CN108340173B - 一种飞机起落架支架的高效高精夹具及其装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机起落架支架的高效高精夹具，包括夹具底板、固定组件、压紧组件、辅助定位件，所述夹具底板包括前部、颈部、后部；所述固定组件包括燕尾座、燕尾定位块、定位轴、定位板、涨紧芯轴、涨紧块、涨紧螺栓、无头螺栓；所述定位板固定于后部，所述涨紧块、涨紧螺栓分别与涨紧芯轴的外部和内部配合；所述压紧组件包括前压紧组件、中压紧组件、后压紧组件，分别对工件的前、中、后部进行压紧；所述辅助定位件包括可调高度并位于工件下方的动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱、前活动螺杆。本发明的固定组件、压紧组件、辅助定位件的有序配合使装夹操作条理清楚、误差大大削弱，提高了定位装夹精度和高效性。

Description

一种飞机起落架支架的高效高精夹具及其装夹方法

技术领域

本发明属于机械夹具领域，尤其涉及一种飞机起落架支架的高效高精夹具及其装夹方法。

背景技术

飞机起落架支架为飞机起落架上的一个重要零件，通常以上防扭支架和下防扭支架配合使用。上防扭支架上端和减震支柱外筒铰接，下防扭支架上端和减震支柱内筒铰接，上、下防扭支架也铰接在一起。三个铰链轴平行，且和减震支柱垂直，使得减震支柱的内筒和外筒能够伸缩运动，却不能相对转动。因为防扭支架的功能就是飞机起飞和着陆时，防止减震支柱的内筒和外筒出现相对转动。

防扭支架的大概轮廓为三角形，如附图图1、图2所示。但不同的飞机型号其起落架外形结构有所区别。

此产品为上下对称，左右不对称结构。三角区域有三个通孔，其中两个孔为同轴孔，其轴线与第三个孔轴线相互平行，并有一定的位置公差要求。三角架主体中间上下两面分别有凹型减轻结构。

此件加工工艺为：

下料、粗加工、热处理、精加工、检验。

其中粗加工加工工艺较为成熟。但受热处理变形因素的影响，精加工存在加工工件硬度高（HRC42~45）、尺寸不稳定，加工难度大、加工效率低等难点。

本发明主要通过高效高精度的夹具设计来降低加工难度、提高产品加工稳定性，提升装夹效率，从而降低加工成本。

发明内容

发明目的：本发明提出的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其精度较高、便于现场工人装夹、提高产品质量，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容：一种飞机起落架支架的高效高精夹具，用于装夹飞机起落架支架工件，包括夹具底板、固定组件、压紧组件、辅助定位件，所述夹具底板从前向后依次包括前部、颈部和宽于前部的后部；

所述固定组件包括燕尾座、燕尾定位块、定位轴、定位板、涨紧芯轴、涨紧块、涨紧螺栓、无头螺栓，所述燕尾座固定于前部，燕尾定位块与燕尾座配合，燕尾定位块上部设置的定位轴配合工件的通孔；所述定位板竖立地固定于后部的左右两侧，定位板开有定位板孔，所述涨紧芯轴可穿接定位板孔和工件的通孔，所述涨紧块、涨紧螺栓分别与涨紧芯轴的外部和内部配合，所述无头螺栓拧入定位板的螺孔且位于工件的通孔后侧；

所述压紧组件包括前压紧组件、后压紧组件、中压紧组件，所述前压紧组件包括前压板、压紧螺栓、固定螺栓、前支撑柱，所述前支撑柱在前部的燕尾座后方分布一对，所述前压板一端与一个前支撑柱上部铰接，另一端穿接压紧螺栓且压紧螺栓与另一个前支撑柱内部配合，所述固定螺栓穿接于前压板中部并向下顶住工件；所述后压紧组件具有一对，包括侧压头、侧压板、侧压螺栓、后支撑柱，所述后支撑柱固定于定位板内侧，侧压头位于侧压板靠向工件一侧，侧压螺栓穿接侧压板、配合于定位板，并可调节侧压板与定位板的距离；所述中压紧组件具有一对，包括锁紧螺杆、支撑螺杆、中压板，所述锁紧螺杆、支撑螺杆下端固定于颈部，所述中压板以螺栓连接于锁紧螺杆，中压板两端分别位于支撑螺杆、工件上方；

所述辅助定位件包括可调高度的动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱、前活动螺杆，所述动向钢珠定位螺杆位于后部的定位板内侧，并在工件下方；所述定位支撑柱位于中压紧组件内侧并在工件下方；所述前活动螺杆位于燕尾座上并在工件下方。

作为优选，所述颈部呈从前向后先收窄后扩张的趋势，所述颈部扩张的部分为凸起部，所述锁紧螺杆、支撑螺杆位于凸起部区域内。颈部的结构都是根据工件的形状及固定组件、压紧组件的方便设置而设计的，颈部具有凸起部方便中压紧组件对工件中部的压紧。

作为优选，所述燕尾座、定位板、锁紧螺杆、支撑螺杆、动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱、前活动螺杆与夹具底板采用定位销定位，并以螺栓锁紧。这种定位固定方式可保证夹具装配精度与工件定位的可靠性。

作为优选，所述动向钢珠定位螺杆具有一对，分别位于一对定位板的内侧，所述定位支撑柱位于颈部的一对中压紧组件的内侧。一对动向钢珠定位螺杆和定位支撑柱的设置使辅助定位变得容易，提高定位精度。

作为优选，所述涨紧芯轴采用65Mn材料、经过调质处理，并采用米字型开槽加工。采用65Mn材料和经过调质处理可获得较好的涨紧弹和较好的耐磨性。

作为优选，所述燕尾座上方具有的燕尾槽与燕尾定位块配合连接，且燕尾定位块可沿左右向滑动。燕尾式定位可以保证燕尾定位块朝一个方向（X向）的移动精度，此设计不仅消除工件热处理变形对夹具定位精度的影响，还实现在自动找正以保证工位被完全定位。

作为优选，所述定位板、燕尾座、燕尾定位块采用Cr12MoV材料，并经过淬火处理；所述前压板、前支撑柱、侧压板、后支撑柱、支撑螺杆、中压板均采用45号钢，并调质处理。Cr12MoV淬火以保证定位原件的耐磨性与稳定性，45号钢调质以获取较好的耐磨性与使用寿命

作为优选，所述涨紧芯轴外端、涨紧块开有相互配合的锥度斜面，涨紧芯轴与涨紧块形成间隙配合，涨紧芯轴内部开有螺纹并与涨紧螺栓配合。锥度间隙配合保证涨紧轴向的移动精度，涨紧力度易调，操作高效。

进一步，所述锥度斜面相对于水平向的倾斜角度为30°。30度的锥度不大不小，用于涨紧松弛有度，易调节，方便高效。

一种飞机起落架支架的高效高精夹具的装夹方法，包括以下步骤：

（1）、准备工作：旋松压紧螺栓，翻转前压板180°，旋松锁紧螺杆上螺帽，旋转中压板90°，旋松侧压螺栓，旋转侧压板90°；

（2）、预调：调低动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱及前活动螺杆，使工件下部留有余量；

（3）、预定位：平放工件，松开涨紧芯轴上的涨紧螺栓，涨紧芯轴处于收缩状态，将2个涨紧芯轴分别穿入左右侧的定位板孔内，同时穿入工件的通孔内；锁紧涨紧螺栓，使涨紧芯轴处于涨紧状态，初步锁紧工件；再将工件连同涨紧芯轴，贴紧无头螺栓的端部；

（4）、定位：将燕尾定位块穿入燕尾座，然后将定位轴同时穿入燕尾定位块与工件的通孔；待找到合适定位后，在后部，将工件一侧连同涨紧芯轴贴紧无头螺栓，使其完全定位；

（5）、固定：依次手动调节动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱及前活动螺杆；依次先预压两侧的侧压板、前压板及两侧的中压板，再依次锁紧以上的压板；

（6）、完成：松开涨紧芯轴上的涨紧螺栓，抽出2个涨紧芯轴；抽出定位轴，然后取下燕尾定位块，装夹完成。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明夹具具有装夹可靠，定位精度高，配合精度高等优点。涨紧芯轴与定位板活动间隙配合定位，以及定位轴的外圆与燕尾定位块内孔间隙配合保证其朝锁紧周向的移动精度和涨紧力度；辅助定位件消除了工件热处理变形对夹具定位精度的影响；涨紧芯轴、燕尾定位块作为活动定位部件消除了固定定位部件对工件加工的干涉因素；前压紧组件、中压紧组件和后压紧组件使对工件的顶压循序渐进而高效。本发明的结构和组件的设计不仅考虑了加工中的误差，还能消除操作过程中的错动误差，尤其是固定组件、压紧组件、辅助定位件的有序配合使装夹操作条理清楚，误差一步步削弱，大大提高了定位装夹精度，并且操作方便、高效。

附图说明

图1飞机起落架支架工件的立体结构示意图，图2是本发明的夹具的总立体结构示意图，图3是本发明的夹具的平面三视图，分别是右视图、底视图和后视图，图4是本发明涨紧芯轴、涨紧块、涨紧螺栓构成的涨紧机构的原理图，其包含以定位板为框架的主视图和侧视图，图5是本发明燕尾座、燕尾定位块配合的结构示意图。

图中：100-夹具，200-工件，或 200-飞机起落架支架工件，201-通孔；

1-夹具底板，11-前部，12-颈部，120-凸起部，13-后部；2-固定组件，21-燕尾座，210-燕尾槽，211-燕尾定位块，212-定位轴孔，22-定位轴，23-定位板，231-定位板孔，24-涨紧芯轴，241-手柄，25-涨紧块，251-锥度斜面，26-涨紧螺栓，27-无头螺栓；

3-压紧组件，31-前压紧组件，311-前压板，312-压紧螺栓，313-固定螺栓，314-前支撑柱，32-后压紧组件，321-侧压头，322-侧压板，323-侧压螺栓，324-后支撑柱，33-中压紧组件，331-锁紧螺杆，332-支撑螺杆，333-中压板；

4-辅助定位件，41-动向钢珠定位螺杆，42-定位支撑柱，43-前活动螺杆。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。

如图1，飞机起落架支架工件200，具有前后共三个通孔201和中间的板体，整体呈三角形；

如图2~5，一种飞机起落架支架的高效高精夹具100，用于装夹飞机起落架支架工件200，包括夹具底板1、固定组件2、压紧组件3、辅助定位件4，所述夹具底板1从前向后依次包括前部11、颈部12和宽于前部11的后部13；所述颈部12呈从前向后先收窄后扩张的趋势，所述颈部12扩张的部分为凸起部120；

所述固定组件2包括燕尾座21、燕尾定位块211、定位轴22、定位板23、涨紧芯轴24、涨紧块25、涨紧螺栓26、无头螺栓27，所述燕尾座21固定于前部11，燕尾定位块211与燕尾座21上的燕尾槽210配合，燕尾定位块211可沿左右向滑动，燕尾定位块211上部具有定位轴孔212，定位轴孔212穿接定位轴22，定位轴22配合工件的通孔201，定位轴22的外沿与定位轴孔212形成间隙配合；所述定位板23竖立地固定于后部13的左右两侧，定位板23开有定位板孔231；所述涨紧芯轴24可穿接定位板孔231和工件的通孔201，所述涨紧芯轴24外端、涨紧块25开有相互配合的30°锥度斜面251，涨紧芯轴24与涨紧块25形成间隙配合，涨紧芯轴24内部开有螺纹并与涨紧螺栓26配合，所述无头螺栓27拧入定位板23的螺孔且位于工件的通孔201后侧，涨紧芯轴24外表面与工件200直接接触，需要多次拆装，其外表面表面粗糙度小于Ra0.8，且锐边均有R0.5圆角过渡；所述涨紧芯轴24、涨紧块25、涨紧螺栓26构成涨紧机构，定位轴22、定位轴孔212也构成涨紧机构；涨紧芯轴24或定位轴22均可侧固定一手柄241以方便操作；

所述压紧组件3包括前压紧组件31、后压紧组件32、中压紧组件33，所述前压紧组件31包括前压板311、压紧螺栓312、固定螺栓313、前支撑柱314，所述前支撑柱314在前部11的燕尾座21后方分布一对，所述前压板311一端与一个前支撑柱314上部铰接，另一端穿接压紧螺栓312且压紧螺栓312与另一个前支撑柱314内部配合，所述固定螺栓313穿接于前压板311中部并向下顶住工件200；所述后压紧组件32具有一对，包括侧压头321、侧压板322、侧压螺栓323、后支撑柱324，所述后支撑柱324固定于定位板23内侧，侧压头321位于侧压板322靠向工件200一侧，侧压头321材料优选为黄铜，以具备良好的压紧和缓冲性能，侧压螺栓323穿接侧压板322、配合于定位板23，并可调节侧压板322与定位板23的距离；所述中压紧组件33具有一对，包括锁紧螺杆331、支撑螺杆332、中压板333，所述锁紧螺杆331、支撑螺杆332下端固定于颈部12的凸起部120区域内，所述中压板333以螺栓连接于锁紧螺杆331，中压板333两端分别位于支撑螺杆332、工件200上方；

所述辅助定位件4包括可调高度的动向钢珠定位螺杆41、定位支撑柱42、前活动螺杆43，所述动向钢珠定位螺杆41具有一对，位于后部13的一对定位板23内侧，并在工件200下方，动向钢珠定位螺杆41头部具有的钢珠可旋转9°以内，有效的降低工件热处理变形因素；所述定位支撑柱42具有一对，位于一对中压紧组件33内侧并在工件200下方；所述前活动螺杆43位于燕尾座21上并在工件200下方；

其中，所述燕尾座21、定位板23、锁紧螺杆331、支撑螺杆332、动向钢珠定位螺杆41、定位支撑柱42、前活动螺杆43与夹具底板1的定位采用定位销定位，并以螺栓锁紧。

再有，所述涨紧芯轴24采用65Mn材料、经过调质处理，并采用米字型开槽加工。采用65Mn材料和经过调质处理可获得较好的涨紧弹和较好的耐磨性。

再有，所述定位板23、燕尾座21、燕尾定位块211采用Cr12MoV材料，并经过淬火处理；所述前压板311、前支撑柱314、侧压板322、后支撑柱324、支撑螺杆332、中压板333均采用45号钢，并调质处理。Cr12MoV淬火以保证定位原件的耐磨性与稳定性，45号钢调质以获取较好的耐磨性与使用寿命。

一种飞机起落架支架的高效高精夹具的装夹方法，包括以下步骤：

（1）、准备工作：旋松压紧螺栓312，翻转前压板311角度180°，旋松锁紧螺杆331上螺帽，旋转中压板333角度90°，旋松侧压螺栓323，旋转侧压板322角度90°；

（2）、预调：调低动向钢珠定位螺杆41、定位支撑柱42及前活动螺杆43，使工件200下部留有余量；

（3）、预定位：平放工件200，松开涨紧芯轴24上的涨紧螺栓26，涨紧芯轴24处于收缩状态，将2个涨紧芯轴24分别穿入左右侧的定位板孔231内，同时穿入工件200的通孔201内；锁紧涨紧螺栓26，使涨紧芯轴24处于涨紧状态，初步锁紧工件200；再将工件200连同涨紧芯轴24，贴紧无头螺栓27的端部；

（4）、定位：将燕尾定位块211通过燕尾槽210穿入燕尾座21，然后将定位轴22同时穿入燕尾定位块211与工件200的通孔201；待找到合适定位后，在后部13，将工件200一侧连同涨紧芯轴24贴紧无头螺栓27，使其完全定位；

（5）、固定：依次手动调节动向钢珠定位螺杆41、定位支撑柱42及前活动螺杆43；依次先预压两侧的侧压板322、前压板311及两侧的中压板333，再依次锁紧以上的压板；

（6）、完成：松开涨紧芯轴24上的涨紧螺栓26，抽出2个涨紧芯轴24；抽出定位轴22，然后取下燕尾定位块211，装夹完成。

夹具加工精度要求：首先夹具左右侧定位板23与涨紧块25配合孔位需保证其同轴度要求0.02mm，其公共轴线需与燕尾定位块211与定位轴孔212轴线保证其平行度要求0.02mm，此3个孔位轴线所构成的平面需与夹具底板1保证其平行度要求0.02mm内。

涨紧原理：如图5所示，涨紧机构由涨紧芯轴24、涨紧块25、涨紧螺栓26组成，涨紧芯轴24与涨紧块25成30°锥度配合，涨紧芯轴24涨紧部分通过开米字型槽实现，通过涨紧螺栓26锁紧涨紧块25，从而带动涨紧芯轴24处于涨紧状态。

以上实施例仅用以说明本发明的优选技术方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，所做出的若干改进或等同替换，均视为本发明的保护范围，仍应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种飞机起落架支架的高效高精夹具，用于装夹飞机起落架支架工件，其特征在于，包括夹具底板、固定组件、压紧组件、辅助定位件，所述夹具底板从前向后依次包括前部、颈部和宽于前部的后部；

所述固定组件包括燕尾座、燕尾定位块、定位轴、定位板、涨紧芯轴、涨紧块、涨紧螺栓、无头螺栓，所述燕尾座固定于前部，燕尾定位块与燕尾座配合，燕尾定位块上部设置的定位轴配合工件的通孔；所述定位板竖立地固定于后部的左右两侧，定位板开有定位板孔，所述涨紧芯轴可穿接定位板孔和工件的通孔，所述涨紧块、涨紧螺栓分别与涨紧芯轴的外部和内部配合，所述无头螺栓拧入定位板的螺孔且位于工件的通孔后侧；

所述压紧组件包括前压紧组件、后压紧组件、中压紧组件，所述前压紧组件包括前压板、压紧螺栓、固定螺栓、前支撑柱，所述前支撑柱在前部的燕尾座后方分布一对，所述前压板一端与一个前支撑柱上部铰接，另一端穿接压紧螺栓且压紧螺栓与另一个前支撑柱内部配合，所述固定螺栓穿接于前压板中部并向下顶住工件；所述后压紧组件具有一对，包括侧压头、侧压板、侧压螺栓、后支撑柱，所述后支撑柱固定于定位板内侧，侧压头位于侧压板靠向工件一侧，侧压螺栓穿接侧压板、配合于定位板，并可调节侧压板与定位板的距离；所述中压紧组件具有一对，包括锁紧螺杆、支撑螺杆、中压板，所述锁紧螺杆、支撑螺杆下端固定于颈部，所述中压板以螺栓连接于锁紧螺杆，中压板两端分别位于支撑螺杆、工件上方；

所述辅助定位件包括可调高度的动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱、前活动螺杆，所述动向钢珠定位螺杆位于后部的定位板内侧，并在工件下方；所述定位支撑柱位于中压紧组件内侧并在工件下方；所述前活动螺杆位于燕尾座上并在工件下方。

2.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述颈部呈从前向后先收窄后扩张的趋势，所述颈部扩张的部分为凸起部，所述锁紧螺杆、支撑螺杆位于凸起部区域内。

3.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述燕尾座、定位板、锁紧螺杆、支撑螺杆、动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱、前活动螺杆与夹具底板采用定位销定位，并以螺栓锁紧。

4.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述动向钢珠定位螺杆具有一对，分别位于一对定位板的内侧，所述定位支撑柱位于颈部的一对中压紧组件的内侧。

5.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述涨紧芯轴采用65Mn材料、经过调质处理，并采用米字型开槽加工。

6.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述燕尾座上方具有的燕尾槽与燕尾定位块配合连接，且燕尾定位块可沿左右向滑动。

7.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述定位板、燕尾座、燕尾定位块采用Cr12MoV材料，并经过淬火处理；所述前压板、前支撑柱、侧压板、后支撑柱、支撑螺杆、中压板均采用45号钢，并调质处理。

8.根据权利要求1所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述涨紧芯轴外端、涨紧块开有相互配合的锥度斜面，涨紧芯轴与涨紧块形成间隙配合，涨紧芯轴内部开有螺纹并与涨紧螺栓配合。

9.根据权利要求8所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具，其特征在于，所述锥度斜面相对于水平向的倾斜角度为30°。

10.根据权利要求1~9任一项所述的一种飞机起落架支架的高效高精夹具的装夹方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、准备工作：旋松压紧螺栓，翻转前压板180°，旋松锁紧螺杆上螺帽，旋转中压板90°，旋松侧压螺栓，旋转侧压板90°；

（2）、预调：调低动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱及前活动螺杆，使工件下部留有余量；

（3）、预定位：平放工件，松开涨紧芯轴上的涨紧螺栓，涨紧芯轴处于收缩状态，将2个涨紧芯轴分别穿入左右侧的定位板孔内，同时穿入工件的通孔内；锁紧涨紧螺栓，使涨紧芯轴处于涨紧状态，初步锁紧工件；再将工件连同涨紧芯轴，贴紧无头螺栓的端部；

（4）、定位：将燕尾定位块穿入燕尾座，然后将定位轴同时穿入燕尾定位块与工件的通孔；待找到合适定位后，在后部，将工件一侧连同涨紧芯轴贴紧无头螺栓，使其完全定位；

（5）、固定：依次手动调节动向钢珠定位螺杆、定位支撑柱及前活动螺杆；依次先预压两侧的侧压板、前压板及两侧的中压板，再依次锁紧以上的压板；

（6）、完成：松开涨紧芯轴上的涨紧螺栓，抽出2个涨紧芯轴；抽出定位轴，然后取下燕尾定位块，装夹完成。