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薄壁圆筒零件的装夹夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种薄壁圆筒零件的装夹夹具，包括：第一锥体与第二锥体，第一锥体的锥端与第二锥体的锥端相对设置；开口支撑环设置在第一锥体与第二锥体的相接处，开口支撑环的内圆为锥面，其分别与第一锥体的锥端的周侧及第二锥体的锥端的周侧相配合；以及，驱动第一锥体沿第二锥体轴向方向移动的传动机构及锁定传动机构的锁止装置。通过调节第一锥体与第二锥体的间距，即可完成对零件的装夹，装卸方便，适用于大批量的工业生产。而且，零件在开口支撑环上受力均衡，能有效防止零件加工变形。传动机构具有锁止装置锁定，在加工过程中，能避免零件的装夹位置发生位移，具有较好的装夹精度。
【专利说明】薄壁圆筒零件的装夹夹具【技术领域】
[0001]本实用新型涉及装夹夹具，特别地，涉及一种薄壁圆筒零件的装夹夹具。
【背景技术】
[0002]薄壁圆筒零件具有结构紧凑、节省材料、质量相对轻等优点，在航空航天、先进装备制造等领域的应用越来越广泛。此类薄壁圆筒零件的加工方法很多，但对于尺寸精度以及表面光洁度要求较高的薄壁圆筒件，其加工方法有限，目前业界经常采用车削加工的方法进行加工。然而，薄壁圆筒零件的外圆在车削加工过程中，往往由于夹紧力、切削力和切削发热的影响而引起工件变形，降低加工精度。因此，为保证加工的精度，此类薄壁圆筒零件的装夹夹具就十分重要；目前，业界一般采用卡爪或者定位盘作为夹具，生产量大时采用芯轴作为夹具，然而定位盘不能满足大批量生产的要求，卡爪夹具难以保证内外圆同轴度要求，芯轴的外径固定，只能针对同一批次的产品，使用范围小。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的在于提供一种薄壁圆筒零件的装夹夹具，以解决现有技术中薄壁圆筒零件装夹难，无法满足生产要求的技术问题。
[0004]为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种薄壁圆筒零件的装夹夹具，包括:第一锥体与第二锥体，第一锥体的锥端与第二锥体的锥端相对设置；开口支撑环设置在第一锥体与第二锥体的相接处，开口支撑环的内圆为锥面，其分别与第一锥体的锥端的周侧及第二锥体的锥端的周侧相配合；以及，驱动第一锥体沿第二锥体轴向方向移动的传动机构及锁定传动机构的锁止装置。
[0005]进一步地，第一锥体的锥端轴向设置有螺纹连接轴，第二锥体的锥端轴向设置有与螺纹连接轴相配合的螺纹孔；螺纹连接轴穿过螺纹孔将第一锥体与第二锥体连接。
[0006]进一步地，传动机构包括调节螺母以及设于第二锥体内的第一锥齿轮和第二锥齿轮；调节螺母沿第二锥体的径向穿设在第二锥体内并与第一锥齿轮连接，第二锥齿轮设置在螺纹连接轴上，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。
[0007]进一步地，锁止装置包括棘轮、锁止销、弹性构件与压紧螺母；棘轮与第一锥齿轮固定，锁止销沿第二锥体的径向穿设在第二锥体内，锁止销的一端为棘爪结构卡在棘轮的棘齿内，压紧螺母穿设在锁止销的另一端，锁止销的周侧设有凸台，弹性构件设置在压紧螺母与凸台之间。
[0008]进一步地，弹性构件为弹簧。
[0009]进一步地，棘轮与第一锥齿轮通过花键连接。
[0010]进一步地，调节螺母与第一锥齿轮通过键连接。
[0011]进一步地，第一锥体与第二锥体的外径及锥端的锥度一致。
[0012]本实用新型具有以下有益效果: [0013]通过调节第一锥体与第 二锥体的间距，即可完成对零件的装夹，装卸方便，适用于大批量的工业生产。而且，零件在开口支撑环上受力均衡，能有效防止零件加工变形。传动机构具有锁止装置锁定，在加工过程中，能避免零件的装夹位置发生位移，具有较好的装夹精度。
[0014]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0016]图1是本实用新型薄壁圆筒零件的装夹夹具优选实施例的结构示意图；
[0017]图2是图1中A-A的剖视图；
[0018]图3是图1中B-B的剖视图；以及
[0019]图4是图3中C-C的剖视图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1、第一锥体；2、第二锥体；3、第一锥齿轮；4、第二锥齿轮；5、棘轮；6、开口支撑环；
7、调节螺母；8、弹性构件；9、压紧螺母；10、锁止销；11、螺纹孔；12、螺纹连接轴；13、凸台。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0023]请参阅图1至图4，本实用新型的优选实施例提供了一种薄壁圆筒零件的装夹夹具，包括:第一锥体I与第二锥体2，第一锥体I的锥端与第二锥体2的锥端相对设置。开口支撑环6设置在第一锥体I与第二锥体2的相接处，开口支撑环6的内圆为锥面，其分别与第一锥体I的锥端的周侧及第二锥体2的锥端的周侧相配合。以及，驱动第一锥体I沿第二锥体2的轴向方向移动的传动机构及锁定传动机构的锁止装置。
[0024]加工零件时，将零件套设在开口支撑环6上，通过传动机构驱动第一锥体I沿第二锥体2的轴向方向移动，当第一锥体I与第二锥体2的间隙变小时，开口支撑环6在第一锥体I的锥端与第二锥体2的锥端的挤压下，开口支撑环6的外径变大，套设在开口支撑环6上的零件被夹紧。此时，对零件进行加工，由于零件的内径被开口支撑环6约束，零件的外形不会发生形变；同时，传动机构可以通过锁止装置锁定，加工过程中第一锥体I的位置也不会发生变化，从而保证零件的装夹位置不会发生变化。
[0025]优选地，为便于调节第一锥体I的位置，简化夹具结构；第一锥体I的锥端轴向设置有螺纹连接轴12，第二锥体2的锥端轴向设置有与螺纹连接轴12相配合的螺纹孔11 ;螺纹连接轴12穿过螺纹孔11将第一锥体I与第二锥体2连接。传动机构包括调节螺母7以及设于第二锥体2内的第一锥齿轮3及第二锥齿轮4 ;调节螺母7沿第二锥体2的径向穿设在第二锥体2内与第一锥齿轮3连接，第二锥齿轮4设置在螺纹连接轴12上，第二锥齿轮4与第一锥齿轮3啮合；调节螺母7与第一锥齿轮3通过键连接。
[0026]优选地，为便于对传动机构进行锁定；锁止装置包括棘轮5、锁止销10、弹性构件8与压紧螺母9 ;棘轮5与第一锥齿轮3固定，锁止销10沿第二锥体2的径向穿设在第二锥体2内，锁止销10的一端为棘爪结构卡在棘轮5的棘齿内，压紧螺母9穿设在锁止销10的另一端，锁止销10穿设压紧螺母9的这一端的周侧设有凸台13，弹性构件8设置在压紧螺母9与凸台13之间。弹性构件8采用弹簧，棘轮5与第一锥齿轮3通过花键连接，结构较为简单。
[0027]优选地，为使零件与夹具形成稳固的装夹关系，第一锥体I与第二锥体2的外径及锥端的锥度一致。
[0028]本优选实施例提供的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其具体实现过程如下:
[0029]将待加工的零件套在开口支撑环6上，夹紧第二锥体2的外端，拧紧压紧螺母9，使锁止销10的棘爪端卡在棘轮5的棘齿内。旋转调节螺母7，带动第一锥齿轮3转动，通过齿轮传动带动第二锥齿轮4转动，第一锥体I的螺纹连接轴12在螺纹孔11内转动，使第一锥体I沿第二锥体2的轴向方向移动。当第一锥体I与第二锥体2的间隙变小时，开口支撑环6在第一锥体I的锥端与第二锥体2的锥端的挤压下，开口支撑环6的外径变大，套设在开口支撑环6上的零件被夹紧。此时，零件与夹具组成一个刚性整体，对零件进行加工时不会导致零件变形。由于第一锥齿轮3受锁止销10锁止，不能反转，所以加工过程中时，第二锥体2不会反转，不会向外松开。拆卸零件时，只需拧松压紧螺母9，拔出锁止销10，此时第一锥齿轮3不受锁止销10锁止，反转调节螺母7，即可松开第二锥体2，取出零件。
[0030]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
[0031]上述薄壁圆筒零件的装夹夹具通过调节第一锥体I与第二锥体2的间距，即可完成对零件的装夹，装卸方便，适用于大批量的工业生产。而且，零件在开口支撑环6上受力均衡，能有效防止零件加工变形。采用锥齿轮传动结构，只需拧动调节螺母7即可使第一锥体I与第二锥体2的间距发生变化，撑开开口支撑环6，从而撑紧零件，操作方便。采用棘轮锁止装置，避免了加工过程中，第一锥体I发生位移，而使零件装夹位移的现象发生，具有较好的装夹精度。
[0032]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而己，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于，包括:
第一锥体(1)与第二锥体(2)，所述第一锥体(1)的锥端与所述第二锥体(2)的锥端相对设置；
开口支撑环(6)设置在所述第一锥体(1)与所述第二锥体(2)的相接处，所述开口支撑环(6)的内圆为锥面，其分别与所述第一锥体(1)的锥端的周侧及所述第二锥体(2)的锥端的周侧相配合；以及
驱动所述第一锥体(1)沿所述第二锥体(2)的轴向方向移动的传动机构及锁定所述传动机构的锁止装置。
2.根据权利要求1所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述第一锥体(1)的锥端轴向设置有螺纹连接轴(12)，所述第二锥体(2)的锥端轴向设置有与所述螺纹连接轴(12)相配合的螺纹孔(11);所述螺纹连接轴(12)穿过所述螺纹孔(11)将所述第一锥体⑴与所述第二锥体⑵连接。
3.根据权利要求2所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述传动机构包括调节螺母(7)以及设于所述第二锥体(2)内的第一锥齿轮(3)和第二锥齿轮(4);所述调节螺母(7)沿所述第二锥体(2)的径向穿设在所述第二锥体(2)内并与所述第一锥齿轮(3)连接，所述第二锥齿轮(4)设置在所述螺纹连接轴(12)上，所述第二锥齿轮(4)与所述 第一锥齿轮(3)啮合。
4.根据权利要求3所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述锁止装置包括棘轮(5)、锁止销(10)、弹性构件(8)与压紧螺母(9);所述棘轮(5)与所述第一锥齿轮(3)固定，所述锁止销(10)沿所述第二锥体(2)的径向穿设在所述第二锥体(2)内，所述锁止销(10)的一端为棘爪结构卡在所述棘轮(5)的棘齿内，所述压紧螺母(9)穿设在所述锁止销(10)的另一端，所述锁止销(10)的周侧设有凸台(13)，所述弹性构件(8)设置在所述压紧螺母(9)与所述凸台(13)之间。
5.根据权利要求4所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述弹性构件(8)为弹簧。
6.根据权利要求4所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述棘轮(5)与所述第一锥齿轮(3)通过花键连接。
7.根据权利要求3所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述调节螺母(7)与所述第一锥齿轮(3)通过键连接。
8.根据权利要求1所述的薄壁圆筒零件的装夹夹具，其特征在于:
所述第一锥体(1)与所述第二锥体(2)的外径及锥端的锥度一致。
【文档编号】B23B31/40GKSQ
【公开日】日
申请日期:日
优先权日:日
【发明者】李治斌, 李嘉祥, 郭春林, 李完小, 崔燕霞
申请人:湖南航天环宇通信科技有限责任公司您所在位置： &
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薄壁类零件夹具设计.doc29页
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毕业设计说明书
薄壁类零件夹具
同课题学生姓名:
一、机床夹具概述
二、审查零件图样的工艺性
三、毛坯的选择
四、工艺过程设计
五、确定机械加工余量及毛坯设计毛图
六、工序设计
七、夹具的设计
八、毕业设计小结
薄壁衬套是某型发动机火焰筒上的一个零件，加工难度较高。材料为GH135，铁-镍基高温合金，此种合金具有良好的抗氧化性，有高的塑性和韧性，足够的热强性和良好的热疲劳性，是一种难加工材料。并且是薄壁零件，当完成两外圆和内部形状加工之后，零件的壁较薄，受力差，因此要考虑其如何夹紧的问题。为了加工出符合图样要求的零件，必须编制合理的工艺路线，并要求设计专用的夹具。
关键词：薄壁衬套、专用磨床夹具、专用钻模、铣槽夹具、铣弧形面夹具
机床夹具概述在机械制造中，用来固定加工对象，使这占有正确位置，以接受加工或检测的装置，统称为夹具。它广泛地应用于机械制造过程中，如焊接过程中用于拼焊的焊接夹具；零件检验过程中用的检验夹具；装配过程中用的装配夹具，机械加工过程中用的机床夹具等，都属于这一范畴。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中。机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等。本章所讲述的仅限于机床夹具，以后简称为夹具
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1)&&sleeve type parts with thin wall
薄壁套类零件
It is an important aspect to avoid the deformation of the sleeve type parts with thin wall and keep their held accuracy as the clamp chuck was designed.
薄壁套类零件的装夹变形和夹持精度,是夹具设计时需重点关注的问题。
2)&&thin wall component
薄壁类零件
Aiming at the problem of noise in the thin wall component, which causes a considerable proportion of noise in automobiles, a low noise analysis system for the thin wall component is developed.
针对汽车噪声中汽车发动机薄壁类零部件的辐射噪声所占的能量比重较大的问题，作者开发了薄壁类零件低噪声分析系统。
3)&&thin-walled part
Based on it,a dynamic force model for milling process of thin-walled parts is established using a two-freedom elastic-damping system by considering the dynamic characteristics of the tool subsystem and the workpiece subsystem.
在此基础上,采用两自由度弹性-阻尼系统,建立了适合薄壁零件的综合考虑刀具子系统和工件子系统动态特性的动态铣削力模型。
4)&&Thin-wall parts
This paper analyses the relation between the cutting force and cutting depth in the course of belt grinding,builds the mathematics model of optimum cutting parameter to improve efficiency and intensity,and proposes the processing method for controlling griding precision of rotary thin-wall parts.
通过实验分析了带轮磨削过程中切削力和切削深度之间的关系，从提高切削效率和强度出发，选择优化切削参数，建立了切削参数数学模型；提出了控制回转形薄壁零件磨削精度的加工方
As to the problem of cutting chatter found in the course of thin-wall parts milling,a theoretical model with regard to milling charter was established to conduct modal analysis experiments and milling experiments with a view to obtaining dynamic performance parameters of the system and milling force coefficient.
针对薄壁零件在铣削加工过程中存在的切削颤振问题,建立了铣削颤振理论模型,进行模态分析试验和铣削加工试验,获取系统动态性能参数和铣削力系数。
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分析了利用铜合金挤压材加工环状薄壁零件生产过程中产生变形、尺寸超差、磕碰的原因,并通过生产实验确定了合理的加工工艺路线,降低了生产成本,提高了产品质量。
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为研究薄壁零件加工的振动机理,本文在考虑动态切削厚度的变化以及顺铣和逆铣之间差别的基础上,建立了一个薄壁零件立铣的力学模型,并用两个铣削实例加以验证。
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For high speed cutting technology is widely used in machinary, this article introduces the characteristics of process planning and programming method of high speed milling with an example of aluminium alloy thin wall part.
针对高速切削技术在切削加工领域的广阔应用前景,以铝合金薄壁零件的加工为例,介绍了高速铣削 加工的工艺特点及编程方法。
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补充资料：由薄壁类零件直接制造模具的自动编程的研究
本文以电话筒下盖型腔为例，从分析薄壁类塑料零件的特点出发，运用MasterCAM自动编程软件探索与研究了如何由零件直接制造出模具的自动编程方法与技巧。文中所采用的方法既节省了设计模具的时间，同时又保证了模具的加工精度，为同类型模具的设计与制造探索出了一种简捷实用的方法，也为其他类型模具的设计与制造提供了有益的参考。&&& CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能。特别是微机与数控机床的连接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，而不需要输出专门的工艺文件。现在，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中，提示工艺规程的有关问题。近10多年来，MasterCAM一直是数控加工中自动编程优先选用的软件之一，它提供了刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等功能。编程人员只要掌握了刀具选择和切削用量确定的基本原则，设置了相关参数，就可以自动生成加工程序并传输至数控机床完成加工。&&& 同时，由于手工编程的局限性，对于相对比较复杂的曲面和结构复杂的零部件，尤其是一些薄壁类零部件的加工，通常都是采用自动编程来完成的。合理地利用CAD/CAM软件可以大幅提高机械设计和加工的工作质量和效率。一、造型与设计1. 薄壁类塑料零件产品结构分析&&& 在数控加工中，经常会碰到一些形状复杂的薄壁类零件，如电话筒外壳、手机外壳、手机电池外壳、微型电机支架和高压包支架等，这类零件的特点是质量轻、零件的壁厚小、表面光滑、无融合线、应力均匀等的高强度高精度产品，这类产品不但加工精度要求高，而且零件的一致性和互换性要求也很高。我们可以直接通过MasterCAM进行零件的3D图形设计，再根据塑料的工艺特性，即主要是塑料的收缩率来确定模具的尺寸大小，直接由零件的3D图形加工出零件型腔的凸模，然后使用MasterCAM加工模块对零件模具进行刀具路径规划，最后输出NC代码程序并模拟加工过程。&&& 接下来以电话筒下盖型腔凸模的建模和加工过程为例，就如何灵活运用MasterCAM对这一类薄壁塑料零件型腔凸模的设计和加工进行初步的探讨。大家可以看到，这样不仅可以节省大量的加工准备时间，并且加工出来的零件一致性非常好。2. 电话筒下盖零件的曲面造型&&& 用MasterCAM的CAD功能完成电话筒下盖三维曲面模型的设计如图1所示。在绘图过程中，应用Level图层功能对设计有很大帮助。可以将不同的曲线、实体单独放在各自的图层里，并对其命名加以区分。根据需要屏蔽无关图层，使视图简化、清晰，方便修改，减少操作失误。
说明：补充资料仅用于学习参考，请勿用于其它任何用途。