一种用于零件辐板加工的可调辅助支撑夹具结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机加夹具结构领域，尤其涉及用于盘、轴类零件的车削加工、铣削加工、钻孔加工等，具体涉及一种用于零件辐板加工的可调辅助支撑夹具结构。


背景技术：

[0002]
航空发动机零件的设计逐步面向轻质、重载、高速方向发展，对质量要求高，造成加工难度大。齿轮作为关键动部件，具有高功重比，高强度、高转速、动平衡精度要求高等特点，普遍采用薄辐板结构，辐板要求厚径比小、加工精度高、表面质量高。
[0003]
现有辐板加工工艺一般采用软爪定位固定齿顶、支靠齿端来车削辐板，由于辐板宽大，中部无受力支撑，存在让刀并产生内应力，松开软爪后造成辐板加工易变形，轴向尺寸和辐板厚度尺寸控制难度大，表面质量不好，影响动不平衡量，零件使用寿命。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在零件加工过程中为零件提供刚性支撑力的用于零件辐板加工的可调辅助支撑夹具结构。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
[0006]
一种用于零件辐板加工的可调辅助支撑夹具结构，其特征在于：包括夹具体、压力弹簧、弹簧调节座、活动支撑块、止动螺钉和压紧螺帽；
[0007]
所述夹具体内设有自夹具体的一端延伸至另一端的夹具内通孔，所述弹簧调节座、压力弹簧和活动支撑块依次沿夹具内通孔的中心线方向顺序设置且相对于夹具内通孔可移动；
[0008]
所述夹具体在靠近零件一侧方向的一端设有用于支靠零件辐板的辐板定位面和用于压紧零件的压紧螺帽，在压紧螺帽的作用下，所述零件辐板与辐板定位面配合，所述活动支撑块与零件接触并用于支撑零件轴肩；
[0009]
所述夹具体侧壁上开设有定位通孔，所述止动螺钉位于定位通孔内，所述止动螺钉前端抵触于活动支撑块的侧壁并用于固定活动支撑块；
[0010]
使用时，确定弹簧调节座的位置，放入零件推动活动支撑块压缩压力弹簧，活动支撑块为零件提供弹性支撑力，使用压紧螺帽压紧零件辐板，拧紧止动螺钉将活动支撑块的弹性支撑力变为刚性支撑力。
[0011]
作为对上述技术方案的进一步改进：
[0012]
所述可调辅助支撑夹具结构还包括用于压紧零件轴肩中心通孔的辅助压紧装置，所述辅助压紧装置包括压杆和辅助外螺母，所述压杆的一端与活动支撑块连接并自活动支撑块穿过零件轴肩中心通孔延伸至零件轴肩中心通孔外，所述辅助外螺母套设于压杆的另一端外壁上并与压杆螺纹配合，通过旋转辅助外螺母将零件与活动支撑块压紧。
[0013]
所述辅助压紧装置还包括压板，所述压板两侧分别与辅助外螺母和零件中心通孔接触。
[0014]
所述辅助压紧装置还包括辅助内螺母，所述活动支撑块沿夹具内通孔的中心线方向开设有支撑通孔，所述辅助内螺母位于活动支撑块靠近压力弹簧一侧并与压杆螺纹连接，所述压杆穿过支撑通孔向零件轴肩中心通孔延伸。
[0015]
所述压杆包括杆挡块和杆主体所述杆挡块连接于杆主体一端，所述杆主体另一端与辅助外螺母螺纹连接，所述活动支撑块沿夹具内通孔的中心线方向开设有支撑通孔，所述杆挡块设置于活动支撑块靠近压力弹簧一侧，所述杆主体穿过支撑通孔向零件轴肩中心通孔延伸。
[0016]
所述可调辅助支撑夹具结构还包括调节座锁紧螺母，所述调节座锁紧螺母一侧与夹具体接触并与弹簧调节座外壁螺纹配合。
[0017]
所述活动支撑块的外周壁沿活动支撑块的长度方向开设有限位孔，所述止动螺钉自侧定位通孔延伸至限位孔内并抵触于活动支撑块。
[0018]
所述弹簧调节座一端和活动支撑块一端分别开设有调节座沉孔和支撑块沉孔，所述调节座沉孔和支撑块沉孔相对设置并用于容纳压力弹簧。
[0019]
所述压紧螺帽包括螺母本体和压环，所述螺母本体套设于夹具体外壁并与夹具体螺纹配合，所述压环连接于螺母本体一端，旋转压紧螺帽时压环将零件辐板的边缘部与辐板定位面压紧。
[0020]
所述弹簧调节座和夹具内通孔螺纹连接。
[0021]
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0022]
本实用新型的可调辅助支撑夹具结构，通过压紧螺帽对零件辐板进行面压紧固定，受力均匀，防止零件装偏，采用活动支撑块对零件轴肩进行弹性面支撑，通过固定弹簧调节座后放入零件压缩压力弹簧推动活动支撑块自动调整到支承位置后，采用止动螺钉对活动支撑块进行机械锁固，将弹性支承转变为刚性支承，在零件加工时，活动支撑块提供足够大的刚性辅助支撑力，防止加工变形，可完全避免零件加工过程中振动发弹，保证零件加工精度及动平衡要求。通过调节弹簧调节座的位置调节压力弹簧的弹簧压缩量，以进一步调整活动支撑块的位置，满足不同长度零件辐板加工的辅助支撑，同时也可满足类似齿轮轴零件辐板的加工，实现一夹多用，从而减少夹具数量，降低生产成本，适用范围广。
附图说明
[0023]
图1是本实用新型实施例1中零件结构示意图。
[0024]
图2是本实用新型实施例1中可调辅助支撑夹具结构与零件的配合结构示意图。
[0025]
图3是本实用新型其他实施例中可调辅助支撑夹具结构与零件的配合结构示意图。
[0026]
图4是本实用新型实施例1中夹具体的结构示意图。
[0027]
图5是本实用新型实施例1中活动支撑块的结构示意图。
[0028]
图6是本实用新型实施例1中活动支撑块的俯视图。
[0029]
图7是本实用新型实施例1中弹簧调节座的结构示意图。
[0030]
图8是本实用新型实施例1中弹簧调节座的侧视图。
[0031]
图9是本实用新型其他实施例中弹簧调节座的结构示意图。
[0032]
图10是本实用新型其他实施例中弹簧调节座的侧视图。
[0033]
图11是本实用新型实施例1中压杆的结构示意图。
[0034]
图12是本实用新型其他实施例中压杆的结构示意图。
[0035]
图13是本实用新型实施例1中调节座锁紧螺母的结构示意图。
[0036]
图14是本实用新型实施例1中调节座锁紧螺母的侧视图。
[0037]
图15是本实用新型实施例1中压紧螺帽的结构示意图。
[0038]
图中各标号表示：1、夹具体；11、定位通孔；12、夹具内通孔；13、辐板定位面；2、压力弹簧；3、弹簧调节座；31、调节座沉孔；32、把手；4、调节座锁紧螺母；5、活动支撑块；51、限位孔；52、支撑块沉孔；53、支撑通孔；54、轴肩沉孔；6、止动螺钉；7、压紧螺帽；71、螺母本体；72、压环；8、辅助压紧装置；81、辅助内螺母；82、压杆；821、杆挡块；822、杆主体；83、压板；84、辅助外螺母；9、零件。
具体实施方式
[0039]
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。除非特殊说明，本实用新型采用的仪器或材料为市售。
[0040]
实施例1：
[0041]
如图1所示，某航空发动机薄辐板齿轮零件9，零件9轴肩设有中心通孔，零件9具有功重比高、辐板薄、精度高等特点。在生产过程中，零件淬火后辐板切削易变形，尺寸控制难度大，辐板车削加工轴向变形达到0.25mm，而设计要求轴向尺寸公差为0.1mm（l
±
0.05mm）。
[0042]
如图2、图4至图8、图11、图13至图15所示，本实施例的一种用于零件辐板加工的可调辅助支撑夹具结构，包括夹具体1、压力弹簧2、弹簧调节座3、活动支撑块5、止动螺钉6和压紧螺帽7；夹具体1内设有自夹具体1的一端延伸至另一端的夹具内通孔12，弹簧调节座3、压力弹簧2和活动支撑块5依次沿夹具内通孔12的中心线方向顺序设置且相对于夹具内通孔12可移动；夹具体1在靠近零件9一侧方向的一端设有用于支靠零件9辐板的辐板定位面13和用于压紧零件9的压紧螺帽7，在压紧螺帽7的作用下，零件9辐板与辐板定位面13配合，活动支撑块5与零件9接触并用于支撑零件9轴肩；夹具体1侧壁上开设有定位通孔11，止动螺钉6位于定位通孔11内，止动螺钉6前端抵触于活动支撑块5的侧壁并用于固定活动支撑块5；使用时，确定弹簧调节座3的位置，放入零件9推动活动支撑块5压缩压力弹簧2，活动支撑块5为零件9提供弹性支撑力，使用压紧螺帽7压紧零件9辐板，拧紧止动螺钉6将活动支撑块5的弹性支撑力变为刚性支撑力。
[0043]
本实用新型的可调辅助支撑夹具结构，通过压紧螺帽7对零件9辐板进行面压紧固定，受力均匀，防止零件9装偏，采用活动支撑块5对零件9轴肩进行弹性面支撑，通过固定弹簧调节座3放入零件9压缩压力弹簧2推动活动支撑块5自动调整到支承位置后，采用止动螺钉6对活动支撑块5进行机械锁固，将弹性支承转变为刚性支承，在零件加工时，活动支撑块5和止动螺钉6的配合提供足够大的辅助支撑力，防止加工变形，可完全避免零件9加工过程中振动发弹，保证零件9加工精度及动平衡要求。通过调节弹簧调节座3的位置调节压力弹簧2的弹簧压缩量，以进一步调整活动支撑块5的位置，满足不同长度零件9辐板加工的辅助支撑，同时也可满足类似齿轮轴零件辐板的加工，实现一夹多用，从而减少夹具数量，降低生产成本适用范围广。
[0044]
本实施例中，弹簧调节座3和夹具内通孔12螺纹连接。
[0045]
如图2和图4所示，本实施例中，夹具体1内周壁为阶梯形，用于零件9主支靠的夹具体1端面为主支靠面c（即辐板定位面13）要求与基准面a（即夹具体1沿轴向方向的外周壁面）垂直度要求0.01mm，与基准面b（即夹具体1阶梯形内周壁面）平行度要求0.01mm； φe为零件9定位直径，即零件辐板外径，该面要求与基准面a保持同轴度为φ0.01mm； φd为零件9轴颈直径，该面要求与基准面a保持同轴度为φ0.01mm； 辅助支靠面n（即活动支撑块5与零件9轴颈接触支靠的面）与主支靠面c（即辐板定位面13）的平行度0.01mm；活动支撑块5与夹具体1配滑动间隙0.005~0.01m。
[0046]
弹簧调节座3通过螺纹与夹具体1连接，通过调节弹簧调节座3的位置调整活动支撑块5的位置，保证压力弹簧2在自然状态下时的尺寸l1（夹具）＜零件的尺寸l2，使活动支撑块5以适当的弹力与零件9辅助支靠面（基准面b）接触消除间隙。
[0047]
如图13、14所示，本实施例中，可调辅助支撑夹具结构还包括调节座锁紧螺母4，调节座锁紧螺母4一侧与夹具体1接触并与弹簧调节座3外壁螺纹配合，调节座锁紧螺母4用于固定弹簧调节座3在夹具内通孔12的位置。压力弹簧2的弹簧压缩量通过旋转调节座锁紧螺母4来调整，实现支撑力可调。
[0048]
如图9、10所示，在其他实施例中，弹簧调节座3在远离零件9的一端设有把手32。
[0049]
通过调节弹簧调节座3位置，可满足零件9两端不同安装面距离时辐板加工的支靠、辅助支靠及定位固定，从而减少夹具数量，降低生产成本，防止加工过程中，刀具发弹。
[0050]
可调辅助支撑夹具结构还包括用于压紧零件9轴肩中心通孔的辅助压紧装置8，辅助压紧装置8包括压杆82和辅助外螺母84，压杆82的一端与活动支撑块5连接并自活动支撑块5穿过零件9轴肩中心通孔延伸至零件9轴肩中心通孔外，辅助外螺母84套设于压杆82的另一端外壁上并与压杆82螺纹配合，通过旋转辅助外螺母84将零件9与活动支撑块5压紧。
[0051]
弹簧调节座3、压力弹簧2和活动支撑块5实现可调辅助支靠，通过辅助压紧装置8使可调辅助支撑夹具结构和零件9融为一体，增加零件9刚性，有效控制薄辐板零件9的加工变形，保证零件9尺寸精度、形位公差和表面质量要求。
[0052]
辅助压紧装置8还包括压板83，压板83两侧分别与辅助外螺母84和零件9中心通孔接触。
[0053]
辅助压紧装置8还包括辅助内螺母81，活动支撑块5沿夹具内通孔12的中心线方向开设有支撑通孔53，辅助内螺母81位于活动支撑块5靠近压力弹簧2一侧并与压杆82螺纹连接，压杆82穿过支撑通孔53向零件9轴肩中心通孔延伸。
[0054]
可调节压力弹簧2的压缩量（设为θ），进而调节压力弹簧2的弹力大小，压缩的压力弹簧给予活动支撑块5水平向右的推力（设为f1）；当活动支撑块5向右移动一定距离后，其右端面与安装好的零件9轴肩接触，通过拧紧止动螺钉6固定活动支撑块5，使其在加工过程中实现辅助支靠，给予零件9向右的支靠力（设为f2）；压紧螺帽7通过螺纹与夹具体1连接，零件9装夹时，通过螺纹拧紧给予零件9向左的压力（设为f3）。
[0055]
辅助压紧装置8主要用于轴肩有通孔且长度较长造成加工时易发弹的零件9生产，本实施例中，一端通过辅助内螺母81与活动支撑块5联接，另一端通过压板83和辅助外螺母84固定零件9产生压紧力（设为f4），使夹具体1与零件9连接成一体，增加零件9刚性。夹具体1的主支靠面c（即辐板定位面13）支靠零件9的支靠力（设为f5），加工过程中产生切削力（设为f6）；则有：当止动螺钉6未拧紧之前：f1=f2，f2+f5=f3+f4；当止动螺钉6拧紧后有：f1≠
f2，f2+f5=f3+f4；切削加工过程中动平衡有：f1≠f2，f2+f5=f3+f4+f6，其中f5随刀具的移动而变化。
[0056]
在其他实施例中，如果零件9轴肩没有设有中心通孔，可省略辅助压紧装置8（如图3所示），无辅助压紧力，当止动螺钉6未拧紧之前：f1=f2,f2+f5=f3；当止动螺钉6拧紧后：f1≠f2,f2+f5=f3；切削加工过程中动平衡有：f1≠f2,f2+f5=f3+f6，其中f5随刀具的移动而变化。
[0057]
如图11所示，在本实施例中压杆82两端均设有螺纹，分别与辅助内螺母81和辅助外螺母84连接。如图12所示，在其他实施例中，压杆82包括杆挡块821和杆主体822，杆挡块821连接于杆主体822一端，杆主体822另一端与辅助外螺母84螺纹连接，活动支撑块5沿夹具内通孔12的中心线方向开设有支撑通孔53，杆挡块821设置于活动支撑块5靠近压力弹簧2一侧，杆主体822穿过支撑通孔53向零件9轴肩中心通孔延伸。杆挡块821与辅助内螺母81的作用相同。
[0058]
如图5所示，活动支撑块5的外周壁沿活动支撑块5的长度方向开设有限位孔51，止动螺钉6自定位通孔11延伸至限位孔51内并抵触于活动支撑块5。
[0059]
如图5和图7所示，弹簧调节座3一端和活动支撑块5一端分别开设有调节座沉孔31和支撑块沉孔52，调节座沉孔31和支撑块沉孔52相对设置并用于容纳压力弹簧2。当零件9轴肩具有阶梯状外圆周壁时，活动支撑块5的另一端还开设有轴肩沉孔54，零件9轴肩伸入轴肩沉孔54内，阶梯状外圆周壁与活动支撑块紧密配合定位。
[0060]
如图15所示，压紧螺帽7包括螺母本体71和压环72，螺母本体71套设于夹具体1外壁并与夹具体1螺纹配合，压环72连接于螺母本体71一端，旋转压紧螺帽7时压环72将零件9辐板的边缘部与辐板定位面13压紧。
[0061]
本实用新型的工作原理是：
[0062]
安装零件9，夹具体1上设有用于支靠零件9主支靠面的辐板定位面和压紧零件9的压紧螺帽7，零件9轴肩在压紧螺帽7的作用下与活动支撑块5轴肩沉孔54定位配合；同时压力弹簧2推动活动支撑块5在夹具内通孔12向零件9一方移动，直至活动支撑块5与零件9轴肩的辅助支靠面接触；夹具体1侧壁上开设有定位通孔11，止动螺钉6位于定位通孔11内并用于固定活动支撑块5，使得零件9加工时，为零件9提供刚性辅助支撑力；旋转弹簧调节座3调节弹簧压缩量，以提供适应不同m2的可调辅助支靠面；辅助压紧装置8通过压杆82和辅助外螺母84拧紧，使零件9与夹具固定为一体，增加零件9刚性。
[0063]
本实用新型的使用步骤：
[0064]
安装前测量零件9短端轴肩到对应齿端的距离m1，调节弹簧调节座3，使活动支撑块5与零件9轴颈接触支靠的面，即辅助支靠面n，到主支靠面c（即辐板定位面13）的距离m2＜m1，安装夹具体1到数控车床三爪卡盘上，找正，以基准面b为支靠面，基准面a为固定夹紧面，安装零件9（注意轴肩长、短端，避免装反），依次拧紧压紧螺帽7、止动螺钉6、辅助外螺母84，加工完零件9，拧松辅助外螺母84和压紧螺帽7，取下零件9，安装下一个零件9进行加工，依次加工完该批次零件9。
[0065]
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效
实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。