一种套状零件珩磨夹具的制作方法

本发明属于机械工装夹具技术领域，具体涉及一种套状零件珩磨夹具。

背景技术：

珩磨加工技术中，影响珩磨精度的因素，除了珩磨头的结构、制造精度以及油石的形状精度之外，珩磨夹具的结构、制造精度也是影响珩磨精度极其重要的因素。因此，确定合适的珩磨夹具设计方案至关重要，主要从珩磨方式、珩磨机的种类来系统考虑珩磨夹具的设计方案。

在立式珩磨机上珩磨高精度、外形较规则的套状零件，一般采用珩磨头固定，零件浮动的珩磨方式。其具备的优点：珩磨头跳动量小，套状零件装在全浮动夹具上，通过珩磨头自导向进行珩磨，能保证珩磨头与套状零件中孔同心度好，进而保证很高的珩磨精度。

如图1和图2所示，常规珩磨夹具为了实现珩磨套状零件的全浮动，其全浮动单元由外圈、中间圈、内圈以及浮动销组成；为了装夹珩磨零件，其装夹单元由安装套、固定销、内六角螺钉(将安装套固定于内圈上)组成；为了将全浮动单元、装夹单元以及珩磨零件与固定于珩磨机上的定位套联接，还需要中间套、压帽、防转销以及联接销起作用。即压帽松套在中间套与外圈之间，中间套与外圈通过螺纹联接，并通过联接销进一步固定。防转销与中间套上端面的槽进行间隙配合，防止珩磨时珩磨夹具(全浮动单元、装夹单元)及零件因受珩磨力而转动。除定位心轴、定位衬套、定位套、防转销、中间套、联接销以及珩磨工件之外，其余夹具零件组成一套能全浮动的组合夹具。此夹具通过压帽的内螺纹与定位套的外螺纹联接，即将组合夹具装夹于珩磨机上。

综上所述，常规珩磨夹具占用珩磨机安装空间较多(轴向很占空间)，留给套状零件的安装空间较少，导致其通用性差(适用的产品种类少)，换产困难。组合夹具笨重(夹具零件多)，装夹方式有缺陷(螺纹联接，手动旋紧压帽)，且珩磨零件的重量较重，导致其装夹不便。这些弊端不利于多品种、小批量套状零件的加工模式。为避免其诸多缺陷以及满足使用要求，需对珩磨夹具进行创新性设计。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是现有的珩磨夹具结构复杂、通用性差、珩磨精度不高。

本发明提供了一种套状零件珩磨夹具，用于在立式珩磨机上珩磨高精度要求的套状零件中孔。本发明的优点在于结构简单、通用性好、换产效率高、满足加工精度要求。

本发明技术方案如下：

一种套状零件珩磨夹具，从上至下依次包括定位心轴、衬套、定位套、外圈和安装套；所述衬套用于将定位心轴固定，定位心轴的定位手臂向下延伸穿过定位套，用于穿进固定于安装套内的工件的中孔中，实现对工件中孔的轴心进行定位，保证工件中孔与珩磨机主轴同心；所述外圈用于将定位套和安装套安装连接，为圆环状结构，内表面有内凹球型槽；所述安装套上肩胛的外表面为与外圈的内凹球型槽间隙配合的外凸球形外圆，所述外凸球形外圆可绕内凹球型槽的球面任意方向转动，使安装套悬挂于外圈上；所述定位套上设置有t型槽，所述外圈对应设置有通孔，装配时，t型销穿过t型槽和通孔，底部用拉紧螺钉伸入t型销的螺纹孔内进行拉紧实现定位安装。

具体的，所述t型销外圆与t型槽之间为间隙配合。

具体的，所述t型槽和通孔共3对，沿周向均匀设置。

具体的，所述t型槽为一端大的腰形孔，装配时，t型销由下方从腰型孔大端插入，然后旋转至腰型孔另一端小端的极限位置。

具体的，定位套的底面与外圈的顶面之间留有间隙，通过调整拉紧螺钉外螺纹旋入t型销螺孔的旋入量，可调整外圈顶面与定位套底面之间的间隙在要求的范围之内，保证组合夹具浮动时无干涉，全浮动性良好。

具体的，所述外圈的内凹球面槽的球心低于安装套的外凸球形外圆的球心，对安装套进行限位，防止其脱落。

具体的，所述的外圈分为两个对称设置的半圆圈，将安装套的外凸球形外圆放置于半圆圈的内凹球型槽内后，再用锁紧螺钉将对称的两部分半圆圈装配成一个完整的外圈。保证安装套绕外圈的内凹球面槽能任意方向灵活转动。

具体的，所述安装套的下肩胛面沿垂直方向设置有安装孔，用于将工件固定在安装套内。

具体的，所述的安装孔为螺纹孔。

在装配使用时，安装套的外凸球形外圆与外圈的内凹球形槽配合进行定位，使其悬挂于外圈。外圈球形孔的球心略低于安装套球形外圆的球心，可对安装套进行限位，防止其脱落。工件(即套状零件，例如柱塞套)的外圆与安装套的中孔配合进行定位，再用紧固螺钉穿过工件的螺栓孔，其外螺纹旋入安装套的螺纹孔中，旋紧即可，即能实现对工件的装夹。

外圈通过t型销、拉紧螺钉的联接悬挂于定位套上，即将安装套、外圈、拉紧螺钉以及t型销联接在一起的组合夹具悬挂在定位套上。组合夹具能全浮动，也能使与其装夹在一起的工件处于全浮动的状态，满足很高的珩磨精度要求。

全浮动珩磨夹具必须实现径向和角度方向的浮动。浮动原理：安装套的外凸球形(sr)外圆与外圈的内凹球形槽为间隙配合，球形外圆可绕球形孔的球面任意方向转动(见图2中的旋转箭头)。通过调整拉紧螺钉外螺纹旋入t型销螺孔的旋入量，可调整外圈顶面与定位套底面之间的间隙在要求的范围之内，保证组合夹具浮动时无干涉，全浮动性良好。因t型销外圆与定位套的t型槽之间有间隙，定位套的底面与外圈的顶面有间隙，t型销可带动与其联接的拉紧螺钉、外圈、安装套以及工件在t型槽内双向移动(见图4左图中的双向十字箭头)。

所述珩磨夹具，在换产时，通过绘图布置确定此夹具空间能够容纳新的工件，则只需设计定位心轴、安装套以及紧固螺钉等专用夹具零件，其余夹具零件借用基础夹具即可。

本发明有益效果：

1、浮动结构创新性设计。通过优化浮动结构的设计，使珩磨夹具结构更为紧凑，更为节约工件以及珩磨夹具的安装空间，使其能用于珩磨外形尺寸更大、更长的工件；夹具零件更少，整体重量更轻，更方便珩磨夹具和工件的装夹，且对工件的珩磨精度影响更小。该夹具可实现在水平、垂直、前后多个方向的全浮动，有利于提高珩磨精度。

2、换产方便、快捷。除少部分珩磨夹具零件专用之外，大部分夹具零件组成共用的基础珩磨夹具。换产时，只需设计、制造以及更换专用夹具零件，极大的缩短了夹具设计时间、制造周期，提高了换产效率。

3、组合夹具(安装套、外圈、t型销、拉紧螺钉)的定位与装夹便捷、准确、可靠。三个t型销通过外圈上的孔进入，再沿与孔相连的t型槽逆时针旋转至极限位置即可。

附图说明

图1、常规珩磨夹具装配示意图；

图2、沿图1的k-k和b-b的剖视图；

图3、本发明的组件装配示意图；图中箭头为夹具浮动移动方向示意；

图4、沿图3的k-k的剖视图；

图5、珩磨夹具横向与纵向移动示意图图中箭头为夹具浮动移动方向示意；

图6、右为沿图5的e-e的剖视图；

图中标记如下：定位心轴1；定位套2；t型销3；外圈4；拉紧螺钉5；安装套6；紧固螺钉7；锁紧螺钉8；衬套9；工件10；通孔4-1；t型槽2-1；防转销11；联接销12、中间圈13；压帽14；浮动销15；中间套16；内圈17；固定销18；定位衬套19。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述，说明珩磨夹具的使用原理。

实施例本发明套状零件珩磨夹具的装配及使用

如图3和图4所示，本发明的珩磨夹具，从上至下依次包括定位心轴1、衬套9、定位套2、外圈4、安装套6；所述衬套9用于将定位心轴1固定，定位心轴1的定位手臂向下延伸穿过定位套2，用于穿进固定于安装套6内的工件10的中孔中，实现对工件中孔的轴心进行定位，保证工件中孔与珩磨机主轴同心；所述外圈4用于将定位套2和安装套6安装连接，为圆环状结构，内表面有内凹球型槽；所述安装套6上肩胛的外表面为与外圈4的内凹球型槽间隙配合的外凸球形外圆，所述外凸球形外圆可绕内凹球型槽的球面任意方向转动，使安装套6悬挂于外圈4上；所述定位套2上设置有t型槽2-1，所述外圈4对应设置有通孔4-1，装配时，t型销3穿过t型槽2-1和通孔4-1，底部用拉紧螺钉5伸入t型销3的螺纹孔内进行拉紧实现定位安装。

如图5和图6所示，所述t型销3外圆与t型槽2-1之间为间隙配合。所述t型槽2-1和通孔4-1共3对，沿周向均匀设置。所述t型槽2-1为一端大的腰形孔，装配时，t型销3由下方从腰型孔大端插入，然后旋转至另一端的极限位置。

具体的，定位套2的底面与外圈4的顶面之间留有间隙。通过调整拉紧螺钉外螺纹旋入t型销螺孔的旋入量，可调整外圈顶面与定位套底面之间的间隙在要求的范围之内，保证组合夹具浮动时无干涉，全浮动性良好。

为了对安装套进行限位，防止其脱落，所述外圈4的内凹球面槽的球心低于安装套6的外凸球形外圆的球心。

如图4所示，为方便装配，所述的外圈4分为两个对称设置的半圆圈，将安装套6的外凸球形外圆放置于半圆圈的内凹球型槽内后，再用锁紧螺钉8将对称的两部分半圆圈装配成一个完整的外圈。保证安装套绕外圈的内凹球面槽能任意方向灵活转动。

具体的，所述安装套6的下肩胛面沿垂直方向设置有安装孔，用于将工件固定在安装套内。优选的，所述的安装孔为螺纹孔。装配时，工件的外圆与安装套的中孔配合进行定位，再用紧固螺钉穿过工件的螺栓孔，其外螺纹旋入安装套的螺纹孔中，旋紧即可，即能实现对工件的装夹。

在装配使用时，安装套的外凸球形外圆与外圈的内凹球形槽配合进行定位，使其悬挂于外圈。外圈球形孔的球心略低于安装套球形外圆的球心，可对安装套进行限位，防止其脱落。工件的外圆与安装套的中孔配合进行定位，再用紧固螺钉穿过工件的螺栓孔，其外螺纹旋入安装套的螺纹孔中，旋紧即可，即能实现对工件的装夹。

外圈通过t型销、拉紧螺钉的联接悬挂于定位套，即将安装套、外圈、拉紧螺钉以及t型销联接在一起的组合夹具悬挂在定位套上。组合夹具能全浮动，也能使与其装夹在一起的工件处于全浮动的状态，满足很高的珩磨精度要求。

全浮动珩磨夹具必须实现径向和角度方向的浮动。浮动原理：安装套的外凸球形(sr)外圆与外圈的内凹球形槽为间隙配合，球形外圆可绕球形孔的球面任意方向转动(见图3中的旋转箭头)。通过调整拉紧螺钉外螺纹旋入t型销螺孔的旋入量，可调整外圈顶面与定位套底面之间的间隙在要求的范围之内，保证组合夹具浮动时无干涉，全浮动性良好。因t型销外圆与定位套的t型槽之间有间隙，定位套的底面与外圈的顶面有间隙，t型销可带动与其联接的拉紧螺钉、外圈、安装套以及工件在t型槽内双向移动(见图5中的双向十字箭头)。

所述珩磨夹具，在换产时，通过绘图布置确定此夹具空间能够容纳新的工件，则只需设计定位心轴、安装套以及紧固螺钉等专用夹具零件，其余夹具零件借用基础夹具即可。

本发明夹具使用流程如下：

1、组装珩磨夹具。主要分为两部分：一是基础单元(定位套)的装配，保证装配牢固；二是浮动单元(安装套、外圈、拉紧螺钉以及t型销)与工件装夹单元(安装套)的装配，安装套既起装夹工件的作用，还能起浮动工件的作用。

为方便装配，外圈分为对称的两半，将安装套的球形外圆放置于两部分外圈的球形孔内后，再用锁紧螺钉将对称的两部分外圈装配成一个完整的外圈，保证安装套绕外圈的球面能任意方向灵活转动。

通过调整拉紧螺钉外螺纹旋入t型销螺孔的旋入量，可调整外圈顶面与定位套底面之间的间隙在要求的范围之内，保证组合夹具浮动时无干涉，全浮动性良好。

2、装夹工件。将工件插入安装套的中孔，再用紧固螺钉旋紧工件。工件与浮动单元装夹成一体，成为独立于基础单元的子单元。

3、装夹子单元。子单元中的三个t型销通过外圈上的通孔进入，再沿与孔相连的t型槽逆时针旋转至极限位置(见图5)。

4、工件中孔定心。将定位手柄插入衬套中孔，再插入工件中孔中，定位心轴肩胛面与衬套顶面贴合。通过移动子单元，矫正工件中孔的轴心后再抽出定位心轴。

5、启动珩磨程序进行珩磨。