专利名称：一种薄壁回转体零件的车工定位夹具及装夹方法
技术领域：
本发明涉及一种车削加工定位装夹工具，特别是涉及一种薄壁回转体零件的车工 定位夹具及装夹方法。
背景技术：
普通机床上加工壁薄、平行度、平面度要求高的回转体零件时，由于机床精度以及 传统装夹方法存在着加工缺陷，如机床精度不太高、加工中需多次装夹、轴向定位中心不易 找正、直接装夹容易造成薄壁零件受径向力变形等，使得零件的加工难度大，废品率高、难 以得到设计图纸要求的精度，不仅降低了工作效率，同时还增加了生产成本。尤其对于精细 产品，更会造成巨大的损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种薄壁回转体零件的车工定 位夹具，该夹具的结构设计使得零件在加工过程中能够得到相应的支撑，装夹时主要受轴 向力，径向力很小并且受力均勻，在加工过程中零件基本不变形、加工精度高，且拆卸方便， 操作简单，具有较强的实用性。本发明的另外一个目的在于提供一种薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方 法。本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，包括定位体和螺纹环，定位体为圆柱体结 构，一端用于与机床连接，另一端为定位端，定位端外表面车制外螺纹，螺纹环为内径与定 位体外径相同的圆环形结构，内表面具有与定位体外螺纹相配合的内螺纹，定位时，定位体 的一端夹在机床上，定位端与待加工薄壁回转体零件紧密接触，且定位体与待加工薄壁回 转体零件均通过外表面的外螺纹与螺纹环的内螺纹紧密配合，待加工薄壁回转体零件外表 面具有与定位体外表面相同的外螺纹。在上述薄壁回转体零件的车工定位夹具中，定位体的定位端采用平面结构时为面 定位，采用轴端结构时为轴定位，采用中心孔结构时为孔定位。在上述薄壁回转体零件的车工定位夹具中，螺纹环的外表面采用滚花、开孔或开 槽的形式，当为开孔形式时，开孔为三个，当为开槽形式时，开槽为两个。在上述薄壁回转体零件的车工定位夹具中，定位体定位端内表面车制内螺纹，待 加工薄壁回转体零件内表面具有内螺纹，螺纹环外表面具有外螺纹，且螺纹环通过外螺纹 与定位体和待加工薄壁回转体零件内表面的内螺纹紧密配合。一种薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法，包括如下步骤(1)将螺纹环内表面加工出与待加工薄壁回转体零件外螺纹相对应的内螺纹；(2)将定位体的一端用机床卡盘固定在机床上，并在定位体定位端的外表面做出 与待加工薄壁回转体零件外螺纹相同的外螺纹；
(3)定位时，将待加工薄壁回转体零件带有外螺纹一端的端面靠在定位体的定位 端，将螺纹环套在待加工薄壁回转体零件的外表面，进行顺时针旋转，直到将待加工薄壁回 转体零件与定位体旋紧，完成待加工薄壁回转体零件的定位和夹紧。在上述薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法中，当待加工薄壁回转体零件 外表面未带外螺纹时，需要先加工出比要求待加工薄壁回转体零件外径大的工艺螺纹。在上述薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法中，步骤(3)中根据待加工薄 壁回转体零件带有外螺纹一端的端面形状的不同，采用面定位，轴定位或孔定位的方式进 行定位。本发明与现有技术比较具有如下优点(1)本发明车工定位夹具在定位时采用定位体端面固定、跳动量极小，薄壁回转体 零件主要受轴向夹紧力，径向受力微小可忽略不计，且当采用轴定位体时能给零件提供相 应支撑，零件变形小，不容易损坏零件，并且加工后零件两端的平行度、平面度以及厚度误 差可控制在很小的范围内，满足设计的精度要求；(2)本发明定位体除采用面定位外，还可以采用轴定位或孔定位，使得工件加工后 端平面与内孔或外圆的垂直度、工件圆柱面与内孔或外圆的同心度、圆柱壁厚等误差等将 更为缩小，进一步提高加工精度；(3)本发明车工定位夹具的螺纹环在夹紧过程中的旋转方向与对零件加工过程中 的切削力矩方向一致，在加工过程中不会出现松脱现象，使夹紧更可靠，此外螺纹环旋紧时 能自动找正定位，操作方便，减少人为误差；(4)本发明车工定位夹具直接反映机床的主轴跳动及中拖板行程的精度，一般普 通机床端面跳动量在0. 002 0. 003左右，本发明夹具可保证的平行度在0. 003 0. 005
左右；(5)本发明车工定位夹具由螺纹环和定位体组成，结构简单，容易制作，并且装卸 方便，具有较强的实用性。
图1为本发明车工定位夹具进行定位时的结构示意图；图2为本发明车工定位夹具中螺纹环的结构示意图；图3为本发明车工定位夹具中定位体的结构示意图；图4为本发明车工定位夹具第一个实施例的装夹示意图；图5为本发明车工定位夹具第二个实施例的装夹示意图；图6为本发明车工定位家具第三个实施例的装夹示意图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步详细的描述如图1所示为本发明车工定位夹具进行定位时的结构示意图，由图可知该夹具包 括定位体1和螺纹环4，定位体1为圆柱体结构，一端用于与机床的机床卡盘2连接，另一端 为定位端，定位端外表面车制外螺纹，螺纹环4为内径与定位体1外径相同的圆环形结构， 内表面具有与定位体1外螺纹相配合的内螺纹，定位时，定位体1的一端夹在机床上，定位端与待加工薄壁回转体零件3紧密接触，待加工薄壁回转体零件3外表面具有与定位体1 外表面相同的外螺纹，定位体1与待加工薄壁回转体零件3均通过外表面的外螺纹与螺纹 环4的内螺纹紧密配合。如图2所示为本发明车工定位夹具中螺纹环的结构示意图，螺纹环4外表面可以 采用滚花、开孔或开槽的形式，如图2a)为外表面滚花，图2b)为外表面开孔，且开孔为三 个，图2c)为外表面开槽，且开槽为两个。如图3所示为本发明车工定位夹具中定位体的结 构示意图，当定位体1的定位端采用平面结构时为面定位，如图3a)所示，采用轴端结构时 为轴定位，如图3b)所示，采用中心孔结构时为孔定位，如图3c)所示。实施例1如图4所示为本发明车工定位夹具第一个实施例的装夹示意图，该实施例用于加 工薄壁类的平行度、平面度、同轴度以及垂直度公差要求严格的零件，其外表面不带外螺 纹，如本实施例中待加工零件3为传感器膜片。图4a)中定位体1为端面定位体，给待加工 零件3提供端面定位基准，以进行钻、镗内孔；图4b)中定位体1为轴向定位体，给钻、镗孔 后的待加工零件3提供轴向定位基准；螺纹环4外表面滚花，内表面车制有与待加工零件 3、定位体1外表面螺纹相配对的内螺纹。本实施例定位夹具的具体装夹定位过程如下步骤一、先在机床上装夹待加工零件3，车出端面以及比设计外圆直径更大的工艺 外螺纹，长度留余量后切断；步骤二、将螺纹环4内表面车出与待加工零件3的外螺纹配对的内螺纹；将端面定 位体1的一端用机床卡盘2固定在机床上，并在端面定位体1的另外一端(定位端)外表 面车出与待加工零件3外螺纹同一规格的外螺纹；步骤三、以定位体1进行端面定位，将待加工零件3带有外螺纹一端的端面靠在定 位体1定位端的端面，将螺纹环4套在待加工零件3的外表面，进行顺时针旋转，在螺纹环 4旋紧的过程中将待加工零件3定位和夹紧，如图4a)所示；步骤四、对待加工零件3进行加工，包括车削待加工零件3端面及车出工艺外螺 纹、钻镗内孔，保证平行度、平面度和垂直度公差；步骤五、使用具有同一规格外螺纹的轴定位体1，以轴定位体1进行轴向定位，将 钻、镗孔后的待加工零件3调头后，将待加工零件3有孔的一个端面靠近轴定位体1的定位 端面，将螺纹环4套在待加工零件3的外表面，进行顺时针旋转，在螺纹环4旋紧的过程中 将待加工零件3定位和夹紧，如图4b)所示；步骤六、对待加工零件3进行再次加工，车外圆台阶，保证同轴度公差；最后制作 心轴，顶车外圆到所需直径，除去工艺螺纹。在本实施例中，待加工零件3所受的夹紧力以轴向力为主，克服了传统加工径向 受力导致工件变形的不良影响。定位体1为现场装夹车制，在定位夹紧时，首先保证了与零 件3端面贴合、且端面跳动量与机床主轴一致，因而能保证零件3的平面度和平行度。在螺 纹环4旋紧的同时能自动找正定位，操作方便，减少人为操作误差。实施例2:如图5所示为本发明车工定位夹具第二个实施例的装夹示意图，该实施例用于加 工内外圆同轴度要求高的细长盲孔类零件，外表面不带外螺纹，如本实施例中待加工零件3
5为细长壳体零件。如图5所示本实施例中定位体1为轴向定位体，给钻、镗孔后的零件提供 轴向定位基准；螺纹环4外表面滚花，内表面车制有与待加工零件3、定位体1外表面螺纹 相配对的内螺纹。本实施例定位夹具的具体装夹定位过程如下步骤一、先在机床上装夹待加工零件3，车出端面、盲孔以及比设计外圆直径更大 的工艺外螺纹，长度留余量后切断；步骤二、将螺纹环4内表面车出与待加工零件3的外螺纹配对的内螺纹；将定位体 1的一端用机床卡盘2固定在机床上，并在定位体1的另外一端(定位端)外表面车出与待 加工零件3外表面同一规格的外螺纹；步骤三、以定位体1进行轴向定位，将待加工零件3带有外螺纹一端的端面靠在定 位体1定位端的端面，盲孔5与定位体1的轴相配合，将螺纹环4套在待加工零件3的外表 面，进行顺时针旋转，在螺纹环4旋紧的过程中将待加工零件3定位和夹紧；步骤四、对待加工零件3进行加工，包括车削待加工零件3端面、打中心孔顶上顶 尖，车制槽、大外圆及细长体外圆；最后制作心轴，顶车外圆到所需直径，除去工艺螺纹。实施例3 如图6所示为本发明车工定位家具第三个实施例的装夹示意图，该实施例用于加 工自带外螺纹的平行度、垂直度要求较高的零件，如本实施例中待加工零件3为传感器底 座。如图6所示本实施例中定位体1为端面定位体，且中心钻孔6以容纳待加工零件的细 轴，定位体1的端面与待加工零件3的台阶相接触，提供端面定位基准；螺纹环4外表面滚 花，内表面车制有与待加工零件3、定位体1外表面螺纹相配对的内螺纹；待加工零件3为 带细长轴的多台阶底座，各台阶面的平行度、台阶面与轴的垂直度误差要求较高。本实施例定位夹具的具体装夹定位过程如下步骤一、先在机床上装夹加工零件3，车出轴、台阶面、外螺纹以及槽，长度留余量 后切断；步骤二、将螺纹环4内表面车出与待加工零件3的外螺纹配对的内螺纹；将定位体 1的一端用机床卡盘2固定在机床上，并在定位体1的另外一端(定位端)外表面车出与待 加工零件3外表面同一规格的外螺纹；步骤三、以定位体1进行端面定位，将待加工零件3带有外螺纹一端的端面靠在定 位体1定位端的端面，轴插入定位体1的孔6中，将螺纹环4套在待加工零件3的外表面， 进行顺时针旋转，在螺纹环4旋紧的过程中将待加工零件3定位和夹紧；步骤四、对待加工零件3进行加工，包括车削待加工零件3端面、外圆及中心孔。本发明中的螺纹环4与定位体1根据待加工零件3直径大小、零件形状、装卸方式 的不同有多种形式，如图2为螺纹环的结构示意图，其中，螺纹环4的直径不仅可以变化，而 且根据装卸方式的不同，其外表面样式也有多种选择1)装夹力不大、装卸轻便的，外表面只需滚花，如图2a)；2)装夹力较大，外圆打装卸用孔，用直杆插入孔中装卸夹具，如图2b)；3)装夹力较大，外圆对称开槽，用卡式扳手装卸，如图2c)。如图3所示为定位体的结构示意图，定位体1除了直径可变化外，按照定位方式的 不同，其样式也有多种
1)径向定位要求不高，主要用作端面定位，如图3a)；2)用作轴向定位，如图3b)；3)用作孔定位，如图3c)。在加工同一种产品时螺纹环4和定位体1可反复多次使用，减少了材料的消耗，提 高了效率，更为经济、合理。定位体1 一般在机床上一次装夹加工出来，不卸下就直接使用， 能保证其端面跳动、轴向跳动与机床主轴性能一致。以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
权利要求
一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，其特征在于包括定位体(1)和螺纹环(4)，定位体(1)为圆柱体结构，一端用于与机床连接，另一端为定位端，定位端外表面车制外螺纹，螺纹环(4)为内径与定位体(1)外径相同的圆环形结构，内表面具有与定位体(1)外螺纹相配合的内螺纹，定位时，定位体(1)的一端夹在机床上，定位端与待加工薄壁回转体零件(3)紧密接触，且定位体(1)与待加工薄壁回转体零件(3)均通过外表面的外螺纹与螺纹环(4)的内螺纹紧密配合，所述待加工薄壁回转体零件(3)外表面具有与定位体(1)外表面相同的外螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，其特征在于所述定 位体(1)的定位端采用平面结构时为面定位，采用轴端结构时为轴定位，采用中心孔结构 时为孔定位。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，其特征在于所述螺 纹环(4)的外表面采用滚花、开孔或开槽的形式。
4.根据权利要求3所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，其特征在于所述螺 纹环(4)的外表面的开孔为三个，开槽为两个。
5.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，其特征在于所述定 位体(1)定位端内表面车制内螺纹，待加工薄壁回转体零件⑶内表面具有内螺纹，螺纹环 (4)外表面具有外螺纹，且螺纹环(4)通过外螺纹与定位体(1)和待加工薄壁回转体零件 (3)内表面的内螺纹紧密配合。
6.根据权利要求1所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法，其特征在 于包括如下步骤(1)将螺纹环(4)内表面加工出与待加工薄壁回转体零件(3)外螺纹相对应的内螺纹；(2)将定位体(1)的一端用机床卡盘(2)固定在机床上，并在定位体(1)定位端的外表 面做出与待加工薄壁回转体零件(3)外螺纹相同的外螺纹；(3)定位时，将待加工薄壁回转体零件(3)带有外螺纹一端的端面靠在定位体(1)的定 位端，将螺纹环(4)套在待加工薄壁回转体零件(3)的外表面，进行顺时针旋转，直到将待 加工薄壁回转体零件(3)与定位体(1)旋紧，完成待加工薄壁回转体零件(3)的定位和夹 紧。
7.根据权利要求6所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法，其特征在 于当所述待加工薄壁回转体零件(3)外表面未带外螺纹时，需要先加工出比要求待加工 薄壁回转体零件(3)外径大的工艺螺纹。
8.根据权利要求6所述的一种薄壁回转体零件的车工定位夹具的装夹方法，其特征在 于所述步骤(3)中根据待加工薄壁回转体零件(3)带有外螺纹一端的端面形状的不同，采 用面定位，轴定位或孔定位的方式进行定位。
全文摘要
本发明涉及一种薄壁回转体零件的车工定位夹具及装夹方法，该夹具包括定位体和螺纹环，定位体为圆柱体，定位端外表面车制外螺纹，螺纹环为内径与定位体外径相同的圆环，内表面具有与定位体外螺纹相配合的内螺纹，定位时定位体的一端夹在机床上，定位端与零件紧密接触，且定位体与零件均通过外表面的外螺纹与螺纹环的内螺纹紧密配合，本实施例中零件所受的夹紧力以轴向力为主，克服了传统加工径向受力导致工件变形的不良影响，定位体为现场装夹车制，在定位夹紧时，首先保证了与零件端面贴合、且端面跳动量与机床主轴一致，因而能保证零件的平面度和平行度，在螺纹环旋紧的同时能自动找正定位，操作方便，减少人为操作误差。
文档编号B23Q3/12GK101972943SQ20101052799
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者王燕生, 田军霞, 赵谦益 申请人:北京遥测技术研究所