一种18瓣内胀式车床工装的制作方法

本技术涉及精密机械加工的，尤其是涉及一种18瓣内胀式车床工装。

背景技术：

1、内胀式车床工装是精密机械加工领域中用于薄壁环形件高精度车削加工的专用夹具，通过将轴向拉力转化为均匀的径向胀紧力，实现对薄壁环形件的无变形夹持，保障工件内外圆的尺寸精度、圆度、同轴度等关键形位公差要求，广泛应用于轴承制造、精密机械、航空航天、汽车零部件等行业的轴承套圈、精密密封环、液压阀套等高精度薄壁环形零件的批量加工环节。

2、目前，薄壁环形件的车床加工主要采用三爪卡盘外夹或整体式内胀心轴内撑两种夹持方式。三爪卡盘夹持方式通过三个卡爪的点式接触夹紧工件外圆，实现定位与固定；整体式内胀心轴夹持方式则将工件套装在整体式锥形心轴上，通过轴向推动或拉动心轴使其产生径向膨胀，撑紧工件内孔完成夹持。使用时，操作人员将待加工的薄壁环形件安装在对应夹具上，调整夹紧力至合适范围后启动车床进行车削加工，加工完成后松开夹具，取下加工好的工件。

3、现有的薄壁环形件夹持方式在实际加工中存在诸多不足：三爪卡盘采用点式接触夹紧，集中的夹紧力极易导致壁薄、刚性差的环形件产生局部塑性变形，加工后形成非圆形轮廓，无法满足高精度形位公差要求；整体式内胀心轴虽然实现了内孔定位，但心轴本身制造过程中不可避免存在圆度误差，胀紧时会将这种不均匀的形状误差强制传递给工件，使工件发生变形以适应心轴形状，加工完成松开夹具后，工件内部应力释放产生回弹变形，导致最终的尺寸、圆度和同轴度精度大幅下降，无法达到图纸要求；同时，整体式心轴的胀紧力分布不均，易造成工件局部受力过大产生微裂纹，且重复定位精度低，难以满足高精度薄壁环形件批量、稳定、高质量的加工需求。

技术实现思路

1、为了解决现有薄壁环形件夹持方式易导致工件变形、精度低、胀紧力分布不均的问题，本技术提供一种18瓣内胀式车床工装。

2、本技术提供的一种18瓣内胀式车床工装，采用如下的技术方案：

3、一种18瓣内胀式车床工装，包括夹具固定外套、胀紧内套、驱动组件和检测组件；所述夹具固定外套安装在车床上；所述夹具固定外套远离车床的一侧固定设置有锥形拉进轴，所述夹具固定外套上固定设置有承载外壳，所述承载外壳用于承载工件；所述胀紧内套套设在所述锥形拉进轴上，且位于所述锥形拉进轴和所述承载外壳之间，所述胀紧内套上沿周向固定设置有多个独立瓣片；所述驱动组件位于所述夹具固定外套上，且用于驱使所述胀紧内套轴向滑移，借助所述锥形拉进轴锥面使所述独立瓣片径向胀缩；所述检测组件位于所述独立瓣片上，且用于检测所述独立瓣片的弹性性能。

4、通过采用上述技术方案，当需要夹持薄壁环形件时，操作人员将工件套装在承载外壳上，驱动组件驱使胀紧内套沿锥形拉进轴轴向滑移，借助锥形拉进轴的锥面使多个独立瓣片同步径向胀开，均匀撑紧工件内孔实现无变形夹持；检测组件实时监测每个独立瓣片的弹性复位性能，及时发现疲劳失效风险，保障批量加工的稳定性和一致性。

5、可选的，所述锥形拉进轴远离所述夹具固定外套的一侧固定设置有端面防护板。

6、通过采用上述技术方案，端面防护板可防止加工过程中切屑、冷却液进入工装内部，保护锥形拉进轴和胀紧内套的配合面，延长工装使用寿命。

7、可选的，所述驱动组件包括驱动板、滑动套和连接螺栓；所述驱动板滑动设置在所述夹具固定外套内，且一侧设置有液压油缸，所述液压油缸安装在车床上，且伸缩端与所述驱动板固定连接；所述滑动套穿设在所述夹具固定外套上，且两端分别与所述驱动板和所述胀紧内套抵接；所述连接螺栓依次穿过所述胀紧内套、所述夹具固定外套和所述驱动板，并配合螺母锁紧。

8、通过采用上述技术方案，使用时，液压油缸的活塞杆收缩，带动驱动板在夹具固定外套的圆柱形驱动腔内沿轴向平稳滑动；驱动板滑动时推动周向均匀分布的多组滑动套同步移动，滑动套将轴向力均匀传递至胀紧内套的整个端面，驱使胀紧内套沿锥形拉进轴轴向滑移，借助锥面作用使多个独立瓣片同步径向胀开撑紧工件；加工完成后，液压油缸活塞杆伸长复位，驱动板通过滑动套拉动胀紧内套反向轴向滑移，实现独立瓣片的径向收缩复位，完成工件的拆卸。

9、可选的，所述滑动套和所述连接螺栓沿所述夹具固定外套周向间隔设置有多组。

10、通过采用上述技术方案，多组滑动套和连接螺栓周向均匀分布，使轴向驱动力均匀作用在胀紧内套的整个圆周上，保证多个独立瓣片径向胀缩量一致，进一步提高工件夹持的圆度和同轴度精度。

11、可选的，所述独立瓣片的两侧分别开设有容纳槽和对位槽，相邻两个独立瓣片上的所述容纳槽与所述对位槽正对设置；所述检测组件设置有多组，且与多个独立瓣片一一对应；所述检测组件包括检测伸缩杆、安装板、对位块、驱动伸缩杆和连接管；所述检测伸缩杆位于所述容纳槽内，且固定端与所述独立瓣片固定连接，所述检测伸缩杆的有杆腔内填充有液体，所述检测伸缩杆的无杆腔内设置有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别与所述检测伸缩杆的活动端和所述检测伸缩杆的固定端固定连接，所述复位弹簧处于压缩状态；所述安装板位于所述对位槽内；所述对位块滑动设置在所述对位槽内，且一端与所述检测伸缩杆的活动端抵接，所述对位块的一侧设置有驱动弹簧，所述驱动弹簧的两端分别与所述对位块和所述安装板固定连接，所述驱动弹簧处于压缩状态，且预设弹力大于所述复位弹簧的预设弹力；所述驱动伸缩杆位于所述独立瓣片远离所述胀紧内套的一侧，且固定端与所述独立瓣片固定连接，所述驱动伸缩杆的无杆腔内填充有液体，所述驱动伸缩杆的活动端上固定设置有挡板；所述连接管的两端分别与所述检测伸缩杆的有杆腔和所述驱动伸缩杆的无杆腔连通。

12、通过采用上述技术方案，初始状态下，复位弹簧和驱动弹簧均处于压缩状态，因驱动弹簧弹力更大，对位块始终压紧检测伸缩杆的活动端，使检测伸缩杆保持压缩状态，驱动伸缩杆的活动端完全缩回，挡板与独立瓣片的外圆面齐平；使用时，独立瓣片径向胀开，相邻独立瓣片之间的间隙增大，驱动弹簧复位伸长，推动对位块向相邻独立瓣片的容纳槽内滑动；此时因驱动弹簧弹力始终大于复位弹簧，对位块仍持续压紧检测伸缩杆的活动端，检测伸缩杆保持压缩状态，液体不发生流动，驱动伸缩杆的活动端仍保持缩回状态；加工完成后，若独立瓣片弹性复位正常，所有独立瓣片同步径向收缩至初始位置，相邻独立瓣片的容纳槽与对位槽对齐，对位块复位至初始状态；若某一独立瓣片发生弹性失效无法完全复位，该瓣片与相邻瓣片的容纳槽与对位槽发生径向错位；此时对位块被相邻独立瓣片的侧壁（而非容纳槽侧壁）挡住，同时检测伸缩杆的活动端也脱离对位块，正对相邻独立瓣片的侧壁；复位弹簧失去对位块的压紧力后复位伸长，推动检测伸缩杆的活动端伸出，检测伸缩杆有杆腔内的液体流动至驱动伸缩杆无杆腔内，驱动伸缩杆的活动端随之伸长，挡板突出于独立瓣片的外圆面，操作人员在工装松开复位后可直观识别失效瓣片；该结构通过弹力差+错位触发的纯机械逻辑实现检测，从根源上避免了胀紧过程中的误触发。

13、可选的，所述检测组件还包括调节伸缩杆；所述安装板与所述独立瓣片滑动连接，所述驱动伸缩杆的有杆腔内填充有液体；所述调节伸缩杆嵌设在所述对位槽的侧壁上，且活动端与所述安装板固定连接，所述调节伸缩杆的无杆腔内填充有液体，所述调节伸缩杆的无杆腔与所述驱动伸缩杆的有杆腔通过管道连通。

14、通过采用上述技术方案，当某一独立瓣片失效导致检测伸缩杆伸长、驱动伸缩杆的活动端伸长时，驱动伸缩杆的有杆腔内的液体流动至调节伸缩杆的无杆腔内；调节伸缩杆的活动端随之伸长，推动安装板带动对位块移动，自动补偿因瓣片错位产生的位置偏差；使得失效独立瓣片的对位块始终与相邻正常独立瓣片的检测伸缩杆正对设置，从而防止正常瓣片被误判为失效。

15、可选的，所述端面防护板上设置有调节组件，所述调节组件用于避免微量形变触发所述挡板误伸出。

16、通过采用上述技术方案，调节组件可对检测系统的触发阈值进行调节，过滤掉独立瓣片正常工作时的微量弹性形变信号，防止误触发挡板伸出，提高检测系统的可靠性和抗干扰能力。

17、可选的，所述调节组件包括中转箱、隔板、调节螺杆和连接支管；所述连接管上安装有溢流阀；所述中转箱固定设置在所述端面防护板上；所述隔板滑动设置在所述中转箱内，且将所述中转箱分隔为积液腔和调节腔；所述调节螺杆螺纹插设在所述中转箱上，且一端与所述隔板抵接；所述连接支管的两端分别与多个所述连接管和所述中转箱的积液腔连通，所述连接支管与所述连接管的连接处位于所述溢流阀和所述检测伸缩杆之间。

18、通过采用上述技术方案，操作人员转动调节螺杆推动隔板移动，改变积液腔的容积，从而调节连接管内的液体压力阈值；当独立瓣片产生微量形变时，检测伸缩杆排出的少量液体通过连接支管流入中转箱积液腔，不会触发溢流阀开启，挡板保持缩回状态；当独立瓣片复位失效产生较大形变时，检测伸缩杆排出的液体量超过积液腔容纳能力，连接管内压力升高触发溢流阀开启，液体流入驱动伸缩杆有杆腔推动挡板伸出，实现检测阈值的精准可调。

19、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.通过采用多个独立瓣片的胀紧内套结构，实现了薄壁环形件内孔的均匀夹持，避免了集中夹紧力导致的工件变形；

21、2.通过设置检测组件，使得独立瓣片的弹性性能易于检测；

22、3.通过设置调节组件，使得检测组件的触发阈值易于调节。