CN112496807B - 一种航空航天铝型材加工固定装夹设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，主要涉及铝型材加工领域。包括床面板、装夹机构、垫块；所述垫块为直柱体且其截面形状与型材空腔截面相对应；所述床面板用于固定在雕铣机机床上，所述床面板上设有若干组滑槽；每条滑槽上设置两个相对的装夹机构，所述垫块设置于两个相对的连接板之间且能够通过连接板的靠近而夹持固定。本发明的有益效果在于：它型材内部对型材主体进行支撑，使得加工的时候不会变形，提高加工精度。

Description

一种航空航天铝型材加工固定装夹设备

技术领域

本发明涉及铝型材加工领域，具体是一种航空航天铝型材加工固定装夹设备。

背景技术

航空航天用铝型材的主要特点有：大型化和整体化、薄壁化和轻量化、断面尺寸和形位公精密化、组织性能的均匀化与优质化。航空航天用铝型材主要有：整体带筋壁板、工字大梁、机翼大梁、梳状型材、空心大梁型材等，主要用作飞机、宇宙飞船等航天航空器的受力结构部件以及直升飞机异形空心旋翼大梁和飞机跑道等。其中在许多铝型材的加工中，需要使用数控机床对型材进行切削和钻孔等加工。由于航空航天所用铝型材许多为具有较大空腔截面的空心型材，在进行钻孔操作的时候如果使用现有的夹持工装进行固定，钻孔过程中很容易造成型材的变形，同时型材的细微变形不但对整体平直度有影响，而且也使得数控加工不准确，造成加工位置和尺寸的误差，且造成切削钻孔断面的毛刺等问题，这与航空航天应用对铝型材的精度要求形成矛盾。故对此种空腔截面较大的铝型材空腔的加工亟需改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，它型材内部对型材主体进行支撑，使得加工的时候不会变形，提高加工精度。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，包括床面板、装夹机构、垫块；

所述垫块为直柱体且其截面形状与型材空腔截面相对应；

所述床面板用于固定在雕铣机机床上，所述床面板上设有若干组滑槽；

每条滑槽上设置两个相对的装夹机构，所述装夹机构与滑槽滑动配合且能固定，所述装夹机构包括安装板，所述安装板上设有第一滑动座和第一丝母，所述第一丝母与安装板通过轴承转动连接，所述第一滑动座内贯穿的滑动配合有导向杆，所述第一丝母内贯穿的配合有第一丝杠，所述第一丝母通过电力驱动，所述导向杆和第一丝杠的两端分别通过连接板固定，所述垫块设置于两个相对的连接板之间且能够通过连接板的靠近而夹持固定。

所述滑槽为两端敞口的通槽，所述滑槽与雕铣机的龙门架垂直延伸，所述滑槽的侧壁上设有限位槽，所述限位槽使滑槽为T型或十字型结构。

所述装夹机构包括滑块，所述安装板的底端固定在滑块上，所述滑块的形状与滑槽的截面相适应，所述滑块的顶部端面上设有向上竖直延伸的螺杆，所述螺杆上螺纹配合有压帽螺栓，所述压帽螺栓的宽度大于滑槽的槽口宽度。

所述第一丝母上套有与其固定连接且同轴的被动齿轮，所述安装板上可转动的连接有与被动齿轮啮合的主动齿轮，所述主动齿轮通过第一步进电机驱动，所述第一步进电机固定在安装板上。

所述第一滑动座上贯穿的设有滑动孔，所述滑动孔的长度方向与滑槽的长度方向垂直，所述滑动孔内套设固定有带滚珠的保持套，所述导向杆设置于保持套且滑动配合。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

开始雕铣操作的时候，当雕铣机头位于哪个位置，对应的通过第一步进电机控制两个第一丝杠和导向杆在安装板上前后同步伸缩而将中间夹固的垫块送到哪个位置，从而在型材内部对型材主体进行支撑，使得加工的时候不会变形，则加工部位就避免因为变形而无法对应原有位置的问题，提高加工精度。

附图说明

附图1是本发明的示意图。

附图2是本发明的示意图。

附图3是本发明的一端示意图。

附图4是本发明俯视示意图。

附图5是本发明整体应用示意图。

附图6是本发明整体应用示意图。

附图7是本发明整体应用示意图。

附图8是附图6的局部放大图。

附图中所示标号：

1、床面板；2、装夹机构；3、垫块；4、滑槽；5、滑块；6、螺杆；7、压帽螺栓；8、安装板；9、第一滑动座；10、第一丝母；11、被动齿轮；12、主动齿轮；13、第一步进电机；14、连接板；15、导向杆；16、第一丝杠；17、插件；18、立板；19、推位机构；20、加装板；21、第二滑动座；22、第二丝母；23、从动齿轮；24、驱动齿轮；25、第二步进电机；26、光杆；27、第二丝杠。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例：一种航空航天铝型材加工固定装夹设备

本设备主要用于配合数控雕铣机进行使用，在对铝型材进行数控加工的时候，将本设备安装在车床上。一般情况下，数控雕铣机包括车床，在车床上固定有龙门架，在龙门架上设置三轴轨道机构，并通过三轴轨道机构的最终行程台可转动的(电机控制)安装雕铣机头，实现对工件的全方位加工。

本设备包括床面板1，以及与床面板1相配合使用的装夹机构2，以及与型材的空腔相对应的垫块3。

所述床面板1用于固定在车床上，所述床面板1上沿宽度方向均匀分布有多条与其输送方向顺向的滑槽4，所述滑槽4为两端敞口的通槽，所述滑槽4与龙门架垂直延伸，所述滑槽4的侧壁上设有限位槽，所述限位槽使滑槽4为T型或十字型结构，便于在滑动中获得更好的稳定性。

所述床面板的两侧设有立板18，所述立板18的长度方向与滑槽4的长度方向相对应，其中一个或者两个所述立板18上设有推位机构19，用于将待加工的型材推送到装夹位置。所述推位机构19根据需要设置2组，包括加装板20，所述加装板20固定在立板18上，所述加装板20上设有第二滑动座21和第二丝母22，所述第二丝母22与加装板20通过轴承转动连接，所述第二滑动座21上贯穿的套接有滚珠保持架。所述第二丝母上固定有与其同轴的从动齿轮23，所述从动齿轮23的下方设有与其啮合的驱动齿轮24，所述驱动齿轮通过第二步进电机25驱动，所述第二步进电机25固定在加装板20上。

所述滚珠保持架内贯穿并滑动配合有光杆26，所述第二丝母内配合有第二丝杠27，所述第二丝杠，所述光杆26与第二丝杠27的内端设有推板28，所述推板的里侧分别与光杆和第二丝杠的内端固定连接。通过第二步进电机的控制，能够让推板在床面板上以垂直滑槽的方向水平伸缩，从而将铝型材推送到装夹的位置。

每条滑槽4内配合有两个装夹机构2，所述装夹机构2包括滑块5，所述滑块5的形状与滑槽4的截面相适应，所述滑块5的顶部端面上设有向上竖直延伸的螺杆6，所述螺杆6上螺纹配合有压帽螺栓7，所述压帽螺栓7的宽度大于滑槽4的槽口宽度，用于将滑块5限位固定在滑槽4内的某一位置。通过滑块5的上述结构，能够方便的与滑槽4自滑槽4的两侧拆下或装配，能自由在滑槽4内滑动而调节装夹机构2的所在位置，并通过压帽螺栓7固定。使用灵活便利。

所述滑块5上固定连接有安装板8，所述安装板8所在的平面与滑槽4的长度方向垂直，所述安装板8上设有第一滑动座9和第一丝母10，所述第一丝母10与安装板8通过轴承转动连接，所述第一滑动座9上贯穿的设有滑动孔，所述滑动孔的长度方向与滑槽4的长度方向垂直，所述滑动孔内套设固定有带滚珠的保持套。

所述第一丝母10上套有与其固定连接且同轴的被动齿轮11，所述安装板8上可转动的连接有与被动齿轮11啮合的主动齿轮12，所述主动齿轮12通过第一步进电机13驱动，所述第一步进电机13固定在安装板8上。

所述保持套内贯穿且滑动配合有导向杆15，所述第一丝母10内贯穿且配合有第一丝杠16，所述第一丝杠16与导向杆15的两端分别通过连接板14固定。从而使二者形成整体结构。当第一步进电机13通过主动齿轮12间接驱动第一丝母10转动的时候，能够控制导向杆15和第一丝杠16前后移动，移动方向与滑槽4的长度方向平行。一端的所述连接板14上设有插件17，如本示例所示为三棱叉，用于固定垫块3。

所述垫块3为软木、橡胶、塑料等材质，所述垫块3与所加工的铝型材的空腔截面完全相同对应，从而能够插入空腔内，当雕铣加工的时候，在型材内部对加工部位进行支撑。加工多次后即可将垫块3取下更换新的垫块3。

根据上述结构，使用本装置对具有空腔的航空航天铝型材(以L型空腔的型材为例)的加工方法包括：

1)将床面板1固定在机床上，然后将滑块5自滑槽4两端插入滑槽4，使两个装夹机构2在同一个滑槽4内前后对称安装，并让带插件17的连接板14相对设置；

2)通过人工或输送机构上料铝型材，本铝型材为带较大L型空腔的航空航天铝型材，人工将L型的垫块3塞入型材；

3)控制第二步进电机，通过推板将铝型材沿床面板的宽度方向向抓夹机构方向推进，直到型材的空腔与连接板14的位置冲齐后，第二步进电机反转并推板回退到相邻立板的初始位置；

4)控制两侧的连接板相对靠近插入型材的空腔，直到将垫块3夹持固定；

5)雕铣控制与第一步进电机的驱动控制联动，当雕铣机头位于哪个位置，对应的通过第一步进电机13控制两个第一丝杠16和导向杆15在安装板8上前后同步伸缩而将中间夹固的垫块3送到哪个位置，从而在型材内部对型材主体进行支撑，使得加工的时候不会变形，则加工部位就避免因为变形而无法对应原有位置的问题，提高加工精度。

Claims (4)

1.一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，其特征在于，包括床面板、装夹机构、垫块；

所述垫块为直柱体且其截面形状与型材空腔截面相对应；

所述床面板用于固定在雕铣机机床上，所述床面板上设有若干组滑槽；

每条滑槽上设置两个相对的装夹机构，所述装夹机构与滑槽滑动配合且能固定，所述装夹机构包括安装板，所述安装板上设有滑动座和第一丝母，所述第一丝母与安装板通过轴承转动连接，所述滑动座内贯穿的滑动配合有导向杆，所述第一丝母内贯穿的配合有第一丝杠，所述第一丝母通过电力驱动，所述导向杆和第一丝杠的两端分别通过连接板固定，所述垫块设置于两个相对的连接板之间且能够通过连接板的靠近而夹持固定；

所述装夹机构包括滑块，所述安装板的底端固定在滑块上，所述滑块的形状与滑槽的截面相适应，所述滑块的顶部端面上设有向上竖直延伸的螺杆，所述螺杆上螺纹配合有压帽螺栓，所述压帽螺栓的宽度大于滑槽的槽口宽度；

所述床面板的两侧设有立板，所述立板的长度方向与滑槽的长度方向相对应，其中一个或者两个所述立板上设有推位机构，所述推位机构包括加装板，所述加装板固定在立板上，所述加装板上设有第二滑动座和第二丝母，所述第二丝母与加装板通过轴承转动连接，所述第二滑动座上贯穿的套接有滚珠保持架，所述第二丝母上固定有与其同轴的从动齿轮，所述从动齿轮的下方设有与其啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮转动连接在加装板上，所述驱动齿轮通过第二步进电机驱动，所述第二步进电机固定在加装板上；

具体应用时用于架空带空腔的铝型材，且铝型材加工方法包括：

1)将床面板固定在机床上，将滑块自滑槽两端插入滑槽，使两个装夹机构在同一个滑槽内前后对称安装，并让带插件的连接板相对设置；

2)通过人工或输送机构上料铝型材，将L型的垫块塞入型材；

3)控制第二步进电机驱动推板将铝型材向内平行推进，直到型材的空腔与连接板的位置对齐后，第二步进电机反转并推板回退到相邻立板的初始位置；

4)控制两侧的连接板相对靠近插入型材的空腔，直到将垫块夹持固定；

5)雕铣控制与第一步进电机的驱动控制联动，当雕铣机头位于哪个位置，通过第一步进电机控制两个第一丝杠和导向杆在安装板上前后同步伸缩而将中间夹固的垫块送到雕铣机头的加工位置。

2.根据权利要求1所述一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，其特征在于，所述滑槽为两端敞口的通槽，所述滑槽与雕铣机的龙门架垂直延伸，所述滑槽的侧壁上设有限位槽，所述限位槽使滑槽为T型或十字型结构。

3.根据权利要求1所述一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，其特征在于，所述丝母上套有与其固定连接且同轴的被动齿轮，所述安装板上可转动的连接有与被动齿轮啮合的主动齿轮，所述主动齿轮通过步进电机驱动，所述步进电机固定在安装板上。

4.根据权利要求1所述一种航空航天铝型材加工固定装夹设备，其特征在于，所述滑动座上贯穿的设有滑动孔，所述滑动孔的长度方向与滑槽的长度方向垂直，所述滑动孔内套设固定有带滚珠的保持套，所述导向杆设置于保持套且滑动配合。

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