一种起落架旋转类零件夹紧装置及夹紧方法

技术领域

本发明涉及机械零件加工技术领域，尤其涉及一种起落架旋转类零件夹紧装置及夹紧方法。

背景技术

起落架中含有多种旋转类零件，其中一种如图1、图7、图8所示，该零件中部设有内孔形成有孔内壁103，一端设有法兰盘101，另一端设有支耳，轴向端面上设有轮齿等。该类零件结构较为复杂，且包含有多项机械加工工序，如车工、四轴铣工、磨工等。在进行这些加工时，需要将零件装夹。现有的装夹方式有两种，一种是在零件的两端面均预留工艺夹头，每个工艺夹头的尺寸均大于40mm，机床的三爪卡盘装夹在一端工艺夹头上，另一端的工艺夹头采用顶尖顶压。第二种是，内孔直接采用机床上的三爪卡盘内撑。

上述两种方式存在如下问题：一是，预留的工艺夹头材料性能较为特殊，导致材料价格成本较高，二是，有些零件结构特殊，无法预留工艺夹头；三是，因孔内壁较薄，采用现有的三爪卡盘内撑易造成孔内壁变形，导致加工尺寸精度超差，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起落架旋转类零件夹紧装置及夹紧方法，取消零件上预留工艺夹头，解决薄壁内孔零件内撑变形的问题。

本发明的技术方案是：一种起落架旋转类零件夹紧装置，包括夹持芯轴和套装于所述夹持芯轴上的定位盘，所述定位盘将夹持芯轴的一端分隔为夹持端，另一端分隔为装夹端，所述装夹端内设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有定位轴，所述定位轴的末端配装有内撑件，所述内撑件靠近定位盘，且内撑件的端部伸出至夹持芯轴的外侧，所述定位轴正反螺旋运动能使内撑件的伸出的端部施加内撑力或释放内撑力。

优选的，所述定位盘上呈圆周设有多个定位孔，多个定位孔中，其中对称的两个定位孔中安装有第一定位销，其余的定位孔中安装有第二定位销。

优选的，所述第一定位销包括依次设置的第一头部、第一光轴段、第二光轴段和第一螺纹段，所述第一头部为16mm外六方头，第一光轴段为φ12h8的光轴，第二光轴段为φ10h8的光轴，第一螺纹段上设有M8的外螺纹，第一螺纹段上装配有螺母，第一光轴段装配于定位孔中。

优选的，所述第一头部、第一光轴段、第二光轴段和第一螺纹段的同轴度在φ0.02mm以内。

优选的，所述第二定位销包括依次设置的第二头部、第三光轴段和第二螺纹段，所述第二头部为16mm外六方头，第三光轴段为φ12h8的光轴，第三光轴段装配于定位孔中，第二螺纹段上设有M8的外螺纹，第二螺纹段上装配有螺母。

优选的，所述第二头部、第三光轴段和第二螺纹段的同轴度在φ0.05mm以内。

优选的，所述定位孔为沿定位盘直径方向延伸的腰型孔。

优选的，所述定位轴的末端设有锥头，所述内撑件上设有与所述锥头适配的锥孔。

优选的，所述内撑件包括呈十字交叉的四个撑杆，所述撑杆的末端设有球头，所述定位轴与四个所述撑杆的中心配装。

本发明还提供采用上述起落架旋转类零件夹紧装置对旋转类零件进行夹紧的方法，包括如下步骤：

步骤一，将工件套装在装夹端上，并将工件端部的法兰盘与定位盘贴合，并将工件上的零件孔与定位孔对齐；

步骤二，在两个对称的定位孔中安装第一定位销和螺母，其余的定位孔中安装第二定位销和螺母，通过第一定位销和第二定位销分别将定位孔和零件孔相连；

步骤三，旋转定位轴，使其向内撑件施加轴向力，所述内撑件将承受的轴向力转为径向的内撑力抵接工件的孔内壁；

步骤四，再将夹持端固定在机床的三爪卡盘上夹持，完成夹紧。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、对于无法预留工艺夹头的起落架回转类零件，所述起落架旋转类零件夹紧装置通过定位盘进行端面定位，使零件的一端最小预留仅需15mm即可完成定位与夹紧，节约了工艺夹头所造成的零件材料浪费的问题；

二、对于内孔薄壁的起落架回转类零件，本发明使用内撑件和具有锥头的定位轴的配合方式，仅需微小的力量即可完成零件内孔的中心校正，且不会对孔内壁撑变形；

三、所述起落架旋转类零件夹紧装置将工件装夹在夹持芯轴的装夹端，远离装夹端的夹持端则定位在机床上，使工件有效避开车、铣、磨床卡盘，实现更短的刀具夹持长度，以及更宽的刀柄有选择余地；

四、夹持芯轴的之间小于零件内孔的直径，配合中心架使用，可实现内孔的车削，使起落架旋转类零件夹紧装置不与车刀发生干涉。

附图说明

图1为某一种起落架旋转类零件的结构示意图；

图2为本发明提供的夹紧装置与零件定位的结构示意图；

图3为本发明提供的夹紧装置的剖视结构示意图；

图4为图3的仰视图；

图5为第一定位销的结构示意图；

图6为第二定位销的结构示意图；

图7为毛坯加工的第一种视角的结构示意图；

图8为毛坯加工的第二种视角的结构示意图。

附图中：1、夹持芯轴；11、夹持端；12、装夹端；2、定位盘；21、定位孔；3、定位轴；4、螺纹孔；41、倒角；5、锥头；6、内撑件；61、撑杆；62、球头；7、第一定位销；71、第一头部；72、第一光轴段；73、第二光轴段；74、第一螺纹段；8、第二定位销；81、第二头部；82、第三光轴段；83、第二螺纹段；9、螺母；10、工件；101、法兰盘；102、零件孔；103、孔内壁；104、环形槽。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图4、图5所示，本实施例提供的一种起落架旋转类零件夹紧装置包括夹持芯轴1、定位盘2、定位轴3、螺纹孔4、锥头5、内撑件6、第一定位销7和第二定位销8。

所述定位盘2套装于所述夹持芯轴1上，所述定位盘2将夹持芯轴1的一端分隔为夹持端11，另一端分隔为装夹端12。所述夹持端11用于与机床的三爪卡盘卡接，为了避开刀具与卡盘干涉，夹持端11长度≥100mm。所述装夹端12内设有螺纹孔4，所述螺纹孔4内螺纹连接有定位轴3。

所述定位盘2上均布设有16个定位孔21，所述定位孔21为沿定位盘2直径方向延伸的腰型孔。所述定位孔21的宽为12H7，长度65mm，用于与工件上贴合面（法兰盘101的端面）进行定位与锁紧。所述定位盘2为直径φ260mm，厚度15mm的圆盘，与夹持芯轴1的垂直度保持在φ0.03mm以内，用于固定零件结合面直径在φ120-φ240的起落架回转类零件。

所述定位轴3顶部为1：4锥头5，锥头5头部倒圆，下部为外螺纹，底部中心有内切圆为φ10六方槽，用于10#内六方扳手拧紧。锥头5光度需达到Ra0.4，且进行镀络处理。所述定位轴3在支撑松弛状态下应低于夹持芯轴1端面30mm-50mm，以便标准内六方扳手能够对定位轴3进行锁紧。在锁紧定位轴3过程中，应使用扭力扳手，扭力大小在5-8N.m范围内，防止薄壁工件变形。

所述内撑件6包括成十字交叉的四个撑杆61，分别对应0°、90°、180°、270°四个方向。所述撑杆61的末端设有SR5的球头62。四个所述撑杆61的中心设有与所述锥头5适配的锥孔。所述撑杆61为φ10h7的轴。

所述内撑件6靠近定位盘2，且内撑件6的端部伸出至夹持芯轴1的外侧，所述定位轴2正反螺旋运动能使内撑件6伸出的端部施加有内撑力或释放内撑力，最终使球头62与工件10的孔内壁103抵接或松开。

如图6所示，所述第一定位销7包括依次设置的第一头部71、第一光轴段72、第二光轴段73和第一螺纹段74，所述第一头部71为16mm外六方头，第一光轴段72为φ12h8的光轴，第二光轴段73为φ10h8的光轴，第一螺纹段74上设有M8的外螺纹，第一螺纹段74上装配有螺母9，第一光轴段72装配于定位孔21中。所述第一头部71、第一光轴段72、第二光轴段73和第一螺纹段74的同轴度在φ0.02mm以内。所述第一光轴段72和第二光轴段73直径公差等级为h8。

如图7所示，所述第二定位销8包括依次设置的第二头部81、第三光轴段82和第二螺纹段83，所述第二头部81为16mm外六方头，第三光轴段82为φ12h8的光轴，第三光轴段82装配于定位孔21中，第二螺纹段83上设有M8的外螺纹，第二螺纹段83上装配有螺母9。所述螺母9的厚度应小于4mm，如工件10后端面无法预留15mm，则可在定位盘2靠近夹持芯轴1的位置增加垫片，保证螺母9完全锁紧。

使用时，保证工件10的一侧具有20mm余量，将工件10两端的端面修理平整，并粗加工内孔，在留有余量一侧距端面15mm位置切5mm深度20mm槽。在立式加工中心上反撑工件10另一侧内孔，钻、均匀钻铰16个φ10H8的零件孔102。

如图2、图3所示，将工件余量侧与定位盘2贴合，将零件孔102与定位孔21对齐，在任意对角两孔中插入第一定位销并通过螺母锁紧。在其余的14孔中插入第二定位销并通过螺母锁紧。拧动定位轴3，通过锥头5与锥孔的配合方式，以及夹持芯轴1上开设的供内撑件6穿过的孔的限位作用下，使内撑件6将定位轴3的轴向力转换为内撑件径向延伸的内撑力，使球头62与孔内壁103抵接时，推动工件10与夹持芯轴1同心。再次锁紧第一定位销7和第二定位销8。最后将装置与工件10一同使用机架设备进行一夹一顶装夹，一夹至三爪卡盘夹持在夹持端11上，一顶是顶尖顶在螺纹孔4内。在螺纹孔4的内壁上设置倒角41，供顶尖接触。由此，通过所述起落架旋转类零件夹紧装置对工件的六个自由度进行限定。

夹持芯轴1、定位盘2、定位轴3及倒角41的同轴度应在φ0.03mm以内。定位盘2与工件10连接端面光度应达到Ra0.4,定位盘2与夹持端11垂直度在φ0.03mm以内。

本发明还提供一种采用上述起落架旋转类零件夹紧装置对旋转类零件进行夹紧的方法，包括如下步骤：

步骤S1，毛坯加工基准和接口

如图7、图8所示，将毛坯粗加工外圆，粗打内孔，平两端端面。一端端面加工16个φ10H8零件孔102，在距离端面10mm位置外圆加工环形槽104，使工件10的一端形成法兰盘101。

步骤S2，将给工件10套装在夹持芯轴1的装夹端12上，将法兰盘101的端面与定位盘2的端面贴合。再将定位孔21与零件孔102一一对齐。

步骤S3，在两个对称的定位孔21中安装第一定位销7和螺母9，其余的定位孔21中安装第二定位销8和螺母9，通过第一定位销7和第二定位销8分别将定位孔21和零件孔102相连.

步骤S4，旋转定位轴3，使其向内撑件6施加轴向力，所述内撑件6将承受的轴向力转为径向的内撑力抵接工件10的孔内壁103。

步骤S5，再将夹持端11固定在机床的三爪卡盘上夹持，完成夹紧。顶尖伸入螺纹孔4中并与倒角41贴合。

步骤S6，旋转机床旋转轴，打表夹持端11近端与远端跳动，根据零件产品的实际精度要求，确认装夹是否已在正确状态上，如是，则开始加工，如否，则调整装置，直至装夹满足要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。