一種偏心薄壁筒件的支撐裝置的制作方法

本發明屬于機械加工技術領域，具體涉及一種大型偏心薄壁筒件在車削、銑削加工過程中的支撐裝置。

背景技術：

目前，在航空航天領域廣泛存在結構復雜、大型偏心薄壁類筒件。該類零件往往由于結構復雜、筒體壁薄、具備偏心結構等特點，而在車削、銑削等加工過程中難以有效支撐裝夾，導致零件加工時受力不均、表面質量較差等難題。目前在車削過程中，通常采用降低主軸轉速、降低車刀進給量、分層加工等技術手段，雖在一定程度上能夠改善加工表面質量，但導致加工效率低，并且無法滿足航天產品高精度的表面質量要求，進而大大影響產品的質量與進度。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題為：克服現有技術不足，提供一種偏心薄壁筒件的支撐裝置，針對現有偏心薄壁類筒件在加工過程中難以有效支撐、加工時受力不均、表面質量差等難題，有效解決了偏心薄壁類零件在機械加工過程中支撐困難的問題，提高加工效率的同時，很好的滿足了航天產品高精度的表面質量要求。

本發明解決的技術方案為：一種偏心薄壁筒件的支撐裝置，包括:自適應萬向接頭(1)、可伸縮螺旋桿(2)、基座(3)、支撐塊(4)、旋轉把手(5)、第一鎖緊螺釘(6)以及第一橡膠墊(7)；

自適應萬向接頭(1)包括：萬向接頭本體(13)、第二鎖緊螺釘(11)和第二橡膠墊(12)；

基座(3)靠近可伸縮螺旋桿(2)的一端設置一內螺紋孔；

所述可伸縮螺旋桿(2)一端通過螺紋連接在基座(3)的螺紋孔內，可伸縮螺旋桿(2)的另一端可調的連接在自適應萬向接頭本體(13)上，所述支撐塊(4)通過第一鎖緊螺釘(6)固定在基座(3)上，第一橡膠墊(7)粘貼在支撐塊的頭部；

萬向接頭本體(13)一端開有盲孔，盲孔的孔口一端處有內螺紋，盲孔的盲端設置一個比盲孔直徑大的柱型槽，柱型槽內側表面光滑，柱型槽跟盲孔同軸；

可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置一段外螺紋，可伸縮螺旋桿(2)靠近基座(3)的一端設置有另一段外螺紋，可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置的一段外螺紋與可伸縮螺旋桿(2)靠近基座(3)的一端設置的另一段外螺紋之間設置退刀槽，設置退刀槽這段可伸縮螺旋桿(2)的直徑小于設置外螺紋這段可伸縮螺旋桿(2)的直徑，設置退刀槽這段可伸縮螺旋桿(2)的長度大于萬向接頭本體(13)的盲孔的深度；可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置的一段外螺紋的長度小于萬向接頭本體(13)的柱型槽的深度；

設置有另一段外螺紋的可伸縮螺旋桿上開一通孔，旋轉把手(5)能夠穿過通孔，帶動可伸縮螺旋桿(2)轉動，以調節可伸縮螺旋桿(2)旋進基座(3)內螺紋孔的深度；

所述支撐塊(4)能夠更換，支撐塊(4)通過第一鎖緊螺釘(6)鎖緊在基座(3)上；

萬向接頭本體(13)的另一端設置凹槽，該凹槽內側設置第二橡膠墊(12)；

該凹槽的側壁開有螺紋孔，第二鎖緊螺釘(11)能夠穿過凹槽側壁的螺紋孔伸入凹槽內。

盲孔的盲端設置柱型槽的直徑為盲孔的孔口一端處內螺紋公稱直徑的1.5倍，柱型槽的深度為盲孔的孔口一端處內螺紋長度的3倍。

所述的盲孔的孔口一端處有內螺紋為兩扣至三扣螺紋。

可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置外螺紋為兩扣至三扣螺紋，并且該外螺紋的公稱直徑與萬向接頭本體(13)一端的盲孔孔口的內螺紋公稱直徑相同，互相配合。

可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置的外螺紋與可伸縮螺旋桿(2)靠近基座(3)的一端設置的外螺紋的長度比例為1：30。

退刀槽的長度與萬向接頭本體(13)上柱形槽的深度的比例為4：3。

可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置一段外螺紋旋進盲孔后，通過盲孔上設置的內螺紋，直至可伸縮螺旋桿(2)靠近萬向接頭本體(13)的一端設置的一段外螺紋掉進柱型槽，萬向接頭本體(13)的盲孔、柱型槽和可伸縮螺旋桿(2)上設置的退刀槽配合組成一個萬向的具備自適應能力的關節。

所述支撐塊(4)為可更換支撐塊，可更換支撐塊包括連接端和支撐端，支撐端的表面弧度由被加工的偏心薄壁筒件的筒壁內側的弧度確定。支撐端的表面弧度的弧長和寬度的比例為4：1。

第一鎖緊螺釘(6)為2個以上，當第一鎖緊螺釘(6)為2個，兩個第一鎖緊螺釘(6)的間距和基座(3)的寬度的比例為2：3。

本發明與現有技術相比的優點在于：

(1)本發明提供了一種偏心薄壁筒件的支撐裝置，通過自適應萬向接頭、可伸縮螺旋桿、可更換支撐塊等結構的設計，有效解決了偏心薄壁類筒件在加工過程中難以有效支撐、受力不均、表面質量差等難題，提高加工效率的同時，很好的滿足了航天產品高精度的表面質量要求。

(2)本發明通過自適應萬向接頭的設計，使得該萬向接頭可以在任意方向擺動調節，可以尋求最有利的支撐固定位置。

(3)本發明通過可伸縮螺旋桿的設計，可以快速有效的調節支撐裝置的長度，以撐緊偏心筒件，同時能夠適應不同尺寸的偏心薄壁筒件。

(4)本發明通過可更換支撐塊的設計，根據不同形狀及尺寸的偏心薄壁筒件，可以更換不同形狀的支撐塊，適用范圍更廣。

(5)本發明通過在支撐塊頭部粘貼橡膠墊，在支撐架撐緊偏心薄壁筒件內壁時能夠有效起到力的緩沖作用，保護被加工偏心薄壁筒件的外觀。

(6)本發明通過合理設置支撐塊支撐端表面弧度的弧長和寬度的比例為4：1，能夠在支撐架撐緊偏心薄壁筒件時，提供合理的接觸面積，有效避免偏心薄壁筒件的受力變形。

(7)本發明通過合理設置兩個第一鎖緊螺釘(6)的間距和基座(3)的寬度的比例為2：3，能夠使支撐塊與基座的鎖緊固定更牢靠。

附圖說明

圖1是本發明的偏心筒件支撐裝置的結構示意圖；

圖2是本發明支撐裝置中自適應萬向接頭的接頭示意圖；

圖3是本發明實施例中偏心薄壁筒件的零件示意圖；

圖4是本發明的偏心筒件支撐裝置的使用狀態裝配圖。

具體實施方式

本發明的基本思路為：本發明一種大型偏心薄壁筒件的支撐裝置，裝置包括自適應萬向接頭、可伸縮螺旋桿、基座、可更換支撐塊、旋轉把手、鎖緊螺釘以及橡膠墊。所述可伸縮螺旋桿一端通過螺紋連接在基座的內螺紋上，通過轉動旋轉把手可以調節整個支撐裝置的長度；另一端可調的連接在萬向接頭本體上，組成一個角度可調的自適應接頭；所述支撐塊通過鎖緊螺釘固定在基座上，橡膠墊分別粘貼在支撐塊與自適應接頭上。其結構設計合理、使用方便、支撐塊可根據不同尺寸和形狀的偏心零件進行更換，很好的解決了偏心薄壁筒件在車削、銑削加工過程中由于偏心結構帶來的難以支撐、受力不均、加工表面粗糙的難題。

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述，

本發明適用于偏心薄壁筒件的車削、銑削等加工過程中，本例所述偏心薄壁筒件為整體鑄造結構，包括空心的圓柱筒體，筒體的壁厚為2-4mm，在支撐過程中，對于支撐裝置的支撐強度有較高的要求，若支撐力過大、接觸面積過小會導致筒體變形，無法滿足航天產品的裝配要求；若支撐力不足，會導致偏心薄壁筒件在車床上加工時，筒體外圓出現螺旋紋、波浪紋等，表面質量較差，無法滿足該筒段與其它艙段的對接要求。

圓柱筒體內設置有一相對于外圓偏心的進氣道，進氣道的一端固定在圓柱筒體的內壁上，進氣道與圓柱筒體的內壁連接處設置通孔，能夠導通氣體。

進氣道的另一端伸出筒體外，進氣道偏向筒體一側(以偏心薄壁筒件平放為例，進氣道位置偏向于筒體下側)，偏心薄壁筒件旋轉過程中受力不均，進氣道外徑小于圓柱筒體的內徑，進氣道外表面遠離筒壁一側設置有加強筋，進氣道外表面為不規則的光滑曲面，具體如圖3所示。

本發明提出了一種偏心薄壁筒件的支撐裝置，如圖1所示，包括:自適應萬向接頭1、可伸縮螺旋桿2、基座3、支撐塊4、旋轉把手5、第一鎖緊螺釘6以及第一橡膠墊7；

自適應萬向接頭1，如圖2所示，包括：萬向接頭本體13、第二鎖緊螺釘11和第二橡膠墊12；

基座3靠近可伸縮螺旋桿2的一端設置一內螺紋孔。基座3下部根據零件形狀開出方槽，防止支撐裝置在安裝過程中與偏心筒件內部結構發生干涉，槽口的形狀可以根據偏心筒件的具體結構進行不同的設計。

所述可伸縮螺旋桿2一端通過螺紋連接在基座3的螺紋孔內，可伸縮螺旋桿2的另一端可調的連接在自適應萬向接頭本體13上，所述支撐塊4通過第一鎖緊螺釘6固定在基座3上，第一橡膠墊7粘貼在支撐塊的頭部；

萬向接頭本體13一端開有盲孔，盲孔的孔口一端處有內螺紋，盲孔的盲端設置一個比盲孔直徑大的柱型槽，柱型槽內側表面光滑，柱型槽跟盲孔同軸；盲孔的盲端設置柱型槽的直徑為盲孔的孔口一端處內螺紋公稱直徑的1.5倍，柱型槽的深度為盲孔的孔口一端處內螺紋長度的3倍。盲孔的孔口一端處有內螺紋為兩扣至三扣螺紋。

可伸縮螺旋桿2靠近萬向接頭本體13的一端設置一段外螺紋，該外螺紋為兩扣至三扣螺紋，并且該外螺紋的公稱直徑與萬向接頭本體13一端的盲孔孔口的內螺紋公稱直徑相同，互相配合。可伸縮螺旋桿2靠近基座3的一端設置有另一段外螺紋，可伸縮螺旋桿2靠近萬向接頭本體13的一端設置的一段外螺紋與可伸縮螺旋桿2靠近基座3的一端設置的另一段外螺紋之間設置退刀槽，設置退刀槽這段可伸縮螺旋桿2的直徑小于設置外螺紋這段可伸縮螺旋桿2的直徑，設置退刀槽這段可伸縮螺旋桿2的長度大于萬向接頭本體13的盲孔的深度；可伸縮螺旋桿2靠近萬向接頭本體13的一端設置的一段外螺紋的長度小于萬向接頭本體13的柱型槽的深度；可伸縮螺旋桿2靠近萬向接頭本體13的一端設置的外螺紋與可伸縮螺旋桿2靠近基座3的一端設置的外螺紋的長度比例為1：30。退刀槽的長度與萬向接頭本體13上柱形槽的深度的比例為4：3。

設置有另一段外螺紋的可伸縮螺旋桿上開一通孔，旋轉把手5能夠穿過通孔，帶動可伸縮螺旋桿2轉動，以調節可伸縮螺旋桿2旋進基座3內螺紋孔的深度；

所述支撐塊4能夠更換，支撐塊4通過第一鎖緊螺釘6鎖緊在基座3上。第一鎖緊螺釘6為2個以上，當第一鎖緊螺釘6為2個，兩個第一鎖緊螺釘6的間距和基座3的寬度的比例為2：3。

萬向接頭本體13的另一端設置凹槽，該凹槽內側粘貼第二橡膠墊12，當萬向接頭本體13一端的凹槽與偏心薄壁筒件內進氣道外壁的筋條接觸固定時，起到力的緩沖與保護進氣道外部筋條的作用。

該凹槽的側壁開有螺紋孔，第二鎖緊螺釘11能夠穿過凹槽側壁的螺紋孔伸入凹槽內。

結合本例，本發明所述的支撐裝置的加工方法如下，如圖4所示：

首先根據被加工偏心筒件的內壁與進氣道外壁之間的距離，通過轉動旋轉把手5，調節支撐裝置的長度至略小于被加工偏心筒件的內壁與進氣道外壁之間的距離；然后將本發明支撐裝置的支撐塊4的頭部與被加工偏心筒件的內壁均勻接觸；然后通過調節自適應萬向接頭1的角度，直至萬向接頭本體13一端設置的凹槽夾住被加工偏心筒件內進氣道外壁的筋條8，然后轉動旋轉把手5使支撐裝置的支撐塊4的頭部和萬向接頭本體13一端的凹槽分別撐緊在被加工偏心筒件的內壁和進氣道外部的筋條上。最后通過萬向接頭本體13一端的凹槽側壁上的鎖緊螺釘將萬向接頭本體13與進氣道外部的筋條鎖緊。

通過本發明支撐裝置的使用，在車削加工如圖3所示的偏心薄壁筒件時，有效的避免了筒件外圓和內圓止口表面的螺旋紋、波浪紋等問題特征的出現，表面粗糙度由原來的12.3提高至3.2，在航天器整體裝配過程中，能夠滿足該薄壁筒件與其它艙段的對接精度要求；與此同時，通過本發明支撐裝置的應用，該偏心薄壁筒件在車削加工過程中支撐更加穩固，受力均勻，以往加工中采用降低轉速、減小吃刀量等方法盡量控制筒件的表面質量，現將主軸轉速由原來的30r/min提高至50r/min，加工效率提高了40％左右，效果顯著。

本發明未詳細闡述部分屬于本領域公知技術。