CN113977310A - 一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具和工艺方法 - Google Patents

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严哲
王智勇
齐鹏斌
徐卫东
尚耀龙
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Abstract

本发明公开了一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具和工艺方法，该夹具包括底板、定位块、定位销、压板。通过三维模型在零件上找出加工基准孔及找正孔。加工闭角区域时，加工基准孔与该夹具中一侧固定机构采用定位销定位，另一孔与该装置中的另一侧活动机构找正孔用定位销定位。在定位孔区域建立数控加工坐标系加工闭角区域。整个夹具可上下调节，扩大加工范围。同时通过夹具将角度公差转化为孔位公差，加工零件精度更高，与一般工装比质量更为稳定。

Description

一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具和工艺方法
技术领域
本申请涉及机械加工技术领域，特别是一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具和工艺方法。
背景技术
目前，常规大闭角零件的数控加工采用五轴数控机床加工，加工成本高，可利用设备资源有限，但在飞机及汽车的结构件零件中因空间局限性或强度可靠性考虑，零件采用闭角结构较多，为解决零件结构与设备资源不匹配问题，采用多种方法对此闭角区域进行加工。
常规的加工方法有：
一、将难以加工的闭角区域待零件其它区域加工完后采用五轴数控铣补加工或普通铣床借助工装加工。但五轴数控铣补加工成本高，普通铣床加工质量差，效率低下。
二、闭角角度很小，加工深度较浅的区域，采用反锥度立铣刀用三坐标数控铣加工，对大闭角刀杆干涉或转角圆弧区域残留太大，无法加工。
三、通过计算闭角角度，采用拼装铣具或专用铣具固定零件进行加工，但采用该种方法加工多种规格零件，需要反复更换工装，成本太高，精度也不易保证。
发明内容
为了克服五轴数控铣床普及程度低、三坐标铣床难以加工等问题，本发明综合解决此类零件存在的问题，有效可提高机床功能加工范围，减少多套工装成本，能够解决部分零件结构闭角加工难题。
为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：
一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具，包括底板、定位块、定位销、压板，底板上设有与定位块配合使用的T型滑槽，两个定位块安装在滑槽内并可沿滑槽移动，定位块上设有T型压板槽，两个定位块上等高的相应位置处设有定位基准孔，制有定位孔的待加工零件通过定位销定位后，用压板固定在定位块上进行加工。
进一步的，通过T型槽用螺栓固定一侧定位块。
进一步的，两个定位块在等高的相应位置处等距设置有多个定位基准孔。
一种三坐标数控铣可加工闭角的工艺方法，包括以下步骤：
1在三维软件中建立一个零件加工的装夹模型，该模型包括零件理论模型和辅助定位模型，零件理论模型设置在辅助定位模型中间，辅助定位模型的零件理论模型两侧分别为左侧压板区和右侧压板区；
2将辅助定位模型的底平面作为数控加工基准面；
3在左侧压板区中间设置一个基准孔；
4根据零件的一个闭角侧壁面的建立闭角平面，闭角平面与闭角侧壁面平行或一致；
5建立与闭角平面垂直的辅助平面，做出辅助平面与数控加工基准面的相交线，相交线与右侧压板区的中心面相交，其交点位置坐标作为定位孔中心坐标；
6按照三维模型中的确定的基准孔和定位孔坐标在数控加工零件的半成品胚料上制出数控加工的基准孔和闭角加工定位孔；
7将定位夹具上一个定位块固定，将其上一个定位基准孔用数控机床找正，建立加工原点；
8半成品胚料上基准孔通过孔销配合固定在加工原点上，移动另一个定位块，直到闭角加工定位孔与另一定位块上的等高的定位基准孔重合并通过孔销将半成品胚料固定在另一定位块上，锁紧该定位块，将半成品胚料底平面与定位块侧面贴合，贴合面作为数控加工基准面，压板将半成品胚料与定位夹具固定；
9数控加工出零件的闭角侧壁面；
10重复步骤4-9完成零件多个闭角侧壁面的加工。
以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。
附图说明
图1定位夹具结构图；
图2装夹模型示意图；
图3装夹模型正向示意图；
图中编号说明：1、底板；2、定位块；3、定位销；4、压板槽；5、定位基准孔；6、螺栓；7、滑槽；8、数控加工基准面；9、闭角侧壁面；10、左侧压板区；11、右侧压板区；12、基准孔；13、辅助平面；14、定位孔。
具体实施方式
参见图1-图3，一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具，包括底板1、定位块2、定位销3、压板，底板1上设有与定位块2配合使用的T型滑槽7，两个定位块2安装在滑槽7内并可沿滑槽7移动，定位块上设有T型压板槽4，两个定位块2上等高的相应位置处设有定位基准孔5，制有定位孔的待加工零件通过定位销3定位后，用压板固定在定位块2上进行加工。
进一步的，通过滑槽7用螺栓6固定一侧定位块2。
进一步的，两个定位块2在等高的相应位置处等距设置有多个定位基准孔5。
一种三坐标数控铣可加工闭角的工艺方法，包括以下步骤：
1在三维软件中建立一个零件加工的装夹模型，该模型包括零件理论模型和辅助定位模型，零件理论模型设置在辅助定位模型中间，辅助定位模型的零件理论模型两侧分别为左侧压板区10和右侧压板区11；
2将辅助定位模型的底平面作为数控加工基准面8；
3在左侧压板区10中间设置一个基准孔12；
4根据零件的一个闭角侧壁面9的建立闭角平面，闭角平面与闭角侧壁面平行或一致；
5建立与闭角平面垂直的辅助平面13，做出辅助平面13与数控加工基准面8的相交线，相交线与右侧压板区11的中心面相交，其交点位置坐标作为定位孔14中心坐标；
6按照三维模型中的确定的基准孔12和定位孔14坐标在数控加工零件的半成品胚料上制出数控加工的基准孔和闭角加工定位孔；
7将定位夹具上一个定位块固定，将其上一个定位基准孔用数控机床找正，建立加工原点；
8半成品胚料上基准孔通过孔销配合固定在加工原点上，移动另一个定位块2，直到闭角加工定位孔与另一定位块2上的等高的定位基准孔5重合并通过孔销将半成品胚料固定在另一定位块2上，锁紧该定位块2，将半成品胚料底平面与定位块2侧面贴合，贴合面作为数控加工基准面，压板将半成品胚料与定位夹具固定；
9数控加工出零件的闭角侧壁面9；
10重复步骤4-9完成零件多个闭角侧壁面的加工。

Claims (4)

1.一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具，其特征在于包括底板、定位块、定位销、压板，底板上设有与定位块配合使用的T型滑槽，两个定位块安装在滑槽内并可沿滑槽移动，定位块上设有T型压板槽，两个定位块上等高的相应位置处设有定位基准孔，制有定位孔的待加工零件通过定位销定位后，用压板固定在定位块上进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具，其特征在于通过T型槽用螺栓固定一侧定位块。
3.根据权利要求1所述的一种三坐标数控铣可加工闭角的定位夹具，其特征在于所述的两个定位块在等高的相应位置处等距设置有多个定位基准孔。
4.一种三坐标数控铣可加工闭角的工艺方法，其特征在于包括以下步骤：
4-1在三维软件中建立一个零件加工的装夹模型，该模型包括零件理论模型和辅助定位模型，零件理论模型设置在辅助定位模型中间，辅助定位模型的零件理论模型两侧分别为左侧压板区和右侧压板区；
4-2将辅助定位模型的底平面作为数控加工基准面；
4-3在左侧压板区中间设置一个基准孔；
4-4根据零件的一个闭角侧壁面的建立闭角平面，闭角平面与闭角侧壁面平行或一致；
4-5建立与闭角平面垂直的辅助平面，做出辅助平面与数控加工基准面的相交线，相交线与右侧压板区的中心面相交，其交点位置坐标作为定位孔中心坐标；
4-6按照三维模型中的确定的基准孔和定位孔坐标在数控加工零件的半成品胚料上制出数控加工的基准孔和闭角加工定位孔；
4-7将定位夹具上一个定位块固定，将其上一个定位基准孔用数控机床找正，建立加工原点；
4-8半成品胚料上基准孔通过孔销配合固定在加工原点上，移动另一个定位块，直到闭角加工定位孔与另一定位块上的等高的定位基准孔重合并通过孔销将半成品胚料固定在另一定位块上，锁紧该定位块，将半成品胚料底平面与定位块侧面贴合，贴合面作为数控加工基准面，压板将半成品胚料与定位夹具固定；
4-9数控加工出零件的闭角侧壁面；
4-10重复步骤4-9完成零件多个闭角侧壁面的加工。
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