一种薄壁筒形零件装夹工装的制作方法

本实用新型涉及一种薄壁筒形零件装夹工装。

背景技术：

现有技术中的薄壁筒形零件在机械加工领域非常普遍，几乎所有机械产品外壳都存在薄壁筒形零件，特别是液压领域，壳体、套筒等多为薄壁筒形零件。在国家节能减排政策的倡导下，产品重量成为产品设计输入的一个重要指标。在这样的背景下，对于非功能性的零件，设计时希望可以选用低密度材料，同时减小材料壁厚。轻量化的设计给加工带来了一定挑战，工业用低密度材料往往伴随着低刚性，特别是应用越来越广泛的铝合金材料。现有技术中的薄壁筒形零件如图1所示，其为筒状结构，并在外圆和内圆上均具有凸缘，外圆上为外凸缘12，内圆上为内凸缘11，在对这种薄壁筒形零件实行径向装夹时，易发生装夹变形、切削震动的问题。重复装夹难以保证尺寸的一致性，特别是形位公差的保证尤为困难。

在授权公告号为CN203484921U的中国专利文件中公开了一种薄壁套加工工装，其包括定位筒和压板，其中定位筒上设有环状外凸缘，压板通过螺栓紧固在环状凸缘的一侧端面上，压板具有压紧轴套的压紧部。通过压板对薄壁回转类轴套的轴向压紧作用代替了三爪卡盘的径向夹紧力。但是在实际的装夹过程中，压板上的与定位筒支撑配合的支撑部以及与螺栓配合的螺钉孔在同一个位置处，这样设置的直接后果是在压板与定位筒相互之间压紧配合时，无法得出压紧部与对应的轴套之间是否处于压紧状态。这样就导致对轴套的压紧稳定性有一定的影响，进而导致轴套在加工过程中的平面跳动情况的产生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种薄壁筒形零件装夹工装，以解决现有技术中的压板与定位件之间压紧配合时无法得知零件是否压紧的问题。

为实现上述目的，本实用新型一种薄壁筒形零件装夹工装的技术方案是：

一种薄壁筒形零件装夹工装，包括定位件，所述定位件上具有用于定位薄壁筒形零件的内圆或外圆的定位部，所述工装还包括压紧件，压紧件具有用于与定位件相对顶压支撑配合的支撑部，支撑部的一侧向外悬伸有用于沿轴向压设在零件的凸缘一侧端面上的悬臂，悬臂上设有供螺钉穿装而将悬臂与定位件相对锁紧固定以将悬臂压紧在零件上的压紧件连接孔。

更进一步的，为了实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动，定位件为盘状结构，所述定位部由设置在定位件的一端端面并轴向延伸以与零件的外圆适配插接的沉孔形成。通过沉孔与零件的外圆适配插接，实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动。

更进一步的，为了保证零件加工过程中的稳定性，所述沉孔的孔底面具有用于与零件的对应端面适配贴合的端部定位面。通过端部定位面的设置避免零件的平面跳动。

更进一步的，为了实现压紧功能的多样形式，所述定位件上位于沉孔孔沿的内外两侧均设有与压紧件连接孔对应的定位件连接孔。保证压紧件能够在沉孔的内外两侧均与对应的凸缘压紧配合，实现压紧功能的多样形式。

更进一步的，为了实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动，定位件为盘状结构，所述定位部由设置在定位件的一端端面并轴向延伸以与零件的内圆适配插接的定位凸台形成。通过定位凸台与零件的内孔适配插接，实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动。

更进一步的，为了避免零件的平面跳动，定位凸台的朝向零件的一端端面上设有用于与零件的对应凸缘端面适配贴合的内定位面。通过内定位面的设置避免零件的平面跳动，方便加工成型。

更进一步的，为了实现压紧功能的多样形式，所述定位件上位于定位凸台外圆的内外两侧均设有与压紧件连接孔对应的定位件连接孔。保证压紧件能够在定位凸台外圆的内外两侧均与对应的凸缘压紧配合，实现压紧功能的多样形式。

更进一步的，为了能够满足对不同厚度的凸缘的压紧，压紧件为L形板结构，包括横边和立边，立边形成用于支撑在定位件上的支撑部，横边形成所述悬臂。方便安装，通过能够通过两端搭接支撑、中间锁紧的形式保证压板对零件的压紧力，能够满足对不同厚度的凸缘的压紧。

更进一步的，为了满足对不同厚度的凸缘的压紧，压紧件包括一端与定位件螺纹连接的支撑销，所述悬臂由设置在支撑销的另外一端上的压板形成。方便加工，且组装更加方便，通过悬臂与支撑销的配合实现支撑，满足对不同厚度的凸缘的压紧。

更进一步的，为了保证压紧稳定性，所述压板上连接有两个以上支撑销。多个支撑销支撑一个压板，保证压紧稳定性。

本实用新型的有益效果是：相比于现有技术，本实用新型所涉及的薄壁筒形零件装夹工装，通过在定位件上设置压紧件，压紧件与零件的凸缘的一端端面顶压配合，同时，压紧件的支撑部与定位件配合，悬臂与零件的凸缘沿轴向压紧配合，同时通过螺钉穿装压紧件连接孔实现压紧件与定位件之间的压紧配合，在实际的装夹过程中，通过压紧件对薄壁筒状零件的轴向压紧作用代替了传统的径向夹紧力，从而将施加作用力的方向转移到了零件抵抗变形的能力最大的方向，避免了零件夹紧所导致的变形、切削震动的问题；进一步的，压紧件的悬臂设置能够实现针对不同凸缘厚度的零件，均能通过压紧件上的支撑部和悬臂实现对零件的压紧固定，采用类似杠杆的作用使得悬臂的压接端紧压在零件的凸缘上，有一定厚度范围内的通用性。保证零件的装夹刚度，在基准尺寸一致性较好的情况下，能够保证在不需找正的情况下保证产品加工精度，特别是形位公差的保证。

附图说明

图1为现有技术中薄壁筒形零件的结构示意图；

图2为本实用新型薄壁筒形零件装夹工装的实施例1结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为图2中卡盘的结构示意图；

图5为图2中的压板结构示意图；

图6为本实用新型薄壁筒形零件装夹工装的实施例2结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为图6中卡盘的结构示意图；

图9为图6中的压板结构示意图。

附图标记说明：1-零件；11-内凸缘；12-外凸缘；2-卡盘；21-通孔；22-沉孔；23-端部定位面；24-圆柱凸台；25-内定位面；26-大径段；27-小径段；3-压板；31-立边；32-横边；33-压紧件连接孔；34-支撑孔；4-调节螺钉；5-支撑销。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的具体实施例1，如图1至图2所示，该工装包括定位件、压板3和调节螺钉4，适用于对如图1所示的零件的装夹过程中。

在本实施例中，定位件为圆柱状的卡盘2，如图1所示，卡盘2为二级阶梯轴结构，分为大径段26和小径段27，小径段27为装夹用，阶梯尺寸优选为φ160*15；大径段26为固定产品用，阶梯尺寸优选为φ300*30。这样能够将零件1定位后再将卡盘2固定在对应的机床上，在本实施例中，对于卡盘2来说，其用于与零件1的外圆定位配合而将零件1径向定位，具体的为卡盘2的轴向一端向内延伸设有沉孔22，沉孔22的尺寸与零件1的外圆尺寸一致，将零件1插设在沉孔22中，即可实现零件1的径向定位。同时沉孔22的孔底的为端部定位面23，用于与零件1的对应端面适配贴合以避免零件1的平面跳动。

同时在卡盘2的端面上加工有轴向向内延伸的若干个通孔21，通孔21于卡盘2上呈米字形分布，米字形的每一边上均具有多个通孔21，每一边上的多个通孔均布在沉孔边沿的内外两侧，其中每一边上于沉孔边沿的内外两侧均具有至少两个定位件连接孔，用于供螺钉旋拧穿装。

对于压板3来说，其具有用于与卡盘2支撑配合的支撑部，以及在支撑部的一侧向外延伸并压设在零件1的凸缘一端端面上的悬臂，悬臂的中间位置具有供螺钉穿装并与上述的定位件连接孔配合而将压板3压紧在卡盘2上的压紧件连接孔33。具体的为在本实施例中，压板3为L形板结构，包括横边32和立边31，上述的支撑部由立边31形成，悬臂由横边32的形成，压紧件连接孔33设置在横边32的中间位置。在实际的安装过程中，先将零件1插设在沉孔22中，然后将压板3搭设在外凸缘12上，并将压紧件连接孔33与对应的通孔21相对，之后通过螺钉旋拧使压板3逐渐压紧在外凸缘12上，并由支撑部的设置保证压板3的压紧力。

同时，在本实施例中，上述的压板3有多个，沿零件1的周向间隔均布，从而能够增加压板3的压接面积，保证压接的稳定性。

对于卡盘2的加工工艺，在车床上加工使用时，先车外圆，平与零件1的定位端面齐平的端面；之后打中心孔，钻端面上的米字形通孔21，并针对设定位置的通孔21铣螺纹，认扣2~3扣；之后攻螺纹孔，去净毛刺，根据零件1的外圆进行镗沉孔22，使得零件1能够插设在沉孔22中。

使用时，将零件1插设在沉孔22中，然后拧上压板3，但不锁紧，找正基准跳动，之后在锁紧，然后加工ΦD1或φD2。

该工装的优点在于，一改传统的装夹薄壁类外圆为装夹端面，相当于增加了装夹部分的壁厚，提高了装夹的刚度，防止装夹变形。同时，该工装装配用的小径段27为在床上一次装夹加工完成，其跳动主要取决于车床的主轴精度，能够保证极好的跳动，使零件1一次装夹就可以保证较好的圆跳动度。传统的使用三爪或四爪装夹外圆径向为结构限位，当零件1装夹跳动较大时调整困难，而该工装对零件1的径向限位靠摩擦力产生，便于零件1装夹后的跳动调整。

另一方面，该工装轴向尺寸可以做的较厚，当再次使用时可以平端面见光、车外圆，以达到和第一次使用时相同的精度，从而做到工装的重复利用，提高生产效率。

对于卡盘2的加工工艺，在铣床上加工使用时，主要是采用先车端面见光，车外圆，该车工序为去量，之后再铣平面见光。当然，若是对应的与零件1配合的平面的跳动较好，可不进行铣工序，之后再固定零件1进行加工。对于铣床，圆跳动找正较为容易，但是平面找正困难，特别是平台磨损严重的情况，需要零件1与工装的平面度、平行度以及平台的平面度、平行度都较好。该工装巧妙的避免了平面找正的问题，只需要找正圆跳动即可，可以成倍的提高工作效率。同样的，铣床用该工装装夹零件1，实现了径向装夹转变为轴向装夹，增加了装夹刚度。

对于压板3来说，在本实施例中，采用了一端支撑，一端压紧，中间位置锁紧的结构形式，利用类似杠杆原理的形式保证了针对不同厚度的凸缘，均可以通过螺钉与卡盘2的相对锁紧实现对零件1的压紧固定，这就保证了该工装还具有一定的通用性，也因此，上述的螺钉为调节螺钉4，可以根据实际的凸缘厚度调整锁紧深度，改变压板3的可使用高度，以实现该车铣工装的普遍适用性。

本实用新型的薄壁筒形零件1装夹工装的实施例2，与实施例1的不同之处在于：如图所示，该工装中的卡盘2的大径段26的端面上沿轴向向外延伸有圆柱凸台24，该圆柱凸台24构成了用于与零件1的对应内孔适配插接而实现将零件1径向限位的定位凸台。同时，定位凸台的端面边沿处为用于与零件1的内孔中的内凸缘11的一侧端面贴合配合的内定位面25，从而限制了零件1的平面跳动。

与此同时，压紧件包括设置在卡盘2上位于圆柱凸台24的周向外侧的对应位置处的支撑销5，支撑销上连接有压板3，压板上设有供支撑销穿装的支撑孔34，即在本实施例中，压板3为直板结构，自身形成悬臂，通过支撑销5与卡盘2配合实现支撑。同时支撑销与卡盘螺纹连接配合，在实际的装配过程中，能够根据不同厚度的凸缘调整支撑销的支撑高度。

这样的卡盘2在实际的加工过程中，在攻螺纹孔、去净毛刺之后，可以直接根据零件1内孔车阶梯圆，使阶梯圆能够插入零件1内孔中，从而实现零件1的装夹定位。

上述的实施例1和实施例2是对本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的最优实施方式，在其他实施例中，可以根据实际的需要对相应的结构进行调整和优化：

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例3，在本实施例中，对工装的结构做了简化，具体的为装夹工装包括定位件，所述定位件上具有用于定位薄壁筒形零件的内圆或外圆的定位部，所述工装还包括压紧件，压紧件具有用于与定位件相对顶压支撑配合的支撑部，支撑部的一侧向外悬伸有用于沿轴向压设在零件的凸缘一侧端面上的悬臂，悬臂上设有供螺钉穿装而将悬臂与定位件相对锁紧固定以将悬臂压紧在零件上的压紧件连接孔。

在实际的装夹过程中，通过压紧件对薄壁筒状零件的轴向压紧作用代替了传统的径向夹紧力，从而将施加作用力的方向转移到了零件抵抗变形的能力最大的方向，避免了零件夹紧所导致的变形、切削震动的问题；进一步的，压紧件的悬臂设置能够实现针对不同凸缘厚度的零件，均能通过压紧件上的支撑部和悬臂实现对零件的压紧固定，采用类似杠杆的作用使得悬臂的压接端紧压在零件的凸缘上，有一定厚度范围内的通用性。保证零件的装夹刚度，在基准尺寸一致性较好的情况下，能够保证在不需找正的情况下保证产品加工精度，特别是形位公差的保证。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例4，作为对实施例3的进一步优化，定位件为盘状结构，所述定位部由设置在定位件的一端端面并轴向延伸以与零件的外圆适配插接的沉孔形成。通过沉孔与零件的外圆适配插接，实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例5，作为对实施例4的进一步优化，沉孔的孔底具有用于与零件的对应端面适配贴合的端部定位面。通过端部定位面的设置避免零件的平面跳动，保证零件加工过程中的稳定性。在其他实施例中，可以将沉孔的孔口边沿处设有用于与零件的对应凸缘端面适配贴合的外定位面。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例6，作为对实施例4的进一步优化，定位件上位于沉孔孔沿的内外两侧均设有与压紧件连接孔对应的定位件连接孔。保证压紧件能够在沉孔的内外两侧均与对应的凸缘压紧配合，实现压紧功能的多样形式。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例7，作为对实施例3的进一步优化，定位件为盘状结构，所述定位部由设置在定位件的一端端面并轴向延伸以与零件的内圆适配插接的定位凸台形成。通过定位凸台与零件的内孔适配插接，实现对零件的径向定位，防止零件径向窜动。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例8，作为对实施例7的进一步优化，定位凸台的朝向零件的一端端面上设有用于与零件的对应凸缘端面适配贴合的内定位面。通过内定位面的设置避免零件的平面跳动，方便加工成型。在其他实施例中，可以通过将定位凸台的周侧边沿处的平面设置为用于与零件的对应端面适配贴合的内定位面。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例9，作为对实施例7的进一步优化，定位件上位于定位凸台外圆的内外两侧均设有与压紧件连接孔对应的定位件连接孔。保证压紧件能够在定位凸台外圆的内外两侧均与对应的凸缘压紧配合，实现压紧功能的多样形式。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例10，作为对实施例3~9的进一步优化，压紧件为L形板结构，包括横边和立边，立边形成用于支撑在定位件上的支撑部，横边形成所述悬臂。方便安装，通过能够通过两端搭接支撑、中间锁紧的形式保证压板对零件的压紧力，能够满足对不同厚度的凸缘的压紧。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例11，作为对实施例3~9的进一步优化，压紧件包括一端与定位件螺纹连接的支撑销，所述悬臂由设置在支撑销的另外一端上的压板形成。方便加工，且组装更加方便，通过压板与支撑销的配合实现压紧支撑，满足对不同厚度的凸缘的压紧。

本实用新型的薄壁筒形零件装夹工装的实施例12，作为对实施例11的进一步优化，压板上连接有两个以上支撑销周向布置多个，多个支撑销支撑一个压板，保证压紧稳定性。