薄壁零件车削夹具的制作方法

本实用新型涉及机加工设备技术领域，尤其涉及薄壁零件车削夹具。

背景技术：

由于零件壁厚小(如图2所示，电真空器件中的钼质薄壁零件壁厚仅有0.2mm)，如图1所示，零件(序号8)端面与芯轴(序号1)端面接触面积小，相对摩擦力小，当待加工零件与芯轴为间隙配合时，为防止零件车加工时转动，顶板(序号7)必须施加足够的轴向压力，轴向承载全部夹持力，而钼质材料脆性大，当轴向压力大时，在切削力的作用零件易变形开裂。而采用芯轴与待加工零件成过渡配合的方法，由于零件与芯轴接触面加大，可以有效防止零件车加工转动，但钼质材料的特性导致零件在压入芯轴过程中，零件已经开裂，无法进行后续加工。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供薄壁零件车削夹具，可解决加工过程中因为零件材质的加工应力和组织结构不稳定的因素造成零件变形、开裂和加工时零件位移的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

薄壁零件车削夹具，包括芯轴、锁紧螺母和用于夹紧零件的夹环，所述锁紧螺母一端有同轴设置的螺纹孔，锁紧螺母另一端有同轴设置的锥形孔，所述螺纹孔与锥形孔连通，所述锥形孔从内到外直径依次减小；所述芯轴上有与螺纹孔适配的外螺纹，所述夹环的外壁为与锥形孔适配的圆锥面，所述夹环的侧壁有一条缝，所述缝轴向贯穿夹环的前端面和后端面，缝径向贯穿夹环的内壁和外壁，所述芯轴的前端可穿过锁紧螺母和夹环。

进一步的，所述芯轴为阶梯轴，芯轴包括一体制造的第一轴、第二轴和第三轴，所述第一轴、第二轴、第三轴依次连接，第三轴位于第二轴前端，所述第一轴、第二轴、第三轴的直径依次减小，所述夹环的内径大于第二轴的直径但小于第一轴的直径，所述外螺纹设置在第一轴上，所述夹环的长度大于第二轴的长度。

进一步的，所述夹环的内孔为两段式台阶孔，第一段内孔位于第二段内孔的前端，第二段内孔的直径大于第一段内孔的直径。

进一步优选地，所述第二段内孔的深度大于第二轴的长度。

其中，所述锁紧螺母为滚花螺母。

进一步的，所述锁紧螺母外壁有至少一个盲孔。

进一步优选地，所述盲孔至少有两个，盲孔周向均布设置。

其中，所述芯轴尾端加工成莫氏5号锥柄。

进一步的，所述锁紧螺母外径42mm，锁紧螺母轴向尺寸为36mm，其中螺纹孔深度为22mm，锥形孔深度为10mm，螺纹孔为M24螺纹孔，锥形孔的顶角为20°；所述夹环的轴向尺寸为12mm，夹环前端的外径为13.1mm，所述缝的宽度为1.5mm。

进一步优选地，所述第一段内孔的深度为1.8mm，第一段内孔的内径为9.7mm或9.1mm；所述第二段内孔的内径为11mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1.本实用新型可有效解决加工过程中因为零件材质的加工应力和组织结构的不稳定等诸多因素造成零件变形、开裂和加工时零件位移的问题；生产加工效率显著提高，而且加工稳定性好，有效提高零件的加工质量及成品率；

2.现有技术中当零件与芯轴为间隙配合时，由于轴向压力为车工手工调节，不能精确控制，零件塑变程度不一致，导致车加工后零件总长尺寸在0.05mm-0.25mm内变化；而本实用新型易于保证零件尺寸精度和形位公差；

3.本实用新型定位精确，夹具和零件的装拆快速。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是电真空器件中钼质薄壁零件的示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是锁紧螺母的结构示意图；

图5是实施例1中夹环的剖视图；

图6是实施例1中夹环的轴向视图；

图7是实施例2中芯轴的结构示意图；

图8是实施例3中夹环的剖视图；

图9是顶板的结构示意图；

图中：1-芯轴、2-锁紧螺母、3-夹环、4-螺纹孔、5-锥形孔、6-缝、7-顶板、8-零件、21-盲孔、31-第一段内孔、32-第二段内孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例1

如图3所示，本实施例公开的薄壁零件车削夹具，包括芯轴1、锁紧螺母2和用于夹紧零件的夹环3。如图4所示，锁紧螺母2一端有同轴设置的螺纹孔4，锁紧螺母2另一端有同轴设置的锥形孔5，螺纹孔4与锥形孔5连通，锥形孔5从内到外直径依次减小。芯轴1为阶梯轴，芯轴1上有与螺纹孔4适配的外螺纹。如图5、6所示，夹环3的外壁为与锥形孔5适配的圆锥面，夹环3的侧壁有一条缝6，缝6轴向贯穿夹环3的前端面和后端面，缝6径向贯穿夹环3的内壁和外壁，缝6的设计使夹环3可以有效变形来夹持零件。芯轴1的前端可穿过锁紧螺母2和夹环3。

夹环3的外锥面与锁紧螺母2的内锥面配加工，通过锥面相对位移使夹环3变形收口夹紧零件8的一端，有效防止零件8在车加工过程中沿轴向转动；零件8的另一端由顶板7轴向轻顶紧。如图2所示，电真空器件中钼质薄壁零件的两端较厚，加工时，用两端较厚壁部位径向夹持承载较大的夹紧力，而不致使零件变形，轴向轻顶起到辅助夹持的作用。

此外，因为零件8与芯轴成间隙配合，在夹环3夹紧的过程中，有芯轴1对零件8内表面的支撑，夹持力若偏大也不会造成零件8的开裂和塑性变形。零件8与芯轴的配合间隙可设计为0.02mm，方便操作人员快速精确装卸零件。

如图4所示，锁紧螺母2为滚花螺母和/或锁紧螺母2外壁有至少一个盲孔21。为方便操作，盲孔21至少有两个，盲孔21周向均布设置。作为优选，锁紧螺母2外表面滚花并在中段外表面加工6个盲孔21方便操作人员手动或使用撬杠旋转螺母。芯轴1尾端加工成莫氏5号锥柄，方便操作人员快速装卸夹具，提高夹具与车床之间的配合精度。

如图9所示，顶板7计为台肩结构，小外径端根据零件内径配加工成0.03mm-0.05mm间隙配合，使用时保证零件环形端面与顶板台肩面全接触，确保定位准确，大端外径设计比零件外径小0.1mm，避免对车刀产生干涉，顶板的作用仅为限制零件的轴向位移，不给零件施加多余的轴向压力，不会造成零件轴向塑性变形，实际加工过程中，零件车外径前后长度变化极小，长度变形量在0.01mm-0.02mm以内。

本实用新型可调整转移夹紧力的作用点，由径向夹紧和轴向轻顶紧相结合，达到精确定位，快速装卸的目的。尤其适用于电真空器件中钼质薄壁零件的加工。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，如图7所示，芯轴1包括一体制造的第一轴11、第二轴12和第三轴13，第一轴11、第二轴12、第三轴13依次连接，第三轴13位于第二轴12前端，第一轴11、第二轴12、第三轴13的直径依次减小，夹环3的内径大于第二轴12的直径但小于第一轴11的直径，外螺纹设置在第一轴11上，夹环3的长度大于第二轴12的长度。

夹环3后端以第一轴11与第二轴12之间的台肩面定位，在锁紧过程中可避免夹环的轴向位移，而第二轴12与第三轴13之间的台肩面可对零件8的端面进行定位，便于装卸。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：如图8所示，夹环3的内孔为两段式台阶孔，第一段内孔31位于第二段内孔32的前端，第二段内孔32的直径大于第一段内孔31的直径。夹环内孔设计为台阶孔，增加夹环内径与芯轴外径之间的间隙(间隙可设计为2mm)，确保夹环能有效夹持零件外表面，消除芯轴外径对零件夹持的干涉。其中，第二段内孔32的深度大于第二轴12的长度。

实施例4

本实施例中，锁紧螺母2外径42mm，锁紧螺母2轴向尺寸为36mm，其中螺纹孔4深度为22mm，锥形孔5深度为10mm，螺纹孔4为M24螺纹孔。夹环3轴向尺寸为12mm，夹环3小端的外径为13.1mm，夹环3外锥面的顶角为20°；缝6的宽度设计为1.5mm，夹环3内径与零件8外径成较大间隙(配合间隙可设计为0.1mm-0.3mm)，对粗加工零件外径尺寸的变化有较强的夹持适应性。夹环3第一段内孔31的深度为1.8mm，内径为9.7mm或9.1mm；第二段内孔32的内径为11mm。盲孔21直径为6mm，深度为6mm。顶板轴向尺寸设计为15mm。

本实用新型有效解决了加工过程中因为零件材质内部的加工应力和组织结构的不稳定等诸多因素造成零件变形、开裂和加工时零件位移问题。有效提高了零件的加工质量，成品率达到99％以上，提高了将近30％。夹具和零件的装拆快速，精确生产加工效率显著提高，而且加工稳定性好。适用外形尺寸和形位公差要求高的金属薄壁壁厚0.2mm-0.5mm零件加工，尤其适用于电真空器件中钼质薄壁零件的加工。

当然，本实用新型还可有其它多种实施方式，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。