一种内胀式定芯夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内胀式定芯夹具，包括芯轴、与芯轴轴线相重合的弹性胀体、胀体连接件、锥体、第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板，所述端压板呈圆环形；所述弹性胀体由至少两个瓣式胀体通过胀体连接件连接而成，所述弹性胀体沿垂直于其轴向的截面呈圆环形；所述弹性胀体的两端内侧面分别设置有开口向外的圆锥面，所述瓣式胀体沿其径向的截面呈梯形，所述锥体为一组且锥体相向设置在弹性胀体的两端，所述锥体的锥面与弹性胀体的圆锥面相配合；所述第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板分别为一组，所述第一紧固螺母分别设置在芯轴的两端且第一紧固螺母能对设置在芯轴上的锥体进行挤压，所述端压板、第二紧固螺母依次设置在锥体上。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种内胀式定芯夹具，包括芯轴、与芯轴轴线相重合的弹性胀体、胀体连接件、锥体、第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板，所述端压板呈圆环形；所述弹性胀体由至少两个瓣式胀体通过胀体连接件连接而成，所述弹性胀体沿垂直于其轴向的截面呈圆环形；所述弹性胀体的两端内侧面分别设置有开口向外的圆锥面，所述瓣式胀体沿其径向的截面呈梯形，所述锥体为一组且锥体相向设置在弹性胀体的两端，所述锥体的锥面与弹性胀体的圆锥面相配合；所述第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板分别为一组，所述第一紧固螺母分别设置在芯轴的两端且第一紧固螺母能对设置在芯轴上的锥体进行挤压，所述端压板、第二紧固螺母依次设置在锥体上。【专利说明】一种内胀式定芯夹具
本技术涉及装配领域，尤其是一种内胀式定芯夹具。本技术能够用于缸套类零件的固定、夹紧，尤其适用于脆性薄壁缸套类零件的磨削加工，满足石油钻采、采选矿等耐磨损、耐腐蚀、耐高温高压性能要求较高的缸套类零件的加工需求，具有较好的应用前景。
技术介绍
在石油储层较深、地质结构恶劣的钻采环境以及海上石油、天然气的开发过程中，通常需要采用地质勘探设备泥浆栗，而陶瓷缸套是泥浆栗的主要配件。陶瓷缸套作为一种易损件，其使用批量大，且壁薄、形位公差和表面粗糙度要求较高(陶瓷缸套表面粗糙度可达到0.2-0.4μπι)，同时其对材质和硬度也有较高要求。陶瓷缸套内衬陶瓷管属于大直径薄壁零件，缸套外径约165mm，壁厚仅为5.5mm。由于陶瓷材料薄壁零件具有高强度、高硬度和高脆性的特点，其在磨削加工过程中，受切削力、夹紧力、磨削热和内应力等作用，陶瓷缸套极易产生各种类型的表面/亚表面损伤，诸如变形层、表面/亚表面微裂纹、模糊表面、相变区域、残余应力等，并且随着加工过程的进行，其表面缺陷可能还会蔓延开来。前述缺陷的存在使得其加工制造比较困难，影响陶瓷管件的尺寸精度和形状精度，难以保证零件的加工质量。因此，合理地选择装夹工具和方法是保证陶瓷缸套内衬薄壁陶瓷管加工精度的关键。常规薄壁大直径零件在进行磨削加工时，先在普通磨床上磨削零件外圆，再将零件的一端用三爪卡盘内夹紧零件内孔，另一端用机床顶尖定位。采用该装夹方式对陶瓷缸套进行加工时，在磨削过程中，陶瓷材料由于刚性夹持、接触面积小，易出现脆性裂纹，影响广品的性能。目前，改进的方法主要采用如下两类夹具完成零件外圆的加工:刚性心轴夹具、弹性心轴夹具。其中，采用刚性心轴夹具对工件进行装夹时，工件以刚性心轴的外圆作为定位基准，通过端面夹紧。采用弹性心轴夹具装夹时，工件以弹性心轴的外圆作为定位基准，通过拧紧或放松夹紧螺钉，实现弹性心轴的轴向移动。由于刚性心轴与弹性心轴之间的配合为锥面配合，因此，弹性心轴沿轴向移动的同时，将会产生径向的胀开或收缩，从而实现对工件的径向夹紧或松开。不容否认，前述两类夹具的优点是显而易见的。当被加工零件内孔的加工精度较高时，刚性心轴夹具与工件间的配合间隙很小，使工件与夹具间的接触刚度很高，提高了工件抵抗切肩力变形的能力。同时，由于刚性芯轴夹具结构简单，零件数量较少，产生的误差环节少，因而容易获得较高的夹具制造精度，制造成本也很低。而弹性心轴夹具的径向可胀性使它非常适合内孔尺寸一致性较差的成批零件的加工。然而，经过认真分析后发现，这两类夹具在应用上存在很大的局限性。其中，刚性心轴夹具的尺寸适应性较差，它要求被加工零件的内孔尺寸精度加高，否则，刚性心轴将会与不同工件内孔间的径向配合间隙差别忽大忽小，无法保证成批零件对定位基准与外圆间位置精度的要求。而弹性心轴夹具虽可以适应内孔尺寸波动较大的成批零件加工，但由于弹簧片上各点的径向胀开都是以其根部为圆心进行展开的，沿轴线方向各点外圆的径向胀开量是不一样的。而对于某些在外力作用下较易变形的零件，如套筒薄壁类零件，弹性芯轴夹具的夹紧力对被加工零件外圆精度的负面影响是非常严重的。为此，迫切需要一种新的夹具以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于:针对大直径薄壁零件(尤其是陶瓷缸套内衬陶瓷管)进行装夹加工时，刚性心轴夹具的尺寸适应性较差，而采用弹性芯轴夹具的精度较差的问题，提供一种内胀式定芯夹具，尤其是一种用于薄壁管状工件的内胀式定芯夹具。本技术涉及机械加工领域，特别适用于脆性薄壁缸套类零件的夹紧，可用于相应的磨削加工等操作。本技术能够用于对管状工件的夹持，满足其外圆及端面的后续加工需求。本技术采用双锥面的径向夹紧方式，实现了工件与夹具之间的内胀式面接触，一次装夹即可满足多个工序的装夹需求，有效地保证了工件的加工精度，同时，通过O型圈实现了弹性胀体的自动复位，通过瓣式胀体实现自定心功能。本技术设计合理，使用方便，能够实现对管状工件(尤其是薄壁管状工件)的夹持，具有较好的应用前景。经实际测定，采用本技术对陶瓷缸套进行加工，所加工的陶瓷缸套具有较高的加工精度，能够满足石油钻采、采选矿等耐磨损、耐腐蚀、耐高温高压性能要求较高的工作场合的需要，具有较好的效果。本技术采用的技术方案如下:—种内胀式定芯夹具，包括芯轴、与芯轴轴线相重合的弹性胀体、胀体连接件、锥体、第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板，所述端压板呈圆环形；所述弹性胀体由至少两个瓣式胀体通过胀体连接件连接而成，所述弹性胀体沿垂直于其轴向的截面呈圆环形；所述弹性胀体的两端内侧面分别设置有开口向外的圆锥面，所述瓣式胀体沿其径向的截面呈梯形，所述锥体为一组且锥体相向设置在弹性胀体的两端，所述锥体的锥面与弹性胀体的圆锥面相配合；所述第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板分别为一组，所述第一紧固螺母分别设置在芯轴的两端且第一紧固螺母能对设置在芯轴上的锥体进行挤压，所述端压板、第二紧固螺母依次设置在锥体上。所述弹性胀体由3~8个瓣式胀体组成。所述弹性胀体由3个瓣式胀体组成。所述芯轴呈圆柱状。所述瓣式胀体采用铝材制备而成。所述胀体连接件包括O型圈、与弹性胀体相配合的环板、螺钉，所述瓣式胀体的外侧设置有与O型圈相配合的凹槽，所述O型圈设置在凹槽内，所述环板通过螺钉与瓣式胀体相连。前述内胀式定芯夹具的应用，将该内胀式定芯夹具用于管状工件的夹持。将该内胀式定芯夹具用于陶瓷缸套磨削。包括如下步骤:先将端压板、第二紧固螺母依次设置在锥体上，构成端外锥，再将一个端外锥设置在芯轴的一端，再将弹性胀体、待加工的工件依次套在芯轴上，再将另一个端外锥设置在芯轴的另一端，最后将第一紧固螺母分别设置在芯轴的两端，并通过锥体与弹性胀体之间的圆锥面配合将待加工的工件定位于弹性胀体上。所述第一紧固螺母分别位于锥体的外侧。将端压板、第二紧固螺母分别取下，即可对待加工工件的管端进行加工。针对前述问题，本技术提供一种内胀式定芯夹具。该内胀式定芯夹具包括芯轴、与芯轴轴线相重合的弹性胀体、胀体连接件、锥体、第一紧固螺母、第二紧固螺母、端压板，端压板呈圆环形。其中，第二紧固螺母、端压板、锥体分别为一组，端压板、第二紧固螺母依次设置在锥体上。采用该结构，端压板能够对管状工件(尤其是薄壁管状工件)进行定位，且在夹具夹紧的过程中，能够提供相应的支撑。本技术中，弹性胀体由至少两个瓣式胀体通过胀体连接件连接而成，弹性胀体沿垂直于其轴向的截面呈圆环形。弹性胀体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内胀式定芯夹具，其特征在于，包括芯轴（1）、与芯轴（1）轴线相重合的弹性胀体（2）、胀体连接件、锥体（3）、第一紧固螺母（4）、第二紧固螺母（5）、端压板（6），所述端压板（6）呈圆环形；所述弹性胀体（2）由至少两个瓣式胀体通过胀体连接件连接而成，所述弹性胀体（2）沿垂直于其轴向的截面呈圆环形；所述弹性胀体（2）的两端内侧面分别设置有开口向外的圆锥面，所述瓣式胀体沿其径向的截面呈梯形，所述锥体（3）为一组且锥体（3）相向设置在弹性胀体（2）的两端，所述锥体（3）的锥面与弹性胀体（2）的圆锥面相配合；所述第一紧固螺母（4）、第二紧固螺母（5）、端压板（6）分别为一组，所述第一紧固螺母（4）分别设置在芯轴（1）的两端且第一紧固螺母（4）能对设置在芯轴（1）上的锥体（3）进行挤压，所述端压板（6）、第二紧固螺母（5）依次设置在锥体（3）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨先龙，佘瑞峰，陈昌伟，叶波，宋小琴，梅国，
申请(专利权)人：四川聚能核技术工程有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51