CN111113074A - 一种夹紧工装及加工方法 - Google Patents

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赵科新
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孙凯
倪佐僖
刘卫平
刘军
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    • B23Q2703/02—Work clamping means
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Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，公开一种夹紧工装及加工方法。其中夹紧工装及加工方法包括机床以及均设置于所述机床上的托架组件以及至少一组夹持组件，所述夹持组件包括支撑装置和位于所述支撑装置至少一侧的夹紧装置，所述夹紧装置滑动连接于所述支撑装置上，用于夹紧梁的缘条；所述托架组件用于将所述支撑装置固定在所述机床。本发明的夹紧工装能够实现对梁的缘条进行可靠装卡，并能根据梁的不同形式与尺寸进行适时调整。本发明还提供了相应的加工方法，可以满足加工的高精度要求。

Description

一种夹紧工装及加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种夹紧工装及加工方法。
背景技术
随着树脂基碳纤维复合材料在民用飞机上应用比例的提高，飞机装配对复合材料零件装配面的精度要求也越来越高。通常在梁装配面局部位置设计铺敷一定厚度的牺牲层，再对牺牲层进行机械加工，这是获得高精度装配面的一种有效方式，而这种方式目前在国内民机领域鲜有应用。
在梁牺牲层制造与加工过程中，牺牲层的铺敷固化以及加工去除均会引起梁零件本体发生变形。目前已有的关于梁加工的装置大部分是用于边缘修边加工，不仅缺少对梁缘条的支撑装卡，更不能根据实际外形进行适时调整，影响零件的加工质量，不适用于复合材料梁牺牲层的加工。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种夹紧工装及加工方法，对梁的缘条进行可靠装卡，并能根据梁的不同形式与尺寸进行适时调整，同时可以满足加工的高精度要求。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于加工梁牺牲层的夹紧工装，包括托架组件以及至少一组夹持组件，所述夹持组件包括：
支撑装置，用于真空吸附梁的腹板；和
夹紧装置，滑动设置于所述支撑装置的至少一侧上，用于夹紧所述梁的缘条。
作为一种优选方案，所述支撑装置包括抽真空装置。
作为一种优选方案，所述夹紧装置包括安装座和夹头，所述安装座与所述支撑装置滑动连接，所述夹头用于支撑并夹紧所述梁的缘条。
作为一种优选方案，所述支撑装置包括导轨，所述安装座能在所述导轨上滑动。
作为一种优选方案，所述安装座设有凹台，所述凹台用于支撑所述梁的缘条。
作为一种优选方案，所述夹头包括第一夹盘和第二夹盘，所述第一夹盘固定安装在所述安装座上，所述第二夹盘通过螺栓与所述安装座连接，所述第一夹盘和所述第二夹盘用于夹紧所述梁的缘条。
一种使用所述夹紧工装来加工梁牺牲层的加工方法，包括如下步骤：
(a)将梁开口朝下扣放在支撑装置(21)上，夹紧装置(22)根据所述梁的缘条高度在支撑装置(21)上滑动，以对所述梁的缘条进行支撑；
(b)对所述梁的外形进行检测，将检测得到的实际外形数模Ⅰ与理论数模进行差值计算，当差值不满足精度要求时，确定牺牲层的加工路径与加工参数；
(c)夹紧固定所述梁的缘条，按步骤(b)确定的加工路径与加工参数，使用铣切工装对所述牺牲层进行加工；
(d)加工完成后，检测所述梁的外形，获得外形检测数模Ⅱ；
(e)将外形检测数模Ⅱ与理论数模进行差值计算，当差值不满足精度要求时，再次确定所述牺牲层的加工路径与加工参数，并对加工后的所述牺牲层再次加工；
(f)重复上述步骤(d)和(e)，直至所述差值满足精度要求。
本发明的有益效果为：
本发明提供的夹紧工装首先将梁置于支撑装置上，并进行真空吸附固定，并调整夹紧装置的位置对梁进行支撑和夹持，随后对梁的缘条的牺牲层进行多次加工直至满足精度要求。本发明能够实现对梁不同形式和不同尺寸的梁进行支撑和夹持，进而对梁进行加工。
同时，本发明提供的梁牺牲层加工方法，能够实时对比梁的外形和理论数模，经过多次加工，到达精度要求后完成加工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施例提供的夹紧工装的结构示意图；
图2是本发明具体实施例提供的夹持组件的结构示意图；
图中：
1-托架组件；
2-夹持组件；21-支撑装置；211-导轨；22-夹紧装置；221-安装座；222-夹头；2221-第一夹盘；2222-第二夹盘。
具体实施例
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，本实施例提供一种梁牺牲层加工装置，用于对梁进行固定，以对其上的牺牲层进行加工。该梁牺牲层加工装置总体包括机床以及均设置于机床上的托架组件1以及至少一组夹持组件2。托架组件1用于将夹持组件2固定在机床上。参见图1，夹持组件2设置于托架组件1上，并包括支撑装置21和位于支撑装置21至少一侧的夹紧装置22。支撑装置21用于支撑夹紧装置22，并支撑梁的腹板。夹紧装置22可滑动设置于支撑装置21上，用于夹紧梁的缘条。
需要说明的是，本发明提供的梁牺牲层加工装置可以用来加工多种截面形式的梁，本实施例仅以C形梁为例进行说明。
机床包括机床平台、铣切工装和在线测量装置。铣切工装安装在机床平台的两侧，用于铣切牺牲层；在线测量装置安装在机床平台上，用于检测梁的外形。
较佳地，在线测量装置可以采用激光跟踪仪。
如图2所示，支撑装置21包括抽真空装置，用于抽真空以吸附梁的腹板，从而固定梁的腹板。支撑装置21侧面还设置有包括导轨211。夹紧装置22包括安装座221和夹头222，安装座221能够在支撑装置21上沿导轨211滑动。安装座221设有凹台用于支撑梁的缘条。夹头222固定安装在安装座221上，夹头222用于支撑并夹紧梁的缘条。在装卡C形梁时，使C形梁开口朝向支撑装置21扣在支撑装置21的上表面，随后抽真空装置抽真空将C形梁的腹板固定，安装座221在导轨211上滑动，使梁的缘条卡接在安装座221的凹台上，调整好夹紧装置22的位置后调整夹头222夹紧固定梁的缘条。
进一步地，夹头222包括第一夹盘2221和第二夹盘2222，第一夹盘2221固定安装在安装座221上，第二夹盘2222通过螺栓与安装座221连接。第一夹盘2221和第二夹盘2222用于夹紧梁的缘条。第二夹盘2222通过调整螺栓的旋进深度来调整位置，完成夹紧或者松开梁的缘条的动作。
需要说明的是，在本实施例中，梁的缘条被夹头222夹紧的部分不需要进行牺牲层加工。在其他实施例中，可以通过改变夹紧位置来进行该部分的牺牲层加工。
以加工C形梁为例，本发明的梁牺牲层加工方法，包括如下步骤：
(a)将C形梁开口朝下扣放在支撑装置21上，随后真空吸附装置将C形梁的腹板固定，安装座221在导轨211上滑动，使梁的缘条卡接在安装座221的凹台上，调整好夹紧装置22的位置；
(b)使用在线测量装置对C形梁的外形进行检测，得到C形梁的尺寸数据进而形成实际外形数模Ⅰ，将检测得到的实际外形数模Ⅰ与理论数模进行差值计算，该理论数模为C形梁最佳装配尺寸，设定一定的精度范围，当差值超出该范围时视为不满足精度要求，随后确定牺牲层的加工路径与加工参数；
(c)拧紧螺栓使第一夹盘2221和第二夹盘2222夹紧固定梁的缘条，按步骤(b)确定的加工路径与加工参数，使用铣切工装对C形梁缘条的牺牲层进行加工；
(d)加工完成后，拧松螺栓松开夹紧装置22，再次检测C形梁的外形，获得实际外形数模Ⅱ；
(e)将实际外形数模Ⅱ与理论数模进行差值计算，当差值不满足精度要求时，再次确定牺牲层的加工路径与加工参数，并对加工后的牺牲层再次加工；
(f)重复上述步骤(d)和(e)，直至差值满足精度要求。
本发明提供的夹紧工装首先将梁置于支撑装置21上，并进行真空吸附固定，并调整夹紧装置22的位置对梁进行支撑和夹持，随后对梁的缘条的牺牲层进行多次加工直至满足精度要求。本发明能够实现对梁的缘条进行可靠装卡，并能根据梁的不同形式与尺寸进行适时调整，进而对梁进行加工。
同时，本发明提供的梁牺牲层加工方法，能够实时对比梁的外形和理论数模，经过多次加工，到达精度要求后完成加工。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种用于加工梁牺牲层的夹紧工装，其特征在于，包括托架组件(1)以及至少一组夹持组件(2)，所述夹持组件(2)包括：
支撑装置(21)，用于真空吸附梁的腹板；和
夹紧装置(22)，滑动设置于所述支撑装置(21)的至少一侧，用于夹紧所述梁的缘条。
2.根据权利要求1所述的夹紧工装，其特征在于，所述支撑装置(21)包括抽真空装置。
3.根据权利要求1所述的夹紧工装，其特征在于，所述夹紧装置(22)包括安装座(221)和夹头(222)，所述安装座(221)与所述支撑装置(21)滑动连接，所述夹头(222)用于支撑并夹紧所述梁的缘条。
4.根据权利要求3所述的夹紧工装，其特征在于，所述支撑装置(21)包括导轨(211)，所述安装座(221)能在所述导轨(211)上滑动。
5.根据权利要求3所述的夹紧工装，其特征在于，所述安装座(221)设有凹台，所述凹台用于支撑所述梁的缘条。
6.根据权利要求3所述的夹紧工装，其特征在于，所述夹头(222)包括第一夹盘(2221)和第二夹盘(2222)，所述第一夹盘(2221)固定安装在所述安装座(221)上，所述第二夹盘(2222)通过螺栓与所述安装座(221)连接，所述第一夹盘(2221)和所述第二夹盘(2222)用于夹紧所述梁的缘条。
7.一种使用权利要求1-6中的夹紧工装来加工梁牺牲层的加工方法，包括如下步骤：
(a)将梁开口朝下扣放在支撑装置(21)上，夹紧装置(22)根据所述梁的缘条高度在支撑装置(21)上滑动，以对所述梁的缘条进行支撑；
(b)对所述梁的外形进行检测，将检测得到的实际外形数模Ⅰ与理论数模进行差值计算，当差值不满足精度要求时，确定牺牲层的加工路径与加工参数；
(c)夹紧固定所述梁的缘条，按步骤(b)确定的加工路径与加工参数，使用铣切工装对所述牺牲层进行加工；
(d)加工完成后，检测所述梁的外形，获得外形检测数模Ⅱ；
(e)将外形检测数模Ⅱ与理论数模进行差值计算，当差值不满足精度要求时，再次确定所述牺牲层的加工路径与加工参数，并对加工后的所述牺牲层再次加工；
(f)重复上述步骤(d)和(e)，直至所述差值满足精度要求。
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