一種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元及定位裝卡裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種定位裝卡裝置，具體涉及一種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元及定位裝卡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械領(lǐng)域，通常會(huì)用到工件的壁厚與內(nèi)徑曲率半徑之比小于1:20的薄壁筒類工件，且壁厚一般小于5_。薄壁筒工件具有剛性差的特點(diǎn)，在加工裝夾過(guò)程中極容易變形，工件的加工質(zhì)量不易保證。特別是在一些性能要求很高的航空航天領(lǐng)域，例如:起落架外筒等薄壁工件多數(shù)與飛行器的性能有關(guān)，工件內(nèi)孔輪廓與其他零部件有復(fù)雜的配合關(guān)系，對(duì)尺寸精度和形狀精度要求較高，需要對(duì)工件的內(nèi)孔進(jìn)行精密磨削加工，裝夾變形是影響內(nèi)孔加工精度的主要因素。
[0003]目前，針對(duì)薄壁筒類工件內(nèi)孔磨削的定位裝卡常用方法有:采用中心架或V型塊進(jìn)行徑向定位。如采用中心架或V型塊裝卡工件時(shí)，較薄的管壁在夾緊力的作用下，會(huì)略微變形成三角形，內(nèi)孔磨削后得到的是一個(gè)圓柱孔。但當(dāng)取下工件后，內(nèi)孔在彈性恢復(fù)后則變形成弧形三角形，內(nèi)孔圓柱度難以滿足要求。由于工件外徑偏差，采用中心架或V型塊裝卡工件，為夾持中心不變，需要手動(dòng)調(diào)整中心架或V型塊，調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。調(diào)整的夾緊力大會(huì)造成工件的變形，夾緊力小則會(huì)導(dǎo)致固定不牢，在保證適中的夾緊力情況下，工件定位精度較低。對(duì)于線膨脹系數(shù)較大的金屬薄壁工件，由磨削熱引起工件的熱變形，會(huì)對(duì)其尺寸精度和形狀精度產(chǎn)生極大影響，甚至?xí)构ぱb夾具將工件卡死。另一方面，中心架或V型塊定位方式為點(diǎn)或線接觸，極易造成工件表面和精度要求高的外圓加工面夾傷。
[0004]薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削定位裝卡裝置是非常關(guān)鍵的部分，直接影響到加工工件的尺寸精度與形位精度。因此，有必要提供一種新型的工件定位裝卡裝置，以克服上述現(xiàn)有定位裝卡裝置存在裝夾變形、定位精度低、難以適應(yīng)工件外徑的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)中心軸線、易劃傷表面的不足，保證薄壁筒類工件的內(nèi)孔精密磨削加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出，而研究設(shè)計(jì)一種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元及定位裝卡裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]—種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元，包括支撐底座和支撐蓋，所述支撐蓋的一端樞接于支撐底座上，所述支撐底座上設(shè)有夾持曲面I，所述支撐蓋上設(shè)有夾持曲面II，使所述支撐底座與支撐蓋能在扣合時(shí)對(duì)工件進(jìn)行夾持，所述支撐底座上設(shè)有能在支撐蓋和支撐底座扣合時(shí)固定支撐蓋的固定件，所述夾持曲面I上設(shè)有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，形成液壓腔室I，所述夾持曲面II上也設(shè)有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，形成液壓腔室II，所述支撐底座上設(shè)有與液壓腔室I連通的下接口，所述支撐蓋上設(shè)有與液壓腔室II連通的上接口。
[0007]進(jìn)一步地，所述支撐底座與支撐蓋扣合狀態(tài)下，夾持曲面I與夾持曲面II對(duì)接為圓柱面，所述圓柱面的直徑比工件的外徑大0.01mm?0.05mm。
[0008]進(jìn)一步地，所述固定件包括固定在支撐底座上的壓緊螺釘和能繞壓緊螺釘旋轉(zhuǎn)的固定把手，所述固定把手上設(shè)有楔塊，所述楔塊能將支撐蓋壓在支撐底座上。
[0009]進(jìn)一步地，所述支撐蓋內(nèi)設(shè)有能監(jiān)測(cè)工件外徑的傳感器。
[0010]—種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削定位裝卡裝置，包括本發(fā)明所述的徑向定位單元，還包括用于軸向定位并驅(qū)動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的軸向定位驅(qū)動(dòng)單元、用于夾緊工件的夾緊單元和用于為磨削區(qū)提供冷卻液的冷卻單元；
[0011]所述夾緊單元包括彈簧夾頭、夾頭套和鎖緊螺母，所述彈簧夾頭夾持工件，通過(guò)夾頭套和鎖緊螺母進(jìn)行夾緊，所述彈簧夾頭內(nèi)壁和工件之間設(shè)有密封圈；
[0012]所述冷卻單元包括套設(shè)于彈簧夾頭端部的筒形轉(zhuǎn)子和通過(guò)軸承套設(shè)于轉(zhuǎn)子外的殼體，所述殼體上設(shè)有冷卻液進(jìn)口，所述轉(zhuǎn)子的外壁上與冷卻液進(jìn)口對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有周向的凹槽，所述凹槽底部設(shè)有冷卻液通道，所述轉(zhuǎn)子與殼體之間凹槽的兩側(cè)的位置均設(shè)有密封圈；
[0013]所述軸向定位驅(qū)動(dòng)單元包括三爪卡盤(pán)和由三爪卡盤(pán)夾持的中心軸，所述中心軸上設(shè)有驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)，所述驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)上設(shè)有能驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的撥叉，所述驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)上設(shè)有至少三個(gè)主動(dòng)拉釘，所述轉(zhuǎn)子上與主動(dòng)拉釘對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)有從動(dòng)拉釘，對(duì)應(yīng)位置的主動(dòng)拉釘和從動(dòng)拉釘通過(guò)拉緊彈簧拉緊，所述中心軸的端部對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行支撐。
[0014]進(jìn)一步地，所述中心軸中心設(shè)有通孔，所述中心軸端面處設(shè)有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，形成液壓腔室III。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明所述的一種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元及定位裝卡裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.徑向定位采用液體靜壓的原理，保證工件軸線自動(dòng)對(duì)中，提高了工件徑向定位精度；
[0017]2.由于在工件的外圓周通過(guò)液體靜壓支撐，受力均勻，不易引起裝夾變形；
[0018]3.針對(duì)工件外徑一定尺寸偏差，供液壓力可調(diào)，保證夾持剛度；
[0019]4.軸向定位采用液體靜壓原理和拉緊彈簧組成的閉環(huán)端面定位，提高了工件軸向定位精度；
[0020]5.通過(guò)液壓膜支撐工件，不會(huì)造成工件表面劃傷；
[0021 ] 6.端面采用液體靜壓支撐避免了主軸的運(yùn)動(dòng)誤差傳遞到工件上，減小了主軸的跳動(dòng)對(duì)工件運(yùn)動(dòng)精度的影響；
[0022]7.冷卻液從工件端進(jìn)入，更適合小直徑工件內(nèi)孔磨削，可有效冷卻砂輪和工件，減小受熱變形。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述的徑向定位單元的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施例所述的徑向定位單元的剖視示意圖。
[0025]圖3是圖2的A-A剖視圖。
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例所述的定位裝卡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是本發(fā)明實(shí)施例所述的軸向定位驅(qū)動(dòng)單元、冷卻單元和夾緊單元的剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1-圖3所示，一種薄壁筒類工件內(nèi)圓磨削徑向定位單元，包括支撐底座20和支撐蓋15，所述支撐蓋15的一端樞接于支撐底座20上，支撐蓋15可繞支撐底座20上的銷軸14轉(zhuǎn)動(dòng)，所述支撐底座20上設(shè)有夾持曲面I 25，所述支撐蓋15上設(shè)有夾持曲面II 26，使所述支撐底座20與支撐蓋15能在扣合時(shí)對(duì)工件進(jìn)行夾持，支撐蓋15和支撐底座20之間設(shè)置成中空的，可以讓工件7從中間通過(guò)，所述支撐底座20上設(shè)有能在支撐蓋15和支撐底座20扣合時(shí)固定支撐蓋15的固定件43，所述夾持曲面I 25上設(shè)有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，形成液壓腔室I 18，所述夾持曲面II 26上也設(shè)有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，形成液壓腔室II 24，所述支撐底座20上設(shè)有與液壓腔室I 18連通的下接口 19，所述支撐蓋15上設(shè)有與液壓腔室II 24連通的上接口 17，從上接口 17和下接口 19向各液壓腔室內(nèi)通入高壓液體，工件7在液體的支撐下懸浮，液體可使用冷卻砂輪9的冷卻液，從各液壓腔室流出的冷卻液同冷卻用冷卻液一起回收，循環(huán)利用。
[0029]根據(jù)不同工件外徑選擇不同中空內(nèi)徑的支撐蓋板15和支撐底座20，保證每一種工件的夾持精度和夾持力，所述支撐底座20與支撐蓋15扣合狀態(tài)下，夾持曲面I 25與夾持曲面II 26對(duì)接為圓柱面，所述圓柱面的直徑比工件7的外徑大0.01mm?0.05mm。本實(shí)施例中，支撐蓋15上設(shè)有兩個(gè)液壓腔室II 24，支撐底座20上設(shè)有兩個(gè)液壓腔室I 18，四個(gè)液壓腔室在夾持端面對(duì)接成的圓柱面上均勻分布，使夾持工件7的力更均勻，每個(gè)液壓腔室對(duì)應(yīng)一個(gè)接口，與冷卻液供應(yīng)管相連，接口設(shè)置于徑向定位單元的側(cè)壁上。
[0030]所述固定件43包括固定在支撐底座上的壓緊螺釘22和能繞壓緊螺釘22旋轉(zhuǎn)的固定把手23，所述固定把手23上設(shè)有楔塊21，所述楔塊21能將支撐蓋15壓在支撐底座20上。固定把手23可繞壓緊螺釘22旋轉(zhuǎn)，楔塊21將支撐蓋15壓在支撐底座20上。在安裝工件7前，松開(kāi)固定把手23，將支撐蓋15打開(kāi)，將工件7嵌入夾持曲面I 25內(nèi)，然后閉合支撐蓋15，旋緊固定把手23，直到支撐蓋15和支撐底座20的結(jié)合面貼死為止，保證兩者緊密配合。
[0031]所述支撐蓋15內(nèi)設(shè)有能監(jiān)測(cè)工件外徑的傳感器16。根據(jù)測(cè)量夾持后的工件7外徑尺寸，調(diào)整液壓腔內(nèi)的冷卻液壓力，自動(dòng)彌補(bǔ)一批工件7的外徑誤差，保證夾持一批工件7時(shí)具有相同的夾持剛度。