专利名称：环类薄壁件装夹装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工件的装夹装置，具体地讲，涉及一种环类薄壁件
背景技术：
环类薄壁件的加工特点是尺寸精度和行为公差要求很高，装夹变形量较 大，属于难加工类零件。而薄壁类的加工精度往往取决于装夹，因此，装夹 对薄壁件加工起决定性作用。
例如，如图l一图3所示的轴承套为上述的一种环类薄壁件，该轴承套 为HXD2机车转向架上的重要零件。如图l一图2所示，该零件的内孔4) 342. 9M7与轴承配合，外圆4)368g6与抱轴箱配合。其中的内孔与外圆的同轴 度0.02腿是该零件主要加工难点，其次是其它尺寸精度例如4 368g6、 4) 342. 9M7、 4)350H7及57.65士0.05等。保证以上精度关键是控制工件被夹的 变形量。
目前，薄壁类零件的常用装夹方法有压端面装夹、涨套式芯轴、六爪卡 盘、电磁吸盘。
该轴承套如果用压端面装夹，由于加工件43. 65左端面跳动量和43. 65 尺寸结构所限，而加工中要求外圆368与跳动量端面一次装夹完成，没有压 装位置，该方法不适用。
涨套式芯轴装夹，其结构复杂，而且内孔、外圆分别两次完成。同轴度 误差不仅包含机床跳动误差，同时包含两次零件定位误差。同轴保证比较困 难。
六爪卡盘装夹，六点装夹虽然比三爪装夹点多，但是，接触面积不够大，
装夹后的变形量比较大，保证不了要求。
磁力吸盘如果吸力能够保证的话，同时解决好定位问题，能够保证产品
质量，且装夹较方便。但吸盘价格高在5万元左右，且该工件与吸盘接触面 积小，要求吸盘单位面积足够大的吸力。因此对于小批量、单件生产不适用。 因此，有必要提供一种新型的环类薄壁件装夹装置，以克服上述现有装 夹装置存在的不足，保证环类薄壁件(例如轴承套)的加工精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种环类薄壁件装夹装置，以减小装夹变 形量，保证环类薄壁件的加工精度要求。
本实用新型的上述目的可采用如下技术方案来解决， 一种环类薄壁件装 夹装置，其包括卡盘和安装于卡盘上的多个卡爪，其中，在所述每个卡爪的 卡持端连接有弧形弹性卡头，每个弧形弹性卡头的内侧具有弧形的卡持面， 该些该些弧形弹性卡头的卡持面位于一个圆周面上，且该些弧形弹性卡头的 中心角w之和大于或等于270度并小于360度。
作为本实用新型的一个可选实施例，所述的卡爪可为三个，每个弧形弹 性卡头的中心角"均大于或等于90度，并小于110度。
在上述实施例的一个较佳例子中，所述每个弧形弹性卡头的中心角<0为 100度。
在本实用新型的一个可选实施例中，所述弧形弹性卡头的厚度为 6mm-lOmra。该弧形弹性卡头的厚度优选为8mm。
在本实用新型中，所述弧形弹性卡头的卡持面所在圆周面的直径小于被 夹工件直径0. 1 — 0. 15mm。
在本实用新型中，为保证加工件的端面精度，在所述弧形弹性卡头的内 侧设有沿卡持面径向延伸的定位端面，该定位端面与卡持面所在圆周面的中 心轴线垂直。
采用本使用新型的上述装夹装置，本实用新型的效果是显著的1、由于 本实用新型的装夹装置的卡爪的卡持端连接有弧形弹性卡头，并且弧形弹性
卡头的中心角"之和大于或等于270度，当弧形弹性卡头卡持在被夹工件上
时，该多个弧形弹性卡头的卡持面能够基本形成整体包住工件，使工件材料 几乎没有变形的趋向，从而控制工件变形量，保证了被加工的环类薄壁件的 尺寸精度要求。并且，由于弧形弹性卡头的卡持面所在圆周面的直径小于被
夹工件直径0. l — O. 15mm，在夹持工件时能够通过弧形弹性卡头一定的装夹 变形来增加弧形弹性卡头夹持面与工件的接触面积，从而能够降低工件的变 形量，提高被夹工件的加工精度。
进一步，由于在所述弧形弹性卡头的卡持面上径向设置有定位端面，该 定位端面与卡盘的中心轴线垂直，这样在装夹装置装夹工件时，被加工工件 的端面(例如轴承套端面)紧贴该定位端面，从而保证了被加工工件工作端 面(例如轴承套的43.65端面)的精度要求。
实验证明，利用本实用新型的环类薄壁件装夹装置，采用30数控车床加 工轴承套，能够一次加工，并完全保证产品的精度要求，加工后的工件合格 率在98。％以上。本实用新型的环类薄壁件装夹装置采用了简单的装夹方法和 加工工艺，并且能够完全保证产品的质量，能够适用于类似轴承套的环类薄 壁件的装夹加工中。并且，在设备状况一般的情况下，对与小批量、单件生 产，用这种简单的装夹装置来保证产品质量很适用。
在此描述的附图仅用于解释目的，而并不代表以任何方式来限制本实用 新型公开的范围的意图。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意 性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的 形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体 情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
图l为本实用新型中的被加工工件(轴承套)的立体结构示意图； 图2为图1中的被加工工件的剖视图(带有尺寸精度要求)； 图3为图2的I部放大图4为工件被装夹到本实用新型的装夹装置上的立体结构示意图5为带有弧形弹性卡头的卡爪结构示意图6为工件装夹在本实用新型的装夹装置上的主视结构示意图7为工件装夹在本实用新型的装夹装置上的局部剖视结构示意图。
具体实施方式
如图4—图7所示，本实用新型的环类薄壁件装夹装置包括卡盘1和安 装于卡盘1上的多个卡爪2，其中，在所述卡爪2的卡持端连接有弧形弹性 卡头3，每个弧形弹性卡头3的内侧具有弧形的卡持面31，该些该些弧形弹 性卡头3的卡持面31位于一个圆周面上，且该些卡爪2的弧形弹性卡头3 的中心角o)之和大于或等于270度并小于360度。
在本实用新型中以加工如图l一3所示的加工精度要求的轴承套为例，对 本实用新型装夹装置装夹环类薄壁件进行说明。如图4、图6所示，在工件4 被卡持在本实用新型的装夹装置上时，多个卡爪2的弧形弹性卡头3卡持面 31与工件4的外周具有三分之二以上的接触面，这样该多个弧形弹性卡头3 能够形成基本呈整体的环形来包住工件4的外周，使工件材料几乎没有变形 的趋向，从而控制工件4的变形量，保证了被加工的环类薄壁件的尺寸精度 要求。并且利用弧形弹性卡头3的弹性，能够增大弧形弹性卡头3的卡持面 与工件4外周的接触面积，从而减少工件的变形量。
在本实用新型中，该装夹装置中卡爪2的数量可以根据被夹工件的需要 而设置。在本实用新型的一个可选实施例中，所述的卡爪2可为三个，每个 弧形弹性卡头3的中心角o均大于或等于90度，并小于110度，这样三个弹 性卡头3的卡持面31能够包住工件4外周的三分之二以上，从而能够形成整
体包住工件4，控制工件4的变形量。在该可选实施例的一个较佳例子中， 所述每个弧形弹性卡头3的中心角co最佳为100度。
为保证弧形弹性卡头3的夹持弹性，该弧形弹性卡头3的壁厚S最好选 用6mm-10mm的任一值，例如6mm、 7mm、 8鹏、9mm、 10mm等。对于如图l一 图3所示的工件4的尺寸，该弧形弹性卡头3的壁厚S优选为8mm。
在本实用新型中，所述弧形弹性卡头3的卡持面31所在圆周面的直径4> 最好小于被夹工件直径0. l—O. 15mm，这样如图6所示，在该弧形弹性卡头3 夹紧工件4时，利用弧形弹性卡头3的弹性变形，能够增大夹持面31与工件 4的接触面，从而减小工件4的变形量。
在本实用新型中，为保证加工件4的43.65的端面精度要求，如图4、 图7所示，在所述弧形弹性卡头3的内侧从卡持面31径向延设有定位端面 32，该定位端面32与卡持面31所在圆周面的中心轴线垂直。这样在装夹装 置装夹工件4时，被加工工件4的端面(例如轴承套端面)紧贴该定位端面 32，从而保证了被加工工件4工作端面(例如轴承套的43.65端面)的精度 要求。当然，对于没有端面精度要求的环类薄壁件，该弧形弹性卡头3上也 不可以不设置该定位端面32。
采用本实用新型的装夹装置，其装夹方法如下工件4在最后精加工时， 将专用卡爪2装在三爪夹盘1上。为了减小夹具定位面和机床的定位误差， 专用卡盘l内圆夹一个适当圆盘，夹紧后，车夹持面31内孔，该内孔的圆周 面直径4>比被夹工件4外圆直径小0. 1-0. 15mm;然后车定位端面32，并保证 与内孔的中心轴线垂直。然后，将工件4的轴承套端面c紧贴弧形弹性卡头 3的定位端面32，用扭力扳手夹紧。夹紧力为13N M，端面结合处0.03mm 塞尺周圈不能通过。
大量试验证明，对于如图1一图3所示的工件4 (轴承套)，在保证弧形弹 性卡头3的壁厚S =8mm;中心角03=100° ;夹持面直径<!>小于被夹工件直径 0.1-0. 15mm，同时夹紧力控制在13N M时，工件变形量在O. 008mm以内。利用
30数控车床，通过以上装夹，采用一次性加工，加工后的工件合格率在9鄉 以上。
上述实施例为本实用新型的具体实施方式
，仅用于说明本实用新型，而 非用于限制本实用新型。当然，本实用新型可以按照在这里具体阐述的方式 之外的其它方式实施而不脱离本实用新型的基本特性。另外，还可以将上述 实施方式中的各个特征进行重新组合以获得其它的实施方式。因此，出于解 释目的，没有将这些组合穷尽，但是除非在结构上有冲突，本实用新型中各 个实施方式中的特征均可以重新组合或相互替换。
权利要求1.一种环类薄壁件装夹装置，其包括卡盘和安装于卡盘上的多个卡爪，其特征在于，在所述每个卡爪的卡持端连接有弧形弹性卡头，每个弧形弹性卡头的内侧具有弧形的卡持面，该些该些弧形弹性卡头的卡持面位于一个圆周面上，且该些弧形弹性卡头的中心角之和大于或等于270度并小于360度。
2、 如权利要求l所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，所述的卡爪 为三个。
3、 如权利要求2所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，每个弧形弹 性卡头的中心角均大于或等于90度，并小于110度。
4、 如权利要求3所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，所述每个弧 形弹性卡头的中心角为100度。
5、 如权利要求1所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，所述弧形弹 性卡头的壁厚为6mm-lOmrn。
6、 如权利要求5所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，该弧形弹性 卡头的厚度为8mm。
7、 如权利要求l所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，所述弧形弹 性卡头的卡持面所在画周面的直径小于被夹工件直径O. lmm—O. 15咖。
8、 如权利要求1所述的环类薄壁件装夹装置，其特征在于，在所述弧形 弹性卡头的内侧设有沿卡持面径向延伸的定位端面，该定位端面与卡持面所 在圆周面的中心轴线垂直。
专利摘要本实用新型涉及一种环类薄壁件装夹装置，其包括卡盘和安装于卡盘上的多个卡爪，其中，在所述每个卡爪的卡持端连接有弧形弹性卡头，每个弧形弹性卡头的内侧具有弧形的卡持面，该些弧形弹性卡头的卡持面位于一个圆周面上，且该些弧形弹性卡头的中心角之和大于或等于270度并小于360度。采用本实用新型的环类薄壁件装夹装置，能够减小工件的装夹变形量，保证环类薄壁件的加工精度要求。
文档编号B23B31/20GK201195207SQ20082010499
公开日2009年2月18日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者寇玉梅 申请人:中国北车集团大同电力机车有限责任公司