一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置的制作方法

本实用新型涉及薄壁管类零件精加工技术领域，特别是涉及一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置。

背景技术：

在机械零件加工领域内，针对薄壁管类零件(如图1所示)常用的精加工方法有以下两种：

第一种，先在零件两端孔口处做60°顶尖倒角，在内外圆磨床上通过双顶装夹的方式先将需要保证形位公差的外圆精磨，然后在慢走丝线切割机床上通过找正已磨外圆碰数分中精加工内孔。

第二种，先在零件两端孔口处做60°顶尖倒角，在内外圆磨床上通过双顶装夹的方式先将需要保证形位公差的外圆精磨，然后通过找正装夹已精磨外圆对内孔进行精磨加工。

上述第一种精加工方法由于目前线切割机床的切割深度有限，所以所能够加工的零件长度有限(一般不超过200mm)；采用线切割加工，零件内孔表面的粗糙度较大，难于保证内外圆有较高的同轴度。

上述第二种精加工方法由于细长薄壁管类零件的长度较长，所以在加工过程中会产生不可避免的震动，另外装夹找正不便，若装夹不当还会导致零件已精加工的外圆被装夹变形，且难于保证内外圆有较高的同轴度。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置，能够辅助固定薄壁管零件以便于薄壁管零件外圆表面的精加工，可以保证精加工的精度以及防止薄壁管零件的内孔发生变形。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置，包括：与薄壁管零件上内孔结构相匹配的芯轴和胀套，以及与胀套上套孔结构相匹配的胀芯；所述胀芯的圆锥台部通过所述胀套设置在薄壁管零件内孔的一端，所述芯轴的螺纹端从薄壁管零件内孔的另一端穿过与所述胀芯螺纹连接；随着所述胀芯向所述芯轴上固定端所在方向的旋入，所述胀套的膨胀部在会沿其径向均匀向外膨胀从而固定胀芯和芯轴在薄壁管零件上的相对位置。

优选的，所述胀套包括环形部和所述膨胀部；所述胀套的外径与所述薄壁管零件上内孔的直径相匹配；所述胀套的套孔为锥形通孔，所述锥形通孔的轴线与所述胀套的轴线重合，所述锥形通孔的内径自所述胀套上环形部所在端向膨胀部所在端逐渐减小；所述胀套的外侧壁上位于所述环形部和所述膨胀部之间的位置开设有一圈环形凹槽；所述胀套的膨胀部上具有多条胀缝，所述胀缝围绕所述胀套的轴线均匀分布；所述环形部的外侧壁上设有一圈环形凸台，所述环形凸台位于所述环形部上远离所述膨胀部的端部。

优选的，所述胀缝的长度方向与所述胀套的轴线方向相同。

优选的，所述胀缝的宽度为0.5-1mm。

优选的，所述胀芯包括圆台部和圆锥台部，所述圆台部的外径大于所述薄壁管零件的内孔直径，所述圆锥台部的外部结构与所述锥形通孔的结构相匹配；所述胀芯上圆锥台部所在的一端设置有圆孔；所述胀芯上圆台部所在的一端设置有与所述圆孔相通的螺纹孔，所述螺纹孔小于所述圆孔，所述螺纹孔和圆孔的轴线均与所述胀芯的轴线重合。

优选的，所述圆台部的外侧壁上对称设置有用于扳手扭转的两个平面。

优选的，所述芯轴包括依次相连的第一圆柱部、第二圆柱部、第三圆柱部和第四圆柱部，所述第一圆柱部的外径大于所述薄壁管零件的内孔直径，所述第二圆柱部的外径与所述薄壁管零件的内孔直径相匹配(配合间隙控制在0.002um以内或磨成全锥角为0.01°-0.02°的微锥与对应薄壁管零件内孔实现无间隙配合)，所述第三圆柱部的外径与所述圆孔的内径相匹配，所述第四圆柱部的外侧壁上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺纹孔上的螺纹相匹配；所述芯轴上第一圆柱部所在的端部为所述固定端，所述芯轴上第四圆柱部所在的端部为所述螺纹端。

优选的，所述第一圆柱部的外径小于所述薄壁管零件的外径；所述第二圆柱部的外侧壁上靠近所述第一圆柱部的位置设置有第一退刀槽，所述第二圆柱部的外侧壁上靠近所述第三圆柱部位置设置有开放性环形槽，所述第二圆柱部上开放性环形槽所在端大于所述锥形通孔；所述第四圆柱部的外侧壁上靠近所述第三圆柱部的位置设置有第二退刀槽。

优选的，所述芯轴的固定端和螺纹端上均设置有中心孔。

优选的，所述第一圆柱部的外侧壁上对称设有用于扳手止转的平口槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够辅助固定薄壁管零件，以在精加工薄壁管零件的外圆表面时，保证零件外圆表面与其内孔之间的同轴度、以及零件外圆表面与其精加工后的端面之间的垂直精度，并可以防止零件上已精磨的内孔出现变形的问题；其结构简单、操作使用方便。

附图说明

图1是现有待精加工外圆的薄壁管零件的剖视结构示意图；

图2是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置的组合使用结构示意图；

图3是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中芯轴的主视结构示意图；

图4是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中芯轴的右视结构示意图；

图5是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中胀套的剖视结构示意图；

图6是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中胀套的右视结构示意图；

图7是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中胀芯的剖视结构示意图；

图8是本实用新型一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置中胀芯的右视结构示意图。

附图中各部件的标记如下：1、薄壁管零件；11、内孔；2、芯轴；21、第一圆柱部；211、平口槽；22、第二圆柱部；221、开放性环形槽；222、第一退刀槽；23、第三圆柱部；24、第四圆柱部；241、第二退刀槽；25、螺纹端；26、固定端；27、中心孔；3、胀套；31、环形部；32、膨胀部；321、胀缝；33、环形凹槽；34、锥形通孔；35、环形凸台；4、胀芯；41、圆台部；411、平面；42、圆锥台部；43、螺纹孔；44、圆孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图8，本实用新型实施例包括：

一种薄壁管类零件精加工用辅助固定装置，所述薄壁管零件1如图1所示。所述薄壁管类零件精加工用辅助固定装置包括：芯轴2、胀套3和胀芯4。

所述胀套3包括环形部31和膨胀部32。所述胀套3的外径与所述薄壁管零件1上内孔11的直径相匹配；所述胀套3的套孔为锥形通孔34，所述锥形通孔34的轴线与所述胀套3的轴线重合，所述锥形通孔34的内径自所述胀套3上环形部31所在端向膨胀部32所在端逐渐减小。所述胀套3的外侧壁上位于所述环形部31和所述膨胀部32之间的位置开设有一圈环形凹槽33，以便于膨胀部32受力后膨胀；所述胀套3的膨胀部32上具有六条0.5mm(可以是0.5-1mm之间的任意数值，该数值氛围也包含0.5mm和1mm自身)宽的胀缝321，所述胀缝321围绕所述胀套3的轴线均匀分布，所述胀缝321的长度方向与所述胀套3的轴线方向相同；胀套3可以充分固定连接胀芯4和薄壁管零件1。所述环形部31的外侧壁上设有一圈环形凸台35，所述环形凸台35位于所述环形部31上远离所述膨胀部32的端部；环形部31可以有效的防止胀套3过分卡入到薄壁管零件1的内孔11中，保证胀套3可以位于薄壁管零件1的端部。

所述胀芯4包括圆台部41和圆锥台部42，所述圆台部41的外径大于所述薄壁管零件1的内孔11直径，所述圆锥台部42的外部结构与所述锥形通孔34的结构相匹配。所述胀芯4上圆锥台部42所在的一端设置有圆孔44；所述胀芯4上圆台部41所在的一端设置有与所述圆孔44相通的螺纹孔43，所述螺纹孔43的内径小于所述圆孔44的内径，所述螺纹孔43的轴线、所述圆孔44的轴线均与所述胀芯4的轴线重合。所述圆台部41的外侧壁上对称设置有两个平面411，两个平面411可以方便的用扳手扭转，从而便于旋转胀芯4。

所述芯轴2包括依次相连的第一圆柱部21、第二圆柱部22、第三圆柱部23和第四圆柱部24，所述第一圆柱部21的外径大于所述薄壁管零件1的内孔11直径，所述第二圆柱部22的外径与所述薄壁管零件1的内孔11直径相匹配(配合间隙控制在0.002um以内或磨成全锥角为0.01°-0.02°的微锥与对应薄壁管零件内孔实现无间隙配合)，所述第三圆柱部23的外径与所述圆孔44的内径相匹配，所述第四圆柱部24的外侧壁上设置有外螺纹，所述外螺纹与所述螺纹孔43上的螺纹相匹配；所述芯轴2的第二圆柱部22、第三圆柱部23和第四圆柱部24可穿过插入所述薄壁管零件1的内孔11中，所述芯轴2的第一圆柱部21可配合抵在所述薄壁管零件1的端面上。所述第一圆柱部21的外径小于所述薄壁管零件1的外径，以便于精加工薄壁管零件1的外圆表面，防止出现干涉。

所述第一圆柱部21的外侧壁上对称设有平口槽211，平口槽211可以方便用扳手止转，从而能够在旋转胀芯4时保证芯轴2相对不动，即方便相对芯轴2旋转转动胀芯4。

所述第二圆柱部22的外侧壁上靠近所述第一圆柱部21的位置设置有第一退刀槽222，以便于精加工所述第二圆柱部22的外侧壁，从而减小第二圆柱部22插入时与内孔11之间的摩擦力。所述第二圆柱部22的外侧壁上靠近所述第三圆柱部23位置设置有开放性环形槽221，所述第二圆柱部22上开放性环形槽221所在端的外径大于所述锥形通孔34的最大直径，以保证对所述胀套3的限制，防止旋转胀芯4致使胀套3发生轴向移动。该结构钢设计可以使得第二圆柱部22插入内孔11时两者之间的接触面变小，从而进一步减小第二圆柱部22插入薄壁管零件1内孔11时的摩擦阻力，便于第二圆柱部22的插入。

所述第四圆柱部24的外侧壁上设置有外螺纹，以便于与所述胀芯4螺纹连接。所述第四圆柱部24的外侧壁上靠近所述第三圆柱部23的位置设置有第二退刀槽241，以方便第四圆柱部24上外螺纹的加工。

所述芯轴2上第一圆柱部21所在的端部为固定端26，所述芯轴2上第四圆柱部24所在的端部为螺纹端25，所述芯轴2的固定端26和螺纹端25上均设置有中心孔27，以便于在内外磨床上双顶芯轴2后配磨加工芯轴2的外圆表面。

所述胀芯4的圆锥台部42通过所述胀套3设置在所述薄壁管零件1的内孔11中，所述芯轴2的螺纹端25穿过所述薄壁管零件1的内孔11与所述胀芯4螺纹连接。随着所述胀芯4向所述芯轴2上固定端26所在方向的旋入，所述芯轴2的第一圆柱部21会抵在所述薄壁管零件1的端面上、以确定所述芯轴2与所述薄壁管零件1的相对位置，所述胀套3的膨胀部32在会沿其径向均匀向外膨胀，以固定所述芯轴2和所述胀芯4相对于所述薄壁管零件1的位置，保证本装置与薄壁管零件1的固定配合，并支撑起薄壁管零件1的内孔11，防止在精加工薄壁管零件1的外表表面时、薄壁管零件1上已精加工的内孔11发生变形。

操作使用时，先将芯轴2从薄壁管零件1的一端配合插入，然后将胀套3及胀芯4按照图2所示配合装入薄壁管零件1的另一端处，即胀芯4螺纹套接在芯轴2的螺纹端25上，胀套3卡设位于胀芯4外侧壁与薄壁管零件1内侧壁之间；然后旋转胀芯4使胀芯4向芯轴2的固定端26方向轴向移动，由于胀芯4与胀套3之间是通过带锥度的圆锥面配合、以及在第三圆柱部23的限制下，胀芯4会迫使胀套3的膨胀部32沿径向均匀向外膨胀，从而能够达到辅助固定薄壁管零件1的目的，并可以有效的防止薄壁管零件1的非固定端26发生径向及轴向跳动，进而便于保证薄壁管零件1的外圆在精磨时，其圆度及同轴度的精度达5um以下。同时，在整个装配过程中(特别是旋转胀芯4时)，还能够迫使薄壁管零件1已精磨的端面平贴在芯轴2的第一圆柱部21(外轴肩面)上，从而可以保证薄壁管零件1上所精磨的外圆表面与零件上已精磨端面的垂直精度达5um以下。

使用本装置前，将薄壁管零件1左端(或中部)外圆装夹并找正后，先将薄壁管内孔11按薄壁管零件1所要求的尺寸精磨到位，随后将薄壁管零件1的一个端面(图示右端面)光平，并保证该端面与已精磨的内孔11垂直。在进行精磨薄壁管零件1的外圆表面时，使用本装置，由于薄壁管零件1上已精磨的内孔11与本装置密切配合，所以不会导致外圆精加工完毕后出现已精磨内孔11变形的问题。另外由于薄壁管零件1的内外圆均选用磨削加工，所以加工部位表面质量都很好。采用本装置对薄壁管类零件实施精加工的工艺方法可以完全彻底地解决现有加工方法造成的所有缺陷，使零件加工精度及表面质量均得到较大的提升。

本实用新型能够辅助固定薄壁管零件1，以在精加工薄壁管零件1的外圆表面时，保证零件外圆表面与其内孔11之间的同轴度、以及零件外圆表面与其精加工后的端面之间的垂直精度，并可以防止零件上已精磨的内孔11出现变形的问题；其结构简单、操作使用方便。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。