[实用新型]用于薄壁工件的机床夹具

说明书

技术领域

本实用新型属于工件夹紧装置领域，具体涉及一种用于薄壁工件的机床夹具。

背景技术

薄壁工件是指结构的厚度相对于整个工件体积比较薄的零件。在薄壁工件加工时，需要先用夹持装置将薄壁工件夹持定位，再进行加工操作。目前加工薄壁工件的夹持装置通常是三爪卡盘，为了保证薄壁工件夹持稳定，夹爪必然会对薄壁的表面产生压力，由于薄壁工件存在壁薄、刚性差和强度弱等特点，所以，其在加工过程中很容易出现受力变形。同时，机械加工的过程中常常会在工件和加工处产生大量的热量，薄壁工件的壁比较薄，极容易受热变形。在受力变形和受热变形的共同作用下，工件的尺寸精度和形状精度难以控制，导致次品率高。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种用于薄壁工件的机床夹具，以解决薄壁工件容易受力变形和受热变形的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种用于薄壁工件的机床夹具，包括物料筒、冷却管、进气管、出气管、涡流管和保温罐；所述物料筒为中空的筒体，筒体内盛有水溶液，筒体的筒壁内设有供气体流动的通道，所述冷却管设置在物料筒内，所述冷却管的形状为锥形螺旋型，所述锥形螺旋型的锥度为20-50°，所述出气管和通道的一端相通，进气管和通道的另一端相通，和出气管相通的通道与位于锥形螺旋型尖端的冷却管口相通，和进气管相通的通道与位于锥形螺旋型粗端的冷却管口相通，所述涡流管的冷气管连接在进气管上，涡流管的热气管连接在保温罐上，保温罐上还设有与进气管连通的解冻管，所述热气管与解冻管上均设有管阀。

涡流管是一种结构非常简单的能量分离装置，它是由喷嘴、涡流室、分离孔板、冷气管和热气管组成。只需通入压缩空气，即可得到冷空气（最低-46℃）和热空气（最高127℃）。其原理在于：高压气体经喷嘴膨胀后，以自由涡流形式进入涡流室，在涡流室内，气流的边界角速度很小，但近中心点角速度很大。由于粘性力的作用，最终使所有气流的角速度相等。因此，气流在向前流动的过程中，内层气流速度逐渐降低，外层气流速度则逐渐增大。也就是说，功从内层传向外层，内层气流膨胀作功，温度降低，外层气流的温度则开始升高。与此同时，热量也向内层中心传递，但比功的传递来得慢，内层供给外层的动能足以补偿由于摩擦和传热所产生的热流。所以，内层气流温度逐渐降低。反之，外层气流获得的动能比其失去的热量多，且这些动能在热气管中由于摩擦最终转化为内能，使外层气流的温度升高。

本实用新型的原理在于：将工件放入水溶液中，利用涡流管产生的冷空气对物料筒内的水溶液进行冷却，当水溶液温度降低至0℃时，水溶液凝结成冰，即可将工件固定。加工完毕后，停止通入冷空气，打开解冻管上的管阀，将保温罐内的热空气通入进气管中，使冰的温度升高，当冰融化为水溶液后，即可将工件取出。

本实用新型的有益效果在于：筒体的筒壁内设有供气体流动的通道；气体经过通道后，将热量传递到筒体内，能加快水溶液的凝结和冰的融化速度。冷却管的形状为锥形螺旋型；螺旋型的冷却管与水溶液的接触面大，更利于热量的传递。所述锥形螺旋型的锥度为20-50°，位于锥形螺旋型尖端的冷却管口与所述出气管相通，位于锥形螺旋型粗端的冷却管口与进气管相通；通常情况下，与进气管连接的冷却管处的温度损失小，而与出气管连接的冷却管处温度损失会较大，锥形的冷却管设计，对两处的温差有很好的弥补作用，使筒体中心处的凝结速度趋于一致。所述涡流管的冷气管与进气管连通，涡流管的热气管连接在保温罐上，涡流管产生的冷空气通入进气管对筒体内的水溶液进行降温处理，涡流管产生的热空气则保存在保温罐中待用，保温罐上还设有与进气管连通的解冻管，所述热气管与解冻管上均设有管阀，解冻管将保温罐中的热空气通入进气管管中对筒体内的冰进行升温，将冰从新融化为水溶液。

与传统的薄壁夹具相比，本方案摒弃了机械的夹紧方式，采用水溶液凝结的方式将工件夹紧，对工件的表面产生压力均匀，不易导致工件变形；同时，工件在加工工程中，水溶液为冰冻状态，温度较低，由于工件与水溶液接触，则工件的温度也相对较低，低温抵消了工件加工处产生的热量，从而减少了工件受热变形的情况。

进一步地，进气管、出气管、热气管和解冻管均为聚丙烯超静音排水管。与普通塑料管道相，聚丙烯超静音排水管的耐应力开裂性更高，在温度和内外压力作用下，其性能衰减非常缓慢。

进一步地，物料筒的外壁设有保温层。保温层能有效的隔绝物料筒内外的温度，使水溶液的凝结速度和溶解速度更快。