[发明专利]一种保压式自动内撑夹具及装夹方法

权利要求书

1.一种保压式自动内撑夹具，其特征是，该夹具由定位夹紧装置、辅助装置、液压驱动系统组成；

所述定位夹紧装置中，夹具体(9)分为上下两部分：夹具体下部分(7)的下部通过螺钉(21)与活塞杆(12)固连，夹具体上部分(8)通过上部螺钉(29)与活塞杆(12)固连；活塞杆(12)底部加工有外螺纹与转台(1)中心孔内螺纹固连；活塞杆(12)中部为长圆台形状，上面加工有两个环形沟槽，两个O型密封圈(28)安装在环形沟槽中；活塞(30)安装在活塞杆(12)中部长圆台上，活塞(30)为一空心圆锥体，其上下均有一段内螺纹，下部法兰盘(26)和上部法兰盘(35)端部各有一段外螺纹分别与活塞(30)的内螺纹连接；通过螺纹连接，活塞(30)安装在下部法兰盘(26)与上部法兰盘(35)之间；小O型密封圈(25)安装在上部法兰盘(35)和下部法兰盘(26)的内环形沟槽中，大O型密封圈(27)安装在上部法兰盘(35)和下部法兰盘(26)的外环形沟槽中，起密封作用，继而形成两个封闭的油腔，即夹紧腔(a)与松开腔(b)，保证油腔的封闭性，防止漏油；

内撑胀套(10)为多瓣、侧面呈锯齿状，上下均有沟槽(10a)，其侧面为锯齿状(10b)，相邻两个胀套可进行啮合，其内表面与活塞(30)外表面接触，内撑胀套(10)上下表面均有一个弧形凸起(10c)，与弹簧伸缩装置配合使用；上、下弹簧伸缩装置(33)、(24)安装于夹具体外表面的孔中，与内撑胀套(10)上下表面的凸起(10c)接触，夹具松开时，依靠弹簧的回复力将内撑胀套(10)回位；上部导向块(32)安装在夹具体上部分(8)与内撑胀套(10)之间，并通过上螺钉(31)与夹具体上部分(8)固连；下部导向块(23)安装在夹具体下部分(7)与内撑胀套(10)之间，并通过下螺钉(22)与夹具体下部分(7)固连；

所述辅助装置中，转台(1)上还安装有联接阀(2)、转台内螺栓(3)、橡胶板(4)、压力表(5)、外卡爪(6)、内卡爪(20)；内卡爪(20)和外卡爪(6)均安装于转台内螺栓(3)上，各有三个，均布在圆周方向，其外部均有一层益于减振的橡胶板(4)；上卡爪(37)安装于夹具体上部分(8)，外部也安装有橡胶板(11)，一对锥齿轮(39)、(34)通过螺栓(38)、螺栓杆(36)别安装在夹具体上部分(8)中，通过拧动夹具体上部分的螺栓(38)，从而使两个锥齿轮啮合，进而推动上卡爪(37)运动，使得橡胶板(11)与工件紧密接触，达到加工过程中减振的目的；当薄壁圆筒件(19)中心撑涨后，通过拧动螺栓，促使内卡爪(20)、外卡爪(6)、上卡爪(37)运动，将工件上、下未加工区域撑起，从而提高工件的整体刚度；

所述液压驱动系统中，储液箱(15)通过油管与双向液压泵(16)相连，双向液压泵(16)将液压油输送给联接阀(2)，联接阀(2)可控制油路的通断；溢流阀(14)通过三通(13)接于双向液压泵(16)与联接阀(2)之间，当回路中压力高于溢流阀(14)设定压力，溢流阀(14)开启，进而将液压油回送到储液箱(15)中；压力表(5)安装于联接阀(2)与夹紧腔(a)之间的油路中，用于实时监测油路压力。

2.一种保压式自动内撑夹具装夹方法，其特征是，装夹方法采用保压式自动内撑夹具装夹，将薄壁圆筒件立式装夹，利用液压系统驱动活塞轴向运动，进而带动内撑胀套径向运动，实现对薄壁圆筒件的内撑装夹；方法的具体实施步骤如下：

第一步，立式装夹薄壁圆筒件，启动液压驱动系统；

将薄壁圆筒件(19)吊装放在夹具工装的转台(1)上，进行立式装夹，薄壁圆筒件下端面定位；启动液压驱动系统，储液箱(15)提供动力驱动所需的液压油，液压油经油管依次通过双向液压泵(16)、三通(13)、联接阀(2)，再通过夹具体内部流道流入到夹紧腔(a)与松开腔(b)中，使得活塞(30)上下运动，继而驱动中心内撑胀套(10)运动；当系统压力超过溢流阀(14)设定压力时，溢流阀开启，使得液压油返回储液箱(15)中；

第二步，内撑胀套径向运动控制夹具的夹紧松开；

通过控制联接阀(2)的开关来控制油路的通断，利用液压系统将液压油输送至夹紧腔与松开腔，驱动活塞运动，继而使得内撑胀套径向移动，将工件撑起，从而控制夹具的夹紧、松开；当打开联接阀(2)，液压油经夹具体内部流道流入到夹紧腔(a)中，夹紧腔(a)增大，带动活塞(30)向下运动；由于活塞(30)呈圆锥状，内撑胀套(10)内表面与活塞(30)外表面紧密接触，故依靠活塞和内撑胀套斜楔状的结构特点，可将活塞(30)的轴向直线运动转化为内撑胀套(10)的径向运动夹紧；内撑胀套(10)上下均有沟槽(10a)，其与导向块进行配合，导向块实则是起导向作用，使内撑胀套(10)径向运动更加准确，使其能均匀的将薄壁圆筒件(19)内表面撑起；内撑胀套(10)侧面呈锯齿状(10b)，相邻两个胀套可进行啮合，其啮合产生的重叠部分使得胀套间的间隙减小，有效增加了与薄壁件内表面的接触面积，保证了薄壁件加工区域的局部刚度；

第三步，辅助装置运动；

当中心内撑胀套(10)将薄壁件内表面撑起时，通过人工拧动转台内螺栓(3)，可操作内、外卡爪进行运动；因卡爪下方有齿槽，可与内螺栓(3)进行配合，故可将螺栓的旋转运动转化为内、外卡爪的直线运动，内卡爪(20)从工件内部将其内表面撑起，外卡爪(6)则从工件外表面进行夹持，两者外部均有一层橡胶板(4)，可达到抑振目的；上卡爪(37)的运动则依靠拧动上部螺栓(38)，因螺栓尾部安装有锥齿轮(39)，故可将轴向的旋转运动转化为径向的旋转运动，进而促使上卡爪(37)做径向直线运动，使得橡胶板(11)与工件紧密接触，提高工件上部的局部刚度；

第四步，实现保压功能；

待将薄壁圆筒件(19)装夹完毕后，关闭联接阀(2)，从而切断油路，该系统能实现保压功能；联接阀(2)可在切断油压源后能长时间保持夹紧路无压力泄露，即拔下油管，依旧能实现稳定内撑。