本发明专利技术涉及一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置及方法，胀紧装置具有至少一个支撑圆柱体，支撑圆柱体外表面与薄壁圆筒结构件内表面形成环形面接触。通过向胀紧装置施加轴向作用力，通过圆周斜楔机构，使得支撑圆柱体径向扩张，从而将薄壁圆筒结构件径向胀紧，同时实现了薄壁圆筒结构件轴线与所述胀紧装置轴线重合。胀紧方法包括预先装配预紧，装到薄壁圆筒结构件中后，只需旋合螺母，即可将薄壁圆筒结构件径向胀紧。本发明专利技术能够径向定位、夹紧稳定、容易控制、加工精度更高，使用方便。使用方便。使用方便。
【技术实现步骤摘要】
薄壁圆筒结构件径向胀紧装置及方法
[0001]本专利技术涉及圆筒结构件径向胀紧装置及其胀紧方法，特别是涉及一种薄壁长圆筒件精密加工的径向胀紧装置及其胀紧方法。
技术介绍
[0002]目前，薄壁圆筒结构件因其壁薄，定位装夹困难，加工精度不易保证，特别是薄壁长圆筒件，其定位装夹一直是加工过程中的难点。
[0003]针对薄壁短圆筒结构件的精密机械加工，通常制作螺纹胀胎，随着螺纹胀胎中锥形螺钉的拧紧，胀胎内的锥形螺钉外圆锥体结构发生直线位移，推动与其配合的胀胎内圆锥面发生圆周方向的径向弹性变形，以此来夹紧薄壁圆筒结构件，但螺纹胀胎的装夹为圆周线接触，在加工过程中，薄壁圆筒结构件的内圆周侧壁沿着零件轴向方向上的夹紧力和切削力受力不均，同时，螺纹胀胎的夹紧力不易控制，在装夹薄壁圆筒结构件时容易装夹变形，加工精度不易保证。
[0004]针对薄壁长圆筒结构件的精密加工，通常采用机床附件，如中心架或跟刀架来支撑薄壁长圆筒件，以增强其整体刚性。中心架分普通中心架和滚动轴承中心架，使用普通中心架前，必须在薄壁长圆筒中部位置车出一段支撑中心架支撑爪的沟槽，沟槽的表面粗糙度及圆柱度误差要小，以免影响工件的加工精度，工件上中心架支撑爪接触部位的沟槽需进一步进行加工，以满足工件的最终加工要求；采用滚动轴承中心架，比普通中心架在工作过程中与工件摩擦会减小，但车削后同轴度误差较大；在使用中心架的过程中，中心架需固定在机床导轨上，同时，支撑爪和工件接触处需经常加注润滑油，否则会加速磨损中心架的支撑爪及工件已加工表面。而使用跟刀架支撑薄壁长圆筒结构件车削时，需适当调整跟刀架上各支撑爪与工件的接触压力，让每个支撑爪都能与工件外圆表面保持合适的间隙，使工件可以自由转动；同时，要经常检查跟刀架各支撑爪与工件表面的接触情况，以便及时调整；跟刀架与车刀一起沿轴向移动，抵消径向切削力，提高其形状精度和表面粗糙度。综上：在使用中心架或跟刀架加工薄壁长圆筒结构件过程中，装夹准备过程繁琐，需要人工辅助进行，加工过程中控制点多，工件的形位精度和表面质量不高，不适宜用于精密加工。
[0005]专利CN208322742U中，提供了一种薄壁管件装夹工装，但工装内的顶推杆在固定筒的圆周方向上无限位措施，在使用过程中，存在顶推杆沿圆周方向转动的可能；虽然顶推杆上的圆锥台结构能够在一定程度上抵消顶推杆在沿固定筒轴向移动过程中的圆周转动量，但仍不能有效控制顶推杆仅沿固定筒的轴向直线移动，顶推杆在工装内部的圆周转动将会影响到工装的使用稳定性。工装内顶压销沿固定筒的圆周径向无限位措施，且整个工装上的顶推杆数量多，不排除在工装使用过程中，个别顶推杆有掉落的可能。未对顶压销沿其自身旋转轴线进行旋转定位，在实际使用过程中需人工对其进行辅助定位。沿固定筒圆周分布的顶压销则不会自动复位至初始状态，需要人工辅助进行。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种能够径向定位、夹紧稳定、容易控制、加工精度更高的薄壁圆筒结构件径向胀紧装置。另外，本专利技术还提供了一种薄壁圆筒结构件径向胀紧方法，同样解决上述技术问题，而且使用方便快捷。
[0007]本专利技术一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置，胀紧装置安装在薄壁圆筒结构件6内部，左、右两端为装夹结构，用于安装在机床主轴或工作台上，其特征在于，胀紧装置具有至少一个支撑圆柱体，支撑圆柱体外表面与薄壁圆筒结构件6内表面形成环形面接触；通过向胀紧装置施加轴向作用力，使得支撑圆柱体径向扩张，从而将薄壁圆筒结构件6径向胀紧，同时实现薄壁圆筒结构件6轴线与胀紧装置轴线重合。
[0008]进一步地，胀紧装置包括芯轴1、第一筒夹2以及第一螺母4；
[0009]芯轴1呈阶梯轴结构，左右两端装夹结构的中间部位分为四段，依次分别为芯轴圆台、左圆柱体、右圆柱体以及芯轴螺纹圆柱体，从左至右直径递减；
[0010]第一筒夹2呈圆柱体阶梯式空心轴结构，第一筒夹2内部从左至右依次为内圆台、左圆柱孔、右圆柱孔以及通孔，分别与芯轴1中部四段阶梯结构相对应；内圆台与芯轴1圆台面接触配合，形成圆周斜楔机构；右圆柱孔与右圆柱体小间隙配合；第一筒夹2外部包括支撑圆柱体以及薄壁圆柱体；支撑圆柱体对应内圆台；在支撑圆柱体和薄壁圆柱体上分布窄槽，窄槽穿过支撑圆柱体直至薄壁圆柱体，在横截面上将筒夹截为若干段；
[0011]芯轴螺纹圆柱体与第一螺母4配合，通过第一螺母4的螺纹旋合推动第一筒夹2轴向移动，通过圆周斜楔机构，使得支撑圆柱体径向扩张，同时实现薄壁圆筒结构件6与芯轴1的轴线重合。
[0012]进一步地，胀紧装置还包括第二筒夹3以及第二螺母5，第一筒夹2外部从左至右依次为支撑圆柱体、薄壁圆柱体、筒夹圆台、筒夹圆柱体以及筒夹螺纹圆柱体，筒夹圆台与芯轴圆台锥角相同；
[0013]第二筒夹3与第一筒夹2结构一致，呈圆柱体阶梯式空心轴结构，装配在第一筒夹2外部；第二筒夹3的筒夹圆柱体与第二螺母5配合，通过螺纹旋合推动第二筒夹3轴向移动，通过第二筒夹3内部的内圆台与第一筒夹2外部的筒夹圆台之间形成的圆周斜楔机构，使得第二筒夹3的支撑圆柱体径向扩张。
[0014]进一步地，胀紧装置左右两端的装夹结构为圆柱体，分别开设中心孔，与机床顶尖夹具配合安装；圆柱体侧面具有一个平面，用于找正和确定整个径向胀紧装置沿其轴向的回转基准角度。
[0015]进一步地，窄槽根部为圆孔结构。
[0016]进一步地，芯轴圆台为阶梯轴结构，用于限制薄壁圆筒件的轴向移动。
[0017]本专利技术一种薄壁圆筒结构件径向胀紧方法，包括如下步骤：
[0018]安装之前对胀紧装置进行预先装配，然后将胀紧装置置于薄壁圆筒结构件6内部；
[0019]向胀紧装置施加轴向作用力，使得支撑圆柱体径向扩张，直至支撑圆柱体外表面与薄壁圆筒结构件6内表面形成周向环形面接触，同时实现薄壁圆筒结构件6轴线与胀紧装置轴线重合；
[0020]将左、右两端装夹结构安装在机床主轴或工作台上，即可对薄壁圆筒结构件6进行加工，加工完毕后向胀紧装置施加反向轴向作用力，松开薄壁圆筒结构件6。
[0021]进一步地，对胀紧装置进行预先装配包括，将第一筒夹2沿芯轴1右端套入安装，使第一筒夹2的左侧开口内圆台面与芯轴1芯轴圆台面接触，第一筒夹2右圆柱孔与芯轴1右圆柱体配合；在芯轴螺纹圆柱体上拧上第一螺母4，旋合第一螺母4使其与第一筒夹2的右端面预紧接触；
[0022]从胀紧装置的右端将胀紧装置安装在薄壁圆筒结构件6内部，然后逐渐旋合第一螺母4，第一筒夹2的支撑圆柱体逐渐径向扩张，使得第一筒夹2支撑圆柱体外表面与薄壁圆筒结构件6内表面形成环形面接触。
[0023]进一步旋合第一螺母4，通过芯轴1和第一筒夹2的圆周斜楔机构移动，自找正薄壁圆筒结构件6轴线与芯轴1轴线重合。
[0024]进一步地，对胀紧装置进行预先装配包括，将第一筒夹2装配后，在第一筒夹2外部安装第二筒夹3；旋合第二螺母5使其与第二筒夹3的右端面预紧接触；
[0025]胀紧过程包括，第一筒夹2的支撑圆本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置，所述胀紧装置安装在薄壁圆筒结构件(6)内部，左、右两端为装夹结构，用于安装在机床主轴或工作台上，其特征在于，所述胀紧装置具有至少一个支撑圆柱体，所述支撑圆柱体外表面与所述薄壁圆筒结构件(6)内表面形成环形面接触；通过向所述胀紧装置施加轴向作用力，使得所述支撑圆柱体径向扩张，从而将所述薄壁圆筒结构件(6)径向胀紧，同时实现所述薄壁圆筒结构件(6)轴线与所述胀紧装置轴线重合。2.根据权利要求1所述一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置，其特征在于，所述胀紧装置包括芯轴(1)、第一筒夹(2)以及第一螺母(4)；所述芯轴(1)呈阶梯轴结构，所述左右两端装夹结构的中间部位分为四段，依次分别为芯轴圆台、左圆柱体、右圆柱体以及芯轴螺纹圆柱体，从左至右直径递减；所述第一筒夹(2)呈圆柱体阶梯式空心轴结构，所述第一筒夹(2)内部从左至右依次为内圆台、左圆柱孔、右圆柱孔以及通孔，分别与所述芯轴(1)中部所述四段阶梯结构相对应；所述内圆台与所述芯轴(1)圆台面接触配合，形成圆周斜楔机构；所述右圆柱孔与所述右圆柱体小间隙配合；所述第一筒夹(2)外部包括所述支撑圆柱体以及薄壁圆柱体；所述支撑圆柱体对应所述内圆台；在所述支撑圆柱体和所述薄壁圆柱体上分布窄槽，所述窄槽穿过所述支撑圆柱体直至所述薄壁圆柱体，在横截面上将筒夹截为若干段；所述芯轴螺纹圆柱体与所述第一螺母(4)配合，通过所述第一螺母(4)的螺纹旋合推动所述第一筒夹(2)轴向移动，通过所述圆周斜楔机构，使得所述支撑圆柱体径向扩张，同时实现所述薄壁圆筒结构件(6)与所述芯轴(1)的轴线重合。3.根据权利要求2所述一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置，其特征在于，所述胀紧装置还包括第二筒夹(3)以及第二螺母(5)，所述第一筒夹(2)外部从左至右依次为支撑圆柱体、薄壁圆柱体、筒夹圆台、筒夹圆柱体以及筒夹螺纹圆柱体，所述筒夹圆台与芯轴圆台锥角相同；所述第二筒夹(3)与所述第一筒夹(2)结构一致，呈圆柱体阶梯式空心轴结构，装配在第一筒夹(2)外部；所述第二筒夹(3)的筒夹圆柱体与所述第二螺母(5)配合，通过螺纹旋合推动所述第二筒夹(3)轴向移动，通过所述第二筒夹(3)内部的内圆台与所述第一筒夹(2)外部的筒夹圆台之间形成的圆周斜楔机构，使得所述第二筒夹(3)的支撑圆柱体径向扩张。4.根据权利要求2或3所述一种薄壁圆筒结构件径向胀紧装置，其特征在于，所述胀紧装置左...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胤，张柏臣，于震，杨芸，史凌峰，倪成刚，张德玉，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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