阅读说明：本技术 一种零件磨削快换夹具及磨削方法 (Part grinding quick-change clamp and grinding method ) 是由 张玉环 田兵娃 许可 贾俊魁 周晓卫 吴春利 吕阿鹏 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种零件磨削快换夹具及磨削方法,包括芯棒,所述芯棒设置有安装段和装夹段,安装段和装夹段连接形成一个阶梯轴；其中,装夹段为方头锥度芯棒结构,本发明采用的方头锥度芯棒结构,装夹段的大端靠近安装段；本发明所述装置定心定位精度较高,这种结构消除了装配间隙,定心精度可达0.005-0.01mm；夹具结构简单,无需设计专门夹紧装置,加工时可依靠方头及楔紧时产生的摩擦力提供扭矩,带动工件旋转；本夹具不需分组,对于所加工零件均可直接套入方头中楔紧后即可进行加工；降低了操作工人劳动强度,缩短了生产准备时间,能达到快速装夹零件的目的；设计加工工艺简单、操作方便、省力且制造成本低。(The invention discloses a part grinding quick-change clamp and a grinding method, wherein the part grinding quick-change clamp comprises a core rod, wherein the core rod is provided with an installation section and a clamping section, and the installation section and the clamping section are connected to form a stepped shaft; the clamping section is of a square-head taper core rod structure, and the large end of the clamping section is close to the mounting section; the device has higher centering and positioning precision, the structure eliminates assembly clearance, and the centering precision can reach 0.005-0.01 mm; the clamp has a simple structure, a special clamping device is not required to be designed, and torque can be provided by virtue of a square head and friction force generated during wedging during processing so as to drive a workpiece to rotate; the clamp does not need to be divided into groups, and the processed parts can be directly sleeved into the square head and wedged tightly to be processed; the labor intensity of operators is reduced, the production preparation time is shortened, and the purpose of quickly clamping parts can be achieved; the design and processing technology is simple, the operation is convenient, the labor is saved, and the manufacturing cost is low.)

一种零件磨削快换夹具及磨削方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种零件磨削快换夹具及磨削方法。

背景技术

零件调整螺钉装配在某机调压活门组件上，如图1-1和图1-2所示，其作用是通过外力作用在内四方上，带动调节螺钉圆周旋转同时做轴向移动，以改变组件密闭型腔空间体积达到调节组件内腔气体压力的目的。

该零件有一处精度较高外螺纹，螺纹中径公差为0.08mm，同时具有一个全长贯通的四方内孔，四方内孔对边尺寸公差为0.1mm,基于组件装配精度需要，零件制造中还必须满足零件外螺纹中径相对于其自身方孔中心的偏摆不能大于0.05mm的技术要求。为了保证所加工螺纹符合要求，工艺方案采取借助专用夹具在螺纹磨床上完成的方式，使用的专用夹具须以四方孔作为定位基准。本零件定位基准结构形式较为特殊，不同于以往常用的平面或圆柱面，且定位基准尺寸公差较大，对夹具保证定位精度造成极大困难，因此，设计何种结构形式磨床夹具装夹零件是保证外螺纹加工精度的关键。

针对磨螺纹加工过程如何装夹零件问题，原磨床夹具以零件内四方作为定位面，采用刚性心轴结构，由于内四方尺寸公差在0.1mm以内，作为定位基准，其公差较大，为了保证定位精度，磨床夹具常常将心轴四方尺寸依据零件内四方尺寸公差做成多种组别，采用分组装夹零件的方式。原磨床夹具分成四种组别，心轴四方尺寸(截面的边长)B分别为：8.09⁰ _-0.01、8.12⁰ _-0.01、 8.14⁰ _-0.01、8.17⁰ _-0.01，原磨床夹具如图2-1和图2-2所示，原有的磨床夹具存在以下弊端：

磨螺纹前操作工人需要花费一定时间测量零件内四方尺寸并进行分组，依据心轴上标记的尺寸组别分组装夹，显然，这种定位装夹方式增加了操作工人劳动强度及生产准备时间，尤其在批量生产过程中，使生产效率下降，同时也存在装配间隙影响定位精度的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种零件磨削快换夹具及磨削方法，能实现对零件的快速装夹，降低对工人的技术要求和减轻工人劳动强度，消除使用原磨床夹具使生产准备时间增加导致生产效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种零件磨削快换夹具，包括芯棒，所述芯棒设置有安装段和装夹段，安装段和装夹段连接形成一个阶梯轴；其中，装夹段为方头锥度芯棒结构，装夹段的大端靠近安装段。

安装段为实心圆轴。

芯棒的两端端面均开设顶尖孔。

所述装夹段距大端轴肩端面1mm处截面正方形的边长比距离小端面1mm处截面正方形的边长大0.12mm。

安装段与装夹段的中心偏摆不超过0.01mm。

装夹段表面的粗糙度不低于待加工零件内孔表面粗糙度。

安装段与装夹段之间过渡轴肩处设置有一退刀槽，退刀槽底面为圆弧面。

芯棒采用20#钢制作，硬度为HRC55-60。

芯棒通过整体渗碳0.8-1.0mm后，进行淬火热处理工艺制备。

采用本发明所述零件磨削快换夹具的磨削方法，包括以下步骤：

步骤1，将芯棒的装夹段推入待加工零件中，并将装夹段与待加工零件楔紧；

步骤2，将待加工零件与芯棒组成的组件装上磨床，用磨床上两个顶尖分别顶入芯棒两端的顶尖孔；

步骤3，在安装段上安装鸡心夹头；

步骤4，开启磨床对待加工零件进行磨削。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明采用的方头锥度芯棒结构，定心定位精度较高，这种结构消除了装配间隙，定心精度可达0.005-0.01mm；夹具结构简单，无需设计专门夹紧装置，加工时可依靠方头及楔紧时产生的摩擦力提供扭矩，带动工件旋转；本夹具不需分组，对于所加工零件均可直接套入方头中楔紧后即可进行加工；降低了操作工人劳动强度，缩短了生产准备时间，能达到快速装夹零件的目的；设计加工工艺简单、操作方便、省力且制造成本低。

进一步的，在装入零件内孔的同时，保证装夹段与待磨削零件楔紧，以保持两者轴线方向一致。

进一步的，采用20#钢制作成本低，20#能满足夹具强度要求，易于加工，通过渗碳后，淬火热处理可提高其表面硬度，使其更加耐磨，延长其保持装夹精度前提下的使用寿命。

进一步的，安装段与装夹段的中心偏摆不超过0.01mm确保夹具的安装精度以及待加工零件的加工精度。

附图说明

图1-1为待加工零件主视示意图，

图1-2为图1-1的A向视图，

图2-1为现有磨床家具的主视示意图，

图2-2为图2-1的C-C向剖视示意图，

图3-1为本发明所述夹具主视示意图，

图3-2为图3-1的A-A向剖视示意图，

图3-3为图3-1的B-B向剖视示意图。

具体实施方式

下面结合如图以及实施例对本发明进行详细阐述。

一种零件磨削快换夹具包括芯棒，所述芯棒设置有安装段和装夹段，安装段和装夹段连接形成一个阶梯轴；其中，装夹段为方头锥度芯棒结构，装夹段的大端靠近安装段；安装段为实心圆轴；安装段与装夹段的轴肩处设置有一退刀槽。

芯棒的两端端面均开设顶尖孔。

所述装夹段方头锥度芯棒结构的小端截面边长小于其大端截面边长0.12mm。

本发明优选的，安装段与装夹段的中心偏摆不超过0.01mm。

装夹段表面的粗糙度不低于待加工零件内孔表面粗糙度。

如图3-1～图3-3所示，本发明所述夹具依据刚性锥度心轴定心定位原理，将芯棒设计成两个台阶轴形式，安装段1为实心圆轴，端头开有顶尖孔，用以在磨床上鸡心夹头夹紧零件，装夹段2为方头锥度芯轴形式，其端头同样开有顶尖孔，通过将芯棒的装夹段2推入待加工零件中并楔紧，实现对待加工零件的定位装夹。为了保证方头锥度芯棒的定位精度，安装段中心对装夹段中心偏摆不大于0.01mm，所述装夹段2方头锥度芯棒结构的小端截面边长小于其大端截面边长0.12mm；同时，为了保证方头锥度芯棒使用持久耐磨损，同时要求：芯棒材料选用 20#钢，采取整体渗碳0.8-1.0mm后，进行淬火的热处理方式，淬火处理后表面硬度HRC55-60。

装夹段2与待磨削零件接触的一端加工倒角，安装段1两端加工有倒角，轴肩处退刀槽的底面为圆弧面。

实施例，采用本发明所述夹具对某航空发动机调压活门上零件进行磨削：

1)，将芯棒的装夹段2推入待加工零件中，并将两者楔紧，形成组件；

2)，将装有楔紧待加工零件的组件安装到磨床上，用磨床上两顶尖分别顶入芯棒两端顶尖孔中；

3)，在安装段1的端部安放鸡心夹头；

4)，开启磨床，对待加工零件开始磨削加工。