一种用于精密半球零件铣磨加工的夹具的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种用于精密半球零件铣磨加工的夹具。

背景技术：

精密半球零件精密半球零件尺寸小(球径小于15mm)、零件精度高，要求圆截面的圆度小于等于0.3μm，表面粗糙度ra小于等于0.025μm，而且零件表面度在铣磨前有tin镀层，膜层厚度0.02-0.03mm，铣磨加工过程中膜层去量0.005-0.015mm范围内；最终达到零件精度要求，必须通过多次铣磨加工才能达到。

铣磨加工方法效率较高，单位时间内材料去除量大，切削力也相应较大，如果铣磨时磨头对零件压强存在较大差异，就增加半球零件镀层崩裂和脱落的风险。

现有在砂轮上安装铣磨缓冲机构，机构复杂，铣磨时单词均匀度无法控制。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于精密半球零件铣磨加工的夹具，保证精密半球零件铣磨加工的质量和效率，满足零件精度和表面粗糙度要求。

本发明解决技术的方案是：

一种用于精密半球零件铣磨加工的夹具，包括：半球零件、连杆和底座，

底座为锥形薄壁结构，底座顶面为小于半球零件直径的定位平面，平面中心设有定位孔，用于安装连杆；底座底面直径至少为顶面直径倍，与加工设备连接；半球零件安装在连杆上端，以连杆的顶面和外圆定位；

锥形薄壁结构的锥面上均匀分布多层水平方向的细长槽，槽与槽之间垂直方向间距与细长槽宽一致，槽在水平截面为圆弧状，每层圆弧在垂直面上交叉分布，在半球零件加工时随铣磨压力的不同产生弹性变形，对半球零件定位进行自适应调整；槽两端为半圆形，避免因变形出现应力集中的区域。

进一步的，底座锥形薄壁厚0.5-1.5mm。

进一步的，底座顶面的定位平面直径小于半球零件直径15mm。

进一步的，定位孔的定为精度小于0.03mm。

进一步的，通过底座上的螺纹孔，用螺钉拧紧，实现连杆固定连接在底座上。

进一步的，细长槽的槽宽为0.5-1.5mm。

进一步的，槽与槽之间垂直方向间距为0.5-1.5mm。

进一步的，圆弧状角度为180°-270°。

进一步的，底座的底面上设置有大安装孔，用于与铣磨设备安装定位。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明底座采用弹性好的金属材料，在承受铣磨压力的时候可以依靠结构的弹性变形来传递确定的力和运动的机构，保证在半球零件铣磨时加工面压力均匀，提高铣磨加工的定位精度，同时保证夹具的可靠性和耐用度；

(2)本发明底座主体锥形结构采用薄壁设计，锥面上均匀分布水平细长槽，每层圆弧在垂直面上交叉分布，在零件加工时可以铣磨压力的不同产生弹性变形，实现对半球零件的定位进行微调整，槽两端采用半圆形，避免因变形出现应力集中的区域。

附图说明

图1为本发明结构整体图；

图2为本发明底座结构示意图；

图3为本发明图2的俯视图；

图4为本发明连杆结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

为达到精密半球零件1的最终质量要求，在其铣磨加工的工序中必须使用高精度定位的夹具，如图2和图3所示。

图1为半球零件1安装在连杆2上端，以连杆的顶面和外圆定位。连杆2安装在底座3上，通过底座上的螺纹孔8，用螺钉拧紧，实现连杆的安装固定。

图2为柔性结构的夹具底座3。通过底面7的大孔安装定位在铣磨设备上；顶面4为小于半球零件直径的定位平面，平面中心有定位孔8，连杆2通过底部的轴安装于底座的定位孔；通过两个螺纹孔8，可以实现在连杆底座上的快速更换。

底座3主体锥形结构采用薄壁h3设计，锥面上均匀分布水平细长槽，槽宽6为h1，槽与槽之间垂直方向间距h2，槽在水平截面为圆弧状，圆弧角α，每层圆弧在垂直面上交叉分布。每层槽两端在水平方向重合一段距离，用于调整柔性机构的微位移量。在零件加工时可以铣磨压力的不同产生弹性变形，实现对半球零件的定位进行微调整，槽两端采用半圆形，半径h1/2，避免因变形出现应力集中的区域。

底座材料选用弹性好的金属材料，即可以在磨具铣磨半球零件的时候，底座有较好的弹性变形，提高铣磨加工的定位精度，同时保证夹具的可靠性和耐用度。

底座3顶部4为定位平面，中心处有连杆2安装孔5，孔直径公差要求较高，孔中间部位有径向螺纹通孔8；连杆下部为安装轴，轴直径与底座安装孔5配合公差要求较高，轴中间部位与底座螺纹孔配合位置有两个槽9，用于螺钉拧紧；保证连杆在底座上快速安装的精度和可靠性。

实施例

一种用于精密半球零件铣磨加工的夹具，如图1，主要由底座和连杆两部分构成。

如图2，底座主体为壁厚1mm的锥形薄壁结构，锥面上均匀分布24个水平细长槽，槽宽1mm，槽与槽之间垂直方向间距1mm，槽在水平截面为圆弧状，圆弧270°，每层圆弧槽在垂直面上交叉分布。槽两端采用半圆形，半径0.5mm，避免因变形出现应力集中的区域。

底座材料采用铍青铜，其弹性模量1.28×10⁵mpa，泊松比0.29，屈服强度1.17×10³mpa，可以实现柔性结构的微位移。

底座顶部为定位平面，中心处有连杆安装孔，孔直径公差小于0.02mm，孔中间部位有径向螺纹通孔；连杆下部为安装轴，轴直径公差小于0.02mm，轴中间部位与底座螺纹孔配合位置有两个槽，用于螺钉固定拧紧；保证连杆在底座上的快速安装的精度和可靠性。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。