一种工件内孔加工固定装置的制作方法

本发明涉及工装夹具技术领域，具体为一种基于内孔加工的固定装置及其应用。

背景技术：

目前，许多薄壁回转体铝合金工件在普通数控车床上加工时，通常采用液压三爪或则在三爪上增焊材料以增加与工件接触面的抱爪夹持来加工，使用传统的三爪卡盘夹紧，当夹紧力释放后，工件变形严重，内孔圆度公差超出内孔尺寸公差的要求，同时，内孔圆度不规则，后序加工时，涨紧定位不稳定，直接影响加工精度，归根到底是工件太薄在夹持加工发生了变形。

为了减少变形，有时会在加工时减小夹紧力，这样变形虽然稍有改善，但是，由于管材外圆不规则，夹紧定位不稳定，可能会出现夹不紧的情况，靠单纯减小夹紧力，不仅不能保证加工零件变形在公差范围内，且还存着安全隐患。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有的薄壁工件的内孔加工的固定装置夹紧力过大而造成工件被压变形，从而使得内孔尺寸超出要求的精度的问题，提出一种工件内孔加工固定装置，所述固定装置包括底座、定位块、夹具，所述定位块与所述底座连接，所述夹具设置于所述底座上并与所述底座连接，所述定位块用以确定所述夹具的位置，所述夹具用以夹住需要进行内孔加工的工件，所述夹具上设置锥形突起结构，利用突起结构扎入所述工件表面，以保证夹紧的同时减小夹紧力，提高工件加工的精度，并且通过所述夹具与所述底座的活动连接设计，保证了加工工件外表面不规则时也能够夹紧，提高了所述固定装置的通用性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种工件内孔加工固定装置，所述固定装置包括底座、定位块、夹具，所述定位块与所述底座连接，所述夹具设置于所述底座上并与所述底座连接，所述定位块用以确定所述夹具的位置，所述夹具用以夹住需要进行内孔加工的工件。

所述固定装置共包括三部分结构，所述三部分结构大小及形状相同，并且所述三部分结构围绕一个圆心设置，共同实现所述工件的固定，所述夹具内侧设置为圆弧结构，且所述三部分结构的夹具内侧共同组成一个圆周结构。

所述夹具与所述底座活动连接，所述夹具相对所述底座左右旋转或上下移动，所述夹具与所述底座上均设置销钉孔，所述销钉孔内放置圆柱销，用以连接所述夹具与所述底座并实现所述夹具与所述底座之间的相对运动。

所述夹具内侧中间设置圆形凹槽，所述夹具内侧于所述凹槽两侧设置多个突起结构，用以夹紧所述工件，所述突起结构按照多排多列的形状整齐排列。

所述突起结构为锥形结构，所述锥形结构尖锐端朝向所述圆心，所述相邻锥形结构临近的两面所成夹角范围为30度～90度。

本发明的有益效果为：

1.使用本发明的工件内孔加工固定装置，利用夹具上设置的锥形突起结构，扎入工件表面一定深度，使得工件在夹紧过程中不仅仅依靠摩擦力作用，从而大大增加了夹紧的稳定性，解决了在较低的夹紧力作用下，夹紧不稳定的问题，保证了工件在高速转动过程的安全问题；

2.使用本发明的工件内孔加工固定装置，利用夹具与底座的活动连接设计，可以针对工件存着表面缺陷，也能够夹紧工件，降低了对工件的要求，提高了固定装置的通用性；

3.使用本发明的工件内孔加工固定装置，利用锥形突起结构，使得降低夹紧力，有效减少了薄壁工件的变形，在撤除夹紧力后工件型变量小，其内孔尺寸满足尺寸公差的要求；

4.使用本发明的工件内孔加工固定装置，定位块安装方式方便可更换，可适用于各种型号及尺寸的工件，大大提高了工件固定装置的通用性。

附图说明

图1为本发明工件内孔加工固定装置的结构示意图俯视图；

图2为本发明工件内孔加工固定装置单个部分的立体结构示意图；

图3为本发明工件内孔加工固定装置夹具的结构示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种工件内孔加工固定装置，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明，并且相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

在本发明中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

目前的工件内孔制作或加工时使用固定装置将所述工件固定，以方便其加工，常用的固定装置为夹具结构，即利用夹具夹紧工件，然后对工件进行进一步加工，然而，由于往往工件的外壁比较薄，为了夹紧该工件，更好的对工件进行加工操作并防止安全事故，夹具会给出一定的夹紧力，而该夹紧力会导致工件发生一定的形变，当加工完成并撤销该夹紧力后，该工件会有一定的回位变化，该回位变化会造成工件内孔尺寸的变化，夹紧力越大，其形变越大，则工件加工完成后的回位变化也越大，最终导致工件内孔的尺寸偏差越大，因而，为了保证工件内孔的尺寸满足需求，则需要控制好固定装置的夹紧力，考虑到安全性问题，不能单纯的减小夹紧力来实现减小形变，本发明提出的技术方案既能减小夹紧力，同时能够很好的固定工件，在保证安全性的同时减小工件内孔尺寸的误差。

下面结合附图具体说明本发明工件内孔加工固定装置的具体实施方式：

图1为本发明工件内孔加工固定装置的结构示意图俯视图，所述固定装置共包括三部分结构，且所述三部分结构大小及形状相同，所述三部分结构相互独立，并且所述三部分结构围绕一个圆心设置，共同实现所述工件的固定，所述夹具4内侧设置为圆弧结构，且三部分结构的内侧共同组成一个圆周结构，所述三部分结构分别与机床主轴等机构连接，由所述机床主轴带动所述三部分结构移动来实现所述工件的上料、夹紧、下料等操作。

所述固定装置的单个部分包括底座1、定位块2、夹具4，所述定位块2与所述底座1连接，所述夹具4设置于所述底座1上并与所述底座1连接，所述定位块2用以确定所述夹具4的位置，所述夹具4用以夹住需要进行内孔加工的工件，所述底座1与所述定位块2上设置对应螺钉孔并由第一螺钉3固定连接所述底座1与所述定位块2，所述底座上远离圆心一端设置螺钉孔并由第二螺钉6固定连接所述底座1与所述机床主轴，所述底座1与所述夹具4上设置对应的销钉孔并由圆柱销5连接。

图2为本发明工件内孔加工固定装置单个部分的立体结构示意图，所述底座1与机床主轴连接并用以支撑整个固定装置，所述夹具4与所述底1座活动连接，所述夹具4相对所述底座1可以实现左右旋转或微量的上下移动，所述夹具4与所述底座1上均设置销钉孔，所述销钉孔内放置圆柱销5，用以连接所述夹具4与所述底座1并实现所述夹具4与所述底座1之间的相对运动，所述定位块2与所述底座通过所述第一螺钉3连接，所述定位块2用以固定所述夹具4的位置，所述夹具4绕所述圆柱销5左右旋转至触碰到所述定位块2时由所述定位块2限制所述夹具4的继续旋转运动，由所述底座1、定位块2、夹具4共同实现所述工件的固定，并且由于所述夹具4可以沿所述圆柱销5上下微量运动且能够绕所述圆柱销5左右转动，并由所述定位块2确定最终位置，能够保证在所述工件在外圆表面不平整或不规则时所述夹具4能够通过其自身的上下移动或左右旋转来实现所述夹具4与所述工件的充分接触，提高夹紧强度。

进一步，所述夹具4内侧中间部位设置圆形凹槽，所述夹具4内侧于所述凹槽两侧设置多个突起结构，用以夹紧所述工件，所述突起结构按照多排多列的形状整齐排列，所述突起结构为锥形结构，所述锥形结构尖锐端朝向所述圆心，当所述工件置于所述夹具4内侧时，由所述夹具4提供向内的夹紧力推动所述锥形结构扎入所述工件外表面，进一步加强所述工件的固定，并且由于所述锥形结构的扎入，可以减小所述夹紧力，从而，可以减小所述工件加工过程中的形变量，实现所述工件的内孔加工尺寸满足规定的误差范围，如图3所示为本发明工件内孔加工固定装置夹具的结构示意图，所述相邻锥形结构临近的两面所成夹角θ范围为30度～90度，本实施例中最优选取所述夹角θ范围为60度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。