一种金属球形薄壁类零件车削工装制造技术

本技术涉及机械加工技术领域，具体涉及一种金属球形薄壁类零件车削工装。包括：胎具体、压板、压环及夹套，所述胎具体是一个圆柱回转体，一端外圆柱面用于车床装夹，另一端孔口及止口分别与阳球外圆柱面小间隙配合；所述压环与阳球面面接触，端面设有均布通孔；所述夹套是一个圆柱回转体，阳球大端端面设有均布螺纹盲孔，通过螺钉将阳球、压环、夹套固连，使阳球外形面与夹套内形面面面接触；所述压板一端与阳球小端内端面紧贴，另一端与胎具体紧贴，中心开有一个半圆通孔，胎具体和工件通过压板连接。本专利技术通过增加夹具与产品接触面积、降低产品积蓄的内部应力等手段极大地减小了产品变形，提高了产品合格率以及生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械加工，具体涉及一种金属球形薄壁类零件车削工装。

技术介绍

1、固体火箭发动机在行进过程中的转向是通过与摆动喷管固连的伺服机构的摆动产生侧向力实现的，而伺服机构的摆动实际上是控制摆动喷管阴球与阳球接触面发生相对转动。所以阳球的产品质量间接决定着固体火箭发动机进过程中的转向控制。某型号固体火箭发动机球窝喷管的阳球结构如图1所示。设计要求阳球材料为20crmnti，球面直径为sφ220-0.260-0.332，球面表面粗糙粗ra0.1，硬度hrc58～65。该产品的主要结构特点为大端为球面结构，整体为壁薄类零件。为满足设计要求，该产品成形工艺流程为锻造一粗车一退火一半精车一球面渗碳一半精车一淬回火一精车。阳球精车前状态为球面单边留量0.3mm，其他部位单边留1mm。由于阳球为薄壁类零件、车削装夹时工件与夹具接触面积小和加工后的内应力释放等原因，阳球精车后变形严重，相关关键尺寸超差严重。

2、目前的金属薄壁类零件车削技术，采取了不同的措施来解决金属薄壁类零件精车后变形严重的问题。公开专利cn112620677a技术了一种薄金属外壳车削工装，该工装首先三爪夹紧基体的小外圆，薄金属套在大外圆上，压缩空气通过空心金属管道进入环形橡胶气囊，环形橡胶气囊充气后膨胀可撑紧金属外壳，然后三爪带动金属外壳一起旋转，即可用车刀车去多余的金属。该工装虽提高了薄壁类零件的机加精度，但是工件材料为偏软性材料，外形可随气流发行变化，本实例阳球强度大、硬度高，不适用本实例金属零件。公开专利cn206484022u技术了一种大直径薄壁筒车削工装，与ca6140车床相配合使用。该工装包括动力连接座、基准座、圆模和装夹压板。主要优点有结构简单、操作方便、直接连接车床主轴减少了由于装夹和车削带来的产品变形。但是该工装的装夹方式为封闭式的，可用于金属球面薄壁类零件的外形车削，但是无法车削金属球面薄壁类零件的内形结构，如再使用其余工装加工零件内形，则内形加工的基准与外形机加的基准发生变化，预期整体效果不好。

3、目前固体火箭发动机阳球精车采用的工艺流程为先用三爪装夹阳球球面大端口，车小端外形及内形，然后于小端内孔处安装堵盖，最后四爪装夹小端法兰外柱面，精车球面及内形。

4、该加工方法存在以下缺点：

5、1)阳球大端外形为球面，三爪装夹阳球大端精车产品小端外形时，三爪卡盘与工件接触面积小，产品受力不均匀，容易导致产品变形。

6、2)由于夹具直接作用于阳球上，夹紧力大，产品精加工后内部存在内应力，之后逐渐释放，导致产品发生变形。

7、3)由于球面半边留量少，为保证机加余量，装夹工件小端车削工件外形球面时必须采用四爪装夹，四爪装夹对点找正，费时费力。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题

2、本技术提供一种金属球形薄壁类零件车削工装，用于金属球形薄壁类零件的机械加工，以解决金属球形薄壁类零件机械精加工后产品变形严重的问题。

3、为解决技术问题本技术采用的技术方案

4、一种金属球形薄壁类零件车削工装，包括：胎具体1、压板2、压环6及夹套7，所述压板2压紧阳球小端与胎具体1。

5、进一步地，所述胎具体1是一个圆柱回转体，一端外圆柱面用于车床装夹，另一端孔口及止口分别与阳球外圆柱面小间隙配合，端面设有均布螺纹孔。

6、进一步地，所述压环6是一个回转体，与阳球面面接触，端面设有均布通孔，内形球面结构可实现工件的径向夹持转变为轴向与径向的双重作用，大大增加了阳球与夹具的接触面积，进而降低了工件加工积蓄的内部应力，减少了产品变形。

7、进一步地，所述夹套7是一个圆柱回转体，大端端面设有均布螺纹盲孔，通过螺钉将阳球、压环和夹套紧固，阳球外形面与压环内形面球面接触。

8、进一步地，所述压板2是一个方形锲块，一端与阳球小端内端面紧贴，另一端与胎具体紧贴，中心开有一个半圆通孔，该零件起到连接胎具体和工件的作用。

9、本技术获得的技术效果

10、本专利技术了一种金属球形薄壁类零件车削工装，用于金属球形薄壁类零件的机械加工，解决了金属球形薄壁类零件机械加后产品变形严重的问题，有效提高了产品的机加精度和生产效率。该工装通过增加夹具与产品接触面积、降低产品积蓄的内部应力等手段极大地减小了产品变形，提高了产品合格率以及生产效率。

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【技术保护点】

1.一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于，包括：胎具体(1)、压板(2)、压环(6)及夹套(7)，所述压板(2)压紧阳球法兰内端面与胎具体(1)，所述夹套(7)通过螺钉与阳球、压环(6)紧贴，保证压环内形球面与阳球外形球面相接触，所述胎具体(1)是一个圆柱回转体，一端外圆柱面用于车床装夹，另一端孔口及止口分别与阳球外圆柱面小间隙配合，端面设有均布螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于：所述压环(6)是一个回转体，与阳球面面接触，端面设有均布通孔，内形球面结构实现阳球的径向夹持转变为轴向与径向的双重作用。

3.根据权利要求1所述的一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于：所述夹套(7)是一个圆柱回转体，大端端面设有均布螺纹盲孔，通过螺钉使阳球、压环紧贴，压环内形球面与阳球外形球面相接触。

4.根据权利要求1所述的一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于：所述压板(2)是一个方形锲块，一端与阳球小端内端面紧贴，另一端与胎具体紧贴，中心开有一个半圆通孔，该零件起到连接胎具体和工件的作用。

【技术特征摘要】

1.一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于，包括：胎具体(1)、压板(2)、压环(6)及夹套(7)，所述压板(2)压紧阳球法兰内端面与胎具体(1)，所述夹套(7)通过螺钉与阳球、压环(6)紧贴，保证压环内形球面与阳球外形球面相接触，所述胎具体(1)是一个圆柱回转体，一端外圆柱面用于车床装夹，另一端孔口及止口分别与阳球外圆柱面小间隙配合，端面设有均布螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种金属球形薄壁类零件车削工装，其特征在于：所述压环(6)是一个回转体，与阳球面面接触，端...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晓磊，孙瑞林，郭瑞廷，王福虎，彭丽娜，
申请(专利权)人：内蒙古航天红岗机械有限公司，
类型：新型
国别省市：