波形弹簧加工夹具及方法技术

本发明专利技术公开了一种波形弹簧加工夹具及方法，加工夹具包括波形弹簧外径定位面、波形弹簧放置底面、波形弹簧内径避让面、波形弹簧压紧凸起和凹槽，上述特征面形成了一个环形件。当需要加工波形弹簧时，将波形弹簧放入加工夹具中，使得波形弹簧的上、下端、外周向被波形弹簧压紧凸起、波形弹簧放置底面和波形弹簧外径定位面限制在一个空间内，仅留出波形弹簧待加工的内径圆c，当需要加工多个波形弹簧时，将多个加工夹具同轴叠放，将波形弹簧夹持在相邻的加工夹具之间，然后采用线切割的方式切割波形弹簧待加工的内径圆c。本发明专利技术同时兼备高加工效率和高精度。效率和高精度。效率和高精度。

【技术实现步骤摘要】
波形弹簧加工夹具及方法


[0001]本专利技术属于特种加工
，具体涉及端面波形弹簧加工过程中使用的夹具以及采用该夹具的加工方法

技术介绍

[0002]在航空发动机上使用的一种波形弹簧,零件主体为环状波簧类零件，零件厚度仅为0.35mm,零件自由状态展开剖面图为类余弦函数曲线。波形弹簧的主要尺寸为外径尺寸C、内径尺寸c和高度H。其中，外径尺寸C、内径尺寸c与零件型面相关联。零件型面复杂，尺寸形状精度高。由于零件直径尺寸公差仅为ΦQ0
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0.25，使用冲切难以保证零件加工精度。
[0003]传统加工方法中，一般使用磨加工对零件的直径进行加工，但使用磨加工需考虑零件定位夹紧装置，结构复杂，且一次只能加工1件零件，同时为人工加工，人力成本高，加工效率低。因此，研究一种高效，简洁的加工夹具和方法是批量加工类似零件的必然选择。

技术实现思路

[0004]针对这类尺寸精度高的波形弹簧零件，一方面，零件的厚度较薄无法使用冲切加工，另一方面，若使用磨加工则成本高、劳动强度大、效率低。于是，本专利技术旨在提供一种波形弹簧加工夹具及方法，解决该类波形弹簧零件无法冲切而磨加工又存在加工效率低、成本高的问题，准确加工出波形弹簧的内径圆尺寸，加工精度高，加工效率高。
[0005]具体来说，本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]波形弹簧加工夹具，包括环形金属胚体，所述环形金属胚体主要由以下部分组成：
[0007]波形弹簧外径定位面，所述波形弹簧外径定位面为一条与环形金属胚体同轴的圆柱面，且圆柱面的高度等于波形弹簧的轴向高度，圆柱面的外径等于波形弹簧在前述轴向高度下的外径；
[0008]波形弹簧放置底面，所述波形弹簧放置底面为一条与波形弹簧外径定位面垂直连接并与环形金属胚体同轴的圆环面，圆环面的外环直径等于波形弹簧外径定位面的直径；
[0009]波形弹簧内径避让面，所述波形弹簧内径避让面为一条与环形金属胚体同轴并与波形弹簧放置底面垂直连接的圆柱面，圆柱面的直径等于波形弹簧放置底面的内环直径；
[0010]波形弹簧压紧凸起，所述波形弹簧压紧凸起为一个与环形金属胚体同轴并与波形弹簧内径避让面连接的圆环体，圆环体的内环直径等于波形弹簧内径避让面的直径，圆环体的外环直径大于波形弹簧外径定位面的外径；
[0011]凹槽，所述凹槽为一个与环形金属胚体同轴的圆环形凹槽，圆环形凹槽的环形底面与波形弹簧外径定位面垂直连接，圆环形凹槽的轴向深度等于波形弹簧压紧凸起的轴向高度，圆环形凹槽的环形底面的内环直径等于波形弹簧外径定位面的外径，圆环形凹槽的环形底面的外环直径等于波形弹簧压紧凸起的外环直径。
[0012]作为一种选择，所述环形金属胚体为耐腐蚀且硬度小于波形弹簧的金属导体。
[0013]进一步，所述环形金属胚体为不锈钢。
[0014]作为一种选择，所述波形弹簧的轴向高度为波形弹簧自由状态下的轴向高度。
[0015]作为一种选择，所述波形弹簧外径定位面、波形弹簧放置底面、波形弹簧内径避让面、波形弹簧压紧凸起和凹槽为铣削面。
[0016]作为一种选择，所述环形金属胚体为拉伸成型。
[0017]一种前述加工夹具的波形弹簧加工方法，包括波形弹簧内径圆的加工步骤：
[0018]步骤一，将一块波形弹簧同轴安装在一个平放的1#加工夹具内，其中，波形弹簧的下端与波形弹簧放置底面接触，波形弹簧的周向表面与波形弹簧外径定位面接触；
[0019]步骤二，将另一个相同规格的2#加工夹具从波形弹簧的上端向下移动，直到2#加工夹具的波形弹簧压紧凸起接触1#加工夹具的凹槽的环形底面；
[0020]步骤三，将装夹好波形弹簧的1#、2#加工夹具安装到线切割机床上固定并找正，编制线切割程序切割波形弹簧的内径圆。
[0021]作为一种选择，当需要加工两块以上的波形弹簧时，波形弹簧的加工方法还包括以下步骤：
[0022]在2#加工夹具内放入另一块波形弹簧，同样要求波形弹簧的下端与波形弹簧放置底面接触，波形弹簧的周向表面与波形弹簧外径定位面接触，然后再将另一个相同规格的3#加工夹具从波形弹簧的上端向下移动，直到3#加工夹具的波形弹簧压紧凸起接触2#加工夹具的凹槽的环形底面，重复上述步骤，直到n#加工夹具安装完毕，n为大于3的自然数，波形弹簧的数量小于等于n
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1。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具备以下特点：
[0024](1)本专利技术解决了波形弹簧采用传统磨加工内径圆时存在的加工效率低、加工夹具结构复杂、加工不便等问题，本专利技术的加工方法还可以推广到类似的环形波簧类零件的加工，取代现有的磨加工方法；
[0025](2)相比冲切和磨加工，本专利技术的加工效率高、成本低、零件加工质量稳定、合格率高；
[0026](3)本专利技术的加工夹具结构简单，加工夹具的同轴度和平面度容易控制(采用铣削控制)，当采用多个加工夹具组合加工多块波形弹簧时，累积误差小，能够满足多块波形弹簧同时加工的精度要求。
[0027]本专利技术的加工夹具和加工方法已在现场推广使用，达到了设计要求。
附图说明
[0028]图1是波形弹簧的三维模型图；
[0029]图2是波形弹簧的前视图；
[0030]图3是波形弹簧的展开示意图；
[0031]图4是波形弹簧线切割前毛料模型示意图；
[0032]图5是单个加工夹具的主视图；
[0033]图6是多个加工零件夹具组合后的剖视图；
[0034]图7是单个加工夹具三维模型图；
[0035]图8是多个波形弹簧装夹在多个加工夹具中的状态示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但不应就此理解为本专利技术所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本专利技术的范围内。
[0037]如图1～图4，为本实施例中需要加工的波形弹簧，该波形弹簧的具体加工位置是图4中的内圆直径部分，即内轮廓直径c。
[0038]本专利技术的基本原理是：针对环状波簧类零件，采用加工夹具装配后对内径进行线切割。加工夹具采用模具拉伸成型制作出多个环形金属胚体，一致性较好，再通过数控铣在金属胚体表面加工出多个对应波簧类零件外形大小的环形凹槽和凸起，通过与波簧类零件外径一致的凹槽对波形弹簧外径圆进行定位，铣加工凹槽和凸起时根据波簧类零件的特性(外径和轴向高度)计算出凹槽深度从而满足波簧类零件加工需求。由于波簧类零件展开后的类余弦函数特点，可以精准计算出凹槽深度，再根据波簧类零件加工数量确定加工夹具的数量，可满足一次加工多件零件需求；金属胚体优先选用不锈钢，原因之一是抗腐蚀性能优秀，线切割长期接触冷却介质，不锈钢夹具可有效防止氧化等腐蚀；原因之二是不锈钢导电性好；原因之三是不锈钢硬度小于波簧类零件的硬度，装夹时防止波簧类零件被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.波形弹簧加工夹具，其特征在于：包括环形金属胚体，所述环形金属胚体主要由以下部分组成：波形弹簧外径定位面，所述波形弹簧外径定位面为一条与环形金属胚体同轴的圆柱面，且圆柱面的高度等于波形弹簧的轴向高度，圆柱面的外径等于波形弹簧在前述轴向高度下的外径；波形弹簧放置底面，所述波形弹簧放置底面为一条与波形弹簧外径定位面垂直连接并与环形金属胚体同轴的圆环面，圆环面的外环直径等于波形弹簧外径定位面的直径；波形弹簧内径避让面，所述波形弹簧内径避让面为一条与环形金属胚体同轴并与波形弹簧放置底面垂直连接的圆柱面，圆柱面的直径等于波形弹簧放置底面的内环直径；波形弹簧压紧凸起，所述波形弹簧压紧凸起为一个与环形金属胚体同轴并与波形弹簧内径避让面连接的圆环体，圆环体的内环直径等于波形弹簧内径避让面的直径，圆环体的外环直径大于波形弹簧外径定位面的外径；凹槽，所述凹槽为一个与环形金属胚体同轴的圆环形凹槽，圆环形凹槽的环形底面与波形弹簧外径定位面垂直连接，圆环形凹槽的轴向深度等于波形弹簧压紧凸起的轴向高度，圆环形凹槽的环形底面的内环直径等于波形弹簧外径定位面的外径，圆环形凹槽的环形底面的外环直径等于波形弹簧压紧凸起的外环直径。2.根据权利要求1所述的波形弹簧加工夹具，其特征在于：所述环形金属胚体为耐腐蚀且硬度小于波形弹簧的金属导体。3.根据权利要求2所述的波形弹簧加工夹具，其特征在于：所述环形金属胚体为不锈钢。4.根据权利要求1所述的波形弹簧加工夹具，其特征在于：所述波形...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴兴敏，曹俊，李兵兵，詹俊，黄远东，
申请(专利权)人：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：