一种薄壁零件车削夹具的制作方法

[0001]
本发明涉及一种车削夹具，更具体地说，涉及一种薄壁零件车削夹具。


背景技术：

[0002]
薄壁零件需要车削加工时，常规技术方案是将被加工零件套在夹具的固定定位块上，这样就会导致被加工零件定位或夹紧时产生变形。如果定位块尺寸大于被加工零件的尺寸，则工件定位时工件就会被强行撑开(因为被加工零件为薄壁零件，极易产生变形)；如果定位块比被加工零件小，则定位时就会产生间隙，当压板夹紧时被加工零件就会被强行压缩变形。特别当被加工零件内孔表面为毛坯面时，更不容易保证被加工零件与定位块完美接触。因此，用常规技术方案设计的夹具不可能避免被加工零件的变形，从而不可能达到加工精度的要求，特别是精密零件(如汽车零部件)。


技术实现要素：

[0003]
1.发明要解决的技术问题
[0004]
本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种薄壁零件车削夹具，采用本发明的技术方案，结构简单，设计巧妙，连接方便，能够很好地解决待加工薄壁零件定位或夹紧以及加工过程中的变形，从而保证了待加工薄壁零件的加工精度要求。
[0005]
2.技术方案
[0006]
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0007]
本发明的一种薄壁零件车削夹具，包括圆柱形的夹具体，所述的夹具体包括中间夹具体、固设在中间夹具体后端面的后盖板和固设在中间夹具体前端面的前盖板，所述的中间夹具体的前部外圆周面与中间夹具体的后部外圆周面之间设置有台阶面，该台阶面上设置有圆柱定位销和菱形定位销；所述的中间夹具体的前部穿过待加工薄壁零件的环形底盘后，环形底盘与台阶面相抵配，且台阶面上的圆柱定位销和菱形定位销分别插入设于环形底盘上的三个孔洞中两个孔洞内；所述的夹具体上设置有相互配合实现对待加工薄壁零件固定的内撑机构和压板机构，内撑机构用以顶住待加工薄壁零件上沿着周向均布的三个弧形侧壁内圆周面，压板机构用以夹紧待加工薄壁零件的外侧面。
[0008]
更进一步地，所述的内撑机构包括绕着夹具体周向均布用以顶住三个弧形侧壁内圆周面的三套内撑组件，每套内撑组件内均设置有用以顶住弧形侧壁的至少一组内撑组件，每组内撑组件均包括弹簧、拉手、拉杆、用以顶住弧形侧壁内圆周面的顶杆、用以驱动顶杆伸缩且能实现顶杆反向自锁的斜楔和斜楔销；
[0009]
所述的中间夹具体的中心位置处开设有第一轴向通孔；所述的中间夹具体上绕着第一通孔周向设置有配合内撑组件设置的多个第二轴向通孔，每个第二通孔上均设置有沿径向设置且贯穿第一轴向通孔孔壁与中间夹具体前部外圆周面的径向通孔；上述的斜楔的圆柱形连接部可滑动地安装于第一轴向通孔内，该圆柱形连接部与拉杆的前端固连；所述的拉杆的后端穿过弹簧及后盖板后与拉手固连，其中弹簧的前端抵在圆柱形连接部上，弹
簧的后端抵在后盖板上；上述的顶杆可滑动地安装于径向通孔内，且斜楔的第一斜楔部可滑动地穿过顶杆上的行程槽；所述的第一斜楔部上用以驱动顶杆伸出的第一斜楔面与行程槽内的斜侧面相贴合；所述的第一斜楔部上相对斜楔面设置的侧面上开设有贯穿第一斜楔部前端面的滑槽，该滑槽的底面为与第一斜楔面平行的斜底面；所述的行程槽内相对斜侧面设置的侧壁上固设有斜楔销的销部，该斜楔销的第二斜楔部可滑动地设置于滑槽内，且第二斜楔部上用以驱动顶杆缩回的第二斜楔面与上述滑槽内的斜底面相贴合。
[0010]
更进一步地，所述的第一斜楔面与圆柱形连接部的轴线之间的夹角为8～12
°
。
[0011]
更进一步地，所述的顶杆的抵顶面为球面。
[0012]
更进一步地，所述的后盖板的后端面上沿周向设置有配合拉杆设置且容许拉杆穿过的多个圆筒形锁止环；所述的拉手具有以便拉杆插入固定的插接部；所述的插接部置于圆筒形锁止环上，且插接部与圆筒形锁止环之间通过相互配合的插槽与插板插接连接。
[0013]
更进一步地，所述的压板机构包括螺杆和压板，所述的螺杆的前端固设在后盖板上；所述的压板包括环形板，所述的环形板的外圆周面上均布有三根沿径向设置的l形连接臂，每根l形连接臂的轴向臂末端与t形压板的轴向板末端之间通过连接销铰连接；所述的t形压板的轴向板上设置有用以抵在环形底盘上的短压柱，所述的t形压板的垂直板上设置有配套顶杆设置用以抵在弧形侧壁外圆周面的长压柱；上述的环形板套设在螺杆外，且短压柱抵在环形底盘上，长压柱抵在弧形侧壁的外圆周面上后，螺杆的后螺纹段穿过开口垫圈与锁紧螺母连接。
[0014]
更进一步地，所述的每套内撑组件内均设置有用以顶住弧形侧壁两端的两组内撑组件；所述的中间夹具体上绕着第一通孔周向设置有配合内撑组件设置的六个第二轴向通孔；所述的后盖板的后端面上沿周向设置有配合拉杆设置的六个圆筒形锁止环；所述的t形压板的垂直板上设置有配套顶杆设置的两个长压柱；所述的t形压板的轴向板上设置有一个短压柱。
[0015]
3.有益效果
[0016]
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
[0017]
(1)本发明的一种薄壁零件车削夹具，其由于第一斜楔面与圆柱形连接部的轴线之间的夹角为8～12
°
，可以实现顶杆反向自锁，也就是说，当顶杆被斜楔顶起伸出后，在顶杆上作用任何力，都不会使得斜楔缩回，而又由于斜楔前进顶起顶杆的动力是作用在斜楔的圆柱形连接部的弹簧产生的力，因此可以通过改变弹簧的规格来调整弹簧力的大小，以保证顶杆顶起时不会使待加工薄壁零件产生形变，从而来获得加工后的高精度；
[0018]
(2)本发明的一种薄壁零件车削夹具，其内撑机构中顶杆顶住待加工薄壁零件的内侧面后，待加工薄壁零件的外侧面由压板机构进行夹紧，以消除切削时的振动；
[0019]
(3)本发明的一种薄壁零件车削夹具，其通过台阶面上的圆柱定位销和菱形定位销快速定位待加工薄壁零件安装于夹具体上。
附图说明
[0020]
图1为本发明的一种薄壁零件车削夹具视角一的立体视图；
[0021]
图2为本发明的一种薄壁零件车削夹具视角二的立体视图；
[0022]
图3为本发明的一种薄壁零件车削夹具的前视图；
[0023]
图4为本发明的一种薄壁零件车削夹具a-a方向的剖视图；
[0024]
图5为本发明的一种薄壁零件车削夹具b-b方向的局部剖视图；
[0025]
图6为本发明的一种薄壁零件车削夹具c-c方向的局部剖视图；
[0026]
图7为本发明的一种薄壁零件车削夹具d-d方向的局部剖视图；
[0027]
图8为本发明的一种薄壁零件车削夹具e-e方向的局部剖视图；
[0028]
图9为本发明的一种薄壁零件车削夹具中待加工薄壁零件的立体视图；
[0029]
图10为本发明的一种薄壁零件车削夹具中斜楔的立体视图；
[0030]
图11为本发明的一种薄壁零件车削夹具中斜楔的剖视图；
[0031]
图12为本发明的一种薄壁零件车削夹具中顶杆的立体视图；
[0032]
图13为本发明的一种薄壁零件车削夹具中顶杆的剖视图；
[0033]
图14为本发明的一种薄壁零件车削夹具中斜楔销的立体视图；
[0034]
图15为本发明的一种薄壁零件车削夹具中中间夹具体的立体视图。
[0035]
示意图中的标号说明：1-1、环形底盘；1-2、孔洞；1-3、弧形侧壁；2、后盖板；2-1、圆筒形锁止环；3、中间夹具体；3-1、台阶面；3-2、第一轴向通孔；3-3、第二轴向通孔；3-4、径向通孔；4、螺杆；5、开口垫圈；6、拉手；6-1、插接部；7、拉杆；8、斜楔；8-1、圆柱形连接部；8-2、第一斜楔部；8-2-1、第一斜楔面；8-2-2、滑槽；8-2-3、斜底面；9、顶杆；9-1、行程槽；9-2、斜侧面；10、前盖板；11、短压柱；12、菱形定位销；13、圆柱定位销；14、连接销；15、压板；15-1、环形板；15-2、l形连接臂；16、t形压板；17、长压柱；18、斜楔销；18-1、销部；18-2、第二斜楔部；18-2-1、第二斜楔面；19、弹簧；20、锁紧螺母。
具体实施方式
[0036]
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。
[0037]
实施例1
[0038]
结合图1、图2和图9，本实施例的一种薄壁零件车削夹具，包括圆柱形的夹具体，夹具体包括中间夹具体3、固设在中间夹具体3后端面的后盖板2和固设在中间夹具体3前端面的前盖板10，中间夹具体3的前部外圆周面与中间夹具体3的后部外圆周面之间设置有台阶面3-1，该台阶面3-1上设置有圆柱定位销13和菱形定位销12；中间夹具体3的前部穿过待加工薄壁零件的环形底盘1-1后，环形底盘1-1与台阶面3-1相抵配，且台阶面3-1上的圆柱定位销13和菱形定位销12分别插入设于环形底盘1-1上的三个孔洞1-2中两个孔洞1-2内(参见图6和图7所示)，通过圆柱定位销13和菱形定位销12快速定位待加工薄壁零件安装于夹具体上；夹具体上设置有相互配合实现对待加工薄壁零件固定的内撑机构和压板机构，内撑机构用以顶住待加工薄壁零件上沿着周向均布的三个弧形侧壁1-3内圆周面，压板机构用以夹紧待加工薄壁零件的外侧面，通过内撑机构和压板机构相互配合来保证在夹紧和加工切削力的作用下待加工薄壁零件不发生变形或者产生很小变形，本实施例中待加工薄壁零件的壁厚为4mm；
[0039]
接续并结合图3、图4和图8，内撑机构包括绕着夹具体3周向均布用以顶住三个弧形侧壁1-3内圆周面的三套内撑组件，实现整个圆周均匀分布支撑；每套内撑组件内均设置有用以顶住弧形侧壁1-3的至少一组，本实施例中每套内撑组件内均设置有用以顶住弧形侧壁1-3两端的两组内撑组件；每组内撑组件均包括弹簧19、拉手6、拉杆7、用以顶住弧形侧
壁1-3内圆周面的顶杆9、用以驱动顶杆9伸缩且能实现顶杆9反向自锁的斜楔8和斜楔销18；斜楔8的第一斜楔面8-2-1与圆柱形连接部8-1的轴线之间的夹角为8～12
°
，具体到本实施例中第一斜楔面8-2-1与圆柱形连接部8-1的轴线之间的夹角为12
°
，可以实现顶杆9反向自锁，也就是说，当顶杆9被斜楔8顶起伸出后，在顶杆9上作用任何力，都不会使得斜楔8缩回；由于斜楔8前进顶起顶杆9的动力是作用在斜楔8的圆柱形连接部8-1的弹簧19产生的力，因此可以通过改变弹簧的规格来调整弹簧力的大小，以保证顶杆9顶起时不会使待加工薄壁零件产生形变，从而来获得加工后的高精度；本实施例中顶杆9的抵顶面为球面；
[0040]
接续并结合图15，中间夹具体3的中心位置处开设有第一轴向通孔3-2；中间夹具体3上绕着第一通孔3-1周向设置有配合内撑组件设置的多个第二轴向通孔3-3，本实施例中中间夹具体3上绕着第一通孔3-1周向设置有配合内撑组件设置的六个第二轴向通孔3-3；每个第二通孔3-3上均设置有沿径向设置且贯穿第一轴向通孔3-2孔壁与中间夹具体3前部外圆周面的径向通孔3-4；上述的斜楔8的圆柱形连接部8-1可滑动地安装于第一轴向通孔3-2内，该圆柱形连接部8-1与拉杆7的前端固连；拉杆7的后端穿过弹簧19及后盖板2后与拉手6固连，其中弹簧19的前端抵在圆柱形连接部8-1上，弹簧19的后端抵在后盖板2上；本实施例中后盖板2的后端面上沿周向设置有配合拉杆7设置且容许拉杆7穿过的多个圆筒形锁止环2-1，本实施例中后盖板2的后端面上沿周向设置有配合拉杆7设置的六个圆筒形锁止环2-1；拉手6具有以便拉杆7插入固定的插接部6-1；插接部6-1置于圆筒形锁止环2-1上，且插接部6-1与圆筒形锁止环2-1之间通过相互配合的插槽与插板插接连接；
[0041]
接续并结合图10、图11、图12、图13和图14，上述的顶杆9可滑动地安装于径向通孔3-4内，且斜楔8的第一斜楔部8-2可滑动地穿过顶杆9上的行程槽9-1；第一斜楔部8-2上用以驱动顶杆9伸出的第一斜楔面8-2-1与行程槽9-1内的斜侧面9-2相贴合；第一斜楔部8-2上相对斜楔面8-2-1设置的侧面上开设有贯穿第一斜楔部8-2前端面的滑槽8-2-2，该滑槽8-2-2的底面为与第一斜楔面8-2-1平行的斜底面8-2-3；行程槽9-1内相对斜侧面9-2设置的侧壁上固设有斜楔销18的销部18-1，该斜楔销18的第二斜楔部18-2可滑动地设置于滑槽8-2-2内，且第二斜楔部18-2上用以驱动顶杆9缩回的第二斜楔面18-2-1与上述滑槽8-2-2内的斜底面8-2-3相贴合；
[0042]
接续并结合图5，压板机构包括螺杆4和压板15，螺杆4的前端固设在后盖板2上；压板15包括环形板15-1，环形板15-1的外圆周面上均布有三根沿径向设置的l形连接臂15-2，每根l形连接臂15-2的轴向臂末端与t形压板16的轴向板末端之间通过连接销14铰连接；t形压板16的轴向板上设置有用以抵在环形底盘1-1上的短压柱11，t形压板16的垂直板上设置有配套顶杆9设置用以抵在弧形侧壁1-3外圆周面的长压柱17，本实施例中t形压板16的垂直板上设置有配套顶杆9设置的两个长压柱17，t形压板16的轴向板上设置有一个短压柱11，能够保证切削加工时稳定可靠；上述的环形板15-1套设在螺杆4外，且短压柱11抵在环形底盘1-1上，长压柱17抵在弧形侧壁1-3的外圆周面上后，螺杆4的后螺纹段穿过开口垫圈5与锁紧螺母20连接，本实施例中短压柱11的抵顶面和长压柱17的抵顶面均为球面。
[0043]
一种薄壁零件车削夹具的使用方法：
[0044]
1)拉动拉手6并旋转拉手6，使得插接部6-1前端面上的插板抵在圆筒形锁止环2-1的后端面上，此时拉杆7及斜楔8向后移动，弹簧19被压缩，顶杆9在斜楔8带动缩回；
[0045]
2)待加工薄壁零件的环形底盘1-1套设在中间夹具体3的前部上，并使得圆柱定位
销13和菱形定位销12分别插入设于环形底盘1-1上的三个孔洞1-2中两个孔洞1-2内，待加工薄壁零件的环形底盘1-1抵靠在台阶面3-1上，实现快速定位；
[0046]
3)旋转拉手6并释放拉手6，使得插接部6-1前端面上的插板能够插入圆筒形锁止环2-1上的插槽内，此时在压缩弹簧的作用会推动斜楔8向前移动，而斜楔8向前移动会推动顶杆9伸出直至顶杆9的抵顶面与弧形侧壁1-3内圆周面接触为止；
[0047]
4)将压板15的环形板15-1套设在螺杆4上，并转动l形连接臂15-2上铰接的t形压板16，使得t形压板16上的短压柱11的抵顶面与环形底盘1-1接触，t形压板16上的长压柱17与弧形侧壁1-3外圆周面接触；
[0048]
5)拧动螺杆4的后螺纹段上的锁紧螺母20进行夹紧，从而实现待加工薄壁零件在夹具上的定位夹紧过程。
[0049]
实施例2
[0050]
本实施例的一种薄壁零件车削夹具的基本结构同实施例1，不同之处在于：第一斜楔面与圆柱形连接部的轴线之间的夹角为8
°
。
[0051]
实施例3
[0052]
本实施例的一种薄壁零件车削夹具的基本结构同实施例1，不同之处在于：第一斜楔面与圆柱形连接部的轴线之间的夹角为10
°
。
[0053]
本发明的一种薄壁零件车削夹具，结构简单，设计巧妙，连接方便，能够很好地解决待加工薄壁零件定位或夹紧以及加工过程中的变形，从而保证了待加工薄壁零件的加工精度要求。
[0054]
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

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