CN104209779A

CN104209779A - 导弹防热套真空吸附夹具

Info

Publication number: CN104209779A
Application number: CN201410469990.3A
Authority: CN
Inventors: 张虎; 黄晓亚; 强欢; 周严
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2034-09-15
Also published as: CN104209779B

Abstract

本发明涉及一种针对导弹防热套等大型薄壁锥形结构的真空吸附夹具，属于机械制造领域。三爪卡盘带动夹具跟随主轴转动。中心架与锥形套筒小端圆柱凸台外圆表面接触，完成辅助支撑。锥形套筒的外圆圆周分布一系列径向的圆孔，并且圆孔设置在两个密封圈之间。旋转接头端盖一侧与真空泵相连，车削过程中真空泵维持吸气的工作状态，带动旋转连杆往真空泵一侧轴向滑移，径向圆孔抽气使得锥形套筒与导弹防热套之间形成真空，从而使二者紧密结合。本发明便于导弹防热套的快速装夹，降低卸夹后尺寸变化和减少切削产生的振动，从而提高产品合格率和降低加工周期。

Description

导弹防热套真空吸附夹具

技术领域

本发明涉及一种锥形薄壁回转件的夹具,特别涉及一种导弹防热套的真空吸附车床夹具，属于机械制造领域。

技术背景

导弹所使用的防热套为多锥型回转结构的复合材料构件,薄壁锥形零件车外圆工序在实施过程中，装夹繁琐,生产效率低下，满足不了批量生产的要求，而且由于导弹防热套壁厚较薄，装夹时极易产生变形，并且现有的防热套在车削加工完成后，经常会出现卸夹后尺寸发生变化，造成尺寸超出偏差的问题，并且薄壁结构易产生切削振动，从而导致产品合格率较低。由于生产质量主要依赖工人的车削操作技术,所以产品成型对工人的技术水平依赖性强，生产效率低下。导弹防热套等大型锥形薄壁结构件，是国防工业中重要的加工零部件，因此急需要一种针对导弹防热套等大型薄壁锥形结构的夹具，便于装夹且重复性好，降低劳动强度，提高产品的合格率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对导弹防热套等大型薄壁锥形结构的真空吸附夹具，便于车削及后续的相关加工，并且降低加工变形和节约装夹时间。本发明通过对国内外多锥形薄壁回转件加工方面的调研，提出了带有小孔的锥形内套结构,采用真空泵抽取内套的气体,使得导弹防热套吸附在锥形内套上的夹具设计。该夹具一端与车床主轴的三爪卡盘连接，一端通过中心定位架支撑和轴向定位，中心定位架与机床尾架固定连接。夹具结构简单，装夹快速稳固，重复性好，操作快速，对工人操作水平依赖性小。

本发明是通过以下技术方案实现。

为了保证各表面的相互位置要求和同轴度要求，以工件的圆锥孔作为定位基准，针对工件的外形尺寸和加工精度要求，整个夹具设计思路分为两部分，一部分是对于工件的定位和夹紧，一部分是对于夹具的定位和夹紧。

导弹防热套真空吸附夹具由三部分构成：以三爪卡盘[2]和固定端盖[3]的大端夹持结构；以锥形套筒[4]和密封圈[5]为主体的锥形内衬结构；以中心架[7]、支承爪[8]、旋转接头[10]、法兰[14]、尾架[15]等构成的小端轴向定位结构(图2)。

以锥形套筒[4]和密封圈[5]为主体的锥形内衬结构，用于工件的定位和夹紧；以三爪卡盘[2]和固定端盖[3]的大端夹持结构，以及以中心架[7]、支承爪[8]、旋转连杆[10]、法兰[14]、尾架[15]等构成的小端轴向定位结构，用于夹具的定位和夹紧。

导弹防热套如图1所示，即图3装夹状态中的结构[6]。将锥形套筒[4]套入导弹防热套[6]内表面时，锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间保持一定间隙，满足密封圈[5]的弹性变形，零件加工时真空泵工作，锥形套筒[4]外壁与导弹防热套[6]内壁之间完全紧贴。锥形套筒[4]的周向分布着一些小孔，这些小孔于与导弹防热套表面的小孔错开避免相通。同时，锥形套筒[4]的表面开有一系列圆周凹槽，凹槽部位安装密封圈[5]，锥形套筒[4]的细端螺纹连接旋转接头端盖[13]，与旋转接头端盖[13]连接的真空泵吸气时，保证锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间完全密封。为了要保证锥形套筒[4]内部的密闭性，以及便于车床三爪卡盘[2]的夹持，在锥形套筒[4]的大端部位设有端盖[3]，将端盖[3]旋入锥形套筒[4]大端，保证锥形套筒[4]的密闭性。

导弹防热套[6]夹紧在锥形套筒[4]外部后，需要进行锥形套筒[4]在机床上定位和夹紧。锥形套筒[4]的大端留有圆柱形凸台，端盖[3]通过外侧螺纹旋进圆柱形凸台内部起到锥形套筒[4]的密封和加持部位的刚度加强作用。车床主轴[1]与三爪卡盘[2]相连，三爪卡盘[2]将锥形套筒[4]大端的圆柱形凸台夹持，使得锥形套筒[4]和导弹防热套[6]可随着车床主轴转动而转动。

对于以中心架[7]、支承爪[8]、旋转接头[10]、法兰[14]、尾架[15]等构成的小端轴向定位结构的设计。由于该夹具需要利用真空泵使锥形套筒[4]和导弹防热套[6]之间形成真空，所以需要旋转接头连接转动部件和固定部件。旋转接头是将气体介质从旋转或往复运动的设备中输入到静止的管道中，再从静止的管道中排出的连接密封装置。旋转接头由法兰固定套[9]、旋转连杆[10]、旋转接头阀体[11]、定位销[12]、旋转接头端盖[13]等组成。旋转连杆[10]一侧与锥形套筒[4]的尾部螺纹旋和，且旋向与主轴旋转方向相反，使得加工过程中两者旋合会越来越紧。

旋转连杆[10]为中空结构，并且可以在旋转接头阀体[11]内周向转动和轴向移动，旋转接头端盖[13]一侧真空泵相连，另一侧与旋转接头阀体[11]连接。真空泵在车削加工过程中一直维持吸气的工作状态，带动旋转连杆[10]往真空泵一侧轴向滑移。车床主轴的带动锥形套筒[4]和旋转连杆[10]旋转，旋转连杆[10]与旋转接头阀体[11]相对周向转动。法兰[14]与车床上的尾架[15]螺栓连接，为了防止旋转接头的相对转动，在旋转接头阀体[11]与法兰[14]之间采用定位销[12]进行周向定位。为了防止导弹防热套[6]受径向切削力的作用而产生弯曲变形，采用中心架[7]作为辅助支承，将中心架[7]与法兰固定套[9]采用螺栓进行连接，中心架[7]有三个独立移动的支承爪[8]。中心架[7]工作时调整三个支承爪[8]，使之与锥形套筒[4]的小端圆柱凸台外圆表面接触，并调整至松紧适宜。装夹工作时，锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间的气体流动方向如图5所示，在锥形套筒[4]的外圆圆周分布着一些径向的圆孔，并且圆孔设置在两个密封圈[5]之间，当通过与旋转接头相连的真空泵吸气时，在两个密封圈[5]及锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间形成真空型腔，从而保证锥形套筒[4]与导弹防热套[6]紧密结合。

附图说明

图1为导弹防热套结构示意图；

图2为导弹防热套夹具轴测图；

图3为导弹防热套夹具结构示意图；

图4为导弹防热套夹具局部放大图；

图5为导弹防热套真空吸附原理图。

图中，1为机床主轴、2为三爪卡盘、3为端盖、4为锥形套筒、5为密封圈、6为导弹防热套、7为中心架、8为支承爪、9为法兰固定套、10为旋转连杆、11为旋转接头阀体、12为定位销、13为旋转接头端盖、14为法兰、15为尾架。

具体实施方式

导弹防热套真空吸附车床夹具如图1-图5所示。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

将锥形套筒[4]与端盖[3]进行旋和后，放置于即将加工的导弹防热套[6]内部作为里衬。将锥形套筒[4]在机床上装夹。锥形套筒[4]的大端留有圆柱形凸台，三爪卡盘[2]将锥形套筒[4]大端的圆柱形凸台夹持，使得锥形套筒[4]和导弹防热套[6]可随着车床主轴转动而转动。采用中心架[7]作为辅助支承。将中心架[7]与法兰固定套[9]采用螺栓进行连接后，调节中心架[7]上的三个独立移动的支承爪[8]，使之与锥形套筒[4]的小端圆柱凸台外圆表面接触，调节锥形套筒[4]与车床主轴[1]的同轴度，并调整支承爪[8]夹持的松紧度。调节尾架[15]到三爪卡盘[2]的水平距离，尾架[15]带动的中心架[7]、法兰固定套[9]和旋转接头相关零部件等进行水平移动，完成锥形套筒[4]的轴向定位。

真空泵位于旋转接头端盖[13]靠近尾架[15]一侧。锥形套筒[4]的外圆圆周分布一系列径向的圆孔，并且圆孔设置在两个密封圈[5]之间如图4所示。当锥形套筒[4]与旋转连杆[10]尾部螺纹连接，螺纹旋向与主轴转向相反，旋转连杆[10]可以在旋转接头阀体[11]内周向转动和轴向移动，旋转接头端盖[13]一侧真空泵相连，在车削加工过程中真空泵维持吸气的工作状态，带动旋转连杆[10]往真空泵一侧轴向滑移，并且在两个密封圈[5]及锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间形成真空型腔，从而保证锥形套筒[4]与导弹防热套[6]紧密结合。

为了防止旋转接头相对锥形套筒[4]转动，在旋转接头阀体[11]与法兰[14]之间采用定位销[12]进行周向定位，如图3所示。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改造，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种针对导弹防热套等大型薄壁锥形结构的真空吸附夹具，便于车削及后续的相关加工，并且降低加工变形和节约装夹时间。导弹防热套真空吸附夹具由三部分构成：以三爪卡盘[2]和固定端盖[3]的大端夹持结构；以锥形套筒[4]和密封圈[5]为主体的锥形内衬结构；以中心架[7]、支承爪[8]、旋转接头[10]、法兰[14]、尾架[15]等构成的小端轴向定位结构。三爪卡盘[2]使得夹具跟随主轴[1]转动。中心架[7]与锥形套筒[4]的小端圆柱凸台外圆表面接触，完成辅助支撑。锥形套筒[4]和端盖[3]作为导弹防热套[6]的里衬，增加结构刚度并使得锥形套筒[4]形成密封结构。锥形套筒[4]外侧的密封圈[5]与锥形套筒[4]及导弹防热套[6]之间形成真空型腔，锥形套筒[4]的外圆圆周分布一系列径向的圆孔，圆孔设置在两个密封圈[5]之间。旋转接头端盖[13]一侧与真空泵相连，真空泵吸气带动旋转连杆[10]往真空泵一侧轴向滑移，气体通过径向圆孔完成锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间的真空抽气，旋转连杆[10]与锥形套筒[4]螺纹连接，带动锥形套筒[4]与导弹防热套[6]紧密结合。

2.根据权利要求1所述的导弹防热套真空吸附夹具，其特征在于，锥形套筒[4]和端盖[3]作为导弹防热套[6]的里衬，增加结构刚度并使得锥形套筒[4]形成密封结构。

3.根据权利要求1所述的导弹防热套真空吸附夹具，其特征在于，锥形套筒[4]外侧的密封圈[5]与锥形套筒[4]及导弹防热套[6]之间形成真空型腔，锥形套筒[4]的外圆圆周分布有径向的圆孔，并且圆孔分布在两个密封圈[5]之间，气体通过小孔使得锥形套筒[4]与导弹防热套[6]之间形成真空。

4.根据权利要求1所述的导弹防热套真空吸附夹具，其特征在于，旋转连杆[10]一侧与锥形套筒[4]的尾部螺纹旋和，且旋向与主轴旋转方向相反，使得加工过程中两者旋合越来越紧，旋转连杆[10]可以在旋转接头阀体[11]内周向转动和轴向移动，旋转接头端盖[13]一侧真空泵相连，真空泵维持吸气带动旋转连杆[10]往真空泵一侧轴向滑移。

5.根据权利要求1所述的导弹防热套真空吸附夹具，其特征在于，尾架[15]带动的中心架[7]、法兰固定套[9]和旋转接头相关零部件等进行水平移动，完成锥形套筒[4]的轴向定位。