CN113183039B - 一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法，属于异形孔表面光整加工的技术领域，包括承重部分和夹持部分；承重部分包括基体以及固定在基体两端的上底板和下底板；基体内设置有由水平孔和竖直孔连接而成的垂直交叉孔；上底板上设置有上接口；下底板上设置有下接口，下接口与基体的竖直孔连接；夹持部分包括竖直转接头、移动导管、保护头、支撑块和水平转接头。本夹具可在磨粒流设备压紧缸压紧的情况下实现工件的装拆、更换，操作方便，有效解决了电缆弯式尾附装夹难、密封难、装拆难的技术问题，实现电缆弯式尾附去毛刺和锐棱倒圆的光整加工目的。

Description

一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法

技术领域

本发明属于异形孔表面光整加工的技术领域，具体公开了一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法。

背景技术

航空发动机电缆线路复杂，电缆弯式尾附主要安装在导线外部和各转角处，对导线起到防护、导向作用；此类电缆尾部附件大多是薄壁90°弯管、转角截面不规则、内表面粗糙度较大的零件，且内部为台阶孔、交叉孔或者弯孔，在台阶孔、交叉孔或者弯孔的转接处存在锐边或毛刺等问题，导致穿线过程或者使用过程中会出现磨线或割线现象，造成发动机运行故障、影响发动机的使用寿命。

电缆弯式尾附的结构特点决定了其砂带磨削、振动抛磨等方式较难解决弯式尾附内孔表面去毛刺和转接处存在锐棱磨线或割线等问题。传统的手工打磨加工不均匀，且效率低。磨粒流光整加工是在下料缸中加入具备研磨、抛光、微量切削等功能的流体磨料，将工件放入具有导向、夹持等功能的特定夹具中，通过压紧缸的压力推动流体磨料在工件的特定部位进行挤压往复运动，对工件表面进行研磨抛光、去倒角、去毛刺、清除表面硬化层的一种表面处理方法。该工艺可加工小孔、异形曲面、型腔和交叉孔道等几何形状的零件内外表面。夹具是磨料流光整加工技术中的一个重要组成部分，主要作用是确定工件在加工中的位置；引导和约束流体磨料在加工时按预定的通道流动，并可反复流过工件被加工部位。为解决电缆弯式尾附由于转接处锐棱和内孔毛刺导致的磨线或者割线等工程实际问题，本发明提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法，不仅解决了电缆弯式尾附磨粒流加工过程中的定位、夹紧问题，更重要的是引导磨料以一定的压力通过被加工部位，完成电缆弯式尾附内孔表面的抛光、去毛刺和转角处锐棱倒圆。

发明内容

本发明提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法，其目的是为电缆弯式尾附磨粒流加工提供一种外夹持、通用性高、使用方便、装夹效果好、密封性能稳定的专用夹具，引导磨料以一定的压力通过弯式尾附内部，实现弯式尾附去毛刺和锐棱倒圆的光整加工目的。

为实现上述目的，本发明提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，包括承重部分和夹持部分；承重部分包括基体以及固定在基体两端的上底板和下底板；基体内设置有由水平孔和竖直孔连接而成的垂直交叉孔；上底板上设置有上接口；下底板上设置有下接口，下接口与基体的竖直孔连接；夹持部分包括竖直转接头、移动导管、保护头、支撑块和水平转接头，竖直转接头包括上连接管、外螺纹管和下连接管，移动导管包括内螺纹管和下导管，保护头包括上保护管和下保护管；支撑块设置在下底板上，设置有用于放置电缆弯式尾附的限位槽，限位槽为直角槽；竖直转接头的上连接管与上底板的上接口连接，外螺纹管与移动导管的内螺纹管连接，下连接管穿入移动导管的下导管内且与下导管的内壁接触；移动导管的下导管穿入保护头的上保护管内；保护头的下保护管穿入电缆弯式尾附的竖直管内且与竖直管的内壁接触；水平转接头包括水平管Ⅰ和水平管Ⅱ，水平管Ⅰ与基体的水平孔连接，水平管Ⅱ与电缆弯式尾附的水平管连接。

进一步地，上连接管和外螺纹管之间设置有六方管；内螺纹管和上保护管外均铣有六方；水平管Ⅰ和水平管Ⅱ之间设置有六方管。

进一步地，上连接管与上底板螺纹连接；下保护管与电缆弯式尾附的竖直管过渡配合；水平管Ⅰ与基体螺纹连接，水平管Ⅱ插入电缆弯式尾附的水平管中且与水平管过渡配合。

进一步地，上连接管和上底板之间设置有组合垫；下连接管外设置有凹槽，凹槽内放置有与下导管内壁构成径向密封的O型密封圈Ⅰ；上保护管的上端面设置有凹槽，凹槽内放置有与内螺纹管的下端面构成端面密封的O型密封圈Ⅱ；下保护管外设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附的竖直管内表面构成径向密封的O型密封圈Ⅲ；水平管Ⅱ和六方管的连接面上设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附水平管的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅳ；基体的水平孔外端面上设置有凹槽，凹槽内放置有与水平管Ⅰ的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅴ；下底板的下接口外开有凹槽，凹槽内放置有与基体底面构成端面密封的O型密封圈Ⅵ。

进一步地，夹持部分还包括挡块、侧板和搭扣；挡块与水平转接头相对设置，位于支撑块的背面；两块侧板固定在基体上，夹紧支撑块的两侧；搭扣连接挡块和侧板，搭扣关闭，挡块压紧支撑块，搭扣打开，挡块与支撑块分离。

进一步地，支撑块为3D打印的直角块状产品。

进一步地，承重部分还包括连接基体、上底板和下底板的肋板。

进一步地，上底板和下底板分别通过内六角螺钉与基体连接；肋板通过内六角螺钉分别与基体、上底板和下底板连接；侧板通过内六角螺钉固定在基体上。

本发明还提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的加工方法，包括下述步骤：

S1，将待加工的电缆弯式尾附放置在上述用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具中的限位槽中，调整支撑块位置，使电缆弯式尾附的水平管与水平管Ⅱ连接，电缆弯式尾附的竖直管对准移动导管，在电缆弯式尾附的竖直管上安装保护头；

S2，向下旋转移动导管，移动导管的下导管穿入保护头的上保护管内，内螺纹管的下端面压紧上保护管的上端面，完成竖直方向上的夹紧和定位；

S3，从上接口或下接口压入磨料，进行加工。

上述方法还包括步骤S4，加工完成后，向上旋转移动导管，内螺纹管的下端面与上保护管的上端面分离，取出成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

上述专用夹具通过采用水平、竖直定位和夹紧方法，对电缆弯式尾附形成有效夹紧定位；在每个零件之间采用端面和径向密封，有效的提高了工装夹具的密封性能；本夹具强度刚度可靠，可在磨粒流设备压紧缸压紧的情况下实现工件的装拆、更换，操作方便，有效解决了电缆弯式尾附装夹难、密封难、装拆难的技术问题，大幅度降低了电缆弯式尾附孔内表面粗糙度值，并使交叉孔处锐边倒圆，通过更换转接头可加工不同变截面形状、尺寸大小的电缆弯式尾附，实现专用到通用夹具的转换，有效提高了此夹具的使用范围，节约了不必要的成本。

附图说明

图1为专用夹具的结构示意图；

图2为承重部分的结构示意图；

图3为夹持部分的结构示意图；

图4为专用夹具的剖视图。

图中：1-基体；2-上底板；3-下底板；4-竖直转接头；4.1-上连接管；4.2-外螺纹管；4.3-下连接管；5-移动导管；5.1-内螺纹管；5.2-下导管；6-保护头；6.1-上保护管；6.2-下保护管；7-支撑块；7.1-限位槽；8-水平转接头；8.1-水平管Ⅰ；8.2-水平管Ⅱ；9-挡块；10-侧板；11-搭扣；12-肋板；13-内六角螺钉；100-电缆弯式尾附。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”、“竖直”、“底”等指示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或零件必须具有的特定方位，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，包括承重部分和夹持部分；承重部分包括基体1以及固定在基体两端的上底板2和下底板3；基体1内设置有由水平孔和竖直孔连接而成的垂直交叉孔，垂直交叉孔用于流道变向；上底板2上设置有上接口；下底板3上设置有下接口，下接口与基体1的竖直孔连接；夹持部分包括竖直转接头4、移动导管5、保护头6、支撑块7和水平转接头8，竖直转接头4包括上连接管4.1、外螺纹管4.2和下连接管4.3，移动导管5包括内螺纹管5.1和下导管5.2，保护头6包括上保护管6.1和下保护管6.2；支撑块7设置在下底板3上，设置有用于放置电缆弯式尾附的限位槽7.1，限位槽7.1为直角槽；竖直转接头4的上连接管4.1与上底板2的上接口连接，外螺纹管4.2与移动导管5的内螺纹管5.1连接，下连接管4.3穿入移动导管5的下导管5.2内且与下导管5.2的内壁接触；移动导管5的下导管5.2穿入保护头6的上保护管6.1内；保护头6.1的下保护管6.2穿入电缆弯式尾附100的竖直管内且与竖直管的内壁接触；水平转接头8包括水平管Ⅰ8.1和水平管Ⅱ8.2，水平管Ⅰ8.1与基体1的水平孔连接，水平管Ⅱ8.2与电缆弯式尾附100的水平管连接。

承重部分承担磨料流机床夹紧缸的压紧力，防止压坏工件。上接口、竖直转接头4、移动导管5、保护头6、电缆弯式尾附100、水平转接头8、垂直交叉孔和下接口构成磨料流道，各个连接处的密封性应满足相关规定。竖直转接头4的作用为连接移动导管5。移动导管5的作用是实现工件装拆，是实现夹具自由更换工件的核心零件，将移动导管5旋下压紧保护头6实现电缆弯式尾附100竖直方向上的压紧。保护头6伸入电缆弯式尾附竖直管内，防止磨料进入电缆弯式尾附的橡胶圈内。支撑块7为工件提供限位与支撑作用，可承担磨料在工件内流动时的水平和竖直推力，同时通过改变支撑块7的厚度来调整电缆弯式尾附100水平轴线的高度使工件水平轴线和水平转接头8的轴线等高，通过改变电缆弯式尾附100和水平转接头8的接触面距基体前端面的距离来调整电缆弯式尾附100竖直轴线和竖直转接头4的距离。水平转接头8将流出电缆弯式尾附100的磨料导向至基体1内。磨料流道为旋转90°的“Z”型结构，当磨粒流设备料缸从上接口进料时，磨料依次流过上接口→竖直转接头4→移动导管5→保护头6→电缆弯式尾附100→水平转接头8→基体垂直交叉孔→下接口，最终回到下料缸内。当磨粒流设备料缸从下接口进料时，磨料的流向则相反。

进一步地，为了便于用于扳手进行装夹，上连接管4.1和外螺纹管4.2之间设置有六方管；内螺纹管5.1和上保护管6.1外均铣有六方；水平管Ⅰ8.1和水平管Ⅱ8.2之间设置有六方管。

进一步地，上连接管4.1与上底板2螺纹连接；下保护管6.2与电缆弯式尾附100的竖直管过渡配合，竖直管处常有螺帽，螺帽和转接套管之间通过弹性密封圈连接，且螺帽浮动，可上下移动、转动，在轴线定位和夹紧时，不能使工件螺母受力，故下保护管6.2支撑在竖直管内的端齿端面上；水平管Ⅰ8.1与基体1螺纹连接，水平管Ⅱ8.2插入电缆弯式尾附100的水平管中且与水平管过渡配合。

进一步地，上连接管4.1和上底板2之间设置有组合垫；下连接管4.3外设置有凹槽，凹槽内放置有与下导管5.2内壁构成径向密封的O型密封圈Ⅰ；上保护管6.1的上端面设置有凹槽，凹槽内放置有与内螺纹管5.1的下端面构成端面密封的O型密封圈Ⅱ；下保护管6.2外设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附100的竖直管内表面构成径向密封的O型密封圈Ⅲ，水平管Ⅱ8.2和六方管的连接面上设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附水平管的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅳ；基体1的水平孔外端面上设置有凹槽，凹槽内放置有与水平管Ⅰ8.1的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅴ；下底板3的下接口外开有凹槽，凹槽内放置有与基体底面构成端面密封的O型密封圈Ⅵ。

进一步地，夹持部分还包括挡块9、侧板10和搭扣11；挡块9与水平转接头8相对设置，位于支撑块7的背面；两块侧板10固定在基体1上，夹紧支撑块7的两侧；搭扣11连接挡块9和侧板10，搭扣11关闭，挡块9压紧支撑块7，搭扣11打开，挡块9与支撑块7分离。通过固定在侧板10上的搭扣11，可以很方便的夹紧和松开支撑块7，减少装卸电缆弯式尾附100的时间。

进一步地，考虑到电缆弯式尾附100的复杂形状，支撑块7为3D打印的直角块状产品，以保证支撑块7的支撑面和电缆弯式尾附100的外表面相配合，实现与工件的面接触。

进一步地，承重部分还包括连接基体1、上底板2和下底板3的肋板12，肋板12的作用是承担上下底板悬臂梁结构的变形，使上下底板的悬臂梁端形变量很小，工件不会受到压紧缸的压紧力，仅受到移动导管5和挡块9的压紧力。

进一步地，基体1上下表面各有4个螺钉孔，上底板2和下底板3分别通过内六角螺钉13与基体1连接；肋板12上中下位置各有一个光孔，通过内六角螺钉13分别与基体1、上底板2和下底板3连接；侧板10通过内六角螺钉13固定在基体1上。

本实施例还提供一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的加工方法，包括下述步骤：

S0，安装承重部分：将上底板2和下底板3通过内六角螺钉13固定在基体1上，左两侧肋板12分别通过内六角螺钉13与上底板2、基体1、下底板3连接；

安装夹持部分：将水平转接头8通过螺纹连接在基体1上，左右两侧的侧板10通过内六角螺钉13固定在下底板3上，竖直转接头4安装在上底板2上，移动导管5安装在竖直转接头4上；

S1，将待加工的电缆弯式尾附放置在上述用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具中的限位槽中，调整支撑块7位置，使电缆弯式尾附100的水平管与水平管Ⅱ8.2连接，电缆弯式尾附100的竖直管对准移动导管5，在电缆弯式尾附100的竖直管上安装保护头6；其中，支撑块7位置的调整通过下述方法实现：预先调整侧板10的位置使电缆弯式尾附100的竖直轴线和水平轴线和水平转接头8、竖直转接头4的轴线共线，通过水平方向上搭扣11对支撑块7实现水平方向上的压紧；

S2，向下旋转移动导管5，移动导管5的下导管5.2穿入保护头6的上保护管6.1内，内螺纹管5.1的下端面压紧上保护管6.1的上端面，完成竖直方向上的夹紧和定位；

S3，从上接口或下接口压入磨料，进行加工；

S4，加工完成后，向上旋转移动导管5，内螺纹管5.1的下端面与上保护管6.1的上端面分离，取出成品。

本发明提供的用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具及加工方法，可用于电缆弯式尾附的加工，该专用夹具结构强度刚度可靠，密封性能好，操作简便，通用性好，使用寿命高，制作成本低。按照上述专用夹具及加工方法，使用自制的磨粒流加工设备和配比为1:0.8的120^#碳化硅流体磨料将初始表面粗糙度Ra1.461μm、转角处圆角半径R<0.1mm的压铸铝类电缆弯式尾附加工至表面粗糙度Ra0.569μm、转角处圆角半径R0.5mm左右，且毛刺去除；使用自制的磨粒流加工设备和配比为1:1的120^#碳化硼流体磨料将初始表面粗糙度Ra0.624μm、转角处圆角半径R0.1mm左右的钛合金类电缆弯式尾附加工至表面粗糙度Ra0.238μm、转角处圆角半径R0.3mm左右，且毛刺去除；使用自制的磨粒流加工设备和配比为1:1.2的80^#碳化硅流体磨料将初始表面粗糙度Ra0.868μm、转角处圆角半径R0.3mm左右的不锈钢类电缆弯式尾附加工至表面粗糙度Ra0.108μm、转角处圆角半径R0.6mm左右，且毛刺去除。本发明加工效果明显，实现了电缆弯式尾附内表面抛光、转交处锐棱倒圆、毛刺去除的目的，解决了电缆尾附由于转接处锐棱和内孔毛刺导致的磨线或者割线等工程实际问题。

最后应说明的是：以上所述仅为本专利的优选实施例而已，并不用于限制本专利，对于本领域的技术人员来说，本专利可根据磨粒流设备料缸直径、电缆弯式尾附尺寸、截面形状等有各种更改和变化。凡在本专利的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，包括承重部分和夹持部分；

所述承重部分包括基体以及固定在基体两端的上底板和下底板；

所述基体内设置有由水平孔和竖直孔连接而成的垂直交叉孔；

所述上底板上设置有上接口；

所述下底板上设置有下接口，下接口与基体的竖直孔连接；

所述夹持部分包括竖直转接头、移动导管、保护头、支撑块、水平转接头、挡块、侧板和搭扣，竖直转接头包括上连接管、外螺纹管和下连接管，移动导管包括内螺纹管和下导管，保护头包括上保护管和下保护管；

所述支撑块设置在下底板上，设置有用于放置电缆弯式尾附的限位槽，限位槽为直角槽；

所述竖直转接头的上连接管与上底板的上接口连接，外螺纹管与移动导管的内螺纹管连接，下连接管穿入移动导管的下导管内且与下导管的内壁接触；

所述移动导管的下导管穿入保护头的上保护管内；

所述保护头的下保护管穿入电缆弯式尾附的竖直管内且与竖直管的内壁接触；

所述水平转接头包括水平管Ⅰ和水平管Ⅱ，水平管Ⅰ与基体的水平孔连接，水平管Ⅱ与电缆弯式尾附的水平管连接，水平管Ⅰ和水平管Ⅱ之间设置有六方管；

上连接管和上底板之间设置有组合垫；

下连接管外设置有凹槽，凹槽内放置有与下导管内壁构成径向密封的O型密封圈Ⅰ；

上保护管的上端面设置有凹槽，凹槽内放置有与内螺纹管的下端面构成端面密封的O型密封圈Ⅱ；

下保护管外设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附的竖直管内表面构成径向密封的O型密封圈Ⅲ；

水平管Ⅱ和六方管的连接面上设置有凹槽，凹槽内放置有与电缆弯式尾附水平管的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅳ；

基体的水平孔外端面上设置有凹槽，凹槽内放置有与水平管Ⅰ的轴端面构成端面密封的O型密封圈Ⅴ；

下底板的下接口外开有凹槽，凹槽内放置有与基体底面构成端面密封的O型密封圈Ⅵ；

挡块与水平转接头相对设置，位于支撑块的背面；两块侧板固定在基体上，夹紧支撑块的两侧；搭扣连接挡块和侧板，搭扣关闭，挡块压紧支撑块，搭扣打开，挡块与支撑块分离；

支撑块为直角块状产品。

2.根据权利要求1所述的电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，所述上连接管和外螺纹管之间设置有六方管；

所述内螺纹管和上保护管外均铣有六方。

3.根据权利要求2所述的电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，所述上连接管与上底板螺纹连接；

下保护管与电缆弯式尾附的竖直管过渡配合；

所述水平管Ⅰ与基体螺纹连接，水平管Ⅱ插入电缆弯式尾附的水平管中且与水平管过渡配合。

4.根据权利要求3所述的电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，支撑块为3D打印的直角块状产品。

5.根据权利要求4所述的电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，承重部分还包括连接基体、上底板和下底板的肋板。

6.根据权利要求5所述的电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具，其特征在于，上底板和下底板分别通过内六角螺钉与基体连接；

肋板通过内六角螺钉分别与基体、上底板和下底板连接；

侧板通过内六角螺钉固定在基体上。

7.一种用于电缆弯式尾附磨粒流加工的加工方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1，将待加工的电缆弯式尾附放置在权利要求1-6任一项所述的用于电缆弯式尾附磨粒流加工的专用夹具中的限位槽中，调整支撑块位置，使电缆弯式尾附的水平管与水平管Ⅱ连接，电缆弯式尾附的竖直管对准移动导管，在电缆弯式尾附的竖直管上安装保护头；

S2，向下旋转移动导管，移动导管的下导管穿入保护头的上保护管内，内螺纹管的下端面压紧上保护管的上端面，完成竖直方向上的夹紧和定位；

S3，从上接口或下接口压入磨料，进行加工。

8.根据权利要求7所述的用于电缆弯式尾附磨粒流加工的加工方法，其特征在于，还包括步骤S4，加工完成后，向上旋转移动导管，内螺纹管的下端面与上保护管的上端面分离，取出成品。

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