[發明專利]薄壁圓筒結構件徑向脹緊裝置及方法

在審

• 申請號: 202010829133.5
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN114074192A
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 劉胤;張柏臣;于震;楊蕓;史凌峰;倪成剛;張德玉
• 申請（專利權）人: 航天科工慣性技術有限公司
• 主分類號: B23B31/40
• 分類號: B23B31/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種薄壁圓筒結構件徑向脹緊裝置及方法，脹緊裝置具有至少一個支撐圓柱體，支撐圓柱體外表面與薄壁圓筒結構件內表面形成環形面接觸。通過向脹緊裝置施加軸向作用力，通過圓周斜楔機構，使得支撐圓柱體徑向擴張，從而將薄壁圓筒結構件徑向脹緊，同時實現了薄壁圓筒結構件軸線與所述脹緊裝置軸線重合。脹緊方法包括預先裝配預緊，裝到薄壁圓筒結構件中后，只需旋合螺母，即可將薄壁圓筒結構件徑向脹緊。本發明能夠徑向定位、夾緊穩定、容易控制、加工精度更高，使用方便。

技術領域

本發明涉及圓筒結構件徑向脹緊裝置及其脹緊方法，特別是涉及一種薄壁長圓筒件精密加工的徑向脹緊裝置及其脹緊方法。

背景技術

目前，薄壁圓筒結構件因其壁薄，定位裝夾困難，加工精度不易保證，特別是薄壁長圓筒件，其定位裝夾一直是加工過程中的難點。

針對薄壁短圓筒結構件的精密機械加工，通常制作螺紋脹胎，隨著螺紋脹胎中錐形螺釘的擰緊，脹胎內的錐形螺釘外圓錐體結構發生直線位移，推動與其配合的脹胎內圓錐面發生圓周方向的徑向彈性變形，以此來夾緊薄壁圓筒結構件，但螺紋脹胎的裝夾為圓周線接觸，在加工過程中，薄壁圓筒結構件的內圓周側壁沿著零件軸向方向上的夾緊力和切削力受力不均，同時，螺紋脹胎的夾緊力不易控制，在裝夾薄壁圓筒結構件時容易裝夾變形，加工精度不易保證。

針對薄壁長圓筒結構件的精密加工，通常采用機床附件，如中心架或跟刀架來支撐薄壁長圓筒件，以增強其整體剛性。中心架分普通中心架和滾動軸承中心架，使用普通中心架前，必須在薄壁長圓筒中部位置車出一段支撐中心架支撐爪的溝槽，溝槽的表面粗糙度及圓柱度誤差要小，以免影響工件的加工精度，工件上中心架支撐爪接觸部位的溝槽需進一步進行加工，以滿足工件的最終加工要求；采用滾動軸承中心架，比普通中心架在工作過程中與工件摩擦會減小，但車削后同軸度誤差較大；在使用中心架的過程中，中心架需固定在機床導軌上，同時，支撐爪和工件接觸處需經常加注潤滑油，否則會加速磨損中心架的支撐爪及工件已加工表面。而使用跟刀架支撐薄壁長圓筒結構件車削時，需適當調整跟刀架上各支撐爪與工件的接觸壓力，讓每個支撐爪都能與工件外圓表面保持合適的間隙，使工件可以自由轉動；同時，要經常檢查跟刀架各支撐爪與工件表面的接觸情況，以便及時調整；跟刀架與車刀一起沿軸向移動，抵消徑向切削力，提高其形狀精度和表面粗糙度。綜上：在使用中心架或跟刀架加工薄壁長圓筒結構件過程中，裝夾準備過程繁瑣，需要人工輔助進行，加工過程中控制點多，工件的形位精度和表面質量不高，不適宜用于精密加工。

專利CN208322742U中，提供了一種薄壁管件裝夾工裝，但工裝內的頂推桿在固定筒的圓周方向上無限位措施，在使用過程中，存在頂推桿沿圓周方向轉動的可能；雖然頂推桿上的圓錐臺結構能夠在一定程度上抵消頂推桿在沿固定筒軸向移動過程中的圓周轉動量，但仍不能有效控制頂推桿僅沿固定筒的軸向直線移動，頂推桿在工裝內部的圓周轉動將會影響到工裝的使用穩定性。工裝內頂壓銷沿固定筒的圓周徑向無限位措施，且整個工裝上的頂推桿數量多，不排除在工裝使用過程中，個別頂推桿有掉落的可能。未對頂壓銷沿其自身旋轉軸線進行旋轉定位，在實際使用過程中需人工對其進行輔助定位。沿固定筒圓周分布的頂壓銷則不會自動復位至初始狀態，需要人工輔助進行。

發明內容

本發明提供一種能夠徑向定位、夾緊穩定、容易控制、加工精度更高的薄壁圓筒結構件徑向脹緊裝置。另外，本發明還提供了一種薄壁圓筒結構件徑向脹緊方法，同樣解決上述技術問題，而且使用方便快捷。

本發明一種薄壁圓筒結構件徑向脹緊裝置，脹緊裝置安裝在薄壁圓筒結構件6內部，左、右兩端為裝夾結構，用于安裝在機床主軸或工作臺上，其特征在于，脹緊裝置具有至少一個支撐圓柱體，支撐圓柱體外表面與薄壁圓筒結構件6內表面形成環形面接觸；通過向脹緊裝置施加軸向作用力，使得支撐圓柱體徑向擴張，從而將薄壁圓筒結構件6徑向脹緊，同時實現薄壁圓筒結構件6軸線與脹緊裝置軸線重合。

進一步地，脹緊裝置包括芯軸1、第一筒夾2以及第一螺母4；