CN101347907A - 数控加工嵌入式零件压紧方法和压紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种能在零件支撑平面以下对零件进行紧固、同时不影响正常切削过程的嵌入式零件压紧方法和压紧装置。含有一个装夹零件的夹具平台和压紧衬套，该夹具平台上设有用于安装压紧衬套的沉孔，压紧衬套是一种带外沿的杯状衬套，衬套的高度恰好适合用外沿将零件台阶孔内的台阶压紧在夹具平台的沉孔内，衬套的底部用连接件固定在夹具平台的沉孔内。本发明的优点在于压紧夹具不会影响数控切削加工的连续性和安全性。

Description

数控加工嵌入式零件压紧方法和压紧装置
技术领域
本发明涉及机械数控加工的零件装夹紧固技术，特别是一种嵌入式零件压紧方法和压紧装置。
背景技术
在数控加工过程中，零件的装夹技术十分关键，零件装夹紧固的方式直接影响加工方法、加工效率和质量。在数控加工过程中，常用的装夹紧固方式有：压板紧固方式、螺钉直接压紧方式、真空吸附紧固方式、液压夹紧方式等，每种紧固方式都有各自的优缺点和适用范围。
对于一些结构尺寸比较大的零件，往往需要利用零件的一些结构特征在零件的中间部位增加压紧点，保证压紧的可靠性。传统方法有以下方式：
在零件的结构间隙(如孔、缺口等)设置螺钉，直接压紧零件——缺点是当刀具加工到这些部位时，必须移走螺钉降低加工效率，同时在高速自动化加工过程中现有的压紧方法很容易形成刀具和螺钉的碰撞而损伤刀具。
增设额外的工艺台，用于压紧零件——缺点是增加了毛料尺寸、增加成本，同时需要额外的工作去除工艺台，并且会形成表面阶差。
采用压板直接压紧零件——需要加工过程中切换压板位置，容易形成碰撞危险。
对于结构尺寸较大的零件，探索一种快速安全的装夹方法是提高加工效率必要保障。
发明内容
本发明的目的在于公开一种能在零件支撑平面以下对零件进行紧固，同时不影响正常切削过程的嵌入式零件压紧方法和压紧装置。
一种数控加工嵌入式零件压紧方法，首先在待加工的零件上选择多个压紧点，在每个压紧点上制出用于压紧的台阶孔；在装夹零件的夹具平台上按照零件上压紧点的位置制出沉孔；设计制作带外沿的压紧衬套；将压紧衬套嵌入压紧在待加工零件压紧点的台阶孔和零件夹具平台的沉孔内。
选择压紧点最好在零件的周边和零件的结构间隙选择适当的部位设置压紧点，如零件设计的结构孔、缺口等部位，压紧点大体上均匀分布在零件上。
用于上述压紧方法的嵌入式零件压紧装置，特别含有一个装夹零件的夹具平台和压紧衬套，该夹具平台上设有用于安装压紧衬套的沉孔，压紧衬套是一种带外沿的杯状衬套，衬套的高度恰好适合用外沿将零件台阶孔内的台阶压紧在夹具平台的沉孔内，衬套的底部用连接件固定在夹具平台的沉孔内。
本发明的优点在于，公开的压紧方法能在零件支撑平面以下对零件进行辅助压紧，压紧夹具不会影响数控切削加工的连续性和安全性。
以下结合实施例附图对该申请作进一步详细描述：
附图说明：
图1是嵌入式的压紧方法示意图；
图2是压紧衬套示意图；
图3是夹具平台的局部结构示意图；
图4是零件毛料上预制的台阶孔示意图。
图5是设置零件压紧点示意图一；
图6是设置零件压紧点示意图二；
图中编号说明：1夹具平台、2零件、3零件结构间隙、4紧固件、5衬套、6台阶孔、7零件缺口、8沉孔、9连接孔、10零件毛坯、11压紧点、12工作台
具体实施例
参见图1，将零件2的结构间隙3设为装夹压紧点，在压紧点上设有台阶孔6，夹具平台1是一个大于零件轮廓的金属平台，夹具平台可固定在数控机床的工作台12上，在夹具平台上设置有沉孔8，待加工的零件2放置在夹具平台1上，将零件2的台阶孔6与夹具平台上的沉孔8位置对应，再用衬套5压在零件的台阶孔内并用紧固件4将衬套固定在夹具平台的沉孔内。
实施嵌入式的压紧方法首要是要针对待加工的零件2，选择适当的部位和结构间隙设置压紧点11，一般是选择零件上的结构孔、缺口等部位(过小的孔不能采用)，大体上均匀分布在零件上，目的是能够比较均匀的压紧零件，如图5、图6所示为飞机梁类、翼肋类零件压紧点的选取。在零件2加工前，在零件毛坯10上按照选定的压紧点位置预制如图4的台阶孔6，图中虚线为最终的零件2形状，装夹压紧用的台阶孔选择在零件的结构间隙3的位置，台阶孔必须小于零件结构的最终孔或间隙，压紧衬套5必须能够轻松放入台阶孔6并有适当的间隙。
其次是设计制作压紧衬套5，压紧衬套材料最好选用易切削的铝合金，压紧衬套的结构是一种带上翻沿的杯状，其底部中心有压紧用的连接孔，如图2所示。压紧衬套5要求能够沉放在零件2的台阶孔和夹具平台的沉孔内，其高度和外径尺寸必须满足图1中的装配关系，其上沿将零件台阶孔的的底部压紧在夹具平台1的沉孔内。
再就是根据零件压紧台阶孔的相对位置，在装夹零件的夹具平台1的对应位置设置沉孔位置，制出如图3所示的沉孔8，在沉孔的底部中心还有连接孔9，用于沉放和紧固压紧衬套5。沉孔直径略大于压紧衬套下端直径，深度应满足压紧后衬套下端面和沉孔底部有小的间隙。
最后装夹时，将零件毛坯上的台阶孔与夹具平台上的沉孔对应，压紧衬套5置于零件的台阶孔和夹具平台的沉孔内。衬套的上沿压在零件毛坯台阶孔内的台阶上，衬套的底部用紧固件4固定在夹具平台的沉孔内，将待加工的零件毛坯嵌入式压紧在夹具平台上。
特别强调的是，当紧固件4是钢性材料时，装夹后，紧固件4的顶部高度要低于夹具平台的表面高度。
本发明的嵌入式零件压紧方法和压紧装置在整个数控加工过程中，紧固件4始终处于安全平面(夹具平台面)以下，所以不存在碰撞风险；在加工的最后阶段(即绝大多数部位加工完成后)，刀具可以直接加工这些压紧部位(结构孔、缺口等)，连同压紧铝衬套的上半部分一起切除，不需要中断数控加工过程来切换压紧部位。当加工下一个零件时只需更换压紧铝衬套即可。
这种嵌入式的压紧方法通常可以用作结构尺寸比较大的零件装夹时的辅助紧固方式，和其他紧固手段(如真空吸附紧固方式)一起发挥作用。嵌入式的压紧方法有效地解决了数控加工中刀具和压紧工具碰撞的问题，避免了加工过程中的装夹切换，保证了数控加工的连续性。同时，该方法实现简单，成本低廉。
图5所示的实施例是飞机梁类零件压紧点的设置。飞机梁类零件的典型结构一般为细长结构，沿宽度方向两侧为曲面外形，在梁基准面一侧为平面，另一面为槽腔，分布有立筋、结构孔等典型结构。
图6所示的实施例是飞机翼肋类零件零件压紧点的设置，该类零件通常为双面结构，其中一面为肋基准平面，结构简单；另一面结构较为复杂，通常有槽、减轻孔、立筋、下陷、台阶等结构；沿宽度方向两侧为曲面外形。

Claims (5)

1、一种数控加工嵌入式零件压紧方法，其特征在于包括：在待加工的零件上选择多个压紧点，在每个压紧点上制出用于压紧的台阶孔；在装夹零件的夹具平台上按照零件上压紧点的位置制出沉孔；设计制作带外沿的压紧衬套；将压紧衬套嵌入压紧在待加工零件压紧点的台阶孔和零件夹具平台的沉孔内。
2、如权利要求1所述的数控加工嵌入式零件压紧方法，其特征在于在所述装夹零件夹具平台的沉孔内底部还有用于连接的螺纹孔，通过螺钉将压紧衬套嵌入压紧在待加工零件压紧点的台阶孔和零件夹具平台的沉孔内。
3、一种数控加工嵌入式零件压紧装置，其特征在于含有一个装夹零件的夹具平台和压紧衬套，该夹具平台上设有用于安装压紧衬套的沉孔，压紧衬套是一种带外沿的杯状衬套，衬套的高度恰好适合用外沿将零件压紧在夹具平台的沉孔内，衬套的底部用连接件固定在夹具平台的沉孔内。
4、如权利要求3所述的数控加工嵌入式零件压紧装置，其特征在于所述的夹具平台的沉孔底部还有连接孔。
5、如权利要求3所述的数控加工嵌入式零件压紧装置，其特征在于所述的衬套的底部设有连接孔。
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