CN103586710A - 一种薄壁锥体加工抗变形夹具 - Google Patents

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张娟
祖峰
杜媛媛
赵西松
谢庆飞
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Abstract

本发明公开一种薄壁锥体加工抗变形夹具，包括夹具体、定位环、移动压板等，还包括自适应支撑装置，所述自适应支撑装置包括设置在夹具体上的支座，所述支座上设置移动导柱，所述移动导柱的前端设置顶块，所述顶块的前端设置燕尾槽，所述燕尾槽内设置弧形橡胶棒，所述弧形橡胶棒与被加工零件抵接；所述移动导柱内部固定压缩弹簧，所述压缩弹簧的末端设置螺塞。本发明的优点是：通过机械机构快速控制轴向位置，完全在不干预零件自身定位状态下增加零件的整体结构刚性，解决了一直困扰发动机精品零件加工的瓶颈问题。

Description

一种薄壁锥体加工抗变形夹具
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其是薄壁锥体加工领域，更具体说是一种薄壁锥体加工抗变形夹具。
背景技术
锥体盘类薄壁零件是典型的弱刚性零件，相对刚度较低，强度较弱，加工工艺性差，特别是在对零件形位误差和尺寸精度要求较高的情况下，它们对振动、切削力及切削温度等均十分敏感，加工起来易变形和产生振动，不易控制加工精度和提高加工效率。特别是越接近最终加工尺寸时加工起来越困难。对此类航空薄壁零件实现高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造业面临的一个重要课题。
针对大直径喇叭口锥体盘类薄壁发动机零件加工变形表面有加工波纹及“让刀’’等现象，一直是困扰发动机精品零件加工的瓶颈问题。
发明内容
为解决薄壁锥体零件在加工零件内外型面时由于环形锥体位置刚性差，加工时极易产生振动，出现“让刀”现象和表面振动波纹，使发动机精密零件很难保证工艺设计技术要求这一问题，在夹具设计结构上应使薄壁零件整体刚性提高，零件定位装夹可靠、机械加工稳定；夹具设计定位应符合工艺加工要求，零件沿圆周压紧应均匀受力，压紧力采用限力扳手控制。本发明的目的是提供一种在盘环形锥体刚性差的位置均匀分布3处轴向可自适应支撑零件，同时又可吸附零件在切削加工时产生的振动的一种嵌入式弧形软支撑机构，通过机械机构快速控制轴向位置，完全在不干预零件自身定位状态下增加零件的整体结构刚性，确保零件加工质量和生产效率的提高。具体技术方案如下：
一种薄壁锥体加工抗变形夹具，包括夹具体、定位环、移动压板等，其特征在于：还包括自适应支撑装置，所述自适应支撑装置包括设置在夹具体上的支座，所述支座上设置移动导柱，所述移动导柱的前端设置顶块，所述顶块的前端设置燕尾槽，所述燕尾槽内设置弧形橡胶棒，所述弧形橡胶棒与被加工零件抵接。
为调整所述弧形橡胶棒与被加工零件间的压力，所述移动导柱内部固定压缩弹簧，所述压缩弹簧的末端设置螺塞。
所述自适应支撑装置为三组，沿夹具圆周均布。
本发明的优点是：本发明在盘环形锥体刚性差的位置均匀分布3处轴向可自适应支撑零件，同时又可吸附零件在切削加工时产生的振动的一种嵌入式弧形软支撑机构，通过机械机构快速控制轴向位置，完全在不干预零件自身定位状态下增加零件的整体结构刚性，解决了一直困扰发动机精品零件加工的瓶颈问题。
附图说明
图1为普通夹具示意图；
图2为本发明的自适应支撑装置结构示意图；
图3为图2的右视图；
图中，1为夹具体，2为定位环，3为移动压板，6为压紧螺母，11为加工零件，12为支座，13为顶块，14为弧形橡胶棒，15为顶块固定螺栓组，16为螺塞，19为导柱，21为压缩弹簧。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明；工装夹具是在金属切削加上中用以准确地确定工件的位置，并将其牢固夹紧，以接受加工的工艺装备。在薄壁零件的加工中，由于工件较薄，刚性较差，如果采用常规方法装夹工件及切削加工，将会受到轴向切削力和热变形的影响，工件会出现弯曲变形，很难达到技术要求。因此，在加工过程中必须采用结构合理的工装夹具用以解决薄壁零件加工中的受力变形及切削中的振动问题。
如图1所示，对于大直径喇叭口锥体盘类薄壁发动机零件(如图1)，被加工零件1l在锥体薄壁处是零件刚性比较差的位置，夹具设计首先应提高零件的整体结构刚性，被加工零件11在夹具体1和定位环2上获得一个准确的定位，定位应完全符合工艺设计技术要求，这时将移动压板3移动到零件压紧位置处，沿圆周均布3处移动压板，采用限力扳手通过压紧螺母6均匀受力将零件压紧。零件在加工喇叭口内型面时，由于在过大的支撑力和切削力的作用下零件在加工过程中极易产生振动变形，为解决这一问题，设计在盘环形锥体刚性差的位置均匀分布3处轴向可自适应支撑零件，同时又可吸附零件在切削加工时产生的振动的一种嵌入式弧形软支撑机构，通过机械机构快速控制轴向位置，完全在不干预零件自身定位状态下增加零件的整体结构刚性。具体结构为：
一种薄壁锥体加工抗变形夹具，如图1、图2、图3所示，包括夹具体1、定位环2、移动压板3等，还包括自适应支撑装置，所述自适应支撑装置包括设置在夹具体上的支座12，所述支座12上设置移动导柱19，所述移动导柱19的前端设置顶块13，所述顶块的前端设置燕尾槽，所述燕尾槽内设置弧形橡胶棒14，所述弧形橡胶棒14与被加工零件11抵接。
为调整所述弧形橡胶棒与被加工零件间的压力，所述移动导柱19内部固定压缩弹簧21，所述压缩弹簧21的末端设置螺塞16。通过压缩弹簧21的弹力保证弧形橡胶棒14与被加工零件11接触，本实施例通过调整螺塞16的位置可保证弧形橡胶棒14在夹具体1上端面90mm的高度位置支撑力在5kg。
当然，利用压缩弹簧21保证弧形橡胶棒14与被加工零件11接触的结构有很多种，并不局限于本实施例的结构，但不管如何变化，均应在本发明的保护范围内。
所述自适应支撑装置为三组，沿夹具圆周均布。

Claims (3)

1.一种薄壁锥体加工抗变形夹具，包括夹具体、定位环、移动压板等，其特征在于：还包括自适应支撑装置，所述自适应支撑装置包括设置在夹具体上的支座，所述支座上设置移动导柱，所述移动导柱的前端设置顶块，所述顶块的前端设置燕尾槽，所述燕尾槽内设置弧形橡胶棒，所述弧形橡胶棒与被加工零件抵接。
2.根据权利要求1所述的薄壁锥体加工抗变形夹具，其特征在于：所述移动导柱内部固定压缩弹簧，所述压缩弹簧的末端设置螺塞。
3.根据权利要求1所述的薄壁锥体加工抗变形夹具，其特征在于：所述自适应支撑装置为三组，沿夹具圆周均布。
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