一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具及其应用的制作方法

本发明涉及一种数控车床机械设备，具体涉及一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具及其应用。

背景技术：

当前，薄壁零件加工时，由于薄壁零件的厚度薄、刚度小，在装夹以及加工过程中造成很大的加工误差。当前采用的薄壁零件的加工方法均是通过将变形处的薄壁零件截断的方式来保证圆度，这样大大提高了生产成本。现有车床加工薄壁零件时，由于薄壁零件的厚度小、刚度差，在加工过程中会出现较大的振动，造成所加工表面的直线度有很大的误差。

专利cn205834846u公开了一种用于精密薄壁管状零件加工夹具，包括芯轴本体，所述的芯轴本体的圆周上间隔设置有橡胶圈和金属环，橡胶圈和金属环沿芯轴本体的轴向移动，所述的芯轴本体的一端通过止口与滑动套连接，设置滑动套端的芯轴本体端口与锁紧螺母通过螺纹连接，该夹具通过旋转压紧螺母实现零件在芯轴本体上装夹、固定，通过橡胶圈直径方向的涨大完成对零件内孔支撑，该发明在零件内控内设置柔性支撑，会造成所加工表面的直线度有很大的误差。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具及其应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具，包括多个支撑器单元，所述支撑器单元之间通过可伸缩的轴向连接构件连接，所述支撑器单元包括支撑器安装盘、多个支撑盘和径向伸缩臂，所述支撑器安装盘内部设有齿轮，所述径向伸缩臂的一端设有齿条，所述径向伸缩臂一端插入支撑器安装盘的圆周侧面与内部齿轮齿合，另一端与所述支撑盘固定连接，通过插入支撑器安装盘的摇臂调节径向伸缩臂的长度，从而控制所述支撑盘支撑在薄壁零件内壁上。

进一步地，所述径向伸缩臂与支撑盘之间设有加强板。

进一步地，所述轴向连接构件包括固定杆和轴向伸缩臂，所述固定杆和轴向伸缩臂为螺纹连接并通过紧固件紧固。

进一步地，所述支撑器安装盘的圆周侧面开有多个孔，所述径向伸缩臂穿过孔与支撑器安装盘内部齿轮连接。

进一步地，所述支撑盘为弧形板，环绕设于支撑器安装盘的圆周侧面。

进一步地，所述摇臂为沿轴向设有长条凸起的圆柱，所述支撑器安装盘内部的齿轮设有与所述摇臂截面形状相一致的通孔，摇臂插入该通孔进行支撑盘的径向调节。

进一步地，所述摇臂上设有用于固定的卡盘，所述卡盘端面沿径向设有若干槽孔，所述支撑器安装盘的端面上设有与所述槽孔配合的凸块，所述卡盘卡在凸块上进行固定。

进一步地，所述支撑器单元设有3-5个，所述径向伸缩臂设有3-4个。

该内撑式夹具用于薄壁零件外圆车削加工，具体步骤为：

(1)轴向调整内撑式夹具的长度并固定，使之与零件的长度相适应；

(2)将内撑式夹具放入零件的内部，根据薄壁零件的内径大小设定扭矩扳手要达到的扭矩，并使用扭矩扳手转动摇臂，调整径向伸缩臂的径向长度，达到扭矩扳手设定的扭矩时，进行固定；

(3)将薄壁零件连同整个内撑式夹具一起放在机床上，通过三爪卡盘夹紧零件进而加工零件的外圆。

本发明在加工薄壁零件时根据薄壁零件的长度和内径的大小来调整伸缩臂的长短，很好的保证了所要加工的薄壁零件的直线度和圆度，提高了加工的效率、精度。与现有技术相比，本发明具有的突出效果为：有效解决了现有薄壁零件加工的圆度误差大，直线度误差大的问题；通过与力矩扳手的配合使用避免造成二次破坏。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为支撑器的结构示意图；

图3为摇臂的结构示意图；

图4为卡盘的结构示意图；

图5为卡盘的剖视图；

图6为卡盘的左视图

图7为支撑盘的结构示意图；

图8为支撑盘的剖视图；

图9为支撑盘的右视图；

图10为轴向伸缩臂的主视图；

图11为固定杆的剖视图；

图中：1-支撑盘；2-加强板；3-径向伸缩臂；4-支撑器安装盘；5-固定杆；6-轴向伸缩臂；7-卡盘；8-摇臂；9-齿轮；10-槽孔；11-凸块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

参照图1-11，一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具，包括3个支撑器单元，支撑器单元之间通过可伸缩的轴向连接构件连接，支撑器单元包括支撑器安装盘4、3个支撑盘1和径向伸缩臂3，支撑器安装盘4内部设有齿轮9，径向伸缩臂3的一端设有齿条，径向伸缩臂3一端插入支撑器安装盘4的圆周侧面与内部齿轮9齿合，另一端与支撑盘1固定连接，通过插入支撑器安装盘4的摇臂8调节径向伸缩臂3的长度，从而控制支撑盘1支撑在薄壁零件内壁上。径向伸缩臂3与支撑盘1之间设有加强板2。轴向连接构件包括固定杆5和轴向伸缩臂6，固定杆5和轴向伸缩臂6为螺纹连接并通过紧固件紧固，可以根据需要调整轴向长度。固定杆5和轴向伸缩臂6可设置为中空结构，方便摇臂8插入。支撑器安装盘4的圆周侧面开有多个孔，径向伸缩臂3穿过孔与支撑器安装盘4内部齿轮9连接。支撑盘1为弧形板，环绕设于支撑器安装盘4的圆周侧面。摇臂8为沿轴向设有长条凸起的圆柱，支撑器安装盘4内部的齿轮9设有与摇臂8截面形状相一致的通孔，摇臂8插入该通孔进行支撑盘1的径向调节。摇臂8上设有用于固定的卡盘7，卡盘7端面沿径向设有若干槽孔10，支撑器安装盘4的端面上设有与槽孔10配合的凸块11，卡盘7卡在凸块11上进行固定。

该内撑式夹具用于薄壁零件外圆车削加工，具体过程为，用力矩扳手调整轴向伸缩臂的长度，使之与零件的长度相适应。轴向伸缩臂与固定杆内部的螺纹配合保证伸缩臂的长度不变。调整好轴向伸缩臂以后，将整个夹具放入所要加工的零件的内部。根据薄壁零件的内径大小设定扭矩扳手所要达到的扭矩。使用扭矩扳手转动卡盘与摇臂，摇臂与驱动齿轮结合，通过摇臂将力矩传到驱动齿轮上，驱动齿轮驱动径向伸缩臂沿着导轨伸缩而不偏离方向。达到扭矩扳手所设定的扭矩时，此时支撑盘外圆与零件内壁相接触。通过卡盘上的凹槽与支撑器端面的凸齿相结合从而锁死卡盘进而固定摇臂和径向伸缩臂，此时伸缩臂便在一个确定的位置不再伸缩。将薄壁零件连同整个支撑器一起放在机床上，通过三爪卡盘夹紧零件进而加工零件的外圆。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于车薄壁零件外圆的内撑式夹具及其应用，包括多个支撑器单元，所述支撑器单元之间通过可伸缩的轴向连接构件连接，所述支撑器单元包括支撑器安装盘、多个支撑盘和径向伸缩臂，所述支撑器安装盘内部设有齿轮，所述径向伸缩臂的一端设有齿条，所述径向伸缩臂一端插入支撑器安装盘的圆周侧面与内部齿轮齿合，另一端与所述支撑盘固定连接，通过插入支撑器安装盘的摇臂调节径向伸缩臂的长度，从而控制所述支撑盘支撑在薄壁零件内壁上。与现有技术相比，本发明在可以很好地保证零件的圆度以及直线度，并且可以满足不同系列的薄壁管件的外圆加工。

技术研发人员：陈飞阳;王大中;庞康;范丽颖;迟英昊
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2018.12.27
技术公布日：2019.04.12