CN108480730A - 大型复杂曲面构件的铣削夹持工装 - Google Patents

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胡健
杨晓波
蒋成标
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Abstract

本发明属于机械领域，涉及一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，包括膜胎、夹紧支撑架以及螺旋压紧机构；膜胎包括三角锥立体支架以及设置在三角锥立体支架上的球状外表面；球状外表面的直径不小于9.5米；膜胎整体呈瓜瓣型；待加工曲面构件置于膜胎的球状外表面上；螺旋压紧机构置于夹紧支撑架上；夹紧支撑架设置在膜胎上并通过螺旋压紧机构螺旋压紧待加工曲面构件。本发明提供了一种夹持或支撑效果好、可避免局部变形、可有效确保加工尺寸并确保加工产品稳定性的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装。

Description

大型复杂曲面构件的铣削夹持工装
技术领域
本发明属于机械领域，涉及一种夹持工装，尤其涉及一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装。
背景技术
针对直径9.5m级瓜瓣进行铣切操作时，瓜瓣左右两侧铣切余量为20mm，小端铣切余量为120mm，大端铣切余量590mm。经过蠕变时效成形的瓜瓣，其薄壁表面需要光滑，变形均匀、残余应力低、成形精度高、尺寸稳定以及性能均匀。因此，在该级别的瓜瓣进行加工时，需要合理支撑瓜瓣，并且在保护瓜瓣成形表面精度的基础上进行夹装，然后使用数控机床铣切瓜瓣四周的加工余量。然而，现有的夹持或支撑装置由于结构原因，仅作用于小直径级别的瓜瓣，对如此大的瓜瓣，要么存在加工得到的瓜瓣变形较大、尺寸不稳定的缺陷；要么无法对其进行相应的夹持或支撑。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种夹持或支撑效果好、可避免局部变形、可有效确保加工尺寸并确保加工产品稳定性的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，所述大型复杂曲面构件的铣削夹持工装包括膜胎、夹紧支撑架以及螺旋压紧机构；所述膜胎包括三角锥立体支架以及设置在三角锥立体支架上的球状外表面；所述球状外表面的直径不小于9.5米；所述膜胎整体呈瓜瓣型；待加工曲面构件置于膜胎的球状外表面上；所述螺旋压紧机构置于夹紧支撑架上；所述夹紧支撑架设置在膜胎上并通过螺旋压紧机构螺旋压紧待加工曲面构件。
作为优选，本发明所采用的夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架和/或横向夹紧支撑架；所述纵向夹紧支撑架和/或横向夹紧支撑架设置在膜胎上并通过螺旋压紧机构螺旋压紧待加工曲面构件。
作为优选，本发明所采用的夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架时；所述纵向夹紧支撑架至少包括两条纵向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；所述螺旋压紧机构是多个，多个螺旋压紧机构均布在纵向夹紧支撑杆上。
作为优选，本发明所采用的夹紧支撑架还包括设置在球状外表面的顶部并与三角锥立体支架相连的爪型支撑结构；所述纵向夹紧支撑架通过爪型支撑结构设置在膜胎上。
作为优选，本发明所采用的夹紧支撑架是横向夹紧支撑架时；所述横向夹紧支撑架至少包括两根横向夹紧支撑杆；两根横向夹紧支撑杆并行设置在膜胎上；所述螺旋压紧机构是多个，多个螺旋压紧机构均布在横向夹紧支撑杆上。
作为优选，本发明所采用的夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架以及横向夹紧支撑架时，所述纵向夹紧支撑架至少包括两条纵向夹紧支撑杆；所述横向夹紧支撑架至少包括两根横向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；所述纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆交错设置；所述螺旋压紧机构是多个，多个螺旋压紧机构均布在纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆上。
作为优选，本发明所采用的螺旋压紧机构包括螺杆、压紧块以及旋转螺母；所述旋转螺母套装在螺杆上；所述旋转螺母的内螺纹与螺杆的外螺纹相匹配；所述压紧块设置在螺杆的端部；所述夹紧支撑架上设置有螺旋压紧机构穿过孔；所述螺杆穿过螺旋压紧机构穿过孔并远离待加工曲面构件；所述螺旋压紧机构穿过孔的孔内径小于旋转螺母的最大外径。
作为优选，本发明所采用的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装还包括设置在膜胎上的支架支撑轴；所述夹紧支撑架通过支架支撑轴设置在膜胎上。
作为优选，本发明所采用的膜胎上设置有瓜瓣定位孔；所述瓜瓣定位孔是一个或多个。
本发明的优点是：
本发明提供了一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，该大型复杂曲面构件的铣削夹持工装包括膜胎、夹紧支撑架以及螺旋压紧机构；膜胎包括三角锥立体支架以及设置在三角锥立体支架上的球状外表面；球状外表面的直径不小于9.5米；膜胎整体呈瓜瓣型；待加工曲面构件置于膜胎的球状外表面上；螺旋压紧机构置于夹紧支撑架上；夹紧支撑架设置在膜胎上并通过螺旋压紧机构螺旋压紧待加工曲面构件。本发明开始对瓜瓣进行装夹时，将瓜瓣放至膜胎表面，利用膜胎的中心线、定位孔与定位销对瓜瓣进行定位。定位好后，利用成三条一定辐散角度纵向夹紧支撑架上面安装的螺旋压紧机构压紧瓜瓣，使瓜瓣内表面和膜胎表面紧密贴合，并铣切瓜瓣左右两侧边的加工余量。铣削完瓜瓣左右两侧的加工余量后，取下纵向夹紧支撑架，利用三条横向夹紧支撑架上面安装的螺旋压紧机构夹紧瓜瓣，取下定位销，并铣削瓜瓣上下两侧边的加工余量。完成铣切后，开启横向夹紧支撑架，调换瓜瓣，进行下次铣切。本发明利用膜胎安放瓜瓣，并且在保护瓜瓣成形表面精度的基础上采用螺旋夹紧机构进行夹装，保证瓜瓣在铣切过程中与胎膜贴合，不产生偏移和偏转而影响铣切精度；利用支撑架固定瓜瓣铣削加工余量，去除了铣削中对瓜瓣的二次装夹，这样既保证了加工的精度，同时相对柔性铣削工装节约了成本。
附图说明
图1是本发明所采用的膜胎的结构示意图；
图2是本发明所采用的夹紧支撑架的结构示意图；
图3是本发明所采用的爪型支撑结构的结构示意图；
图4是本发明所采用的爪型支撑结构与纵向夹紧支撑架连接后的结构示意图；
图5是本发明所采用的螺旋压紧机构的结构示意图；
图6是本发明所提供的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装的结构示意图；
其中：
1-膜胎；2-爪型支撑结构；3-支撑轴；4-横向夹紧支撑架；5-纵向夹紧支撑架；6-螺旋压紧机构；7-支架支撑轴；8-瓜瓣定位孔。
具体实施方式
参见图1、图2、图5以及图6，本发明提供了一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：大型复杂曲面构件的铣削夹持工装包括膜胎1、夹紧支撑架以及螺旋压紧机构6；膜胎1包括三角锥立体支架以及设置在三角锥立体支架上的球状外表面；球状外表面的直径不小于9.5米；膜胎1整体呈瓜瓣型；待加工曲面构件置于膜胎1的球状外表面上；螺旋压紧机构6置于夹紧支撑架上；夹紧支撑架设置在膜胎1上并通过螺旋压紧机构6螺旋压紧待加工曲面构件。
参见图2以及图4，夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架5和/或横向夹紧支撑架4；纵向夹紧支撑架5和/或横向夹紧支撑架4设置在膜胎1上并通过螺旋压紧机构6螺旋压紧待加工曲面构件。
夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架5时；纵向夹紧支撑架5至少包括两条纵向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；螺旋压紧机构6是多个，多个螺旋压紧机构6均布在纵向夹紧支撑杆上。夹紧支撑架还包括设置在球状外表面的顶部并与三角锥立体支架相连的爪型支撑结构2；纵向夹紧支撑架5通过爪型支撑结构2设置在膜胎1上；爪型支撑结构2通过支撑轴3设置在膜胎1上。爪型支撑结构2的结构示意图如图3所示。
夹紧支撑架是横向夹紧支撑架4时；横向夹紧支撑架4至少包括两根横向夹紧支撑杆；两根横向夹紧支撑杆并行设置在膜胎1上；螺旋压紧机构6是多个，多个螺旋压紧机构6均布在横向夹紧支撑杆上。
夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架5以及横向夹紧支撑架4时，纵向夹紧支撑架5至少包括两条纵向夹紧支撑杆；横向夹紧支撑架4至少包括两根横向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆交错设置；螺旋压紧机构6是多个，多个螺旋压紧机构6均布在纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆上。
参见图5，本发明所采用的螺旋压紧机构6包括螺杆、压紧块以及旋转螺母；旋转螺母套装在螺杆上；旋转螺母的内螺纹与螺杆的外螺纹相匹配；压紧块设置在螺杆的端部；夹紧支撑架上设置有螺旋压紧机构穿过孔；螺杆穿过螺旋压紧机构穿过孔并远离待加工曲面构件；螺旋压紧机构穿过孔的孔内径小于旋转螺母的最大外径。本发明通过旋转旋转螺母，旋转螺母沿着螺杆的轴向网上运动，由于旋转螺母的最大外径大于螺旋压紧机构穿过孔的孔内径，因此，压紧块相对往下移动，同时挤压待加工曲面构件与膜胎1上的球状外表面紧密贴合。
大型复杂曲面构件的铣削夹持工装还包括设置在膜胎1上的支架支撑轴7；夹紧支撑架通过支架支撑轴7设置在膜胎1上。膜胎1上设置有瓜瓣定位孔8；瓜瓣定位孔8是一个或多个。
本发明在具体使用时，开始对瓜瓣进行装夹时，将瓜瓣放至膜胎1表面，利用膜胎1的中心线、定位孔8与定位销对瓜瓣进行定位。定位好后，利用成三条一定辐散角度纵向夹紧支撑架5上面安装的螺旋压紧机构6压紧瓜瓣，使瓜瓣内表面和膜胎表面紧密贴合，并铣切瓜瓣左右两侧边的加工余量。铣削完瓜瓣左右两侧的加工余量后，取下纵向夹紧支撑架5，利用三条横向夹紧支撑架4上面安装的螺旋压紧机构6夹紧瓜瓣，取下定位销，并铣削瓜瓣上下两侧边的加工余量。完成铣切后，开启横向夹紧支撑架4，调换瓜瓣，进行下次铣切。
本发明的创新点在于：1、利用膜胎1安放瓜瓣，并且在保护瓜瓣成形表面精度的基础上采用螺旋夹紧机构进行夹装，保证瓜瓣在铣切过程中与胎膜贴合，不产生偏移和偏转而影响铣切精度。2、利用支撑架固定瓜瓣铣削加工余量，去除了铣削中对瓜瓣的二次装夹，这样既保证了加工的精度，同时相对柔性铣削工装节约了成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述大型复杂曲面构件的铣削夹持工装包括膜胎(1)、夹紧支撑架以及螺旋压紧机构(6)；所述膜胎(1)包括三角锥立体支架以及设置在三角锥立体支架上的球状外表面；所述球状外表面的直径不小于9.5米；所述膜胎(1)整体呈瓜瓣型；待加工曲面构件置于膜胎(1)的球状外表面上；所述螺旋压紧机构(6)置于夹紧支撑架上；所述夹紧支撑架设置在膜胎(1)上并通过螺旋压紧机构(6)螺旋压紧待加工曲面构件。
2.根据权利要求1所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架(5)和/或横向夹紧支撑架(4)；所述纵向夹紧支撑架(5)和/或横向夹紧支撑架(4)设置在膜胎(1)上并通过螺旋压紧机构(6)螺旋压紧待加工曲面构件。
3.根据权利要求2所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架(5)时；所述纵向夹紧支撑架(5)至少包括两条纵向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；所述螺旋压紧机构(6)是多个，多个螺旋压紧机构(6)均布在纵向夹紧支撑杆上。
4.根据权利要求3所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述夹紧支撑架还包括设置在球状外表面的顶部并与三角锥立体支架相连的爪型支撑结构(2)；所述纵向夹紧支撑架(5)通过爪型支撑结构(2)设置在膜胎(1)上。
5.根据权利要求2所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述夹紧支撑架是横向夹紧支撑架(4)时；所述横向夹紧支撑架(4)至少包括两根横向夹紧支撑杆；两根横向夹紧支撑杆并行设置在膜胎(1)上；所述螺旋压紧机构(6)是多个，多个螺旋压紧机构(6)均布在横向夹紧支撑杆上。
6.根据权利要求2所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述夹紧支撑架是纵向夹紧支撑架(5)以及横向夹紧支撑架(4)时，所述纵向夹紧支撑架(5)至少包括两条纵向夹紧支撑杆；所述横向夹紧支撑架(4)至少包括两根横向夹紧支撑杆；两条纵向夹紧支撑杆相交，相交的部分设置在球状外表面的顶部，未相交的部分设置在球状外表面的底部；所述纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆交错设置；所述螺旋压紧机构(6)是多个，多个螺旋压紧机构(6)均布在纵向夹紧支撑杆以及横向夹紧支撑杆上。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述螺旋压紧机构(6)包括螺杆、压紧块以及旋转螺母；所述旋转螺母套装在螺杆上；所述旋转螺母的内螺纹与螺杆的外螺纹相匹配；所述压紧块设置在螺杆的端部；所述夹紧支撑架上设置有螺旋压紧机构穿过孔；所述螺杆穿过螺旋压紧机构穿过孔并远离待加工曲面构件；所述螺旋压紧机构穿过孔的孔内径小于旋转螺母的最大外径。
8.根据权利要求7所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述大型复杂曲面构件的铣削夹持工装还包括设置在膜胎(1)上的支架支撑轴(7)；所述夹紧支撑架通过支架支撑轴(7)设置在膜胎(1)上。
9.根据权利要求8所述的大型复杂曲面构件的铣削夹持工装，其特征在于：所述膜胎(1)上设置有瓜瓣定位孔(8)；所述瓜瓣定位孔(8)是一个或多个。
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