專利名稱：用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械加工技術(shù)領(lǐng)域,具體為能同時用于壁厚小于8_的橢球封頭雙向 開孔和切邊的復(fù)合夾具。
背景技術(shù)：
封頭一般經(jīng)沖壓或旋壓成型，成型后封頭往往帶有翻邊或邊緣高低不平，因此在 封頭與前后零件對焊前需進行雙向開孔、切邊及導(dǎo)坡口加工，而封頭由于壁厚薄，外型為橢 圓，在機床工作臺面上無法裝夾，且易變形。對于單個或少量封頭，傳統(tǒng)加工方法是人工劃 線，手工切割，不需要工裝，但是此方法加工效率低，而且切邊、坡口加工端面質(zhì)量差，精度 低，增加了后續(xù)打磨、組對和焊接工作難度；一些工廠設(shè)計了封頭加工工裝，但開孔、切邊及 導(dǎo)坡口經(jīng)過多次裝夾，無法保證兩端開孔同心，且無法控制封頭切邊過程中引起的顫動及 變形問題。
在專利號為201020302228的實用新型專利中提出了一種封頭切邊機。該封頭切 邊機包括切割機構(gòu)、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、動力傳動機構(gòu)和電機，所述的動力傳動機構(gòu)包括與電機相接 的減速機和與減速機相傳動的變速機構(gòu)，所述的轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括與變速機構(gòu)輸出軸相接的旋 轉(zhuǎn)盤和固定在旋轉(zhuǎn)盤上的固定裝置。工作時，將封頭放在轉(zhuǎn)動機構(gòu)上，調(diào)整放置在旋轉(zhuǎn)盤一 側(cè)的切頭對準(zhǔn)封頭邊緣，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在擺線針輪、變速機構(gòu)的帶動下緩慢旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)封頭切邊 及坡口切制。該封頭切邊機只是針對單向開孔的小型封頭進行切邊、導(dǎo)坡口，且這些切割機 構(gòu)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，定位精度低，操作復(fù)雜，加工質(zhì)量不高，無法控制薄壁封頭變形等問題。在 《壓力容器》雜志的《封頭坡口切邊通用夾具》一文中提出了一種封頭切邊夾具方案，該方案 在封頭內(nèi)設(shè)置一個支架轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)橫桿機構(gòu)來進行定位，通過火焰切割完成切邊，所切割的 封頭坡口質(zhì)量較好，但定位過程復(fù)雜，且無法完成開孔加工。因此需要一種裝置解決薄壁橢 球封頭雙向開孔、切邊及導(dǎo)坡口加工中存在的問題。發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的定位過程復(fù)雜，且無法完成開孔加工的不足，本發(fā)明提 出了 一種用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具。
本發(fā)明包括定位胎具、壓板、連接螺桿、壓板螺桿和錐體壓環(huán)。錐體壓環(huán)位于定位 胎具的上表面中心處，通過連接螺桿將所述錐體壓環(huán)和定位胎具固連。壓板位于定位胎具 上表面的外緣處，并通過壓板螺桿將該壓板固定在機床臺面上。定位胎具通過法蘭固定在 機床臺面上。錐體壓環(huán)的下表面為弧度與定位胎具上表面的弧度相同的弧面。定位胎具一 端的外表面為弧面，該弧面自定位胎具外圓表面中部向該定位胎具的頂端延伸；所述定位 胎具弧面的弧度與橢球封頭外表面的弧度相同。定位胎具弧面的長度須使在對橢球封頭切 邊時，橢球封頭的外切邊和內(nèi)切邊的位置均位于定位胎具弧面上。
所述的錐體壓環(huán)為圓環(huán)形，在錐體壓環(huán)圓環(huán)的上表面呈放射狀均布有多個支撐筋 板，在錐體壓環(huán)頂端的中心有連接螺桿的通孔。
定位胎具弧面端的最大外徑小于待加工橢球封頭最大外徑。在定位胎具頂端中心有連接螺桿的安裝孔
壓板的內(nèi)表面為弧面，其弧度與定位胎具外表面的弧度相同；壓板內(nèi)弧面的最小內(nèi)徑大于錐體壓環(huán)的最大外徑5 8mm，當(dāng)壓板從定位胎具上取下時，能穿過錐體壓環(huán)。壓板的外徑大于定位胎具的最大外徑，當(dāng)通過壓板螺桿4將該壓板固定在機床臺面時，所述壓板螺桿與定位胎具之間無干涉。
本發(fā)明針對現(xiàn)有的人工開孔、切邊，打磨封頭坡口方式效率低，加工質(zhì)量差；現(xiàn)有裝置無法保證兩端開孔同心，又無法控制加工過程中引起的顫動和變形；現(xiàn)有切割機構(gòu)又僅針對單向開孔封頭或者僅能切邊不能開孔的問題，提出的一種結(jié)構(gòu)簡單、定位精準(zhǔn)、操作方便，能夠充分利用工廠高精度數(shù)控設(shè)備，高質(zhì)量完成薄壁雙向開孔橢球封頭開孔、切邊及導(dǎo)坡口的加工復(fù)合夾具。
本發(fā)明中，定位胎具與工作臺旋轉(zhuǎn)類機床配套使用，將定位胎具安裝在機床工作臺面上找正并通過螺栓和螺母固定。將待開口封頭安裝在定位胎具上，封頭內(nèi)型面與定位胎具外型面完全貼合，找正封頭后將壓板壓在橢球封頭外型面處，通過螺栓、螺母固定，然后開動機床進行開孔、導(dǎo)坡口。
上端開孔完成后將錐體壓環(huán)壓在封頭上，錐體壓環(huán)內(nèi)型面與封頭外型面貼合，螺栓一端擰入定位胎具中心螺孔，一端穿過錐體壓環(huán)上端孔，擰入螺母使錐體壓環(huán)將封頭固定在定位胎具上，然后將壓在封頭上的壓板穿過錐體壓環(huán)撤去，再次開動機床進行封頭切邊及導(dǎo)坡口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
I)本發(fā)明的零件僅有定位胎具、壓板、錐體壓環(huán)、螺母、螺桿，其結(jié)構(gòu)簡單。且雙向開孔及切邊過程中，待上端開完孔后，用錐體壓環(huán)將封頭固定在定位胎具上后才松開壓在封頭上的壓板，整個加工過程中封頭沒有松動，從而達(dá)到封頭一次定位操作即完成了開孔和切邊加工，能有效保證薄壁橢球封頭雙向開孔同心；
2)本發(fā)明的定位胎具、壓板和錐體壓環(huán)的內(nèi)、外型面與橢球封頭內(nèi)、外型面一致， 且始終保持貼合狀態(tài)，可避免開孔、切邊及導(dǎo)坡口過程中引起的顫動及變形，提高坡口質(zhì)量。
3)本發(fā)明與工作臺可旋轉(zhuǎn)類的機床配套使用，能夠?qū)我饨嵌鹊钠驴凇?br>

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖1a是主視圖，圖1b是俯視圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3是維體壓環(huán)的結(jié)構(gòu)7]^意圖；其中，圖3a是主視圖，圖3b是俯視圖4為壓板的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖4a是主視圖，圖4b是俯視圖5為定位胎具的 結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖5a是主視圖，圖5b是俯視圖。
圖中
1.固定螺桿2.螺母 3.定位胎具4.壓板螺桿5.壓板6.螺母
7.錐體壓環(huán)8.連接螺桿9.壓緊螺母具體實施方式
本實施例是用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具。
本實施例所加工的工件為橢球封頭，該橢球封頭的橢球比為2 :1.本實施例中，該工件的長半軸a = 600mm,短半軸b = 300mm,壁厚為4mm,高150mm,兩端開口直徑分別為 Φ 300mm 和 Φ 1057mm。
所述的雙向開孔及切邊裝置包括定位胎具3，壓板5，連接螺桿8，壓板螺桿9、錐體壓環(huán)7。
錐體壓環(huán)7位于定位胎具3的上表面中心處，通過連接螺桿8將所述錐體壓環(huán)7 和定位胎具3固連。壓板5位于定位胎具3上表面的外緣處，并通過壓板螺桿4將該壓板固定在機床臺面上。定位胎具3通過法蘭固定在機床臺面上。
所述的錐體壓環(huán)7為圓環(huán)形，在錐體壓環(huán)圓環(huán)的上表面呈放射狀均布有多個支撐筋板，各筋板在錐體壓環(huán)上方中心交匯，形成了錐體壓環(huán)7的頂端。在各筋板交匯的中心有連接螺桿8的通孔。各筋板的上表面和下表面均為斜面，使所述錐體壓環(huán)7安裝在定位胎具3的上表面后，該錐體壓環(huán)7的內(nèi)表面與定位胎具3的上表面之間無接觸。
錐體壓環(huán)7的下表面為弧面，該弧面的弧度與定位胎具上表面的弧度相同。
錐體壓環(huán)7的外徑小于壓板最小內(nèi)徑5 8mm ;錐體壓環(huán)7的內(nèi)徑小于定位胎具上表面弧面的最小外徑5 8mm。
本實施例中，所述的錐體壓環(huán)7的壁厚為50mm，上表面呈放射狀均布8個筋板，下表面內(nèi)型面與定位胎具的外型面相同。錐體壓環(huán)7頂端中心有連接螺桿8的安裝孔。
所述的定位胎具3為中空回轉(zhuǎn)體。定位胎具3 —端的外表面為弧面，該弧面自定位胎具外圓表面中部向該定位胎具的頂端延伸；所述定位胎具弧面的弧度與橢球封頭外表面的弧度相同。定位胎具3的內(nèi)孔為等徑孔。
定位胎具3弧面端的最大外徑小于待加工橢球封頭最大外徑。
定位胎具3弧面的長度須使在對橢球封頭切邊時，橢球封頭的外切邊和內(nèi)切邊的位置均位于定位胎具3弧面上。
在定位胎具頂端中心有貫通孔。在所述定位胎具頂端中心的貫通孔的底端呈放射狀均布有多個筋板，在各筋板交匯的中心有螺紋盲孔。連接螺桿8穿過錐體壓環(huán)頂端中心的安裝孔和定位胎具頂端中心的螺紋盲孔，將二者固連。
在所述定位胎具下端外表面有連接法蘭。
本實施例中，所述的定位胎具3為外型面與橢球封頭內(nèi)型面形狀一致
所述的壓板5為圓環(huán)狀，壓板5的內(nèi)表面為弧面，其弧度與定位胎具外表面的弧度相同；壓板5內(nèi)弧面的最小內(nèi)徑大于錐體壓環(huán)的最大外徑5 8mm，當(dāng)壓板從定位 胎具上取下時，能穿過錐體壓環(huán)。壓板5的外徑大于定位胎具的最大外徑，當(dāng)通過壓板螺桿4將該壓板固定在機床臺面時，所述壓板螺桿與定位胎具之間無干涉。
安裝和加工橢球封頭時分為兩步首先將定位胎具3安裝在工作臺旋轉(zhuǎn)直徑為 Φ 3000mm的立式車床工作臺面上，找正后用螺桿I和螺母2固定在機床工作臺上，將待開口封頭放在定位胎具3上，使封頭與定位胎具貼合緊密，找正后將所述的壓板5壓在封頭外型面處，將四根螺桿4穿過壓板5上的孔，螺桿4 一端擰入機床臺面的螺套中，上端擰入螺母 6，四處均勻用力使壓板5將封頭壓緊在定位胎具上，然后開動機床在相應(yīng)位置進行開口、切邊及導(dǎo)坡口。
其次待上端開孔及導(dǎo)坡口完成后停止機床，將錐體壓環(huán)7壓在封頭外型面處，然 后將兩端有螺紋的螺桿8穿過錐體壓環(huán)7上端孔擰入定位胎具中心螺紋孔內(nèi)，另一端擰入 螺母9使錐體壓環(huán)7將封頭固定在定位胎具3上。松開壓板5上的四個壓緊螺母，穿過錐 體壓環(huán)7撤去壓板5，再次開動機床在相應(yīng)位置進行切邊和導(dǎo)坡口，完成此薄壁橢球封頭加 工，拆卸工裝取出封頭。
權(quán)利要求
1.一種用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具，其特征在于，包括定位胎具、壓板、連接螺桿、壓板螺桿和錐體壓環(huán)；錐體壓環(huán)位于定位胎具的上表面中心處，通過連接螺桿將所述錐體壓環(huán)和定位胎具固連；壓板位于定位胎具上表面的外緣處，并通過壓板螺桿將該壓板固定在機床臺面上；定位胎具通過法蘭固定在機床臺面上；錐體壓環(huán)的下表面為弧度與定位胎具上表面的弧度相同的弧面；定位胎具一端的外表面為弧面，該弧面自定位胎具外圓表面中部向該定位胎具的頂端延伸；所述定位胎具弧面的弧度與橢球封頭外表面的弧度相同；定位胎具弧面的長度須使在對橢球封頭切邊時，橢球封頭的外切邊和內(nèi)切邊的位置均位于定位胎具弧面上。
2.如權(quán)利要求1所述用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具，其特征在于，所述的錐體壓環(huán)為圓環(huán)形，在錐體壓環(huán)圓環(huán)的上表面呈放射狀均布有多個支撐筋板，在錐體壓環(huán)頂端的中心有連接螺桿的通孔。
3.如權(quán)利要求1所述用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具，其特征在于，定位胎具弧面端的最大外徑小于待加工橢球封頭最大外徑；在定位胎具頂端中心有連接螺桿的安裝孔。
4.如權(quán)利要求1所述用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具，其特征在于，壓板的內(nèi)表面為弧面，其弧度與定位胎具外表面的弧度相同；壓板內(nèi)弧面的最小內(nèi)徑大于錐體壓環(huán)的最大外徑5 8mm，當(dāng)壓板從定位胎具上取下時，能穿過錐體壓環(huán)；壓板的外徑大于定位胎具的最大外徑，當(dāng)通過壓板螺桿4將該壓板固定在機床臺面時，所述壓板螺桿與定位胎具之間無干涉。
全文摘要
一種用于橢球封頭雙向開孔和切邊的復(fù)合夾具，錐體壓環(huán)位于定位胎具的上表面中心處，通過連接螺桿將錐體壓環(huán)和定位胎具固連。壓板位于定位胎具上表面的外緣處，通過壓板螺桿固定在機床臺面上。錐體壓環(huán)的下表面為弧度與定位胎具上表面的弧度相同的弧面。定位胎具一端的外表面為弧面，該弧面自定位胎具外圓表面中部向該定位胎具的頂端延伸；所述定位胎具弧面的弧度與橢球封頭外表面的弧度相同。定位胎具弧面的長度須使在對橢球封頭切邊時，橢球封頭的外切邊和內(nèi)切邊的位置均位于定位胎具弧面上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、定位精準(zhǔn)、操作方便，能夠充分利用工廠高精度數(shù)控設(shè)備，高質(zhì)量完成薄壁雙向開孔橢球封頭的開孔、切邊及導(dǎo)坡口的加工。
文檔編號B23Q3/06GK103028982SQ201210520368
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者陳文會, 周皇, 謝勇智, 曲中興, 張美平, 楊朝亮, 王江 申請人:西安航天動力機械廠