一种可涨式定位夹具的制作方法

本发明属于机械加工定位夹具技术领域，具体涉及筒类工件的外圆技工定位夹具。

背景技术：

金属零件的定位、压紧是机械加工中应用最多的，针对不同结构，不同材质采用不同的定位夹具，如柴油机关键零件的滚轮衬套、滑动轴承等内外圆同轴度要求高，内孔材质软的零件。一般设计成锥度心轴来加工，零件装上锥度心轴需要通过一定的外力才能固紧，这样的操作对内孔容易造成拉伤、划伤，特别是内孔材质非常软的零件特别明显。也有设计成圆柱心轴定位，从端面进行压紧的定位夹具来加工，避免了对零件内孔造成拉伤、划伤，但是，因内孔与定位心轴必须有一定间隙才能安装，对同轴度要求高的零件就很难保证内外圆的同轴度。

技术实现要素：

本发明为解决这些问题，对内外圆同轴度要求高，内孔材质软的零件（如柴油机关键零件的滚轮衬套、滑动轴承等零件），设计一种即定位又涨紧（压紧）回转加工外圆的定位夹具，解决一般回转加工外圆用锥度心轴来定位加工，存在对内孔造成拉伤、划伤的危险；用圆柱心轴来定位，从端面进行压紧来加工，存在很难保证内外圆同轴度要求等问题，

本发明的技术方案如下：

一种可涨式定位夹具,包括心轴、柱塞组件和套筒；所述心轴内有容纳液体塑料的涨形容腔，所述心轴分为工件定位段和夹具定位段，所述套筒过盈装配在心轴的工件定位段的外圆上。所述涨形容腔分为涨型腔、挤压腔和排气腔，所述涨形腔位于心轴定位段中心，涨型腔有中心的主通道和沿主通道周向对称辐射的支通道，支通道通至工件定位段外壁与套筒之间的间隙。所述夹具定位段从工件定位段往后延伸呈飞机状，所述挤压腔和排气腔分别位于两个机翼内，出口在机翼的尾端，所述挤压腔和排气腔都分别与涨型腔的主通道连通；所述柱塞组件装在挤压腔内，对液体塑料进行挤压，所述排气腔的出口用钢球和内六角螺钉密封；所述飞机状的夹具定位段的机身尾端作为加工时起到定位和传递动力的作用。

进一步，所述心轴的工件定位段的外圆按套筒相应内孔配磨，过盈量不小于0.05mm。

进一步，所述套筒外套有保护套。

进一步，所述柱塞组件包括螺套、压紧螺钉和柱塞，在挤压腔的出口部装有螺套，螺套内依次装有柱塞和压紧螺钉，通过压紧螺钉的旋进和旋出，带动柱塞运动。

进一步，所述涨型腔的主通道向前延伸贯通定位段，在出口部采用闷塞，闷塞焊牢后作定位孔起到定位作用。

进一步，在所述主通道的出口部设计有沉孔，沉孔内装有铜垫和螺塞，起到工艺孔、封堵作用。

进一步，所述套筒为薄壁件，采用弹簧钢65mn经特殊热处理制成，壁厚范围2.2-2.25mm，保证长期使用的弹性效果。

采用以上夹具，装夹过程中，首先取掉保护套，将加工零件轻轻套入套筒的外圆定位，然后用内六方扳手插入压紧螺钉内六方内，旋转压紧螺钉，推动柱塞向内移动，传递压力给液体塑料。根据液体物质体积不可压缩的性质，当压力传递给液体塑料时，液体塑料容积腔内最薄弱部位，套筒薄壁外圆就会涨大，零件涨紧（压紧）后就可以进行相应的回转加工。加工完成后需要取下零件时，用内六方扳手插入压紧螺钉内六方内，向相反方向旋转压紧螺钉，带动柱塞向外移动，释放传递给液体塑料的压力，套筒薄壁外圆就会弹性收缩，零件与定位心轴间出现间隙，零件就可取下。这种可涨式定位夹具的使用避免了对零件内孔造成拉伤、划伤的危险，同时保证了零件内外圆的同轴度要求。

本发明具有独特的定位、涨紧（压紧）原理。拧紧压紧螺钉，推动柱塞向内移动，传递压力给液体塑料。套筒薄壁外圆就会涨大，零件定位、涨紧后就可以进行相应的回转加工。向相反方向拧压紧螺钉，带动柱塞向外移动，释放传递给液体塑料的压力，套筒薄壁外圆就会弹性收缩，零件可取下。本发明主要应用于金属零件孔的定位同时涨紧（压紧），如柴油机关键零件的滚轮衬套、滑动轴承等内外圆同轴度要求高，内孔材质软的零件，可以有效避免对零件内孔造成拉伤、划伤，同时保证零件内外圆的同轴度要求。

附图说明

图1：是可涨式定位夹具结构示意图

图2：是图1中i部的放大图；

图3：是图1中ii部的放大图；

图4：是图1中ⅲ部的放大图。

图中：1：钢球；2：内六角螺钉；3：心轴；4：螺套；5：压紧螺钉1；6：柱塞；7：保护套；8：套筒；9：铜垫；10：螺塞；11：闷塞；12：涨型容腔，121：涨型腔；1211：主通道；1212：支通道；122：挤压腔；123：排气腔。

具体实施方式

结合附图1、图2、图3和图4,，本发明具体实施方式如下：

一种可涨式定位夹具采用了独特的设计结构，包括1个钢球1、1个内六角螺钉2、1个心轴3、1个螺套4、1个压紧螺钉5、1个柱塞6、1个保护套7、1个套筒8、1个铜垫9、1个螺塞10、1个闷塞11。

所述心轴3内有容纳液体塑料的涨型容腔12，心轴分为工件定位段和夹具定位段，工件定位段用于定位被加工的工件，夹具定位段从工件定位段往后延伸呈飞机状，飞机状夹具定位段的机身尾端作为加工时起到定位和传递动力的作用。

套筒8过盈装配在心轴3的工件定位段的外圆上。

涨形容腔分为涨型腔121、挤压腔122和排气腔123，涨形腔121位于心轴定位段中心，涨型腔121有中心的主通道1211和沿主通道周向对称辐射的支通道1212，支通道1212通至工件定位段外壁与套筒8之间的间隙。

夹具定位段中设置挤压腔122和排气腔12，分别位于两个机翼内，出口在机翼的尾端，挤压腔和排气腔都分别与涨型腔的主通道连通。柱塞组件装在挤压腔122内，对液体塑料进行挤压，排气腔123的出口用钢球1和内六角螺钉2密封。

所述心轴3的工件定位段的外圆按套筒8相应内孔配磨，过盈量不小于0.05mm。套筒8为薄壁件，采用弹簧钢65mn经热处理制成，壁厚范围2.2-2.25mm，保证长期使用的弹性效果。套筒8外套有保护套7。

所述柱塞组件包括螺套4、压紧螺钉5和柱塞6，在挤压腔的出口部装有螺套4，螺套4内依次装有柱塞6和压紧螺钉5，通过压紧螺钉5的旋进和旋出，带动柱塞运动。

该定位夹具的制造装配步骤：

第一步是将铜垫9装入心轴3右端沉孔台阶面，旋入螺塞10并压紧，压入闷头11焊到心轴3上，要求在高压下不泄漏，参见图2。

第二步是将心轴3相应外圆按套筒8相应内孔配磨，保证过盈量不小于0.05mm，通过冷装将套筒8装配到心轴3上，再精磨套筒8外圆至零件定位需要的尺寸，参见图3。

第三步是将柱塞6外圆与螺套4内孔配磨，保证配合间隙为0.003-0.006mm。

第四步是将螺套4旋入心轴3，拧紧后保证密封锥面在高压下不泄漏。通过螺套4孔注入液体塑料，通过心轴3上小孔排出容积腔内空气，当空气排净后装入钢球1，旋入内六角螺钉2并拧紧。将柱塞6旋入压紧螺钉5，整体装入螺套4孔内，旋紧压紧螺钉5，使套筒8外径的涨大量不小于0.08mm，参见图4。

技术特征：

1.一种可涨式定位夹具,包括心轴（3）、柱塞组件和套筒（8）；所述心轴（3）内有容纳液体塑料的涨型容腔，所述心轴分为工件定位段和夹具定位段，所述套筒（8）过盈装配在心轴（3）的工件定位段的外圆上；其特征在于，所述涨形容腔分为涨型腔、挤压腔和排气腔，所述涨形腔位于心轴定位段中心，涨型腔有中心的主通道和沿主通道周向对称辐射的支通道，支通道通至工件定位段外壁与套筒（8）之间的间隙；所述夹具定位段从工件定位段往后延伸呈飞机状，所述挤压腔和排气腔分别位于两个机翼内，出口在机翼的尾端，所述挤压腔和排气腔都分别与涨型腔的主通道连通；所述柱塞组件装在挤压腔内，对液体塑料进行挤压，所述排气腔的出口用钢球（1）和内六角螺钉（2）密封；所述飞机状夹具定位段的机身尾端作为加工时起到定位和传递动力的作用。

2.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，所述心轴（3）的工件定位段的外圆按套筒（8）相应内孔配磨，过盈量不小于0.05mm。

3.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，所述套筒（8）外套有保护套（7）。

4.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，所述柱塞组件包括螺套（4）、压紧螺钉（5）和柱塞（6），在挤压腔的出口部装有螺套（4），螺套（4）内依次装有柱塞（6）和压紧螺钉（5），通过压紧螺钉（5）的旋进和旋出，带动柱塞运动。

5.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，所述涨型腔的主通道向前延伸贯通工件定位段，在出口部采用闷塞（11）起定位作用。

6.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，在所述主通道的出口部设计有沉孔，沉孔内装有铜垫（9）和螺塞（10）。

7.根据权利要求1所述的可涨式定位夹具,其特征在于，所述套筒（8）为薄壁件，采用弹簧钢65mn经热处理制成，壁厚范围2.2-2.25mm。

技术总结
一种可涨式定位夹具，包括心轴、柱塞组件和套筒；心轴内有容纳液体塑料的涨型容腔，所述套筒过盈装配在心轴的工件定位段的外圆上；涨型容腔分为涨型腔、挤压腔和排气腔，所述涨型腔位于工件定位段中心，涨型腔有中心的主通道和沿主通道周向对称辐射的支通道，支通道通至定位段外壁与套筒之间的间隙；夹具定位段从工件定位段往后延伸呈飞机状，所述挤压腔和排气腔分别位于两个机翼内，出口在机翼的尾端，挤压腔和排气腔都分别与涨型腔的主通道连通；柱塞组件装在挤压腔内，对液体塑料进行挤压。本可涨式定位夹具的使用可以避免对零件内孔造成拉伤、划伤的危险，同时保证零件内外圆的同轴度要求。

技术研发人员：李福华;王志强;李红豆;余其林
受保护的技术使用者：重庆红江机械有限责任公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2020.07.07