[发明专利]一种用于精车外圆的夹具及夹具加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种用已加工完成的两个长孔定位薄壁壳体类零件的用于精车外圆的夹具及夹具加工方法。

背景技术

针对较长、薄壁壳体零件以数控镗好的两个长孔4定位反车基准外圆14，保证两个长孔与车削后的基准外圆3的位置度￠0.03mm，见图1所示。该零件材料为钛合金TC4，传统的加工方法为预钻两个长孔，先加工基准外圆后，再精线切内孔，保证两个长孔与外圆的位置度。但因此零件钛合金材料加工易发热变形，加工长孔后与精车的外圆单边壁厚仅有1.3mm，此工艺方案易造成薄壁处变形，并且因零件长，精线切长孔效率较低。试验采用先数控钻镗好两个长孔，以此定位精车出基准外圆。但因零件长孔中心距和孔尺寸均有公差，因而要达到长孔与基准外圆的位置度￠0.03mm，反车出基准外圆，精车加工存在较大的质量风险，定位夹具的好坏将直接影响精车外圆的精度。

现有车床精车夹具的定位及加工缺陷：

1.车床上常用的一面两销通常将两个圆销做成较大间隙，方便零件装卸，但其在较长零件上的误差放大作用也是很明显的，见图3，若定位销6长20mm，壳体零件长154mm，孔入口接触间隙t1＝0.01mm，因间隙零件倾斜，则在孔出口处将会有t2＝0.0725mm的误差，很明显不能满足精车要求长孔4与基准外圆14的位置度￠0.03mm；有的高精度零件加工时，采取两圆孔很小的间隙定位，但因零件的结构特性(孔壁5最薄处1.3mm)这种很小间隙过定位的方式很可能造成加工零件时和装拆夹具时的受力变形，造成精度超差；另外做为定位的两长孔4数控镗后的中心距有0.02mm误差左右，因而用夹具装配时会造成难以装卸，会产生过定位。

2.对于较长零件车床加工常用的辅助定位方式的缺点：对于此类较长零件，车床常用车床尾座顶尖顶紧一圆柱形平堵头，并靠平堵头于零件右端面接触的摩擦力顶紧零件，缺点如下：

1)即使零件主定位准确定位了，零件因自重的原因也会出现零件尾部的上下和前后歪斜。平堵头并不能起到定心作用，虽然尾座顶尖与机床主轴同心，但零件的中心线已与机床主轴、尾座顶尖偏离。零件顶紧后机床旋转，零件会出现较大的圆跳动和振摆。在这种情况下工人会手动调整零件的装夹位置，直到找正零件中心与机床主轴中心线平行，才开始精车外圆，这一工作费时费力，而且找正精度不高。

2)在零件用平堵头装夹后零件轻微歪斜的基础下，尾座顶尖强行顶紧，此零件会产生挠性弯曲变形，原图纸要求的两个长孔4的尺寸及形状公差都会有所改变，精车外圆位置度￠0.03mm的要求也就难以保证，会影响零件设计时所需要的装配性能。

3)用平堵头在零件右端面2顶紧支撑时，因仅用端面与零件端面接触，无径向支撑，接触面少，若夹的很紧，该零件易变形；若夹紧力较小，在加工零件外圆时径向吃刀进给时，零件右端面与平堵头端面易滑移错位，零件中心偏移；也有可能为防止受力滑移，将加工时径向吃刀进给减小，但这样精车外圆的加工效率将会大幅降低。

发明内容

本发明的目的是提出一种加工精度高、零件加工完成后的装配性能不受影响的一种用于精车外圆的夹具及夹具加工方法。本发明的技术解决方案是，夹具包括主定位夹具体和辅助定位夹具体，

1)主定位夹具体包括夹持柄、定位菱形销和定位圆销，定位菱形销和定位圆销置于主定位夹具体的端面上，并凸出于主定位夹具体的定位端面；主定位夹具体与机床轴心线同轴，定位菱形销和定位圆销的轴线与机床的轴心线平行，定位菱形销的长轴与机床轴心线垂直，主定位夹具体的找正基准外圆与夹持柄同轴；定位菱形销长轴与被加工零件长孔直径的间隙0.005-0.01mm，定位圆销的直径与被加工零件长孔直径的间隙0.01-0.015mm，定位菱形销短轴削边后剩余外圆宽度B为零件长孔直径的1/5，定位菱形销和定位圆销的高度为零件长度的1/5，定位菱形销的长轴和与其置于同一个被加工零件长孔中的辅助定位夹具体上的菱形销的长轴垂直；

2)辅助定位夹具体包括两个相同的菱形销，两个菱形销置于辅助定位夹具体找正基准外圆的端面上，并凸出于该端面，两个菱形销的长轴方向相互垂直，其中一个菱形销的长轴方向与两个菱形销的中心连线方向一致；两个菱形销和的长轴外圆直径与零件长孔直径的间隙0.015-0.02mm，菱形销削边后剩余外圆宽度B为零件长孔直径的1/5；两个菱形销的高度取零件长度的1/6。

所述的机床轴心线的方向为X向时，主定位夹具体的定位菱形销的长轴方向为Y向，辅助定位夹具体的与主定位夹具体的定位菱形销共同置于同一个被加工零件长孔中的菱形销的长轴方向为Z向。