CN104476226B - 曲体类零件外形加工的夹具 - Google Patents

Abstract

一种曲体类零件外形加工的夹具，其要点在于，它包括定位装置和夹紧装置，定位装置包括芯轴、顶柱，顶柱固定在芯轴的顶端，顶柱的另一端的芯轴与车床主轴相配合，夹紧装置包括顶碗、轴承、垫片、顶尖体，顶碗通过轴承与顶尖体连接，垫片位于轴承与顶尖体的连接面中间，通过顶尖体上的四个工艺孔，可以方便地拆卸轴承和顶碗，顶尖体尾端的轴与车床尾座相配合，顶碗的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，顶柱外表面形状与待加工零件的内表面形状相吻合。本发明可以将曲体类零件便捷地装入，零件变形小，保证零件的加工精度，并可通过更换顶柱、顶碗或顶尖体，实现不同曲体类零件的外形加工，方便、快捷地达到加工目的。

Description

曲体类零件外形加工的夹具

技术领域

本发明专利涉及机械加工的夹具，尤其属于曲体类零件外形加工的夹具。

背景技术

众所周知，通常的曲体类零件外形有锥形、球形、抛物线型等。此类零件通常采用冲压、挤压、旋压的工艺形式获得，尤其以采用旋压工艺的方式获得此类零件为多，采用旋压工艺获得的零件还要通过机械加工来去除飞边、端面及曲体表面、槽、孔的加工，若采用传统的三爪卡盘方式装夹，很难找到合适装夹部位，且极易引起曲体类零件的径向变形，增加了加工难度，无法保证零件的加工精度。如图1所示的是零件7，一种破甲弹药型罩的结构示意图，它由多个不同锥度的锥面及过渡圆弧面组成，要去除飞边、加工上下端面及总长，采用传统的机械装夹，加工质量难以保证。

发明内容

本发明目的在于解决曲体类零件外形加工中存在的装夹困难，提供一种能便捷装夹、保证加工精度的曲体类零件外形加工的夹具。

本发明所使用的技术方案为一种曲体类零件外形加工的夹具，其要点在于，它包括定位装置和夹紧装置，定位装置包括芯轴、顶柱，顶柱固定在芯轴的顶端，顶柱的另一端的芯轴与车床主轴相配合，夹紧装置包括顶碗、轴承、垫片、顶尖体，顶碗通过轴承与顶尖体连接，垫片位于轴承与顶尖体的连接面中间，通过顶尖体上的四个工艺孔，可以方便地拆卸轴承和顶碗，顶尖体尾端的轴与车床尾座相配合，顶碗的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，顶柱外表面形状与待加工零件的内表面形状相吻合。

本发明专利的上述目的是这样实现的：由芯轴、顶柱组成的定位装置装入车床主轴孔内，该装置随同主轴一同旋转。由顶碗、轴承、垫片、顶尖体组成夹紧机构，该装置装入车床尾座，顶碗可随同轴承一同转动。定位装置随同主轴一同旋转，曲体类零件置于顶柱上，夹紧机构在尾座手柄作用下前行，与零件结合，在摩擦力作用下，顶柱、零件、顶碗随同主轴一同旋转。用车刀可以方便切除零件大端飞边、控制总长，也可以方便地车屑加工窗内曲体类零件外形。

本发明在工装夹具的设计中使用了冲压工艺中的上下模理念，利用顶碗和顶柱将零件支撑并夹紧，利用顶柱来保证零件的强度，以防止零件变形。

顶尖体的外表面开有加工窗。这样可以方便地伸入车刀，加工零件的小端（球头）部位，也可以加工曲体类零件外形，还可以满足待加工曲体类零件表面需要加工的要求，将加工窗设计在待加工处，其余地方固定压紧。

顶尖体的外表面开有加工窗、观察口、排屑口。

通过加工窗能加工零件的顶端及零件表面。

所述的顶碗的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，是指选择无需加工的待加工零件的外表面作为夹紧面与顶碗相配合，以接近大端为好。顶碗与零件的接触面越大，受力越小，零件变形小。

所述的顶碗的内孔形状为单个锥度。制作简单。

顶柱的高度至少为零件内孔高度的1/4-1/2。由于要加工零件的顶部，但图1中的零件顶部内孔较小，太顶端压强太大，容易造成零件变形，且也容易造成定位不稳，故此，顶端留有间隙。

顶柱的顶部至少在零件内孔的顶部1/4处。

对于加工表面为多段不同锥度的锥面组成的零件时，顶柱分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体与零件顶部的锥面相吻合，第二段锥体选择与零件的配合面为零件中部到大端之间稳定的锥面，与第一段锥体跨度越长越好，其余通过加工成工艺槽的方式保证顶柱外径小于零件的内径，顶碗与第二段锥体相配合。

对于表面有不同锥度的零件，若使用单一锥度的顶柱将造成定位不稳定或定位面太小，零件受力大，通过两段与零件相配合的不同锥度的锥体来对零件支撑，顶柱对于零件的配合面跨度越长，支撑越稳定，选择零件的两个跨度大的锥面作为顶柱的支撑面，将其余的部分用工艺槽来防止接触，可在稳定的基础上避免过定位。

顶柱分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体与零件内孔的第二个锥面相配合，在第一段锥体和第二段锥体之间为工艺槽，以避让零件内孔第一个锥面与第二个锥面之间的过渡圆弧。

顶柱分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体处于零件表面需加工处。

本发明可以将曲体类零件便捷地装入，通过顶碗与顶柱的配合将待加工曲体类零件夹紧固定，变形小，保证零件的加工精度，并可通过更换顶柱、顶碗或顶尖体，实现不同曲体类零件的外形加工，方便、快捷地达到加工目的。

附图说明

图1为一种破甲弹药型罩的结构示意图

图2为本发明的使用状态图

图3为图2的A-A剖面图

图4为芯轴与顶柱的结构示意图

其中：1芯轴 2顶柱21第一段锥体22第二段锥体23工艺槽3顶碗 4轴承 5垫片6顶尖体61加工窗62观察口63排屑口64工艺孔7零件。

具体实施方式

下面结合视图对本发明进行详细的描述, 下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图1、2所示，一种曲体类零件外形加工的夹具，它包括定位装置和夹紧装置，定位装置包括芯轴1、顶柱2，顶柱2固定在芯轴1的顶端，顶柱2的另一端的芯轴与车床主轴相配合，夹紧装置包括顶碗3、轴承4、垫片5、顶尖体6，顶碗3通过轴承4与顶尖体6连接，垫片5位于轴承4与顶尖体6的连接面中间，通过顶尖体上的四个工艺孔64，可以方便地拆卸轴承4和顶碗3，顶尖体6尾端的轴与车床尾座相配合，顶尖体6的外表面开有加工窗61、观察口62、排屑口63，图中加工窗61的圆周角为110°, 观察口62的圆周角为50°、排屑口63的圆周角为50°，相互间间隔的圆周角为50°，顶碗3的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，一般是选择无需加工的待加工零件的外表面作为夹紧面与顶碗3相配合，以接近大端为好，通常顶碗3的内孔形状为单个锥度。顶柱2外表面形状与待加工零件的内表面形状相吻合。顶柱越长，对零件的支撑越稳定，顶柱2的长度至少为零件内孔高度的1/4-1/2，太短会形成悬臂梁，而影响夹持的稳定性，顶柱2的顶部至少在零件内孔的顶部1/4处，零件顶部内孔较小，太靠顶端压强太大，容易造成零件变形，且也容易造成定位不稳，故此，顶端留有间隙。对于加工表面为多段不同锥度的锥面组成的零件时，顶柱2分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体21与零件顶部的锥面相吻合，第二段锥体22选择与零件的配合面为零件中部到大端之间稳定的锥面，与第一段锥体21跨度越长越好，其余通过加工成工艺槽23的方式保证顶柱外径小于零件的内径，顶碗3与第二段锥体22相配合。

本发明的实施例是针对加工如图1所示的零件，只要去除飞边、加工上下端面及总长，顶柱2分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体21顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体22与零件内孔的第二个锥面相配合，在第一段锥体21和第二段锥体22之间为工艺槽23，以避让零件内孔第一个锥面与第二个锥面之间的过渡圆弧。

对于表面还需要加工槽的零件，顶柱2分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体21顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体22处于零件表面需加工处。

本发明的工作原理：由芯轴1、顶柱2组成的定位装置装入车床主轴孔内，该装置随同主轴一同旋转。由顶碗3、轴承4、垫片5、顶尖体6组成夹紧机构，该装置装入车床尾座，顶碗3可随同轴承4一同转动。

定位装置随同主轴一同旋转，曲体类零件置于顶柱2上，夹紧机构在尾座手柄作用下前行，与零件结合，在摩擦力作用下，顶柱、零件、顶碗随同主轴一同旋转。用车刀可以方便切除零件大端飞边、控制总长。从加工窗可以方便地伸入车刀，加工零件的小端（球头）部位，也可以方便地车屑加工窗内可见曲体类零件外形。还可以满足待加工曲体类零件表面需要加工的要求，将加工窗设计在待加工处，其余地方固定压紧。

Claims (7)

1.一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：它包括定位装置和夹紧装置，定位装置包括芯轴（1）、顶柱（2），顶柱（2）固定在芯轴（1）的顶端，顶柱（2）的另一端的芯轴与车床主轴相配合，夹紧装置包括顶碗（3）、轴承（4）、垫片（5）、顶尖体（6），顶碗（3）通过轴承（4）与顶尖体（6）连接，垫片（5）位于轴承（4）与顶尖体（6）的连接面中间，通过顶尖体上的四个工艺孔，可以方便地拆卸轴承（4）和顶碗（3），顶尖体（6）尾端的轴与车床尾座相配合，顶碗（3）的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，顶柱（2）外表面形状与待加工零件的内表面形状相吻合，顶尖体（6）的外表面开有加工窗（61）、观察口（62）、排屑口（63），对于加工表面为多段不同锥度的锥面组成的零件时，顶柱（2）分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体（21）与零件顶部的锥面相吻合，第二段锥体（22）选择与零件的配合面为零件中部到大端之间稳定的锥面，与第一段锥体（21）跨度越长越好，其余通过加工成工艺槽（23）的方式保证顶柱外径小于零件的内径，顶碗（3）与第二段锥体（22）相配合。

2.根据权利要求1所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：所述的顶碗（3）的内孔形状与待加工零件的外表面形状相吻合，是指选择无需加工的待加工零件的外表面作为夹紧面与顶碗（3）相配合，以接近大端为好。

3.根据权利要求1所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：所述的顶碗（3）的内孔形状为单个锥度。

4.根据权利要求1所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：顶柱（2）的长度为零件内孔高度的1/4-1/2。

5.根据权利要求4所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：顶柱（2）的顶部至少在零件内孔的顶部1/4处。

6.根据权利要求1所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：顶柱（2）分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体（21）顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体（22）与零件内孔的第二个锥面相配合，在第一段锥体（21）和第二段锥体（22）之间为工艺槽（23），以避让零件内孔第一个锥面与第二个锥面之间的过渡圆弧。

7.根据权利要求1所述的一种曲体类零件外形加工的夹具，其特征在于：顶柱（2）分为两段不同锥度的锥体，第一段锥体（21）顶部从零件内孔顶端高度的1/10处开始与零件内孔的第一个锥面相配合，第二段锥体（22）处于零件表面需加工处。