专利名称：一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多边形半开口薄壁容器结合面切削工艺方法及其装置，具体涉及一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法及其装置。
背景技术：
目前，多边形半开口薄壁容器由于比其他形状断面构件质量更轻、材料更省，所以被广泛的应用于各个领域。由于多边形半开口薄壁件容器容易变形，特别是多边形半开口薄壁件容器结合面需要和其它结构件形面配合装配并要求密封，实际的生产中，该容器结合面往往借助于刨床夹具通过刨削加工完成。由于多边形半开口薄壁件容器的结合面在刨床夹具中处于整个上面，故刨床夹具不便从上向下实施压紧，只能从侧面进行夹紧；又由于多边形半开口容器是薄壁件，在刨削加工过程中的夹紧力、刨削力都不宜过大，从而使得对该类零件的加工精度不高，效率低，难以满足大批量的生产，而且刨削过程中由于震动力大使得工件不易固定，影响工件的质量。对此类型零件采用回转加工是理想的工艺方法，它可以提高生产效率、降低成本，在普通的车床上就可以完成，而且可以实现不同多边形的多边形半开口薄壁件容器结合面加工。但是，现有的夹持方法和夹持装置，不能满足车床加工这种多边形半开口薄壁容器结合面时尺寸精度的要求。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法及其装置。本发明的一种半开口薄壁容器结合面切削加工时的夹持方法，包括以下步骤:
1)采用机床上的外卡爪组件对薄壁容器工件外表面进行初步定位，工件外表面与外卡爪组件接触；` 2)采用一组轴向的压紧头组件和若干组与该压紧头组件垂直的径向压紧头组件对薄壁容器工件内表面进行压紧，具体步骤如下:
a操纵机床尾座带动装配在尾座上的活动顶尖随尾座靠近中心轴一端的中心孔，同时调整位于轴向方向的一组压紧头组件，使位于该压紧头组件顶端的垫片轴向压紧薄壁容器内底面；
b调整位于径向方向的若干组压紧头组件，每组压紧头组件顶端的垫片径向压紧薄壁容器内侧面，每组压紧头组件顶端的垫片和外卡爪组件的相应的卡爪位置对应；
3)压紧头组件产生的内侧支撑力和外卡爪组件对薄壁容器工件外侧的压力共同作用压紧薄壁容器工件。本发明还提供一种用于上述夹持方法的装置，包括用于固定薄壁容器工件外壁的外卡爪组件和用于压紧薄壁容器工件内壁的压紧头装置，所述压紧头装置包括一组轴向的压紧头组件和若干组与该压紧头组件垂直的径向压紧头组件，所述压紧头组件包括位于压紧头组件顶端的垫片、与垫片连接的加长螺母和与加长螺母连接的双头螺柱；每组径向的压紧头组件通过双头螺柱与安装在中心轴上的轴承座连接；轴向的压紧头组件通过双头螺柱与中心轴连接。其中，所述双头螺柱两端均设有防松螺母，所述轴承座里设有轴承，轴承套于中心轴上；所述中心轴上套有轴用卡簧。垫片通过开槽沉头螺钉固定在加长螺母的端部；加长螺母通过螺纹连接在双头螺柱上，根据被加工工件尺寸大小通过拧紧或旋合加长螺母可以调整非标准加长螺母和在双头螺柱上的螺纹连接长度，满足顶紧工件的要求；一个防松螺母连接在双头螺柱上，拧紧后可以防止加长螺母的松动；另一个放松螺母连接在轴承座上，防止双头螺柱松动；径向的压紧头组件中的双头螺柱是通过螺纹联接方式连接在轴承座上，轴向的压紧头组件中的中的双头螺柱是通过螺纹联接的方式连接在中心轴的端部；轴承通常为角接触球轴承，角接触球轴承通过过盈配合连接在中心轴上，轴承外圈座落在轴承座中；轴用卡簧套在中心轴的轴用卡簧槽中，起固定角接触球轴承的位置作用；加工工件时，一方面车床尾顶针顶紧中心轴的端面的中心孔上，从而使装置有较好的对中性；另一方面，外卡爪组件接触工件外侧形面并和压紧头组件共同固定工件，防止径向松动和平衡切削力。当薄壁容器工件为三边形半开口薄壁容器工件时，所述外卡爪组件为三爪卡盘，所述径向的压紧头组件为三组，每组压紧头组件顶端的垫片和外卡爪组件的每个卡爪位置
--对应。当薄壁容器工件为四边形半开口薄壁容器工件时，所述外卡爪组件为四爪卡盘，所述径向的压紧头组件为四组，每组压紧头组件顶端的垫片和外卡爪组件的每个卡爪位置一一对应。四个径向的压紧头组件按间隔90°的方式顺序地对称地通过螺纹联接的方式连接在套筒上，并且四个压紧头组件位于同一个平面内；另一个轴向的压紧头组件以螺纹联接的方式连接在在中心轴的端部。在进行车削端面加工时，四个径向的压紧头组件随工件进行旋转运动；轴向的压紧头组件只需靠近工件的底面，防止工件在快速旋转过程中从夹紧装置中弹出；整个装 置轴向前后运动由装配在车床尾座上的活动顶尖随尾座伸出和回缩手动控制完成。有益效果:本发明的一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法及其装置，其切削力和夹紧力能够趋于平衡，并且具有结构紧凑、体积小、重量轻的优点；通过更换不同组合随形夹具及其双头螺柱，不仅可以实现不同尺寸、不同多边形零件结合面的加工，而且工件加工的效率高、尺寸精度高、平面度好、成本低，能够大大满足生产的要求。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1所示，本发明的一种半开口薄壁容器结合面切削加工时的装置，包括用于固定薄壁容器工件外壁的外卡爪组件I和用于压紧薄壁容器内壁的压紧头装置，压紧头装置包括一组轴向的压紧头组件2和与该压紧头组件2垂直的若干组径向的压紧头组件2，压紧头组件2均包括垫片、与垫片连接的加长螺母3、与加长螺母3连接的双头螺柱8和位于双头螺柱8两端的防松螺母4，径向的压紧头组件2与轴承座5连接，轴承座5里设有轴承6，轴承6套于中心轴7上；轴向的压紧头组件2与中心轴7连接。其中，径向的压紧头组件2中的双头螺柱8 一端连接加长螺母3，另一端与安装在中心轴7上的轴承座5连接；轴向的压紧头组件2中的双头螺柱8 一端连接加长螺母3，另一端与中心轴7连接。在本发明中，中心轴7上套有轴用卡簧9，可以更好的固定中心轴7上的轴承6 ;垫片为橡胶垫片，可以起到力的缓冲作用并且能够防止工件表面被划伤。实施例1:薄壁容器工件为三边形半开口薄壁容器工件。本实施例中的外卡爪组件I为三爪卡盘，径向的压紧头组件2为三组，每组压紧头组件2顶端的垫片和外卡爪组件I的每个卡爪位置一一对应在圆周上均匀分布。本实施例中的夹持方法包括以下步骤:开始加工时，工件首先放置在机床三爪卡盘上，工件外侧面和机床三爪卡盘接触，操纵机床尾座带动装配在机床尾座上的活动顶尖随尾座轴靠近中心轴7 —端的中心孔，同时调整轴向的压紧头组件2，使压紧头组件2顶端的垫片压紧工件内底面；然后调整径向的三个压紧头组件2，通过调整每组压紧头组件2的加长螺母3、防松螺母4和双头螺柱8使垫片压紧工件内侧面，每组垫片和车床三爪卡盘上的三个卡爪位置一一对应；压紧头组件2产生的内侧支撑力和外卡爪组件I从工件外侧的压力共同作用压紧工件。该预紧力能防止径向松动和平衡切削力，结合压紧头组件2中轴向压紧工件内底面压力，从而使工件定位并夹紧，保证工件回转车削加工过程中的安全，就可以实施工件的车削，并达到工件的加工效率高、尺寸精度高、平面度的允差小、成本低的目标，满足了生产的要求。实施例2:薄壁容器工件为不等边长四边形半开口薄壁容器工件。本实施例是对不等边长四边形半开口薄壁件铝合金材料的油底壳零件结合面的车削。其中，外卡爪组件I为四爪卡盘，径向的压紧头组件2为四组，每组压紧头组件2顶端的垫片和外卡爪组件I的每个卡爪位置一一对应在圆周上均匀分布。本实施例中的夹持方法包括以下步骤:开始加工时，工件首先放置在机床四爪卡盘上，工件外侧面和机床四爪卡盘接触，操纵机床尾座带动装配在机床尾座上的活动顶尖随尾座轴靠近中心轴7 —端的中心孔，同时调整轴向的压紧头组件2，使压紧头组件2顶端的垫片压紧工件内底面；然后调整径向的四个压紧头组件2，通过调整加长螺母3、防松螺母4和双头螺柱8使垫片压紧工件内侧面，每组垫片和车床四爪卡盘上的四个卡爪一一对应；压紧头组件2产生的内侧支撑力和外卡爪组件I从工件外侧的压力共同作用压紧工件。该预紧力能防止径向松动和平衡切削力，结合压紧头组件2中轴向压紧工件内底面压力，从而使工件定位并夹紧，保证工件回转车削加工过程中的安全，就可以实施工件的车削，即不等边长四边形半开口薄壁件铝合金材料的油底壳零件结合面的车削，并达到工件的加工效率高、尺寸精度高、平面度的允差小、成本低的目标，满足了生产的要求。此外，若是对六边形或八边形半开口薄壁件零件结合面进行车削，只须用上述两个实施例中的三爪卡盘或四爪卡盘夹持对应三边或四边，其它方法相同。若是对非六边形或八边形半开口薄壁件零件结合面进行车削，只要能用上述两个实施例中的三爪卡盘或四爪卡盘完成不对称夹持，且夹持后工件回转半径小于机床允许加工范围，其它方法相同；或者，设计与待加工工件边数相适配的随形卡爪，此随形卡爪自身能在车床卡盘上固定，同时也满足对工件定位的要求，再结合对工件内腔的压紧，完成对多边形半开口薄壁件容器结合面的切削工艺。其中，外卡爪组件1、压紧头组件2、加长螺母3、防松螺母4、双头螺柱8的个数与工件多边形的边数相关，加长螺母3、双头螺柱8的长度与工件外形尺寸相适应，工作时做成不同长度尺寸组件供选用。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法，其特征在于包括以下步骤: 1)采用机床上的外卡爪组件(I)对薄壁容器工件外表面进行初步定位，工件外表面与外卡爪组件(I)接触； 2)采用一组轴向的压紧头组件(2)和若干组与该压紧头组件(2)垂直的径向压紧头组件(2)对薄壁容器工件内表面进行压紧，具体步骤如下: a操纵机床尾座带动装配在尾座上的活动顶尖随尾座靠近中心轴(7) —端的中心孔，同时调整位于轴向方向的一组压紧头组件(2)，使位于该压紧头组件(2)顶端的垫片轴向压紧薄壁容器内底面； b调整位于径向方向的若干组压紧头组件(2)，每组压紧头组件(2)顶端的垫片径向压紧薄壁容器内侧面，每组压紧头组件(2)顶端的垫片和外卡爪组件(I)的相应的卡爪位置对应； 3)压紧头组件(2)产生的内侧支撑力和外卡爪组件(I)对薄壁容器工件外侧的压力共同作用压紧薄壁容器工件。
2.一种用于权利要求1所述的夹持方法的装置，其特征在于:包括用于固定薄壁容器工件外壁的外卡爪组件(I)和用于压紧薄壁容器工件内壁的压紧头装置，所述压紧头装置包括一组轴向的压紧头组件(2)和若干组与该压紧头组件(2)垂直的径向压紧头组件(2)，所述压紧头组件(2)包括位于压紧头组件(2)顶端的垫片、与垫片连接的加长螺母(3)和与加长螺母(3)连接的双头螺柱(8);每组径向的压紧头组件(2)通过双头螺柱(8)与安装在中心轴(7 )上的轴承座(5 )连接；轴向的压紧头组件(2 )通过双头螺柱(8 )与中心轴(7 )连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于:所述双头螺柱(8)两端均设有防松螺母(4),所述轴承座(5)里设有轴承(6)，轴承(6)套于中心轴(7)上。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于:所述中心轴(7)上套有轴用卡簧(9)。
5.根据权利要求2至4任一项所述的装置，其特征在于:当薄壁容器工件为三边形半开口薄壁容器工件时，所述外卡爪组件(I)为三爪卡盘，所述径向的压紧头组件(2)为三组，每组压紧头组件(2)顶端的垫片和外卡爪组件(I)的每个卡爪位置一一对应。
6.根据权利要求2至4任一项所述的装置，其特征在于:当薄壁容器工件为四边形半开口薄壁容器工件时，所述外卡爪组件(I)为四爪卡盘，所述径向的压紧头组件(2)为四组，每组压紧头组件(2)顶端的垫片和外卡爪组件(I)的每个卡爪位置一一对应。
全文摘要
本发明公开了一种半开口薄壁容器结合面切削加工的夹持方法及其装置，该方法包括采用一组轴向的压紧头组件和若干组径向的压紧头组件所产生的内侧支撑力与外卡爪组件对工件外侧的压力共同作用压紧工件等步骤；该装置包括用于固定工件外壁的外卡爪组件和用于压紧工件内壁的压紧头装置，压紧头装置包括一组轴向的压紧头组件和若干组与该压紧头组件垂直的径向压紧头组件。本发明中，切削力和夹紧力能够趋于平衡，并且具有结构紧凑、体积小、重量轻的优点；通过更换不同组合随形夹具及其双头螺柱，不仅可以实现不同尺寸、不同多边形零件结合面的加工，而且工件加工的效率高、尺寸精度高、平面度好、成本低，能够大大满足生产的要求。
文档编号B23Q3/00GK103182652SQ20131009914
公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者任家隆, 王波, 王明建, 管小燕, 严帅, 吴爱胜 申请人:江苏科技大学