CN108466083B - 一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空零件加工技术领域，具体涉及一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具及工作方法。在零件边缘部分设置了支撑半环，有效的提高了薄壁零件的刚性，控制薄壁零件与辅助支撑之间的配合间隙，解决了辅助支撑与薄壁零件受力不均衡的问题，控制零件边缘及孔加工后产生的变形。本发明采用的技术方案包括：夹具底座，矩型夹具底座两端设置有开口U型槽，所述的夹具底座上设置有圆环形底盘，圆环形底盘的内圈上设置有凹台，凹台上设置有定位环，定位环的高度高于圆环形底盘的高度，所述的夹具底座上还设置有两个相对称设置的半环，半环分别设置于圆环形底盘的外侧，采用一定的方法加工薄壁零件。

Description

一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具及工作方法

技术领域

本发明涉及航空零件加工技术领域，具体涉及一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具及工作方法。

背景技术

薄壁零件主要应用于航空发动机机匣及大型环形件中，其结构特点是尺寸大、壁薄、加工中极易变形。对于涉及边缘加工及孔加工的零件，其方法很多，但对于薄壁零件，其外形构成复杂，被加工部位刚性非常差，常规定位夹具无法对零件边缘进行定位，零件边缘在加工时悬空，受力不均衡，零件边缘在加工后会发生翘曲变形，零件孔在加工后会向下凹陷产生变形，这种常规夹具定位可靠性差，夹具对零件无法进行有效夹紧，零件在加工后变形无法修复。因此，为提高薄壁零件边缘及孔加工的可靠性，减小零件在加工后产生变形，必须通过设计新的辅助支撑夹具，确定合理的定位面及支撑面，从而达到改善定位状态，控制零件加工后变形的目的。

发明内容

本发明目的是提供一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具及工作方法，在零件边缘部分设置了支撑半环，有效的提高了薄壁零件的刚性，控制薄壁零件与辅助支撑之间的配合间隙，解决了辅助支撑与薄壁零件受力不均衡的问题，控制零件边缘及孔加工后产生的变形。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，包括夹具底座，其特征在于：所述的夹具底座为矩形，两端分别设置有“U”型槽，夹具底座中心设置圆形通孔，夹具底座靠近通孔的位置设置有边沿凹下的圆环型底盘，所述夹具底座沿圆周上下方向均匀设置有台阶孔和螺纹孔一，台阶孔一和螺纹孔一设置于同心的圆周上，夹具底座沿圆周方向均匀设置有台阶孔二和螺纹孔二，所述的台阶孔和螺纹孔二设置于同心不同圆的圆周上，所述的台阶孔和螺纹孔二与台阶孔和螺纹孔一设置于同心不同圆的圆周上，所述的夹具底座沿水平方向中心位置对称设置有连接孔；

所述的夹具底座上设置有圆环形底盘，圆环形底盘的内圈上设置有凹台，凹台上中设置有定位环，定位环下方设置有螺纹孔三，定位环与底盘通过穿设于台阶孔二和螺纹孔内的螺钉一连接，所述底盘上设置有限位销，限位销的一端穿设于连接孔中与夹具底座连接，限位销的另一端穿设于压盖中，所述压盖为勾型压盖，压盖沿圆周方向均匀穿设螺柱，螺柱上设置垫圈和螺母一，螺柱另一端分别与螺母二和螺纹孔二连接；

所述的夹具底座上还设置有两个相对称设置的半环，半环分别设置于圆环形底盘的外侧，半环上沿圆周方向设置台阶孔三及螺纹孔四，半环内边设置有边沿凸起的半环型支撑盘，支撑盘的两侧分别交替设置有半圆形的第一空刀槽和半圆形的第二空刀槽，半环沿圆周方向穿设衬套一和定位销，定位销的另一端穿设于衬套二中，衬套二通过台阶孔一与夹具底座连接，所述半环沿圆周方向均匀设置螺钉二。

所述的台阶孔一设置有4个，螺纹孔一设置有10个，台阶孔二设置有8个，螺纹孔二设置有6个，连接孔设置有2个。

所述的螺纹孔三设置有8个，螺钉一设置有8个。

所述的限位销设置有2个，螺柱设置有6个，螺母一设置有6个，垫圈设置有6个，螺母二设置有6个。

所述的定位销设置有4个，衬套一设置有4个，衬套二设置有4个，螺钉二设置有10个，台阶孔三设置有2个，螺纹孔四设置有5个，第一空刀槽设置有23个，第二空刀槽设置有18个。

所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具的工作方法，其特征在于：所述的工作方法的步骤为：

第一步：将夹具底座放在数控加工中心工作台上，用螺钉穿过夹具底座两端设置的开口“U”型槽，将夹具底座固定在工作台上；

第二步：安装零件时，将薄壁零件放置在定位环上，使薄壁零件下端面槽底与定位环上端面贴合，薄壁零件端面槽内孔与定位环外圆贴合，安装勾型压盖，勾型压盖与限位销配合，从而提高勾型盖板与零件的配合精度，依次拧紧6个螺母一，使勾型盖板压紧薄壁零件；

第三步：安装一个半环，将半环沿薄壁零件外圆轻轻推入零件外圆槽中，转动半环上的5个螺钉二调整半环的支撑高度，使半环的定位面与薄壁零件的定位面贴合，再插入2个定位销，防止半环沿水平方向及垂直方向滑动；

第四步：安装另一侧半环，方法同第三步；

第五步：安装刀具，加工薄壁零件边缘及孔。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明通过设置定位环，使薄壁零件下端面槽底与定位环上端面贴合，薄壁零件端面槽内孔与定位环外圆贴合，勾型压盖压紧零件上端面槽，勾型压盖与限位销配合，以此消除或减弱勾型盖板与零件上端面槽的定位间隙，从而提高勾型盖板与零件的配合精度。

本发明通过设置半环，转动螺钉调整半环的支撑高度，使半环定位面与薄壁零件的定位面贴合，螺钉与圆心连线的夹角相同，通过设置定位销，防止半环沿水平方向及垂直方向滑动，这种半环辅助支撑结构可以消除或减弱薄壁零件定位面与半环定位面之间的定位间隙，从而提高零件与半环的配合精度，可有效解决零件边缘及孔加工后的变形问题。

本发明半环辅助支撑结构可以消除或减弱薄壁零件定位面与半环定位面之间的定位间隙，从而提高零件与半环的配合精度，可有效解决零件边缘及孔加工后的变形问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的A—A剖视图；

图3为图1的B—B剖视图；

图4为本发明底座的结构示意图；

图5为右半环结构示意图；

图6为图5的右半环左视图；

附图标记说明：1-夹具底座，2-通孔，3-底盘，4-台阶孔一，5-螺纹孔一，

6-台阶孔二，7-螺纹孔二，8-连接孔，9-定位环，10-螺纹孔三，11-螺钉一，12-薄壁零件，13-限位销，14-压盖，15-螺柱，16-螺母一，17-垫圈，18-螺母二，19-半环，20-定位销，21-衬套一、22-衬套二，23-螺钉二，24-台阶孔三，25-螺纹孔四，26-支撑盘，27-第一空刀槽，28-第二空刀槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具（参见图1-图6），包括夹具底座1，所述的夹具底座1为矩形，两端分别设置有“U”型槽，每侧的“U”型槽设置有两个，夹具底座1中心设置圆形通孔2，夹具底座1靠近通孔2的位置设置有边沿凹下的圆环型底盘3，所述夹具底座1沿圆周上下方向均匀设置有台阶孔一4和螺纹孔一5，台阶孔一4和螺纹孔一5设置于同心的圆周上，夹具底座1沿圆周方向均匀设置有台阶孔二6和螺纹孔二7，所述的台阶孔二6和螺纹孔二7设置于同心不同圆的圆周上，所述的台阶孔6和螺纹孔二7与台阶孔4和螺纹孔一5设置于同心不同圆的圆周上，所述的夹具底座1沿水平方向中心位置对称设置有连接孔8；

所述的夹具底座1上设置有圆环形底盘3，圆环形底盘3的内圈上设置有凹台，凹台上设置有定位环9，定位环9的高度高于圆环形底盘3的高度，定位环9下方设置有螺纹孔三10，定位环9与底盘3通过穿设于台阶孔二6和螺纹孔三10内的螺钉一11连接，所述底盘3上设置有限位销13，限位销13的一端穿设于连接孔8中与夹具底座1连接，限位销13的另一端穿设于压盖14中，所述压盖14为勾型压盖，压盖14沿圆周方向均匀穿设螺柱15，螺柱15上设置垫圈17和螺母一16，螺柱15另一端分别与螺母二18和螺纹孔二7连接；

所述的夹具底座1上还设置有两个相对称设置的半环19，半环19分别设置于圆环形底盘3的外侧，半环上沿圆周方向设置台阶孔三24及螺纹孔四25，半环19内边设置有边沿凸起的半环型支撑盘26，支撑盘26的两侧分别交替设置有半圆形的第一空刀槽27和半圆形的第二空刀槽28，半环19沿圆周方向穿设衬套一21和定位销20，定位销20的另一端穿设于衬套二22中，衬套二22通过台阶孔一4与夹具底座1连接，所述半环19沿圆周方向均匀设置螺钉二23，半环通过定位销20和夹具底盘连接，螺钉二23起支撑作用。

所述的台阶孔一4设置有4个，螺纹孔一5设置有10个，台阶孔二6设置有8个，螺纹孔二7设置有6个，连接孔8设置有2个。

所述的螺纹孔三10设置有8个，螺钉一11设置有8个。

所述的限位销13设置有2个，螺柱15设置有6个，螺母一16设置有6个，垫圈17设置有6个，螺母二18设置有6个。

所述的定位销20设置有4个，衬套一21设置有4个，衬套二22设置有4个，螺钉二23设置有10个，台阶孔三24设置有2个，螺纹孔四25设置有5个，第一空刀槽27设置有23个，第二空刀槽28设置有18个。

定位销20和台阶孔一4相配合，具体为：定位销20的穿设于衬套一21和衬套二22中，衬套二22与台阶孔一4配合；

螺纹孔一5与螺钉二23相配合；

限位销13和连接孔8相配合；

本发明一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具的工作方法的步骤为：

第一步：将夹具底座1放在数控加工中心工作台上，用螺钉穿过夹具底座两端设置的开口“U”型槽，将夹具底座1固定在工作台上；

第二步：安装零件时，将薄壁零件12放置在定位环9上，使薄壁零件12下端面槽底与定位环9上端面贴合，薄壁零件端面槽内孔与定位环9外圆贴合，安装勾型压盖14，勾型压盖14与限位销13配合，从而提高勾型盖板与零件的配合精度，依次拧紧6个螺母一16，使勾型盖板14压紧薄壁零件；

第三步：安装一个半环19，将半环沿薄壁零件12外圆轻轻推入零件外圆槽中，转动半环19上的5个螺钉二23调整半环的支撑高度，使半环19的定位面与薄壁零件的定位面贴合，再插入2个定位销20，防止半环沿水平方向及垂直方向滑动；这种半环辅助支撑结构可以消除或减弱薄壁零件定位面与半环定位面之间的定位间隙，从而提高零件与半环的配合精度，可有效解决零件边缘及孔加工后的变形问题；

第四步：安装另一侧半环，方法同第三步；

第五步：安装刀具，加工薄壁零件边缘及孔。这种半环辅助支撑结构可以消除或减弱薄壁零件定位面与半环定位面之间的定位间隙，从而提高零件与半环的配合精度，可有效解决零件边缘及孔加工后的变形问题。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，包括夹具底座（1），其特征在于：所述的夹具底座（1）为矩形，两端分别设置有“U”型槽，夹具底座（1）中心设置圆形通孔（2），夹具底座（1）靠近通孔（2）的位置设置有边沿凹下的圆环型底盘（3），所述夹具底座（1）沿圆周上下方向均匀设置有台阶孔（4）和螺纹孔一（5），台阶孔一（4）和螺纹孔一（5）设置于同心的圆周上，夹具底座（1）沿圆周方向均匀设置有台阶孔二（6）和螺纹孔二（7），所述的台阶孔（6）和螺纹孔二（7）设置于同心不同圆的圆周上，所述的台阶孔二（6）和螺纹孔二（7）与台阶孔一（4）和螺纹孔一（5）设置于同心不同圆的圆周上，所述的夹具底座（1）沿水平方向中心位置对称设置有连接孔（8）；

所述的夹具底座（1）上设置有圆环形底盘（3），圆环形底盘（3）的内圈上设置有凹台，凹台上设置有定位环（9），定位环（9）的高度高于圆环形底盘（3）的高度，定位环（9）下方设置有螺纹孔三（10），定位环（9）与底盘（3）通过穿设于台阶孔二（6）和螺纹孔三（10）内的螺钉一（11）连接，所述底盘（3）上设置有限位销（13），限位销（13）的一端穿设于连接孔（8）中与夹具底座（1）连接，限位销（13）的另一端穿设于压盖（14）中，所述压盖（14）为勾型压盖，压盖（14）沿圆周方向均匀穿设螺柱（15），螺柱（15）上设置垫圈（17）和螺母一（16），螺柱（15）另一端分别与螺母二（18）和螺纹孔二（7）连接；

所述的夹具底座（1）上还设置有两个相对称设置的半环（19），半环（19）分别设置于圆环形底盘（3）的外侧，半环上沿圆周方向设置台阶孔三（24）及螺纹孔四（25），半环（19）内边设置有边沿凸起的半环型支撑盘（26），支撑盘（26）的两侧分别交替设置有半圆形的第一空刀槽（27）和半圆形的第二空刀槽（28），半环（19）沿圆周方向穿设衬套一（21）和定位销（20），定位销（20）的另一端穿设于衬套二（22）中，衬套二（22）通过台阶孔一（4）与夹具底座（1）连接，所述半环（19）沿圆周方向均匀设置螺钉二（23）。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，其特征在于：所述的台阶孔一（4）设置有4个，螺纹孔一（5）设置有10个，台阶孔二（6）设置有8个，螺纹孔二（7）设置有6个，连接孔（8）设置有2个。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，其特征在于：所述的螺纹孔三（10）设置有8个，螺钉一（11）设置有8个。

4.根据权利要求3所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，其特征在于：所述的限位销（13）设置有2个，螺柱（15）设置有6个，螺母一（16）设置有6个，垫圈（17）设置有6个，螺母二（18）设置有6个。

5.根据权利要求4所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具，其特征在于：所述的定位销（20）设置有4个，衬套一（21）设置有4个，衬套二（22）设置有4个，螺钉二（23）设置有10个，台阶孔三（24）设置有2个，螺纹孔四（25）设置有5个，第一空刀槽（27）设置有23个，第二空刀槽（28）设置有18个。

6.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件边缘及孔加工辅助支撑夹具的工作方法，其特征在于：所述的工作方法的步骤为：

第一步：将夹具底座（1）放在数控加工中心工作台上，用螺钉穿过夹具底座两端设置的开口“U”型槽，将夹具底座（1）固定在工作台上；

第二步：安装零件时，将薄壁零件（12）放置在定位环（9）上，使薄壁零件（12）下端面槽底与定位环（9）上端面贴合，薄壁零件端面槽内孔与定位环（9）外圆贴合，安装勾型压盖（14），勾型压盖（14）与限位销（13）配合，从而提高勾型盖板与零件的配合精度，依次拧紧6个螺母一（16），使勾型盖板（14）压紧薄壁零件；

第三步：安装一个半环（19），将半环沿薄壁零件（12）外圆轻轻推入零件外圆槽中，转动半环（19）上的5个螺钉二（23）调整半环的支撑高度，使半环（19）的定位面与薄壁零件的定位面贴合，再插入2个定位销（20），防止半环沿水平方向及垂直方向滑动；

第四步：安装另一侧半环，方法同第三步；

第五步：安装刀具，加工薄壁零件边缘及孔。