[實(shí)用新型]用于薄壁工件的機(jī)床夾具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520463367.7
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN204880914U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾欽倫
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶卓山機(jī)械制造有限公司
• 主分類號: F25C1/12
• 分類號: F25C1/12;B23Q3/00
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 黃書凱

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于工件夾緊裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于薄壁工件的機(jī)床夾具。

背景技術(shù)

薄壁工件是指結(jié)構(gòu)的厚度相對于整個工件體積比較薄的零件。在薄壁工件加工時，需要先用夾持裝置將薄壁工件夾持定位，再進(jìn)行加工操作。目前加工薄壁工件的夾持裝置通常是三爪卡盤，為了保證薄壁工件夾持穩(wěn)定，夾爪必然會對薄壁的表面產(chǎn)生壓力，由于薄壁工件存在壁薄、剛性差和強(qiáng)度弱等特點(diǎn)，所以，其在加工過程中很容易出現(xiàn)受力變形。同時，機(jī)械加工的過程中常常會在工件和加工處產(chǎn)生大量的熱量，薄壁工件的壁比較薄，極容易受熱變形。在受力變形和受熱變形的共同作用下，工件的尺寸精度和形狀精度難以控制，導(dǎo)致次品率高。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在提供一種用于薄壁工件的機(jī)床夾具，以解決薄壁工件容易受力變形和受熱變形的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種用于薄壁工件的機(jī)床夾具，包括物料筒、冷卻管、進(jìn)氣管、出氣管、渦流管和保溫罐；所述物料筒為中空的筒體，筒體內(nèi)盛有水溶液，筒體的筒壁內(nèi)設(shè)有供氣體流動的通道，所述冷卻管設(shè)置在物料筒內(nèi)，所述冷卻管的形狀為錐形螺旋型，所述錐形螺旋型的錐度為20-50°，所述出氣管和通道的一端相通，進(jìn)氣管和通道的另一端相通，和出氣管相通的通道與位于錐形螺旋型尖端的冷卻管口相通，和進(jìn)氣管相通的通道與位于錐形螺旋型粗端的冷卻管口相通，所述渦流管的冷氣管連接在進(jìn)氣管上，渦流管的熱氣管連接在保溫罐上，保溫罐上還設(shè)有與進(jìn)氣管連通的解凍管，所述熱氣管與解凍管上均設(shè)有管閥。

渦流管是一種結(jié)構(gòu)非常簡單的能量分離裝置，它是由噴嘴、渦流室、分離孔板、冷氣管和熱氣管組成。只需通入壓縮空氣，即可得到冷空氣（最低-46℃）和熱空氣（最高127℃）。其原理在于：高壓氣體經(jīng)噴嘴膨脹后，以自由渦流形式進(jìn)入渦流室，在渦流室內(nèi)，氣流的邊界角速度很小，但近中心點(diǎn)角速度很大。由于粘性力的作用，最終使所有氣流的角速度相等。因此，氣流在向前流動的過程中，內(nèi)層氣流速度逐漸降低，外層氣流速度則逐漸增大。也就是說，功從內(nèi)層傳向外層，內(nèi)層氣流膨脹作功，溫度降低，外層氣流的溫度則開始升高。與此同時，熱量也向內(nèi)層中心傳遞，但比功的傳遞來得慢，內(nèi)層供給外層的動能足以補(bǔ)償由于摩擦和傳熱所產(chǎn)生的熱流。所以，內(nèi)層氣流溫度逐漸降低。反之，外層氣流獲得的動能比其失去的熱量多，且這些動能在熱氣管中由于摩擦最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使外層氣流的溫度升高。

本實(shí)用新型的原理在于：將工件放入水溶液中，利用渦流管產(chǎn)生的冷空氣對物料筒內(nèi)的水溶液進(jìn)行冷卻，當(dāng)水溶液溫度降低至0℃時，水溶液凝結(jié)成冰，即可將工件固定。加工完畢后，停止通入冷空氣，打開解凍管上的管閥，將保溫罐內(nèi)的熱空氣通入進(jìn)氣管中，使冰的溫度升高，當(dāng)冰融化為水溶液后，即可將工件取出。

本實(shí)用新型的有益效果在于：筒體的筒壁內(nèi)設(shè)有供氣體流動的通道；氣體經(jīng)過通道后，將熱量傳遞到筒體內(nèi)，能加快水溶液的凝結(jié)和冰的融化速度。冷卻管的形狀為錐形螺旋型；螺旋型的冷卻管與水溶液的接觸面大，更利于熱量的傳遞。所述錐形螺旋型的錐度為20-50°，位于錐形螺旋型尖端的冷卻管口與所述出氣管相通，位于錐形螺旋型粗端的冷卻管口與進(jìn)氣管相通；通常情況下，與進(jìn)氣管連接的冷卻管處的溫度損失小，而與出氣管連接的冷卻管處溫度損失會較大，錐形的冷卻管設(shè)計，對兩處的溫差有很好的彌補(bǔ)作用，使筒體中心處的凝結(jié)速度趨于一致。所述渦流管的冷氣管與進(jìn)氣管連通，渦流管的熱氣管連接在保溫罐上，渦流管產(chǎn)生的冷空氣通入進(jìn)氣管對筒體內(nèi)的水溶液進(jìn)行降溫處理，渦流管產(chǎn)生的熱空氣則保存在保溫罐中待用，保溫罐上還設(shè)有與進(jìn)氣管連通的解凍管，所述熱氣管與解凍管上均設(shè)有管閥，解凍管將保溫罐中的熱空氣通入進(jìn)氣管管中對筒體內(nèi)的冰進(jìn)行升溫，將冰從新融化為水溶液。

與傳統(tǒng)的薄壁夾具相比，本方案摒棄了機(jī)械的夾緊方式，采用水溶液凝結(jié)的方式將工件夾緊，對工件的表面產(chǎn)生壓力均勻，不易導(dǎo)致工件變形；同時，工件在加工工程中，水溶液為冰凍狀態(tài)，溫度較低，由于工件與水溶液接觸，則工件的溫度也相對較低，低溫抵消了工件加工處產(chǎn)生的熱量，從而減少了工件受熱變形的情況。

進(jìn)一步地，進(jìn)氣管、出氣管、熱氣管和解凍管均為聚丙烯超靜音排水管。與普通塑料管道相，聚丙烯超靜音排水管的耐應(yīng)力開裂性更高，在溫度和內(nèi)外壓力作用下，其性能衰減非常緩慢。

進(jìn)一步地，物料筒的外壁設(shè)有保溫層。保溫層能有效的隔絕物料筒內(nèi)外的溫度，使水溶液的凝結(jié)速度和溶解速度更快。