精車開口圓環工件內外圓用夾具及用其進行精車的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及精車開口圓環工件內外圓用夾具及方法，具體涉及精車開口圓環工件內外圓用夾具及用其進行精車的方法。
【背景技術】
[0002]薄壁開口圓環工件如汽輪機中使用的一種斜面搭接式密封環，該密封環屬于回轉結構，圓周方向開有一缺口，開口切割面為斜面搭接式結構，如圖1及圖2。該密封環壁厚薄，最薄壁厚約4.5mm,外圓布置有臺階圓，其端面與內外圓垂直度要求0.01mm。該密封環開口間距比較大，加工時，需要將開口壓縮至既定尺寸，以使搭接面壓縮狀態下對內外圓尺寸精度要求0.025mm,進而滿足工作狀態時的要求。
[0003]然而，由于上述薄壁開口圓環工件如上述密封環屬于典型的薄壁零件，加工變形量較大，裝夾不便，且尺寸精度及形位公差要求比較高，加工難點主要在于，其一，該密封環屬于典型的薄壁零件，剛性較差，加工變形控制難度較大；其二，該密封環車削時無法直接裝夾零件，需要設計專用的車削夾具；其三，該密封環內外圓尺寸需在壓縮狀態保證，車削過程如何保證搭接斜面間隙穩定，有一定的難度；其四，由于密封環的特殊結構，需保證內外圓在同一基準狀態完成加工，才能保證內外圓的尺寸及形位公差。
[0004]顯然，不僅上述汽輪機的斜面搭接式密封環的加工會面臨至少前述所提及的問題，而且其他機器設備的薄壁開口圓環工件也會面臨同樣的問題。
[0005]為此，期望需求一種技術方案，以至少減輕上述問題。
【發明內容】
[0006]一方面，本發明要解決的技術問題是，提供一種能夠保證內外圓與端面之間垂直度和內外圓的尺寸精度及形位公差的精車開口圓環工件內外圓用夾具。
[0007]另一方面，本發明要解決的技術問題是，提供一種利用上述精車開口圓環工件內外圓用夾具精車薄壁開口圓環工件內外圓的方法，以保證內外圓與端面之間垂直度和內外圓的尺寸精度及形位公差。
[0008]就本發明的夾具而言，為了解決上述一方面技術問題，本實發明采用下述技術方案。
[0009]一種精車開口圓環工件內外圓用夾具，該夾具包括
用于與車床的轉軸固定連接的夾具體，其與所述轉軸相背的端面具有與該轉軸的軸線垂直的第一定位端面；
固定于所述夾具體與所述轉軸相背的端面并與所述轉軸同心的內壓圈，包括內孔定位段及外圓的外徑小于所述圓環工件的被壓縮的坯料的外圓的外徑的第一端面定位段，所述第一端面定位段具有與所述內壓圈的軸線垂直的第二定位端面，所述內孔定位段的外圓與所述內壓圈同心并與所述被壓縮的坯料內孔適配配合，所述被壓縮的坯料套裝于所述內孔定位段并被所述第一、二定位端面夾緊；以及固定于所述夾具體與所述轉軸相背的端面并與所述轉軸同心的外壓圈，包括外圓定位段及第二端面定位段，所述第二端面定位段具有與所述外壓圈的軸線垂直的第三定位端面且該第一端面定位段的內圓的內徑大于等于所述第一端面定位段的外圓的外徑且小于所述被壓縮的坯料的外圓的外徑，所述外圓定位段的內孔與所述外壓圈同心并與所述被壓縮的坯料精車準后的外圓適配配合，所述被壓縮的坯料設置于所述外圓定位段內孔內并被所述第一、三定位端面夾緊。
[0010]所述內孔定位段的外圓與所述被壓縮的坯料內孔止口配合。
[0011]所述外圓定位段的內孔與所述被壓縮的坯料外圓止口配合。
[0012]所述內壓圈與所述夾具體之間采用止口定位。
[0013]所述外壓圈與所述夾具體之間采用止口定位。
[0014]所述內壓圈、外壓圈均一體制成。
[0015]所述內壓圈與所述夾具體通過螺釘彼此固定，所述外壓圈與所述夾具體通過螺釘彼此固定。
[0016]一種精車開口圓環工件內外圓用夾具，該夾具包括
用于與車床的轉軸固定連接的夾具體，其與所述轉軸相背的端面具有與該轉軸的軸線垂直的第一定位端面；
固定于所述夾具體與所述轉軸相背的端面并與所述轉軸同心的內壓圈，包括內孔定位段及外圓的外徑小于所述圓環工件的被壓縮的坯料的外圓的外徑的第一端面定位段，所述第一端面定位段具有與所述內壓圈的軸線垂直的第二定位端面，所述內孔定位段的外圓與所述內壓圈同心并與所述被壓縮的坯料精車準后的內孔適配配合，所述被壓縮的坯料套裝于所述內孔定位段并被所述第一、二定位端面夾緊；以及
固定于所述夾具體與所述轉軸相背的端面并與所述轉軸同心的外壓圈，包括外圓定位段及第二端面定位段，所述第二端面定位段具有與所述外壓圈的軸線垂直的第三定位端面且該第一端面定位段的內圓的內徑大于等于所述第一端面定位段的外圓的外徑且小于所述被壓縮的坯料的外圓的外徑，所述外圓定位段的內孔與所述外壓圈同心并與所述被壓縮的坯料的外圓適配配合，所述被壓縮的坯料設置于所述外圓定位段內孔內并被所述第一、三定位端面夾緊。
[0017]就本發明的方法而言，為了解決上述另一方面技術問題，本實發明采用下述技術方案。
[0018]一種利用上述結構的精車開口圓環工件內外圓用夾具精車薄壁開口圓環工件內外圓的方法，包括下述步驟，
1)將所述圓環工件的坯料沿其周向方向向環心壓縮至其開口滿足既定尺寸；
2)將所述夾具體固定于車床的轉軸，并使該夾具體的第一定位平面與該轉軸的軸線垂直；
3)將所述步驟I)被壓縮的坯料套裝于所述內壓圈后固定于所述步驟2)的夾具體的相應端面并與所述轉軸同心，且該被壓縮的坯料被所述第一、二定位端面夾緊；
4)按既定尺寸車準所述被壓縮的坯料的外圓；
5)將所述外壓圈固定于所述步驟3)的夾具體的相應端面并與所述轉軸同心，且該被壓縮的坯料被所述第一、三定位端面夾緊；以及 6)取下所述步驟3)中固定于所述夾具體的內壓圈，按既定尺寸車準所述被壓縮的坯料的內圓。
[0019]所述步驟I)中所述坯料被卡箍從其外圓周向方向向環心卡緊壓縮。
[0020]本發明具有下述有益技術效果。
[0021]利用本發明的夾具精車開口圓環工件時，先將圓環工件的坯料沿其周向方向向環心壓縮至其開口滿足既定尺寸，再套裝于內壓圈的內孔定位段后固定于夾具體并與車床的轉軸同心，且該被壓縮的坯料被第一、二定位端面夾緊。按既定尺寸車準被壓縮的坯料的外圓后裝上外壓圈并與車床的轉軸同心，且該被壓縮的坯料被第一、三定位端面夾緊。接著取下內壓圈，按既定尺寸車準被壓縮的坯料的內圓。
[0022]精車時，先車準被壓縮的坯料的外圓，在不放開被壓縮的坯料的情況下裝上外壓圈后取下內壓圈，然后車準其內圓，以保證被壓縮的坯料的內外圓在同心狀態完成加工。內壓圈的內孔定位段的外圓與被壓縮的坯料的內孔適配配合及外壓圈的外圓定位段的內孔與被壓縮的坯料精車準后的外圓適配配合并與車床的轉軸同心，以及第一、二、三定位端面均與車床的轉軸的軸線垂直，精車時，能保證圓環工件內外圓與端面之間的垂直度以及內外圓的尺寸精度和形位公差。
[0023]可見，本發明的夾具結構設計合理，制造和使用方便。其操作簡單，能降低工人的勞動強度。在斷續切削的惡劣工況下裝夾穩定，能保證產品質量，降低產品的制造成本。
[0024]本發明的方法利用上述精車開口圓環工件內外圓用夾具精車薄壁開口圓環工件內外圓，其能保證其內外圓與端面之間的垂直度以及內外圓的尺寸精度和形位公差。
【附圖說明】
[0025]圖1示意性示出本發明涉及的薄壁開口圓環工件的一種實施例。
[0026]圖2為沿圖1 A-A向的剖視圖。
[0027]圖3示意性示出本發明的夾具在車準開口圓環工件外圓后裝上外壓圈時的狀態圖。
[0028]圖4為沿圖3 C-C向的剖視圖。
[0029]圖5示意性示出本發明的夾具的夾具體的局部剖視圖。
[0030]圖6示意性示出本發明的夾具的內壓圈的半剖視圖。
[0031]圖7示意性示出本發明的夾具的內壓圈裝夾時的狀態圖。
[0032]圖8為圖7沿軸線方向的半剖視圖。
[0033]圖9示意性示出本發明的夾具的外壓圈的半剖視圖。
[0034]圖10示意性示出本發明的夾具的外壓圈裝夾時的狀態圖。
[0035]圖11為圖10沿軸線方向的半剖視圖。
【具體實施方式】
[0036]為能詳細說明本發明的技術特征及功效，并可依照本說明書的內容來實現，下面結合附圖對本發明的實施方式進一步說明。
[0037]圖3、4示意性示出本發明的精車開口圓環工件內外圓用夾具在車準開口圓環工件外圓后裝上外壓圈時的狀態圖。該精車開口圓環工件內外圓用夾具包括夾具體1、內壓圈2及外壓圈3。
[0038]一并參見圖5，夾具體I用于與車床(圖中未示出)的轉軸固定連接，其與車床的轉軸相背的端面具有與該轉軸的軸線垂直的第一定位端面11。第一定位端面11相對于該夾具體I的與車床的轉軸相背的端面凸起，以方便精車被壓縮的坯料B的內外圓。
[0039]一并參見圖6、7及8，內壓圈2呈圓筒狀，其通過螺釘4及平墊圈5固定于夾具體I與車床的轉軸相背的端面并與該轉軸同心。內壓圈2包括內孔定位段22及外圓的外徑小于被壓縮的坯料B的外圓的外徑的第一端面定位段21。第一端面定位段21具有與內壓圈2的軸線垂直的第二定位端面211。內孔定位段22的外圓221與內壓圈2同心并與被壓縮的坯料B內孔適配配合，止口配合較佳。被壓縮的坯料B套裝于內孔定位段22并被第一、二定位端面11