一种薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置的制作方法

本发明属于薄壁圆筒工件夹具技术领域，特别是涉及一种薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置。

背景技术：

现有技术中，以外圆为基准的薄壁圆筒类零件在进行内形加工时，其定位方式一般采用与外圆一端配合的定位内孔面进行定位，定位装置的定位尺寸一般是刚性尺寸，由于零件外圆和定位内孔之间存在同轴度误差，而且零件本身的刚性较差，从而使加工零件的中部复杂内形时产生振颤，零件变形再度扩大，形位公差超差，零件装上去之后，会出现以下缺陷：一是零件变形量大于定位内孔公差时不能安装到位，二是外圆和定位内孔之间存在的间隙，导致产生同轴度误差，从而使加工内形后形位公差超差以及单边的情况，达不到零件的设计要求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简易，操作方便，且能够保证薄壁圆筒类零件加工精度的薄壁圆筒类零件复杂内形加工定位装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置,包括底座、夹簧、锥套及压紧螺纹套，底座为圆筒状结构，底座的上端设有锥套，锥套的内孔的上部为第二圆锥面；锥套与压紧螺纹套连接；压紧螺纹套与底座侧壁螺接；所述的夹簧安装在底座的内孔中；夹簧上部设有与锥套内孔的圆锥形配合的第一圆锥面，且设有轴向设置的槽缝，第一圆锥面置于第二圆锥面内；夹簧下部为圆柱面，圆柱面与底座底部的定位孔配合。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的底座包括底板及安装在底板上的支座，支座呈圆筒状，支座的侧壁上设有螺纹；压紧螺纹套与支座螺接；底板的侧面上设有校正基准台阶。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，底座的底板上设有定向销及定位销，定向销及定位销位于夹簧内。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，夹簧的上部竖直开有8个槽缝，8个槽缝沿圆周方向均匀布置；所述槽缝的底端设有竖直腰形孔。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，支座顶部的侧壁上设有导向槽，所述的锥套上对应于导向槽设有螺钉，螺钉的末端嵌入导向槽内。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的锥套的外侧壁上开有环形槽，压紧螺纹套上对应于环形槽设有连动螺钉，连动螺钉的末端位于环形槽内。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的压紧螺纹套上还设有滚花大头螺钉。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，夹簧内孔内设有三个扇形瓦片，三块扇形瓦片沿圆周方向均匀布置，相邻的两扇形瓦片之间留有7-9mm缝隙。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的扇形瓦片的外壁上端设有定位台阶面，通过定位台阶面支撑在夹簧顶面上。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的第一圆锥面的锥角为15.5°；所述的第一圆锥面的锥角大于第二圆锥面的锥角，其差值范围为0.5°～1.5°。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的夹簧的第一圆锥面、内表面、圆柱面及底面的跳动小于0.015mm。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的扇形瓦片内表面与外表面的同轴度不大于0.01mm，圆柱度不大于0.025mm。

上述的薄壁圆筒工件复杂内形加工定位夹紧装置中，所述的圆柱面与底座底部的定位孔间隙配合，配合间隙为0.01mm-0.03mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，操作方便；本发明的锥套和底座内夹簧上部锥面配合，通过压紧螺纹套控制锥套下移实现夹簧对薄壁圆筒类零件的夹紧，提高了零件的刚性，保证了零件的形位公差，解决了薄壁件加工振动问题，大大提高了零件的加工效率和加工质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的夹簧的结构示意图。

图3为本发明的锥套的结构示意图。

图4为本发明的压紧螺纹套的结构示意图。

图5为本发明的连动螺钉的结构示意图。

图6为本发明的支座的结构示意图。

图7为本发明的多块扇形瓦片布置结构的主视图。

图8为本发明的多块扇形瓦片布置结构的俯视图。

图9为本发明的底座底板的结构示意图。

图10为本发明的底座的底板俯视图。

图11为本发明的滚花大头螺钉的结构示意图。

其中：1、扇形瓦片，2、夹簧，3、锥套，4、压紧螺纹套，5、滚花大头螺钉，6、支座，7、定向销，8、定位销，9、螺钉，10、螺钉，11、底座，12、螺钉，13、连动螺钉，14、第一圆锥面，15、圆柱面，16、第二圆锥面，17、定位孔，18、内表面，19、外表面，20、校正基准台阶，21、槽缝，22、竖直腰形孔，23、底面，24、环形槽，25、螺孔，26、导向槽，27、螺孔，28、螺孔，29、销孔，30、销孔，31、定位台阶面，32、锥套内圆，33、压紧螺纹套内孔，34、零件凹入外径，35、夹簧顶面，36、压紧螺纹套内螺纹，37、支座外螺纹，38、缝隙，39为扇形瓦片内表面，40、外表面，41、锥套外表面，42、螺钉止口平面，43、螺钉圆柱段，44、螺钉端面，45、螺孔沉台面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1至6所示，本发明包括底座11和夹簧2，底座11包括底板及通过螺钉10固定安装在底板上的支座6，所述的底板的侧面上设有一个校正基准台阶20，作为校正基准。所述支座6为圆筒状，支座6的顶部设有锥套3，锥套3的内孔的上部为第二锥面16。支座6顶部设有竖直设置的导向槽26，锥套3上对应于导向槽设有螺钉12，螺钉12的末端置于导向槽内，可以防止锥套3在旋转压紧螺纹套4时转动。所述的锥套3的外壁上设有环形槽24，压紧螺纹套4上对应于环形槽24设有连动螺钉13，连动螺钉13的末端位于环形槽24内，既实现了压紧螺纹套4与锥套3的连接，又使得压紧螺纹套4相对于锥套3能够旋转。支座6侧壁上设有与压紧螺纹套4配合的螺纹，压紧螺纹套4与支座6侧壁螺接，旋转压紧螺纹套4，能够实现锥套3的上下移动。

所述的夹簧2安装在底座11的内孔内，夹簧2上部设有第一圆锥面14，中间段为薄壁圆筒，壁厚为5-6mm，下部为圆柱面15，圆柱面15与底座2底板上的定位孔17为小间隙配合，配合间隙为0.01mm-0.03mm。所述的第一圆锥面14与锥套3内孔上部的第二圆锥面16接触，第一圆锥面14的锥角α为15.5°，第一圆锥面14的锥角α大于第二圆锥面16的锥角β，其差值范围为0.5°～1.5°。夹簧2的上部竖直开有8个槽缝21，8个槽缝21沿圆周方向均匀布置；所述槽缝21的底端设有竖直腰形孔22。所述的夹簧2的第一圆锥面14、内表面18与圆柱面15及底面23的跳动小于0.015mm。

所述的夹簧2内设有与零件外圆相接触的三块扇形瓦片1，如图7、8所示，三块扇形瓦片1沿圆周方向均匀布置，相邻的两扇形瓦片1之间留有7-9mm缝隙38。扇形瓦片1的外壁上端设有定位台阶面31，通过定位台阶面31支撑在夹簧顶面35上。扇形瓦片1的内表面39与外表面40的同轴度不大于0.01mm，圆柱度不大于0.025mm。底座11的底板上设有两个定向销7及定位销8，定向销7及定位销8位于夹簧2内。

本发明使用时，操作步骤如下：

1）将夹簧2底部装在底座11底板上的定位孔17内，通过螺钉9进行预紧，调整同轴度，使同轴度最小，使径向跳动和轴向跳动均小于0.01mm，固定位置。

2）然后将支座6装在底座11上，通过螺钉10进行预紧，调整同轴度，使径向跳动小于0.012mm，固定位置。

3）然后将一个螺钉12预装入锥套3外侧壁上的螺孔25内，其末端不突出锥套内圆32，然后将锥套3套装入支座6内，螺钉12对准导向槽26并旋入，调整旋入量，底部不接触留有间隙，顶部不得凸出锥套外表面41。

4）然后将连动螺钉13预装入压紧螺纹套4圆周均布的带沉孔的螺孔28内，其螺钉止口平面42不突出压紧螺纹套内孔33，然后通过压紧螺纹套内螺纹36、支座外螺纹37的连接旋入支座6上，将螺钉圆柱段43旋入锥套4环形槽24内并留有间隙，螺钉端面44与螺孔沉台面45接触，调整压紧螺纹套4旋入深度，使第一圆锥面14与第二圆锥面16不接触。

5）然后将四个滚花大头螺钉5旋入压紧螺纹套4圆周均布的螺孔27内。

6）将底座11上的校正基准台阶20校直，直线度小于0.01mm。

7）将扇形瓦片1包裹在零件凹入外径34上，零件定位部位对准底座11底板上所需的定向销7或定位销8上，放入夹簧2内，扇形瓦片1的定位台阶面31与夹簧顶面35接触。通过扳动滚花大头螺钉5旋入压紧螺纹套4，使夹簧2受压，处于压缩状态，产生作用在扇形瓦片1和零件的向心力，直至夹紧零件。