[实用新型]一种筒状硬脆性材料车削加工工件装夹工装

说明书

本发明一种筒状硬脆性材料车削加工工件装夹工装，属于车削加工技术领域；包括依次同轴设置的第一圆形凸台、六角螺栓、第二圆形凸台和连接体，两个圆形凸台均为阶梯轴结构，同轴安装于筒状工件的两端，通过六角螺栓连接为一；连接体的六边形凹槽同轴套装于六角螺栓的螺栓头上，锥形凹槽用于定位顶针。本发明两侧圆形凸台分别采用三爪卡盘和顶针实现周向固定和二次轴向压紧，具有较好的连接强度和稳定性，减少了工件在加工过程中的跳动误差。通过快速调整顶针与锥形凹槽的相对位置，使工件中心与卡装面同轴，进一步提高了找正效率；使工件承受较大的轴向力，而径向受力相对较小，避免了车削过程中可能出现的工件崩飞、非加工性裂纹损伤等问题。

技术领域

本发明属于车削加工技术领域，具体涉及一种筒状硬脆性材料车削加工工件装夹工装。

背景技术

SiC_f/SiC陶瓷基复材具有高比强度、高比模量、耐高温的特性，在航空发动机热端部件等领域应用前景广泛。国内关于SiC_f/SiC陶瓷基复材的制备工艺研究已取得较大的突破，目前该材料的工艺研究主要集中在钻孔、平面加工等方面。所采用材料形状多为板状，对于车削所用棒状或桶状材料相关研究公开报道较少。由于SiC_f/SiC陶瓷基复材制备过程复杂，制备周期长，成本大，导致购买价格高昂，从而导致试验材料较为缺乏。因此，研究人员对SiC_f/SiC陶瓷基复材的使用是十分谨慎的。

在棒状工件车削中，首先要对工件进行装夹定位，普通的装夹方法多采用三爪卡盘夹持工件的一端，保证径向定位与夹紧；另一端采用顶针沿轴向压紧。小尺寸筒状工件常采用三爪卡盘夹紧一端，另一端处于悬空状态，进行车削加工。然而，较大尺寸的筒状工件并不适合采用此种方法。这是由于夹爪夹持部分较短，悬空部分很长，且工件另一端无法采用顶针压紧。在车削过程中可能因径向力过大导致工件崩飞，对工件造成损伤，并极大影响加工安全性。由于径向力过大，极易导致工件中心与卡装面不同心，加工过程中产生较大跳动，从而影响工件的尺寸及形状精度。

对于筒状工件，也有研究人员设计全芯轴进行装夹，但对于较大尺寸的筒状工件，全芯轴自重及尺寸会很大，从而不利于装夹。筒状SiC_f/SiC陶瓷基复材具有高硬度、高强度的特点，但其壁厚较小，且成本高昂、材料稀缺，有必要设计合适的辅助工装进行装夹定位。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，根据较大尺寸(外径尺寸为100～200mm，长度 200～300mm，壁厚5～10mm)、筒状SiC_f/SiC陶瓷基复材工件在超声振动辅助车削中，存在的径向受力过大造成工件损伤或崩飞、全芯轴引起自重和尺寸过大等问题，本发明提出一种筒状硬脆性材料车削加工工件装夹工装，通过两个圆形凸台、螺栓及带有六边形、圆锥凹槽的连接体将筒状SiC_f/SiC陶瓷基复材、三爪卡盘、顶针连接起来，其中第一圆形凸台直接采用三爪卡盘周向夹紧，连接体一侧采用顶针沿轴向压紧。三爪卡盘、两个圆形凸台、筒状工件、螺栓、带有凹槽的圆柱体及顶针同轴。所述工装结构减轻了全芯轴工装带来的自重及尺寸过大问题，并使工件轴向承受较大的力，径向受到相对较小的力。这有利于减少直接夹持在三爪卡盘中筒状工件的径向变形，避免可能引起的工件损伤甚至报废隐患。根据顶针与连接体的锥形凹槽的相对位置，判断筒状工件与卡装面的同轴性，从而较快实现工件中心的定位。

本发明的技术方案是：一种筒状硬脆性材料车削加工工件装夹工装，其特征在于：包括依次同轴设置的第一圆形凸台、六角螺栓、第二圆形凸台和连接体，两个圆形凸台均为阶梯轴结构，同轴安装于筒状工件的两端，通过六角螺栓连接为一体；

所述第一圆形凸台的小径端同轴插装于筒状工件的一端，并为过盈配合；大径端作为底座，通过三爪卡盘周向夹紧；第一圆形凸台的小径端端面上沿中心轴开有螺纹孔；

所述第二圆形凸台的小径端同轴插装于筒状工件的另一端，并为过盈配合；大径端位于外侧朝向顶针；