[实用新型]一种加工小角度斜圆柱类薄壁零件的辅助工装

说明书

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，具体的讲涉及一种加工小角度斜圆柱类薄壁零件的辅助工装。

背景技术

在航天、航空、石油钻探等行业的机械零件中存在为数不少的小角度斜圆柱类薄壁零件，如图1所示。这类零件的特点是：内壁为半径为R的弧形圆面，外圆用铣削加工且一端带斜度X°，带斜度一端的台阶相应地也带斜度X°。根据所处的工作条件不一样，这类零件的材料具有多样性，从高温合金到非金属都有。目前，对这类零件的加工一般采用铣削或电火花加工，但电火花加工仅限于金属。

由于该类零件一端面带有斜度，其台阶和斜面的相交形成椭圆线，用铣削加工时，要做好清角，还得避免加工应力过大，就必须选小直径的铣刀，而且刀具还要走三维路径。这样一来小刀具的金属去除率就降低了，加工时间长，车床的利用效率低，同时还增加了刀具的费用。

仅限于金属的电火花加工是通过放电来熔化金属，加工效率更低，生产成本更高，通常还有放电产生的重熔层和热裂纹现象发生，影响了加工质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种操作简便、生产效率高的加工小角度斜圆柱类薄壁零件的辅助工装，特别适用于斜度比较小的斜圆柱类薄壁零件。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种加工小角度斜圆柱类薄壁零件的辅助工装，包括夹具体、内孔定位芯轴和螺母套，所述夹具体上设置定位孔和定位沉孔，定位孔和定位沉孔的中心线经过夹具体端面中心且与夹具体的中心线成X°夹角，所述内孔定位芯轴分成定位段、零件配合段和螺纹段且中心设螺钉孔，定位段插入夹具体的定位沉孔中并通过压紧内六方螺钉从螺钉孔穿过定位段后再旋入定位孔中将夹具体和内孔定位芯轴固定，零件配合段表面与待加工小角度斜圆柱类薄壁零件的内孔匹配，螺母套螺纹连接在螺纹段上且通过端面将小角度斜圆柱类薄壁零件抵紧在内孔定位芯轴上。

上述辅助工装的主要改进点在于内孔定位芯轴是倾斜着插入夹具体中进行定位，改变了零件的旋转中心之后，然后刀具不动，零件高速转动，刀具相对零件做圆周运动，但实际上却是沿着斜面一圈一圈地加工，运动形式简单，加工速度快。

上述方案的改进点主要有以下三点：

1、将待加工的小角度斜圆柱类薄壁零件外表面分成直圆筒段和斜圆筒段两部分，然后分开进行加工。

现有技术对这种形状的零件都是进行整体加工，加工过程非常复杂。以铣刀铣削为例，在加工过程中，零件不动，铣刀平行着斜面一圈一圈地进行加工，在这样的运动过程中刀具做四种运动，即绕着自身轴心转动、绕着待加工零件的中心进行圆周运动、在待加工零件轴向反复运动、在待加工零件的径向上运动。由于刀具的运动如此复杂，耗时也就非常长，加工效率非常低。而本实用新型中，经过这种划分之后，在对直圆筒段和斜圆筒段分开加工时，待加工小角度斜圆柱类薄壁零件均可高速旋转，加工时间大大缩短，加工效率得到很大提高。由于这样的加工方式在现有技术里面是没有出现过的，也不属于本技术领域的常规手段，因此是非显而易见的，具有突出的实质性特点。

2、将小角度斜圆柱类薄壁零件倾斜着安装在夹具体上，改变了零件的加工旋转中心，将椭圆形斜面变成可用车床加工的回转体，在加工斜圆筒段时零件可以进行高速旋转。

对上述方案进行进一步改进，对小角度斜圆柱类薄壁零件的公差要求低时，内孔定位芯轴的零件配合段横截面为圆形。由于斜度很小，台阶端面的椭圆非常接近圆的形状，因此，可以直接近似成圆来加工，即使加工出来的零件壁厚有点不均匀，但是只要在公差允许的范围内，也算合格产品。

对上述方案进行进一步改进，对小角度斜圆柱类薄壁零件的公差要求高时，内孔定位芯轴的零件配合段横截面为椭圆，从小角度斜圆柱类薄壁零件的台阶端面方向看，小角度斜圆柱类薄壁零件被撑成圆形。当公差要求高时，台阶端面的椭圆就不能近似成圆来加工，否则零件壁厚不均匀的问题会影响到产品质量。因此，就得先用内孔定位芯轴将零件的台阶端面撑成圆形，然后再让零件绕着台阶端面的圆心轴进行回转运动并加工，保证了壁厚均匀。

从理论上来说，为了减小尺寸偏差，不管公差要求如何，都应该将台阶端面撑成圆形后再加工。这样车刀就是在一个圆面上加工，壁厚均匀程度高。如果斜圆柱段的斜度小，并且公差要求不高，也可以将椭圆面近似成圆面，这样可以减少内孔定位芯轴的加工成本。