大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装的制作方法

本技术涉及薄壁锥形件加工，特别是指一种大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装。

背景技术：

1、如图1所示，大长径比薄壁锥形件的结构大，总长1500mm，内外均为锥形，两端口径小，中间锥形孔径较大，壁厚要求2.2±0.1mm，轴向分布4条纵贯整个锥形的削弱槽，槽深0.7，两端分布着精度要求较高的对接孔系。

2、薄壁件加工常规方法为：1、通过增大夹紧面积，减小作用在零件上的夹紧力；2、增加加工余量，提高工件刚性；3、降低切削用量，控制作用在零件上的切削力。若采用该方法制备大长径比薄壁锥形件，外形精加工余量为8㎜，内孔4㎜，尽管切削用量很低，但工件相当于一个中空的细长挠性件，刚性差，悬伸长，产品的椭圆严重，壁厚超差，并因此而造成刻槽深度不一致，抛撒试验时开壳异常。加工孔系和槽时，二次装夹、翻转进行，相对位置精度达不到要求，造成前后舱段对接困难。

3、若是采用其他制备方式如：1、制作高成本的高强减振刀杆；2、镗内孔时，增大外形加工余量，以提高工件刚性；3、将锥体内车上螺纹，分3瓣拧在芯轴上，支撑工件。因工件太长，螺纹锥的装拆极不方便，很容易卡死；且整体壁厚控制不均，经常局部超差。

技术实现思路

1、本实用新型提出一种大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，消除了内孔的椭圆变形，减少薄壁锥形件的受力变形，消除切削振动，减小了加工余量，壁厚控制在2.2±0.1mm范围内。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，包括前端支撑机构、后端支撑机构和内腔撑开机构，内腔撑开机构包括芯轴和定位板，定位板固定于芯轴上，定位板后侧的芯轴上滑动套装有定心锥，定心锥的外侧套装有撑开锥，撑开锥的前端与定位板相抵，后端为自由端，定心锥的后端为大端，且沿周向均布有推杆，推杆的后端固定有推板。

3、车外形时，采用内腔撑开机构，缩短工件的悬伸长度，增加刚性，减少变形。

4、进一步地，芯轴的前端设置有前定心板，后端设置有后定心板，后定心板上设置有用于顶紧推板的推动螺杆。前、后定心板通过小间隙配合将零件与内撑装置固定为一个刚性整体。以双顶尖定位，四爪卡盘轻夹芯轴，传递转矩，一次装夹，完成零件全部外形面的车削，保证了内外形的同心和壁厚要求。

5、进一步地，撑开锥包括若干个间隔设置的锥片，若干个锥片周向套装在定心锥的外侧。因锥形件两端小、中间直径大，这就需要改变传统的整体式夹具的设计思路，采用分体式结构：将涨心的撑开锥分为多瓣，如4瓣，通过调节穿在芯轴上的定心锥的轴向位置，使4瓣锥片径向增大，涨紧工件内孔。

6、进一步地，后端支撑机构包括大支撑套，大支撑套的后端设置有同轴线的大压紧套，大支撑套和大压紧套之间通过拉杆相连。

7、进一步地，前端支撑机构包括小支撑套，小支撑套的前端沿周向均布有紧固螺栓。

8、精镗内孔时，通过后端支撑机构的轴向拉紧，前端支撑机构的紧固螺栓将支撑套固定在锥形件上，避免了中心架对锥形件的直接轧压，消除了内孔的椭圆变形。

9、进一步地，前定心板前端的芯轴上螺纹连接有前螺母，后定心板后端的芯轴上螺纹连接有后螺母。

10、本实用新型的有益效果：

11、1、精镗内孔时，采用前端支撑机构和后端支撑机构，避免了中心架对薄壁件的直接轧压，消除了内孔的椭圆变形；

12、2、车外形时，通过推杆和推板的配合，实现内撑装置的外部调节，操作方便；通过定心锥和撑开锥以及前后定心板的配合，将工件与撑开装置连成一个刚性体，缩短工件的悬伸长度，减少薄壁长筒件的受力变形，消除切削振动；

13、3、车完外形后，工装随行整体转数控铣工序，利用数控回转盘，进行两端连接孔系、削弱槽加工，实现了工序转换，但基准不变，使两端孔系及槽的精度得到保证。

14、采取本实用新型的支撑涨紧工装加工薄壁锥形件，减小了加工余量，内、外形均减少到3㎜；切削用量作了适当的提高，精加工时间大大缩短，由原来的42小时，减少到30小时；在全形上160个测量点的加严检测，成功地将壁厚控制在2.2±0.1范围内，质量得到了保证。

技术特征：

1.大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：包括前端支撑机构、后端支撑机构和内腔撑开机构，内腔撑开机构包括芯轴和定位板，定位板固定于芯轴上，定位板后侧的芯轴上滑动套装有定心锥，定心锥的外侧套装有撑开锥，撑开锥的前端与定位板相抵，后端为自由端，定心锥的后端为大端，且沿周向均布有推杆，推杆的后端固定有推板。

2.根据权利要求1所述的大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：芯轴的前端设置有前定心板，后端设置有后定心板，后定心板上设置有用于顶紧推板的推动螺杆。

3.根据权利要求1或2所述的大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：撑开锥包括若干个间隔设置的锥片，若干个锥片周向套装在定心锥的外侧。

4.根据权利要求1所述的大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：后端支撑机构包括大支撑套，大支撑套的后端设置有同轴线的大压紧套，大支撑套和大压紧套之间通过拉杆相连。

5.根据权利要求1所述的大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：前端支撑机构包括小支撑套，小支撑套的前端沿周向均布有紧固螺栓。

6.根据权利要求1所述的大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，其特征在于：前定心板前端的芯轴上螺纹连接有前螺母，后定心板后端的芯轴上螺纹连接有后螺母。

技术总结
本技术提出了一种大长径比薄壁锥形件加工用支撑涨紧工装，包括前端支撑机构、后端支撑机构和内腔撑开机构，内腔撑开机构包括芯轴和定位板，定位板固定于芯轴上，定位板后侧的芯轴上滑动套装有定心锥，定心锥的外侧套装有撑开锥，撑开锥的前端与定位板相抵，后端为自由端，定心锥的后端为大端，且沿周向均布有推杆，推杆的后端固定有推板。本技术消除了内孔的椭圆变形，减少薄壁锥形件的受力变形，消除切削振动，减小了加工余量，壁厚控制在2.2±0.1范围内。

技术研发人员：刘冬梅,张文雨,魏东岳,支勤伍,周志勇,吴建伟,李白雪,罗圆,杨德宏,赵倩倩
受保护的技术使用者：南阳北方向东工业有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/25