[发明专利]一种金属盘夹具

说明书

技术领域

本发明属于超声波金属表面处理工装技术领域，涉及一种金属盘的夹具。

背景技术

超声波金属表面处理方法是采用超声波金属表面处理装置对金属表面进行处理的工艺，用超声波金属表面处理方法加工后的金属表面粗糙度可达到Ra0.05，耐磨性提高50％以上，疲劳强度和疲劳寿命提高一倍以上。超声波金属表面处理效果比传统车削、磨削、抛光等金属表面处理方式明显改善，粗糙度、耐磨性、疲劳强度和疲劳寿命均明显提高。因此，超声波金属表面处理装置被广泛的应用到车床、磨床、镗床、铣床等金属表面加工装置中，对各种金属表面进行处理。对于具有规则几何形状的金属表面进行超声波表面处理比较简单，有车床超声波金属表面加工装置、镗床超声波金属表面加工装置、铣床超声波金属表面加工装置等。例如，专利申请号为CN201310031565、发明名称为“车床超声波金属表面加工工艺”的中国发明专利申请介绍了在车床上针对金属工件上的内孔、外圆和端面进行的超声波加工工艺；专利号为CN200910014789、发明名称为“一种用于普通车床的数控超声波加工装置”的中国发明专利公开了一种用于车床的超声波金属表面加工装置，该装置可实现对外圆面和圆弧面的超声加工。

对于中间具有轴孔、端面为圆盘面的金属盘进行超声波表面处理，通常采用工件绕金属盘中心旋转，超声波金属表面加工装置的刀头对圆盘端面进行加工，加工时刀头可以在端面上由外向内直线进给，也可以由内向外直线进给，完成整个端面的加工。如图1所示，金属盘100，其端面为圆形，通过金属盘中间的轴孔107装夹。采用上述工件旋转、刀头走直线的加工方式，刀头200在圆形端面上走过的轨迹是渐开线的路径，如图2所示。因该渐开线内外两段相邻弧线之间的间距为工件旋转一周刀头200在金属盘100端面径向上走过的直线距离，该距离非常小,相对于工件金属盘旋转一周刀头走过的渐开线的周向长度来说，该距离可以忽略不计，因此，可以认为刀头200在金属盘100端面上走过的路径为不同内径的一组圆周，各组圆周之间的距离即为工件金属盘旋转一周刀头在金属盘端面径向上走过的直线距离。刀头200走到金属盘圆形端面的外边缘时，金属盘端面边缘处与刀头的接触面逐渐减小，受力面积减小，受力不变的情况下，压强变大，一旦刀头200脱离圆盘的外边缘，金属盘边缘受力变形，就会造成对工件边缘的破坏，即蹋边现象，降低了工件的使用性能。

对于中间具有轴孔、端面为非圆盘面的金属盘面采用上述装夹方法和表面处理方法进行表面加工时也会出现盘面边缘坍塌现象。如图3所示，非圆盘面的金属盘100，中间为轴孔107。如图4所示，非圆盘面的金属盘100其端面外边缘为椭圆600，采用前述轴孔107处装夹，金属盘工件100绕主轴旋转、刀头200走直线的加工方式，刀头200在金属盘面上走过的轨道也是前述如图2所示的不同内径的一组圆周，当刀头200运动到椭圆600的短轴400到长轴500之间的端面外边缘时，刀头会脱离金属盘端面外边缘，刀头继续运动再次接触到金属盘端面相邻边缘时又重新回到端面上来，这种加工方式会使金属非圆盘端面边缘处产生蹋边。

基于同样的原因，采用上述加工方法，金属盘面的端面外边缘为正方形、三角形等其他任意平面形状时，都会在工件边缘出现蹋边现象。

同时，在刀头走过不规则工件边缘时，刀头会反复从一边掉下边缘，又从另一边接触到另一段边缘，由于刀头受力的这种时有时无的状态，使超声波金属表面处理装置的刀头和变幅杆不断的受到冲击，严重影响了刀头和变幅杆的使用寿命，甚至无法加工该金属工件。

有些待加工金属盘不仅具有不规则的端面，其中间轴孔也比较特别，如图5所示，待加工件金属盘100包括前后两个端面104、一个外周面103，中间是空心轴102，空心轴102的中间是轴孔107，所述轴孔107的轴线与两个端面104呈一定水平夹角A，夹角A：0°﹤A﹤90°。当A＝90°时，金属盘100是图1或者图3所示的金属盘。所以，本发明适用的金属盘100其轴孔107与其待加工端面的夹角为A，A的大小为：0°﹤A≤90°。

发明内容

针对采用工件旋转、刀头走直线的加工方式对中间具有轴孔、端面具有外边缘的金属盘进行超声波表面处理过程中出现的蹋边现象，本发明提供一种加工过程中保护盘面边缘的金属盘夹具。