[发明专利]陶瓷薄壁长管件自为基准的定位夹紧装置及磨削方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄壁管件精密加工领域，特别是涉及一种陶瓷薄壁长管件自为基准的定位夹紧装置及磨削方法。

背景技术

薄壁管件是指管件壁厚与径向尺寸悬殊（通常，壁厚与内外管径尺寸之比小于1：10或更小），长管件是指管件的长径比尺寸悬殊的管件（通常，长度与内外管径之比大于10或更大）。随着社会的发展，薄壁管件越来越多的用于各种领域，如新能源装备、燃汽轮机、电机集电环及核反应堆容器环件等。

传统的加工方法如铸造、拉拔、冲压等通用的方法已经不能满足社会的需求。尤其是陶瓷、玻璃等脆性难加工材料，不仅加工难，而且定位夹紧也难，任何过大的加工余量、或过大的夹紧力，都将降低加工质量、加工效率和过多的生产成本。

近年来，高速磨削方法正在成为加工此类材料和零件最有效的加工工艺之一。但是，采用传统的互为基准的加工方法，或采用毛坯面定位夹紧，磨削支撑轴颈的传统工件安装方法，仍然不能从根本上解决磨削余量大，效率低的技术瓶颈，同时，传统的外圆磨床的顶尖安装方式也不能满足薄壁长管件的快速安装和高质量磨削要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷薄壁长管件自为基准的定位夹紧装置及磨削方法，从根本上解决磨削薄壁长管件支撑轴颈的磨削质量和磨削效率的技术瓶颈，避免薄壁长管件支撑轴颈及其它部位毛坯同轴度误差所需要增加的磨削余量，实现对陶瓷等脆性材料薄壁长管件的高质量高效磨削。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种陶瓷薄壁长管件自为基准的定位夹紧装置，包括气压式支撑轴颈自为基准的定位装置、气压自适应夹紧装置和安装在机床床身上的导轨装置，所述气压自适应夹紧装置固定在机床的工件主轴上，所述气压式支撑轴颈自为基准的定位装置安装在导轨装置上并能沿导轨装置滑动；所述气压式支撑轴颈自为基准的定位装置的中轴线与气压自适应夹紧装置的中轴线重合；所述气压式支撑轴颈自为基准的定位装置包括自定心爪、支撑壳体、端盖、活塞体和基座；所述基座和所述支撑壳体相互配合组成圆筒状结构，所述圆筒状结构的开口端设有所述端盖；所述基座与支撑壳体之间有导向T型口，所述自定心爪部分位于圆筒状结构内，另一部分穿过所述导向T型口与所述端盖间隙配合，所述圆筒状结构内安装有活塞体，所述活塞体的侧面与所述自定心爪的侧面相配，所述基座上设有气体入口，所述气体入口通入压力气体推动所述活塞体移动，所述活塞体再通过推动自定心爪向所述气压式支撑轴颈自为基准的定位装置的中轴线做径向移动；所述气压自适应夹紧装置包括动静接头、联接盘、密封端盖和夹紧活塞头；所述联接盘固定在所述机床的工件主轴上，所述联接盘固定在工件主轴上的一侧设置有动静接头，所述联接盘的另一侧设有密封端盖，所述动静接头通过轴承实现工件加工状态下的动静接头的静止与联接盘的转动；所述联接盘的盘体内设有夹紧活塞头，所述联接盘的盘体内还设有油路，所述油路的一端通向夹紧活塞头，另一端通向动静接头；所述动静接头的接气管通入气体使得夹紧活塞头对工件进行夹紧。

所述自定心爪和支撑壳体之间设有第一弹簧，所述自定心爪在圆周方向均匀布置3个。

所述端盖的内侧凸出，所述端盖与所述基座和支撑壳体的接触面间均有密封圈。

所述支撑壳体上开一安全气孔。

所述活塞体与所述基座和支撑壳体的接触面间均装有双层密封圈。

所述联接盘的盘体圆周方向均匀开有3条油路。

所述夹紧活塞头与联接盘之间安装密封环，所述夹紧活塞头与联接盘之间还设有用于在断开压力气体下的复位的第二弹簧。

所述动静接头与联接盘之间安装第三弹簧。

所述活塞体的行程L与自定心爪的径向工作行程K的关系应满足公式：K＝L*tanΦ，其中，Φ为活塞体与自定心爪的接触面与气压式支撑轴颈自为基准的定位装置中轴线的夹角，其中，Φ<arctan(1/f)，f为自定心爪与支撑壳体之间的摩擦系数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种陶瓷薄壁长管件磨削方法，采用砂轮线速度为80-120m/s的高速磨削工艺，使用上述的装置对长管件毛坯进行定位，在长管件毛坯上直接磨削支撑轴颈，并以支撑轴颈为磨削工序作为定位基准。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：