CN113400153A - 一种叶片手持夹具及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叶片手持夹具及其应用，夹具包括夹具主体、基准面、夹紧块、第一手持手柄和第二手持手柄。基准面位于夹具主体的第一表面，夹紧块连接在夹具主体的第二表面，且夹紧块与叶片榫头可拆卸连接，第一手持手柄连接在夹具主体的第三表面，第二手持手柄可转动连接在夹具主体的第四表面，且第二手持手柄的旋转轴线为平行于基准面，第二手持手柄的外形满足从第四表面经夹具主体外侧延伸至第二表面，并且与夹具主体、基准面、第一手持手柄和夹紧块无干涉。本发明应用于手工抛光时的叶片夹持，解决了人工抛光叶片的安全隐患问题，并且通过稳定的夹持状态和简易、高效的操作在一定程度上提高了产品的加工质量和加工效率。

Description

一种叶片手持夹具及其应用
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别是用于叶片人工抛光的夹具。
背景技术
航空发动机叶片对精度要求非常高，大多数情况下采用机械抛光，但有些加工部位的加工精度要求较高或者无法采用机械抛光，仍需采用人工抛光才能保证，但是由于叶片的特殊结构，在人工抛光时留给工人手持的部位较少，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明旨在提供一种叶片手持夹具及其应用，作为手工抛光叶片时的双手持有的抛光夹具，解决人工抛光叶片的安全隐患问题，并且通过稳定的夹持状态和简易、高效的操作应用可以在一定程度上提高产品的加工质量和加工效率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种叶片手持夹具，包括，
夹具主体；
基准面，所述基准面位于夹具主体的第一表面；基准面用于零件的装夹，保证每一次零件装夹时都在同一位置，即确保每次装夹时都基于同一个基准面；
夹紧块，所述夹紧块连接在夹具主体的第二表面，且夹紧块与叶片榫头可拆卸连接；夹紧块为常规的夹头，通常为分为左夹头、右夹头，且左夹头、右夹头可以相对靠近或远离，从而实现对叶片榫头处的夹紧和拆卸；
第一手持手柄，所述第一手持手柄连接在夹具主体的第三表面；
第二手持手柄，所述第二手持手柄可转动连接在夹具主体的第四表面，且第二手持手柄的旋转轴线为平行于基准面，第二手持手柄的外形满足从第四表面经夹具主体外侧延伸至第二表面，并且与夹具主体、基准面、第一手持手柄和夹紧块无干涉；
所述第一表面、第二表面、第三表面和第四表面为夹具主体上的四个不同外表面。
优选的，所述夹具主体为立方体；
所述第二表面和第四表面为垂直于立方体长度方向的两个平行表面；
所述第一表面和第三表面为平行于立方体长度方向的两个相交表面。
作为一种选择，所述第一手持手柄呈直线状且一端连接在第三表面上，第一手持手柄与第三表面之间有一个大于0°小于90°的夹角。
作为一种选择，所述第二手持手柄的一端通过夹紧螺母和螺栓紧固在第四表面。
作为一种选择，所述第二手持手柄包括依次连接的第一分段、第二分段和第三分段，且当第一分段、第二分段和第三分段绕第二手持手柄的旋转轴线旋转时，夹具主体、基准面、第一手持手柄和夹紧块位于第一分段、第二分段和第三分段作为母线的旋转曲面内部。
作为一种选择，所述第一分段、第二分段和第三分段均为直线状，且第一分段平行于第四表面，第二分段平行于第三表面和第一表面，第三分段平行于第二表面。
作为一种选择，所述第一分段上开有沿着第一分段长度方向的直线通槽，第二手持手柄通过直线通槽与夹具主体的第四表面可拆卸连接。
作为一种选择，所述第一手持手柄转动连接在夹具主体的第三表面上，且第一手持手柄通过偏心轮结构驱动夹紧块夹紧或松开。第一手持手柄可以相对夹具主体的第三表面旋转，第一手持手柄末端连接有偏心轮结构，偏心轮结构在旋转过程中驱动夹紧块实现夹紧或松开的动作。
作为另一种选择，所述第一手持手柄固定连接在夹具主体的第三表面上，而夹紧块通过夹具主体上的其它驱动机构实行夹紧或松开动作。
一种如上所述的叶片手持夹具的应用，所述叶片手持夹具用于叶片抛光时的叶片装夹，且在抛光过程中，操作人员双手分别握持第一手持手柄和第二手持手柄。
本发明的叶片手持夹具具备以下特点：
(1)第一手持手柄和第二手持手柄在夹具主体上的相对位置可调整，从而能够改变双手相对抛光位置的握持力臂，有利于找到一个力臂最大的位置，省力的同时保证叶片的稳定；
(2)第二手持手柄能够绕平行于基准面的轴线旋转，并且第二手持手柄从夹具主体的一端延伸到夹紧块的一端，从而延长了第二手持手柄的可握持位置，不仅避开了可能的干涉位置(与叶片干涉)，而且握持位置可以选择在第二分段和第三分段上，灵活性更高；
(3)第二手持手柄到旋转轴线的距离可以通过直线通槽调整，从而适应不同大小尺寸的叶片抛光，扩大了夹具的应用范围；
(4)夹具主体上的夹紧块没有特别限制，只要能够稳定夹持住叶片榫头即可，因此适用范围广。
与现有技术相比，本发明提供了一种能手工持有，特别是双手握持的抛光夹具，解决了人工抛光叶片过程中存在的安全隐患问题，并且通过稳定的夹持状态和简易、高效的操作应用，在一定程度上提高了产品的加工质量和加工效率。在不使用本发明夹具的情况下，工人每加工10件左右的零件就要停顿一下以缓解手部的疼痛，而使用本夹具后仅仅只多了装夹步骤就可以达到加工大尺寸叶片的效果。因此，使用本发明的夹具可以提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1为叶片手持夹具示意图；
图2为图1的另一个角度视图；
图中：1.夹紧螺母，2.基准面，3.第一手持手柄，4.第二手持手柄，5.夹紧块，6-直线通槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
由于航空叶片具有精度高的特点，所以在抛光加工某些高精度特殊部位时，还是需要采用人工抛光叶片的方式。加工者需要单手或双手握持住叶片，如果不采用夹具，而是直接用单手或双手握持叶片的话，由于叶片与抛光设备接触时产生的振动、作用力非常大，操作人员不仅要花费较大的力气稳定住叶片，还要时刻注意握持叶片的位置，避免与抛光设备发生干涉，更重要的是，一旦叶片数量较多，这种握持叶片方式容易造成操作人员疲劳，不仅降低了生产效率，而且容易发生安全事故。
常规的叶片夹具在设计时，重点关注的是如何稳定夹持住叶片，对于操作人员的握持方式并没有关注，而正常情况下，双手握持的方式相比单手握持的方式更加稳定，所以在设计叶片夹具时需要考虑以下问题：
第一，如何在不干涉叶片抛光的情况下，让双手稳定、舒适地握紧叶片夹具；
第二，如何让一个夹具适用于叶片不同位置的抛光，即针对不同位置抛光时，可以快速调整握持的方式。
为了方便操作人员操作和使用，叶片手持夹具采用双手柄代替单手柄的设计思路，但是增加了一个手柄的同时又不能降低夹具的灵活性，增加的手柄不能使叶片的抛光表面和抛光轮形成干涉，否则叶片的局部就不能被光整到，必须更换夹具或者调整叶片的装夹位置。要想既能光整叶身的全部表面又能双手持夹具，把抛光夹具的一个手柄设计为可旋转是一个很好的思路，这样的话，相比于两个固定位置的手柄，相对位置可变的双手柄更加灵活，能够主动避开干涉位置的同时，有助于操作人员调整握持方式。
本发明在考虑设计叶片手持夹具时，在使用一个相对夹具主体固定的第一手持手柄3的基础上，增加了一个辅助用第二手持手柄4，该辅助用第二手持手柄4相对夹具主体上的基准面2可以旋转，且旋转轴线平行于基准面2，当第二手持手柄4绕旋转轴线旋转时，其外形构成的旋转曲面将夹具主体、第一手持手柄3、夹紧块5和基准面2囊括在其中，因此第二手持手柄4不会对叶片的抛光造成干涉，且相对第一手持手柄3的位置可调，能够调整到一个便于操作人员省力的双手握持姿势。在该方案中，夹紧块5的动作与第一手持手柄3无关联，而是通过其它机构驱动其实现夹紧或松开功能。
作为另一种设计方案，第一手持手柄3为末端带偏心轮的手柄，偏心轮通过传动结构驱动夹紧块5的两个夹头相对靠近或远离，从而实现夹紧或松开。此方案中，第一手持手柄3相对夹具主体也可以旋转，且旋转有两个档位，即松开档位和夹紧档位，具体的实现结构可参考CN102248484A、CN102909579A、CN103624679A等技术方案，然后集成在夹具主体内部。
如图1和图2所示，一种叶片手持夹具，包括夹具主体、基准面2、夹紧块5、第一手持手柄3和第二手持手柄4。基准面2位于夹具主体的第一表面，夹紧块5连接在夹具主体的第二表面，且夹紧块5与叶片榫头可拆卸连接，夹紧块5选用现有技术中任意一种能够夹紧叶片榫头的夹头结构，本发明中不再赘述。第一手持手柄3连接在夹具主体的第三表面，第二手持手柄4可转动连接在夹具主体的第四表面，且第二手持手柄4的旋转轴线为平行于基准面2，第二手持手柄4的外形满足从第四表面经夹具主体外侧延伸至第二表面，并且与夹具主体、基准面2、第一手持手柄3和夹紧块5无干涉。第一表面、第二表面、第三表面和第四表面为夹具主体上的四个不同外表面。
具体而言，夹具主体为立方体，第二表面和第四表面为垂直于立方体长度方向的两个平行表面，第一表面和第三表面为平行于立方体长度方向的两个相交表面。第一手持手柄3呈直线状且一端连接在第三表面上，第一手持手柄3与第三表面之间有一个45°的夹角。
图1和图2中，第二手持手柄4包括依次连接的第一分段、第二分段和第三分段，且当第一分段、第二分段和第三分段绕第二手持手柄4的旋转轴线旋转时，夹具主体、基准面2、第一手持手柄3和夹紧块5位于第一分段、第二分段和第三分段作为母线的旋转曲面内部。第一分段、第二分段和第三分段均为直线状，且第一分段平行于第四表面，第二分段平行于第三表面和第一表面，第三分段平行于第二表面。第一分段上开有沿着第一分段长度方向的直线通槽6，第二手持手柄4通过直线通槽6、夹紧螺母1和螺栓紧固与夹具主体的第四表面可拆卸连接。当松开夹紧螺母1和螺栓时，通过直线通槽6在螺栓上滑动，第二分段与夹具主体的距离可以增大或缩小，方便不同尺寸叶片的抛光。
在针对叶片上不同区域进行抛光时，松开夹紧螺母1和螺栓，使得第二手持手柄4相对夹具主体旋转，此时第一手持手柄3和第二手持手柄4在空间上处于不同的位置，该位置使得第一手持手柄3、第二手持手柄4到叶片与抛光轮接触点的力臂不同，且满足握持力矩最大的条件，从而保证握持叶片的稳定性。
此外，为了降低手持夹具的重量，夹具主体、夹紧块5、第一手持手柄3和第二手持手柄4在不影响使用的部位都采用了轻质材料(例如铝合金、工程塑料等)，从而减轻夹具整体的质量。

Claims (9)

1.一种叶片手持夹具，其特征在于：包括，
夹具主体；
基准面(2)，所述基准面(2)位于夹具主体的第一表面；
夹紧块(5)，所述夹紧块(5)连接在夹具主体的第二表面，且夹紧块(5)与叶片榫头可拆卸连接；
第一手持手柄(3)，所述第一手持手柄(3)连接在夹具主体的第三表面；
第二手持手柄(4)，所述第二手持手柄(4)可转动连接在夹具主体的第四表面，且第二手持手柄(4)的旋转轴线为平行于基准面(2)，第二手持手柄(4)的外形满足从第四表面经夹具主体外侧延伸至第二表面，并且与夹具主体、基准面(2)、第一手持手柄(3)和夹紧块(5)无干涉；
所述第一表面、第二表面、第三表面和第四表面为夹具主体上的四个不同外表面。
2.根据权利要求1所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：
所述夹具主体为立方体；
所述第二表面和第四表面为垂直于立方体长度方向的两个平行表面；
所述第一表面和第三表面为平行于立方体长度方向的两个相交表面。
3.根据权利要求1所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第一手持手柄(3)呈直线状且一端连接在第三表面上，第一手持手柄(3)与第三表面之间有一个大于0°小于90°的夹角。
4.根据权利要求1所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第二手持手柄(4)的一端通过夹紧螺母(1)和螺栓紧固在第四表面。
5.根据权利要求1所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第二手持手柄(4)包括依次连接的第一分段、第二分段和第三分段，且当第一分段、第二分段和第三分段绕第二手持手柄(4)的旋转轴线旋转时，夹具主体、基准面(2)、第一手持手柄(3)和夹紧块(5)位于第一分段、第二分段和第三分段作为母线的旋转曲面内部。
6.根据权利要求5所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第一分段、第二分段和第三分段均为直线状，且第一分段平行于第四表面，第二分段平行于第三表面和第一表面，第三分段平行于第二表面。
7.根据权利要求5所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第一分段上开有沿着第一分段长度方向的直线通槽(6)，第二手持手柄(4)通过直线通槽与夹具主体的第四表面可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的一种叶片手持夹具，其特征在于：所述第一手持手柄(3)转动连接在夹具主体的第三表面上，且第一手持手柄(3)通过偏心轮结构驱动夹紧块(5)夹紧或松开。
9.一种如权利要求1所述的叶片手持夹具的应用，其特征在于：所述叶片手持夹具用于叶片抛光时的叶片装夹，且在抛光过程中，操作人员双手分别握持第一手持手柄(3)和第二手持手柄(4)。
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