超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具，特別是一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具。
【背景技術】
[0002]在機械加工領域，制造低剛度、高精度、薄壁(D/δ =50?100，其中D為內(nèi)圓直徑，δ為壁厚)大型筒體類切削工件(不論材料是黑色金屬或是有色金屬)都是極其困難的，尤其是通過板材拼焊、成形卷筒而成的筒體毛坯更是如此。宄其原因在于:卷制筒體毛坯的過程中，材料的塑性變形(內(nèi)、外層材料分別受到壓縮與拉伸，材料內(nèi)層殘留壓應力，外層殘留拉應力)所形成的殘余內(nèi)應力很大，在切削加工過程中隨著外層材料的去除打破原來殘余內(nèi)應力的平衡，從而引起工件變形，如果筒體在卷制之前的板材是拼焊而成的話，通常焊縫強度只是母材強度的85%左右，因此卷制中焊縫的變形相對母材更快。
[0003]針對上述問題，本領域技術人員一般是通過完善工件切削加工時的定位、夾緊方式以及夾緊力的大小方向來增加其工藝剛度，從而降低工件進行切削加工時的變形量。目前，上述的薄壁大型筒體類切削工件一般采用內(nèi)支撐脹緊夾具進行定位夾緊。但是，當切削工件為對振動、切削力大小及波動、切削溫度、裝夾方式等均十分敏感的超薄壁(D/δ =100?200)大型筒體類切削工件時，現(xiàn)有的內(nèi)支撐脹緊夾具就無法保證切削精度要求。
[0004]因此，申請人認為有必要對上述的現(xiàn)有內(nèi)支撐脹緊夾具作進一步的改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術的不足而提供一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具，上述內(nèi)支撐脹緊夾具能夠顯著提高超薄壁大型筒體類零件的環(huán)剛度，使其在切削加工中零件少有震動，變形小，從而提高這類零件的切削加工精度。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具，其包括:
[0007]中心軸，該中心軸與待切削工件兩者的長度相對應；
[0008]中心軸的兩側(cè)軸端上均獨立活動套接的撥輪與凸輪板，且單側(cè)軸端上的撥輪與凸輪板兩者在中心軸軸線方向上進行限位固定；
[0009]一對凸輪板之間環(huán)狀分布的多根托輥，且每一根托輥均平行于中心軸軸線方向；
[0010]以及每一托輥上沿托輥的輥軸線方向排布的多個彈性橡塑圈；
[0011]其中，上述的凸輪板上沿其圓周方向環(huán)狀陣列排布有多個第一長條孔，且每個第一長條孔的中段部分的曲率保持一致，一對凸輪板上的第一長條孔相互對稱，上述每一根托輥的輥軸端部均延伸至其相對應的第一長條孔內(nèi)，上述撥輪的周緣面上環(huán)狀分布有凹口，且一對撥輪上的凹口相互對稱，每一根托輥的輥軸端部均卡入至與其相對應的上述凹口內(nèi)，在上述撥輪上還設有驅(qū)動其繞中心軸的中軸線進行旋轉(zhuǎn)動作，且可實現(xiàn)自鎖的驅(qū)動機構(gòu)；當驅(qū)動機構(gòu)聯(lián)動一對撥輪促使每一根托輥均處于其相對應第一長條孔的相對高端時，上述多根托輥上的彈性橡塑圈共同圍成的最大圓直徑大于待切削工件的內(nèi)孔徑。
[0012]上述內(nèi)支撐脹緊夾具的工作原理:其結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動機構(gòu)與撥輪兩者聯(lián)動，在撥輪的驅(qū)使下托輥便可沿第一長條孔的中段部分運動一段弧長，從而使得由多根環(huán)狀分布的托輥共同圍成的圓外徑可發(fā)生變化，實現(xiàn)縮放后進行鎖定；
[0013]上述結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐脹緊夾具在超薄壁大型筒體類切削工件的切削過程具體使用時，上述超薄壁大型筒體類切削工件的整個切削工藝中需要安排一個加裝內(nèi)支撐脹緊夾具的工序，在該工序中本實用新型所提供的內(nèi)支撐脹緊夾具在其多個托輥保持收縮狀態(tài)下被整體送入待切削筒體類坯料內(nèi)，待其在待切削筒體類坯料內(nèi)有效定位后，通過驅(qū)動機構(gòu)聯(lián)動撥輪促發(fā)多根托輥同步地沿第一長條孔的中段部分運動一段弧長，即其徑向發(fā)生一段移動，各托輥上的各個彈性橡塑圈均勻接觸到待切削筒體類坯料的內(nèi)壁，由于彈性橡塑圈的彈性特征，接觸部位會發(fā)生彈性變形，這樣每個接觸部位的支撐力會產(chǎn)生二次分配，從而達到支撐力的均衡，整個待切削筒體類坯料的內(nèi)壁由多個支撐點均衡支撐，使待切削筒體類坯料和夾具形成一個工藝剛性體，避免待切削筒體類坯料在其外圓切削過程中發(fā)生工件變形情況，為外圓切削加工提供了可靠的保障。
[0014]一種技術改進方案，在上述的中心軸上固定套接有至少一個的棘輪，每個棘輪的齒面曲率與上述第一長條孔的中段部分的曲率保持一致，且始終與每根托輥的輥面相頂接。
[0015]上述技術改進方案中在中心軸上所增加的棘輪，該棘輪能夠進一步的提升中心軸對多根托輥徑向支撐力，提升本實用新型所提供一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0016]一種技術優(yōu)選方案，上述的驅(qū)動機構(gòu)包括:在單側(cè)或者雙側(cè)撥輪上增設的撥輪手柄，該撥輪手柄相對應的凸輪板上水平方向開設的第二長條孔，固定在凸輪板上且位于該第二長條孔左右兩側(cè)的螺釘座以及螺紋旋接在每一個螺釘座內(nèi)的鎖緊螺栓，其中上述的撥輪手柄貫穿其相對應的第二長條孔，上述螺釘座上的鎖緊螺栓運行軌跡至少完全覆蓋其相對應的第二長條孔。
[0017]上述技術優(yōu)選方案中所提供的一種驅(qū)動機構(gòu)，其促發(fā)撥輪較為直接、方便，而且在撥輪一旦位置確定后，其通過鎖緊螺栓進行鎖緊定位也比較穩(wěn)定，使用有效性好。
[0018]同時，本實用新型中還提供了一種采用了上述超薄壁大型筒體類切削工件的切削工藝，該工藝的具體工序安排如下:粗鏜內(nèi)孔一粗車外圓一自然時效一粗鏜內(nèi)孔一人工時效一精鏜內(nèi)孔一加裝內(nèi)支撐脹緊夾具一半精車、精車外圓。
[0019]本實用新型得到的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具以及切削工藝，其在超薄壁大型筒體類切削工件的加工過程中具體使用后，其有效地解決了低剛度、高精度、超薄壁大型筒體類工件加工難、易變形、精度低等加過問題，對這類直徑超過1500mm，長度超過3000mm、壁厚僅6?7_的超薄壁大型筒體類工件的加工產(chǎn)生指導作用，按照本實用新型通過對實物加工檢測，完全達到了圖紙要求的尺寸精度和形狀位置精度。
【附圖說明】
[0020]圖1是實施例1所提供的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是實施例1所提供的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的局部斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是實施例1所提供的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具與種超薄壁大型筒體類切削工件裝配后的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是實施例2所提供的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是是實施例3所提供的一種超薄壁大型筒體類切削工件的內(nèi)支撐脹緊夾具的局部斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:中心軸1、撥輪2、凸輪板3、托輥4、彈性橡塑圈5、第一長條孔6、輥軸端部7、撥輪凹口 8、撥輪手柄9、第二長條孔10、螺釘座11、鎖緊螺栓12、棘輪13、撥輪螺紋桿14、