薄壁环柱形零件的圆度和同轴度精度分别提高4级和提高2级 左右。
[0043] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 用于薄壁环柱形零件精加工的夹具组件，所述薄壁环柱形零件（Ol)的外径为内径 的1. 05~1. 25倍，且其轴向高度小于其外径；所述夹具组件包括第一夹具和第二夹具，所 述第一夹具用于夹持所述零件的轴向两端且用于对零件的外圆面进行精度加工，第一夹具 夹装位置的外圆不与零件的内圆接触，所述第二夹具用于夹持所述零件的外圆面且用于对 零件的内圆面进行精度加工。2. 根据权利要求1所述的夹具组件，其特征在于，所述第一夹具包括夹具本体（1)、将 夹具本体连接在数控车床主轴的法兰盘上的螺栓（2)、对零件进行精度加工时位于夹具本 体自由端（11)端部外侧的压板（3)、以及用于将所述压板压紧和松开的拉杆⑷；所述夹具 本体的自由端的外径小于所述零件的内径，且二者差值d多0. 05mm;所述拉杆通过连接在 机床上的油缸中活塞杆的伸缩而轴向运动使得压板松开或压紧零件的一端，所述压板上含 有宽度大于所述拉杆外径的、在压板内和压板外周间相通的缺口（31)用于所述压板的取 放。3. 根据权利要求2所述的夹具组件，其特征在于，所述d=dl+d2,且所述dl为零件内 圆面的精度误差值，所述d2为再留存的余量间隙，且d2为0. 05~0. 20mm。4. 根据权利要求1~3中任意一项所述的夹具组件，其特征在于，所述第二夹具包括沿 所述零件外周向均匀设置的三个宽软卡爪（5)，且所述宽软卡爪含有与所述零件外圆面匹 配的内凹弧面。5. 根据权利要求4所述的夹具组件，其特征在于，所述宽软卡爪的内凹弧面上与零件 外圆匹配的圆弧线的长度的三倍为所述零件外圆周长的75%~90%。6. 根据权利要求4所述的夹具组件，其特征在于，所述宽软卡爪中内凹弧面部分沿轴 向的高度为所述零件轴向高度的60 %~80 %。7. 根据权利要求4所述的夹具组件，其特征在于，所述宽软卡爪的内凹弧面的直径比 已经经过第一夹具进行加工的零件外圆直径大0~0. 02mm。8. -种薄壁环柱形零件精加工的加工方法，包括先后使用如权利要求1~7中任意一 项所述的第一夹具和第二夹具加工。9. 根据权利要求8所述方法，其特征在于，对所述薄壁环柱形零件进行精加工之前，所 述薄壁环柱形零件的轴向两端面的平行度误差< 0. 1_。10. 根据权利要求8或9所述方法，其特征在于，所述薄壁环柱形零件进行精加工之后 的零件外圆圆度误差< 0. 05mm，同轴度误差< 0. 07mm，优选零件外圆圆度误差< 0. 02mm， 同轴度误差< 〇. 〇35mm。
【专利摘要】本发明提供一种用于薄壁环柱形零件精加工的夹具组件，所述薄壁环柱形零件的外径为内径的1.05～1.25倍，且其轴向高度小于其外径；所述夹具组件包括第一夹具和第二夹具，所述第一夹具用于夹持所述零件的轴向两端且用于对零件的外圆面进行精度加工，第一夹具夹装位置的外圆不与零件的内圆接触，所述第二夹具用于夹持所述零件的外圆面且用于对零件的内圆面进行精度加工。本发明还相应提供一种薄壁环柱形零件的加工方法。使用本发明提供的夹具和方法可显著提高薄壁环柱形零件精车后的圆度和同轴度精度。
【IPC分类】B23Q3/12
【公开号】CN104924137
【申请号】CN201510408012
【发明人】张立辉
【申请人】株洲齿轮有限责任公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月13日