本發(fā)明屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于加工薄壁類金屬材料或含碳纖維等硬脆類添加物復(fù)合材料的T型襯套夾具。

背景技術(shù)：

在運(yùn)動(dòng)部件中，為了減少軸與座在使用過程中的磨損，需要設(shè)計(jì)T型襯套套在軸與座之間，以最大程度降低軸與座的損耗，避免零部件的頻繁更換，產(chǎn)生不必要的成本。T型襯套是一端帶有凸肩的襯套。在加工襯套的T字頭外表面時(shí)，需要將襯套尾部的圓柱筒固定在車床轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。傳統(tǒng)固定方式是采用三爪卡盤直接裝夾，但這種方式用于一些特殊零件的加工時(shí)存在很多弊端，尤其對(duì)于薄壁類金屬襯套或含碳纖維等硬脆類添加物的復(fù)合材料時(shí)，若夾持過緊，易造成襯套變形，對(duì)于含硬脆類添加物的復(fù)合材料甚至產(chǎn)生裂紋；若夾持過松，易造成零件打滑，當(dāng)加工含硬脆類添加物的復(fù)合材料時(shí)會(huì)降低加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率。中國(guó)專利申請(qǐng)201410711333.5“一種自膨脹夾具”公開一種可加工T型襯套的夾具。其缺點(diǎn)是：第一、變徑套變形難度大、膨脹能力有限、夾緊的可靠性差。第二、裝夾步驟繁瑣，裝卸工件需要拆卸多個(gè)零件，裝夾效率低。第三、借助墊圈、凸緣、壓蓋等實(shí)現(xiàn)工件定位，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提出一種加工薄壁T形襯套的夾具，以便增大彈性元件的變形能力，提高夾緊的可靠性；簡(jiǎn)化裝夾步驟，提高裝夾效率；簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低制造成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種加工薄壁T形襯套的夾具，包括鎖緊螺釘、膨脹元件和基座；基座的右端帶有夾持段，基座的左端與膨脹元件連接，被加工的薄壁T形襯套套在膨脹元件外面，通過鎖緊螺釘使膨脹元件產(chǎn)生變形夾緊或者松開薄壁T形襯套；其特征在于：

所述的鎖緊螺釘是一個(gè)芯軸式螺釘1，它包括左邊的圓錐段1a和右邊的螺桿段1c，圓錐段1a的外徑從左到右收斂，在芯軸式螺釘1的左端面上有容納螺絲刀或扳手的凹槽1b，圓錐段1a的錐角不大于6°；

所述的膨脹元件是一個(gè)膨脹套2，它的基體是一個(gè)圓筒2a，圓筒2a的內(nèi)孔是一個(gè)從左到右收斂的圓錐孔2b，該圓錐孔2b的錐角與芯軸式螺釘1圓錐段1a的錐角相等，膨脹套2的外徑大于芯軸式螺釘1圓錐段1a的最大外徑，膨脹套2的外徑與被加工的薄壁T形襯套的內(nèi)孔直徑過渡配合；在該圓錐孔2b的內(nèi)圓錐面上、靠近右端口的位置有一個(gè)橫截面為矩形的膨脹套環(huán)形槽2c，膨脹套環(huán)形槽2c的右側(cè)壁形成一個(gè)膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d；在膨脹套2的外圓柱面上有沿圓周均布的、貫通圓筒2a側(cè)壁的至少6個(gè)左分隔槽2f和至少6個(gè)右分隔槽2g，左分隔槽2f沿直徑方向延伸，左分隔槽2f的左端口與圓筒2a的左端口共面，右分隔槽2g沿直徑方向延伸，右分隔槽2g的右端口與圓筒2a的右端口共面,左分隔槽2f和右分隔槽2g交錯(cuò)排列；

所述的基座是圓柱軸3，它是一個(gè)臺(tái)階軸，圓柱軸3的右段軸3c是夾持段，圓柱軸3左段軸的外徑小于右段軸3c的外徑，在圓柱軸3的左段軸上有一個(gè)基座環(huán)形槽3b，基座環(huán)形槽3b的左側(cè)壁形成一個(gè)基座環(huán)形凸臺(tái)3a；基座環(huán)形凸臺(tái)3a位于膨脹套2的膨脹套環(huán)形槽2c內(nèi)，基座環(huán)形凸臺(tái)3a的外徑與膨脹套環(huán)形槽2c的內(nèi)徑過渡配合；膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d進(jìn)入基座環(huán)形槽3b內(nèi)，膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d的外徑與基座環(huán)形槽3b的內(nèi)徑間隙配合；在圓柱軸3左段軸的左端面中心有一個(gè)螺紋盲孔，芯軸式螺釘1的螺桿段1c擰進(jìn)上述螺紋盲孔內(nèi)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：提出了一種加工薄壁T形襯套的夾具，增大了彈性元件的變形能力，提高了夾緊的可靠性；簡(jiǎn)化了裝夾步驟，提高了裝夾效率；簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了制造成本。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)證明，裝夾效率可提高20倍以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中芯軸式螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中膨脹套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中基座的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1至圖4，一種加工薄壁T形襯套的夾具，包括鎖緊螺釘、膨脹元件和基座；基座的右端帶有夾持段，基座的左端與膨脹元件連接，被加工的薄壁T形襯套套在膨脹元件外面，通過鎖緊螺釘使膨脹元件產(chǎn)生變形夾緊或者松開薄壁T形襯套；其特征在于：

所述的鎖緊螺釘是一個(gè)芯軸式螺釘1，它包括左邊的圓錐段1a和右邊的螺桿段1c，圓錐段1a的外徑從左到右收斂，在芯軸式螺釘1的左端面上有容納螺絲刀或扳手的凹槽1b，用于被加工襯套難以拆卸時(shí)借助螺絲刀或扳手實(shí)施拆卸。圓錐段1a的錐角不大于6°，確保芯軸式螺釘1與膨脹元件配合達(dá)到理想的膨脹夾持效果。

所述的膨脹元件是一個(gè)膨脹套2，它的基體是一個(gè)圓筒2a，圓筒2a的內(nèi)孔是一個(gè)從左到右收斂的圓錐孔2b，該圓錐孔2b的錐角與芯軸式螺釘1圓錐段1a的錐角相等，膨脹套2的外徑大于芯軸式螺釘1圓錐段1a的最大外徑，膨脹套2的外徑與被加工的薄壁T形襯套的內(nèi)孔直徑過渡配合，使得薄壁T形襯套既能輕易的從膨脹套2上套入或卸下，又與膨脹套2保持一定的接觸以產(chǎn)生摩擦力；在圓錐孔2b的內(nèi)圓錐面上、靠近右端口的位置有一個(gè)橫截面為矩形的膨脹套環(huán)形槽2c，膨脹套環(huán)形槽2c的右側(cè)壁形成一個(gè)膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d，環(huán)形槽2c與環(huán)形凸臺(tái)2d是膨脹套2與基座的連接部位；在膨脹套2的外圓柱面上有沿圓周均布的、貫通圓筒2a側(cè)壁的至少6個(gè)左分隔槽2f和至少6個(gè)右分隔槽2g，左分隔槽2f沿直徑方向延伸，左分隔槽2f的左端口與圓筒2a的左端口共面，右分隔槽2g沿直徑方向延伸，右分隔槽2g的右端口與圓筒2a的右端口共面,左分隔槽2f和右分隔槽2g交錯(cuò)排列，這樣形成的膨脹套2變形能力強(qiáng)，變形均勻性好，脹緊薄壁T形襯套時(shí)可有效避免局部過載。

所述的基座是圓柱軸3，它是一個(gè)臺(tái)階軸，圓柱軸3的右段軸3c是夾持段，圓柱軸3左段軸的外徑小于右段軸3c的外徑，在圓柱軸3的左段軸上有一個(gè)基座環(huán)形槽3b，基座環(huán)形槽3b的左側(cè)壁形成一個(gè)基座環(huán)形凸臺(tái)3a；基座環(huán)形凸臺(tái)3a位于膨脹套2的膨脹套環(huán)形槽2c內(nèi)，基座環(huán)形凸臺(tái)3a的外徑與膨脹套環(huán)形槽2c的內(nèi)徑過渡配合，確保夾具系統(tǒng)與薄壁T形襯套徑向同軸；膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d進(jìn)入基座環(huán)形槽3b內(nèi)，膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d的外徑與基座環(huán)形槽3b的內(nèi)徑間隙配合，從而實(shí)現(xiàn)膨脹套2與基座連接的同時(shí)具有良好的旋轉(zhuǎn)自由度，利于薄壁T形襯套在夾具系統(tǒng)上的裝夾和拆卸。

為了便于裝配，在圓柱軸3的左段軸的左端圓周處有倒角3d，在膨脹套2的右端口處有內(nèi)倒角2e。

為了避免膨脹套2產(chǎn)生永久變形，所述的膨脹套2采用彈性金屬材料制造。

本發(fā)明的使用方法是：

首先，將夾具系統(tǒng)與車床轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接。具體做法是：將所述的芯軸式螺釘1的螺桿段1c穿過膨脹套2擰入基座圓柱軸3左段軸的左端面中心的螺紋盲孔內(nèi)，直至芯軸式螺釘1的左邊圓錐段1a與膨脹套2的圓錐孔2b恰好接觸；然后將夾具系統(tǒng)的基座右段軸3c固定于車床的三爪卡盤，完成夾具裝夾。

其次，將待加工的薄壁T形襯套尾部的圓柱筒套在夾具的膨脹套2上并貼住基座右段軸3c的左端面，旋轉(zhuǎn)襯套，借助襯套內(nèi)壁、膨脹套2、芯軸式螺釘1的圓錐段1a三者之間的摩擦力，芯軸式螺釘1的螺桿段1c自由擰入基座左段軸的螺紋盲孔；在螺桿段1c自由擰入的同時(shí)，芯軸式螺釘1的圓錐段1a沿軸向推進(jìn)并沿徑向擠壓膨脹套2，膨脹套2均勻膨脹，貼實(shí)襯套內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)襯套與膨脹套2同軸；在膨脹套2與襯套內(nèi)壁的軸向摩擦力作用下，襯套緊靠基座右段軸3c的左端面，實(shí)現(xiàn)軸向定位。當(dāng)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)擰緊后，芯軸式螺釘1、膨脹套2與襯套恰好達(dá)到定位卡緊，至此，待加工的薄壁T形襯套裝夾完畢。

加工完成后，反方向旋轉(zhuǎn)薄壁T形襯套，襯套帶動(dòng)膨脹套2和芯軸式螺釘1反向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)芯軸式螺釘1、膨脹套2與襯套之間的松懈并完成拆卸。

整個(gè)加工過程操作簡(jiǎn)單，無(wú)需借助其他工具，具有很高的加工效率。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，加工對(duì)象是一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料T形襯套，頭部凸肩厚度1.5mm，尾部圓柱筒內(nèi)徑10mm，壁厚1mm，加工目標(biāo)是完成該T形襯套凸肩外端面的精加工。

本實(shí)施例中，采用40Cr鋼制成本發(fā)明提出的薄壁T形襯套加工夾具，所述的芯軸式螺釘1左邊圓錐段1a的最大外徑為7mm，錐角為6°。所述的膨脹套2的圓筒基體2a的內(nèi)圓錐孔2b的錐角同為6°，內(nèi)圓錐孔2b的最大直徑為7.2mm，圓筒2a的外徑為10mm，與擬加工的T形襯套過渡配合；在圓錐孔2b的內(nèi)圓錐面上、靠近右端口的位置加工橫截面為矩形的膨脹套環(huán)形槽2c，環(huán)形槽2c的槽寬2mm，槽底直徑8mm，環(huán)形槽2c的右側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)2d寬1.5mm，凸臺(tái)內(nèi)徑6mm；在膨脹套2的外圓柱面上加工交錯(cuò)排列的8個(gè)左分隔槽2f和8個(gè)右分隔槽2g，左分隔槽2f和右分隔槽2g沿圓周均布、貫通圓筒2a側(cè)壁，兩種分隔槽槽寬0.5mm。所述的基座是圓柱軸3，它是一個(gè)臺(tái)階軸，圓柱軸3的右段軸3c為夾持段，圓柱軸3的左段軸的基座環(huán)形槽3b槽寬1.5mm，槽底直徑6mm，環(huán)形槽3b的左側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)3a寬1.8mm，外徑8mm，環(huán)形凸臺(tái)3a的外徑與膨脹套環(huán)形槽2c的內(nèi)徑過渡配合；為便于裝配，在圓柱軸3的左段軸的左端圓周處加工30°倒角3d，在膨脹套2的右端口處加工45°內(nèi)倒角2e，裝配完成后，基座環(huán)形凸臺(tái)3a位于膨脹套2的膨脹套環(huán)形槽2c內(nèi)，膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d位于基座環(huán)形槽3b內(nèi)，在圓柱軸3左段軸的左端面中心有一個(gè)螺紋盲孔，芯軸式螺釘1的螺桿段1c擰進(jìn)上述螺紋盲孔內(nèi)。

將本發(fā)明形成的加工夾具裝于車床上的三爪卡盤，即可進(jìn)行該碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料T形襯套凸肩外端面的精加工。利用本發(fā)明加工此類T形襯套時(shí)，裝夾和拆卸簡(jiǎn)便，加工效率顯著提高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，加工對(duì)象是一種鋁合金C形環(huán)狀應(yīng)力腐蝕試樣，試樣外徑20mm，壁厚1.5mm，長(zhǎng)度20mm，加工目標(biāo)是完成該試樣外表面及端面的精加工。

本實(shí)施例中，采用45#鋼加工本發(fā)明所述的芯軸式螺釘1和基座圓柱軸3，采用彈簧鋼加工本發(fā)明所述的膨脹套2。所述的芯軸式螺釘1左邊圓錐段1a的最大外徑為15mm，錐角為6°。所述的膨脹套2的圓筒基體2a的內(nèi)圓錐孔2b的錐角同為6°，內(nèi)圓錐孔2b的最大直徑為16mm，圓筒2a的外徑為17mm，與擬加工的應(yīng)力腐蝕試樣內(nèi)徑過渡配合；在圓錐孔2b的內(nèi)圓錐面上、靠近右端口的位置加工橫截面為矩形的膨脹套環(huán)形槽2c，環(huán)形槽2c的槽寬4mm，槽底直徑15mm，環(huán)形槽2c的右側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)2d寬2mm，凸臺(tái)內(nèi)徑13mm；在膨脹套2的外圓柱面上加工交錯(cuò)排列的8個(gè)左分隔槽2f和8個(gè)右分隔槽2g，左分隔槽2f和右分隔槽2g沿圓周均布、貫通圓筒2a側(cè)壁，兩種分隔槽槽寬1mm。所述的基座是圓柱軸3，它是一個(gè)臺(tái)階軸，圓柱軸3的右段軸3c為夾持段，圓柱軸3的左段軸的基座環(huán)形槽3b槽寬2mm，槽底直徑13mm，環(huán)形槽3b的左側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)3a寬3.8mm，外徑15mm，環(huán)形凸臺(tái)3a的外徑與膨脹套環(huán)形槽2c的內(nèi)徑過渡配合；為便于裝配，在圓柱軸3的左段軸的左端圓周處加工30°倒角3d，在膨脹套2的右端口處加工45°內(nèi)倒角2e，裝配完成后，基座環(huán)形凸臺(tái)3a位于膨脹套2的膨脹套環(huán)形槽2c內(nèi)，膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d位于基座環(huán)形槽3b內(nèi)，在圓柱軸3左段軸的左端面中心有一個(gè)螺紋盲孔，芯軸式螺釘1的螺桿段1c擰進(jìn)上述螺紋盲孔內(nèi)。

將本發(fā)明形成的加工夾具裝于車床上的三爪卡盤，即可進(jìn)行該鋁合金C形環(huán)狀應(yīng)力腐蝕試樣外表面及端面的精加工。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中，加工對(duì)象是一種銅合金薄壁T形襯套，凸肩厚度1.5mm，尾部圓柱筒內(nèi)徑8mm，壁厚1mm，加工目標(biāo)是該T形襯套凸肩部位與圓筒外表面。

本實(shí)施例中，采用45#鋼加工本發(fā)明所述的芯軸式螺釘1和基座圓柱軸3，采用彈簧鋼加工本發(fā)明所述的膨脹套2。所述的芯軸式螺釘1左邊圓錐段1a的最大外徑為5mm，錐角為6°。所述的膨脹套2的圓筒基體2a的內(nèi)圓錐孔2b的錐角同為6°，內(nèi)圓錐孔2b的最大直徑為5.4mm，圓筒2a的外徑為8mm，與擬加工的T形襯套過渡配合；在圓錐孔2b的內(nèi)圓錐面上、靠近右端口的位置加工橫截面為矩形的膨脹套環(huán)形槽2c，環(huán)形槽2c的槽寬1.8mm，槽底直徑6mm，環(huán)形槽2c的右側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)2d寬1.5mm，凸臺(tái)內(nèi)徑4.8mm；在膨脹套2的外圓柱面上加工交錯(cuò)排列的6個(gè)左分隔槽2f和6個(gè)右分隔槽2g，左分隔槽2f和右分隔槽2g沿圓周均布、貫通圓筒2a側(cè)壁，兩種分隔槽槽寬0.5mm。所述的基座是圓柱軸3，它是一個(gè)臺(tái)階軸，圓柱軸3的右段軸3c為夾持段，圓柱軸3的左段軸的基座環(huán)形槽3b槽寬1.5mm，槽底直徑4.8mm，環(huán)形槽3b的左側(cè)壁形成的環(huán)形凸臺(tái)3a寬1.6mm，外徑6mm，環(huán)形凸臺(tái)3a的外徑與膨脹套環(huán)形槽2c的內(nèi)徑過渡配合；為便于裝配，在圓柱軸3的左段軸的左端圓周處加工30°倒角3d，在膨脹套2的右端口處加工45°內(nèi)倒角2e，裝配完成后，基座環(huán)形凸臺(tái)3a位于膨脹套2的膨脹套環(huán)形槽2c內(nèi)，膨脹套2的膨脹套內(nèi)環(huán)形凸臺(tái)2d位于基座環(huán)形槽3b內(nèi)，在圓柱軸3左段軸的左端面中心有一個(gè)螺紋盲孔，芯軸式螺釘1的螺桿段1c擰進(jìn)上述螺紋盲孔內(nèi)。

將本發(fā)明形成的薄壁T形襯套加工夾具裝于車床上的三爪卡盤，即可進(jìn)行該銅合金薄壁T形襯套凸肩部位與圓筒外表面的加工。