管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置及方法与流程

本发明属于石油钻井装备制造，涉及管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，本发明还涉及管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法。

背景技术：

1、在石油钻采设备中，薄壁缸套类零部件是一种十分常见的零件类型，但由于零件结构属于薄壁、长孔类型，属于异变形零件，鉴于此类薄壁零件的结构特点，在通常的生产制造中存在不易夹持、加工变形难控制、内外基准转换困难的问题。常规制作的芯轴定位精度无法满足薄壁缸套零件的定位和夹紧要求，经常会有出现内孔和外圆通同心、零件整体圆柱度超差等问题，尤其在批量化生产过程中装夹及其不方便，生产效率低下，给生产制造带来诸多不便，生产过程中约有35%的时间用于工件的装夹、找正，严重影响产品的生产周期和制造效率，同时还无法有效保证缸套的加工精度，也不符合精益生产的需求。

2、因此亟需研制新的夹持装置，以满足此类薄壁缸套类零件的加工精度要求，提高生产效率，保证产品质量，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，解决了现有技术对于薄壁缸套零件的装夹难题，薄壁缸套在磨削加工中内外基准的转换问题，薄壁缸套在磨削过程中的变形难题。

2、本发明的另一目的还在于提供管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法，解决了现有技术对薄壁缸套零件的装夹不合理，影响了薄壁缸套类零件的制造精度和效率的问题。

3、本发明所采用的技术方案是，管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，包括定位芯轴，定位芯轴从大头端到光杆端依次称为定位凸台、法兰盘、高台阶、低台阶、光杆，定位凸台外圆表面套装有法兰拨盘，法兰拨盘与法兰盘固定连接；

4、定位芯轴的高台阶上套装有端面压盘，定位芯轴的低台阶上套装有第一组支撑涨紧单元，定位芯轴的光杆靠近外端头上套装有第二组支撑涨紧单元；两组支撑涨紧单元之间的光杆上套装有多个波形涨套，光杆外端面固定有压紧气缸，压紧气缸的活塞杆固定连接有压紧板，压紧板向内与压紧端盖接触，压紧端盖内端面与第二组支撑涨紧单元接触。

5、本发明所采用的另一技术方案是，管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法，利用管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，按以下步骤实施：

6、步骤1、在定位芯轴的定位凸台上套装法兰拨盘；

7、步骤2、在定位芯轴上安装端面压盘、两组支撑涨紧单元、波形涨套；

8、步骤3、套装薄壁缸套并且启动压紧气缸，将薄壁缸套内孔撑紧；

9、步骤4、将组装好的本发明装置及薄壁缸套安装到磨床上，

10、将定位芯轴的中心孔与磨床主轴端顶尖对接，将压紧板的中心孔与磨床尾座顶尖对接，将磨床拨杆穿过法兰拨盘上的拨转孔，将该拨杆与磨床主轴端连接牢靠，即成。

11、本发明的有益效果是，通过在v形弹性撑盘上设计弹性切槽，两两成对使用的端面限位盘分布在薄壁缸套两端，将v形弹性撑盘限制在其内，再通过波形涨套做辅助支撑，通过压紧板轴向压紧力，实现v形弹性撑盘和波形涨套发生径向弹性变形，解决薄壁缸套零件的夹紧问题；通过压紧板轴向压紧力，两端v形弹性撑盘同时发生径向弹性变形，实现两端同时对薄壁缸套零件的轴向自动定心夹紧功能，解决薄壁缸套零件磨削内孔和外圆基准转换不统一的问题，一次性装夹即可完成对薄壁缸套零件外圆的磨削加工；主要零件均采用模块化设计，提高适用性和灵活性，通过利用薄壁缸套零件已加工内孔和端面作为定位基准面，径向通过两端设计的v形弹性撑盘对薄壁缸套零件进行径向定位，中间通过波形涨套对薄壁缸套进行辅助支撑，右端通过压紧气缸收缩实现压紧端盖和压紧板对薄壁缸套零件进行轴向定位，实现对薄壁缸套零件的装夹和定位。该装置安装使用方便、快捷，通过更换v形弹性撑盘、波形涨套等主要部件，可以满足不同规格、长度此类薄壁缸套类零件的装夹与定位，有效提高生产效率，缩短生产周期，很大程度地降低的生产制造成本。该方法使用的零件结构简单、操作方便、快捷、安全性高，制造过程符合hse要求。

1.管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：包括定位芯轴（8），定位芯轴（8）从大头端到光杆端依次称为定位凸台（24）、法兰盘（29）、高台阶、低台阶、光杆，定位凸台（24）外圆表面套装有法兰拨盘（1），法兰拨盘（1）与法兰盘（29）固定连接；

2.根据权利要求1所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的支撑涨紧单元的结构是，由两个端面限位盘（5）和一个v形弹性撑盘（6）组成，并且该一个v形弹性撑盘（6）夹在该两个端面限位盘（5）之间，两个端面限位盘（5）面面相对。

3.根据权利要求2所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的端面限位盘（5）的主体为开有轴心孔的圆盘形状，在一端面开有限位槽（18），限位槽（18）的圆周面呈外扩斜面。

4.根据权利要求2所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的v形弹性撑盘（6）的结构是，主体呈圆环形状，采用弹性材料制作，主体外圆上开有向轴心方向呈辐射状的多处弹性切槽（14），主体内圆上开有向外圆方向呈辐射状的多处弹性切槽（14），向内的弹性切槽（14）和向外的弹性切槽（14）交替呈伞状分布；主体内圆部分设置为对称外翻的v形斜面（15），每一个v形斜面（15）的内沿外表面均设置有一个外斜面凸边（16）；主体外圆表面被弹性切槽（14）分割为伞状分布的定心凸台（17）。

5.根据权利要求1所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的法兰拨盘（1）一端面上设置有空位止口（21），空位止口（21）的开口端与磨床主轴端面贴合；法兰拨盘（1）上沿轴向设置有一圈多个拨转孔（22）。

6.根据权利要求1所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的端面压盘（3）上设置有轴向定位面b（19）和径向定位面b（20），与高台阶上设置的轴向定位面a（25）和径向定位面a（26）对应配合。

7.根据权利要求1所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于：所述的波形涨套（7）的结构是，主体呈厚壁圆筒形状，采用弹性材料制作，主体外圆和内孔上设置有多个沿周向分布的弹性槽（27）。

8.管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法，利用权利要求1所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹装置，其特征在于，按以下步骤实施：

9.根据权利要求8所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法，其特征在于，步骤2中，具体过程是：

10.根据权利要求8所述的管柱自动化设备薄壁缸套磨用装夹方法，其特征在于，步骤3中，具体过程是：