一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置的制作方法

本发明涉及一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置，属于零件加工定位工装、夹具领域。

背景技术

目前，在许多管套类薄壁工件的加工中，通过数控车床车削其外表面，对薄壁工件的外部形状精度、同轴度、锥面跳动等参数要求较高时，多采用刚性芯轴类夹具装夹，加工时将刚性芯轴类夹具穿在薄壁工件的轴孔内，以其孔内表面进行定位，但是此类夹具的刚性芯轴与工件内孔采用间隙配合进行安装，定位精度低，使得其加工精度、同轴度和锥面跳动难以达到加工要求；并且存在装夹困难，切削时打滑、生产效率低等问题。尤其是当加工的薄壁工件（尤其是薄壁大型工件）轴孔为螺纹孔时，采用芯轴类夹具，不仅安装间隙大，造成较大的加工误差，而且装夹、加工过程中易压伤螺纹，严重时导致工件报废，造成物力、财力损失。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供本一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置,尤其适用于内螺纹管件之类的大件产品装夹定位，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置，它用于带内螺纹管套类大型工件的装夹固定，包括固连在数控机床上的法兰座和胀紧装置，所述法兰座包括一体结构的法兰盘、第一限位凸台和锥形夹持部，所述锥形夹持部外圆上套接有外螺纹衬套，所述外螺纹衬套外圆周设有和工件内螺纹相适配的外螺纹，轴线上开设有与锥形夹持部和胀紧装置的锥形面相匹配的内孔，在所述法兰座中心轴线上开设有通孔，所述胀紧装置套接在外螺纹衬套的内孔上，并穿过通孔与数控机床拉杆连接。

前述胀紧装置包括锥形千引顶、连接螺钉和连管，所述法兰座轴线上的通孔为阶梯孔，所述锥形千引顶套接在靠近锥形夹持部的阶梯孔内，连管套接在远离锥形夹持部的阶梯孔上，在连管内孔两端均设有螺纹，所述连接螺钉贯穿锥形千引顶后通过螺纹与连管一端通过螺纹连接，连管另一端与数控机床拉杆螺纹连接。

前述锥形千引顶包括一体结构的导向杆和锥形头，所述连接螺钉为内六角螺钉，所述锥形千引顶中心轴线开设有与内六角螺钉匹配的沉头通孔，所述导向杆外径与法兰座的靠近锥形夹持部的阶梯孔相适配；所述锥形头的外锥形面与与外螺纹衬套内孔相适配。

在前述外螺纹衬套一端设有第二限位凸台，所述锥形夹持部靠近第一限位凸台段设有圆柱段，所述第二限位凸台的内孔与所述圆柱段间隙配合套接，并且间隙配合尺寸为0.03~0.04mm。

在前述外螺纹衬套上开设有相对于轴线呈对设置的п形切槽，在所述第二限位凸台上与之相对应的位置设有扁平面，并且所述п形切槽的开口端延通至扁平面。

前述п形切槽的槽宽小于1mm。

前述外螺纹衬套上螺纹外径比工件的内螺纹孔径稍小，并且二者螺纹的螺距相同。

前述外螺纹衬套上外螺纹比工件的内螺纹精度低一级设置。

前述外螺纹衬套为复合胶木衬套。

前述数控机床拉杆为气动拉杆或油压拉杆。

与现有技术比较，本发明公开一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置，包括组合安装在一起的法兰座，外螺纹衬套和胀紧装置，所述法兰座包括一体结构的法兰盘、第一限位凸台和锥形夹持部，所述法兰盘用于使该装置固连在数控车床平面主轴法兰上；所述第一限位凸台用于工件的安装限位，所述锥形夹持部用于工件的安装固定，在锥形夹持部外圆上套接有外螺纹衬套，外螺纹衬套的外圆周设有和工件内螺纹相适配的外螺纹，轴线上开设有与锥形夹持部和胀紧装置的锥形面相匹配的内孔，在所述法兰座中心轴线上开设有通孔，数控机床拉杆通过通孔与所述胀紧装置连接，通过数控机床拉杆进行向后拉动，带动胀紧装置使外螺纹衬套在锥形方向的受力下扩大，实现外螺纹衬套的外螺纹与工件内螺纹接触，即可把工件固定牢靠，其中，所述胀紧装置包括锥形千引顶、连接螺钉和连管，安装时将连管连接在数控机床拉杆上，并将法兰盘套接在连管上，用螺栓安装固定在数控车床平面主轴法兰上；再将外螺纹衬套套接在锥形夹持部上；安装锥形千引顶，并用连接螺钉穿过，使其与连管固定牢靠；再将工件套接在外螺纹衬套上；使数控机床拉杆向后拉动，实现工件胀紧固定，其通过数控机床拉杆实现自动胀紧，更加省时省力，有效提高工件装夹效率。

所述外螺纹衬套为复合胶木衬套，在外螺纹衬套一端设有第二限位凸台，所述法兰座的锥形夹持部靠近第一限位凸台段设有圆柱段，所述第二限位凸台的内孔与所述圆柱段间隙配合套接，并且在外螺纹衬套上开设有相对于轴线呈对设置的п形切槽，实现在胀紧过程中避免造成工件内螺纹是损伤，有效提高工件加工质量。

本发明可用于有内螺纹管、套类的产品装夹，尤其适用于生产薄壁大件，其结构简单，成本低廉，其安装省时省力，方便快捷，胀紧后不会损伤工件内螺纹，并且稳固性好、同轴度高，在加工薄壁工件时变形量较小，对形位公差要求高的工件实用性非常好，能保证内孔、外圆及两端面的要求达到0.01mm内，有效提高了工件的加工精度，实用性强。

附图说明

图1是本发明实的结构示意图。

图2是图1中外螺纹衬套的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1和图2所示，一种带螺纹孔的薄壁零件气动弹性固定装置，它用于带内螺纹管套类大型工件7的装夹固定，包括固连在数控机床上的法兰座1，外螺纹衬套2和胀紧装置，所述法兰座1包括一体结构的法兰盘11、限位凸台12和锥形夹持部13，所述法兰盘11与数控车床平面主轴法兰相匹配，在法兰盘11的安装端面中部设有限位凹槽111，保证安装过程中实现同轴安装，法兰盘11上开设有螺栓安装孔112，使得法兰盘11可以通过螺栓快速安装在数控车床平面主轴法兰上；所述锥形夹持部13外圆上套接有外螺纹衬套2，所述外螺纹衬套2外圆周设有和工件7内螺纹相适配的外螺纹21，轴线上开设有与锥形夹持部13和胀紧装置的锥形面相匹配的内孔22，在所述法兰座1中心轴线上开设有通孔14，所述胀紧装置套接在外螺纹衬套2的内孔22内，并穿过通孔14并与数控机床拉杆6连接，所述胀紧装置用于外螺纹衬套2的胀紧，所述胀紧装置包括锥形千引顶3、连接螺钉4和连管5，所述锥形千引顶3包括一体结构的导向杆31和锥形头32，并且所述锥形头32的锥形面与外螺纹衬套2的内孔22相适配，安装时锥形头32套接在外螺纹衬套2的内孔22内，二者锥面抵接，所述法兰座1轴线上的通孔14为阶梯孔，所述锥形千引顶3的导向杆31外径与法兰座1的靠近锥形夹持部的阶梯孔相适配，使导向杆31套接在靠近锥形夹持部的阶梯孔内，连管5套接在远离锥形夹持部的阶梯孔上，在连管5内孔两端均设有螺纹，连接螺钉4贯穿锥形千引顶3后通过螺纹与连管5一端通过螺纹连接，而连管5另一端与数控机床拉杆6螺纹连接固定。

所述连接螺钉4为内六角螺钉，所述锥形千引顶3中心轴线开设有与内六角螺钉相匹配的沉头通孔，内六角螺钉的钉头置于沉头通孔的沉头内，可以避免安装过程中与其他部分发生干涉。

所述外螺纹衬套2为复合胶木衬套，复合胶木材料可以保证胀紧装置在胀紧外螺纹衬套2过程中，工件7内螺纹不会压伤、变形，在所述外螺纹衬套2一端设有第二限位凸台23，所述法兰座1的锥形夹持部13靠近第一限位凸台12段设有圆柱段131，所述第二限位凸台23的内孔与所述圆柱段131为间隙配合套接，并且间隙配合尺寸为0.03~0.04mm，保证胀紧过程中留有螺纹咬合余量，可以更好保护工件7内螺纹；在所述外螺纹衬套2上开设有相对于轴线呈对设置的п形切槽24，并且根据外螺纹衬套2的大小，为一对以上设置，在所述第二限位凸台32上与之相对应的位置铣有扁平面25，所述п形切槽24的开口端延通至扁平面25，并且所述п形切槽24的槽宽小于1mm，膨胀时沿п形切槽24以圆周360°膨胀而产生膨胀力，产生的膨胀力均匀，可以保护工件7内螺纹完好；所述外螺纹衬套2上螺纹外径比工件7的内螺纹孔径稍小，并且二者螺纹的螺距相同，保证安装轻松、快速，同时二者螺距相同，保证涨开后二者纹孔接触，从而不会压伤工件7内螺纹；所述外螺纹衬套2上外螺纹21比工件7的内螺纹精度低一级设置，不仅制造成本低，而且使膨胀在螺纹精度的公差范围内，可以有效提高工件7的装夹精度，保证工件7加工后外圆及两端面的要求达到0.01mm内。

所述数控机床拉杆6为气动拉杆或油压拉杆，通过气动或油压进行向后拉伸时，带动拉杆6、连管7和连接螺钉4向后移动，进而带动锥形千引顶3使外螺纹衬套2在锥形方向的受力下扩大从而把工件7固定牢靠，其通过数控机床拉杆6自动实现胀紧，安装高效快捷，省时省力。

具体装配方式为：首先将连管5与数控机床拉杆6连接，将法兰座1的阶梯孔套接在连管5上，并将其安装固定在数控车床平面主轴法兰上，其中通过连管5、限位凹槽111实现同轴安装；再将外螺纹衬套2套接在锥形夹持部13上，接着安装千引顶3并用连接螺钉4固定牢靠；再将工件7套接在外螺纹衬套2上；最后启动数控机床，使其拉杆6向后拉动，进而胀紧外螺纹衬套，实现工件紧固。

其中，在胀紧过程中对气压有要求，其采用多次调节气压的方式进行调试安装，第一次装夹不得超过0.2的气压，后绪可根据产品夹紧力度情况来调节气压，并且膨胀在螺纹精度的公差范围内，做到避免损伤工件7内螺纹的同时，有效提高安装精度。