CN114393427A - 一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装及方法，液压装夹定位工装包括球头可调支撑单元、液压控制单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件及工作台；四个球头可调支撑单元设置在工作台四角，用于调整产品的位姿；侧向推顶单元设置在产品两侧，推顶方向垂直于产品轴向；柔性辅助支撑单元设置在产品轴向两端，支撑在产品底部曲面；可拆卸压紧组件用于辅助产品压紧；液压控制单元用于为球头可调支撑单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件提供动力。本发明能够实现产品的快速找正与定位，增加产品的装夹刚度要求。

Description

一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装及方法
技术领域
本发明涉及非回转体异型结构产品加工技术领域，具体涉及一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装及方法。
背景技术
冲压发动机中进气道本体及组件为发动机的关键部件之一，由高温合金粉末通过3D打印方法一体成型而成。冲压发动机中进气道本体及组件的产品外形为满足气动设计需要的自由曲面，属于非回转体异型结构产品，其本身没有可以直接进行装夹-找正特征。由于3D打印和加工装夹需要，留有四处工艺台，在加工过程需要全部去除。加工中一次装夹找正困难、对操作者技能要求高，传统的加工方法是通过一个仿形工装块托住工件的自由曲面，通过合理规划加工顺序调整压在工件上方方台上的压板，来逐步完成所有的相关特征，最后通过一个辅助支撑，完成法兰两侧3D打印工艺台的去除，制约生产效率及交付周期。由于自由曲面装夹不紧，整体装夹刚性非常差，使得加工切削量、进给速度都不易过大，否则加工时刀具容易颤振，导致刀具崩刃甚至折断，工件加工表面出现加工颤纹甚至过切，严重影响工件加工质量。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装及方法，能够实现产品的快速找正与定位，增加产品的装夹刚度要求。
本发明采用的技术方案如下：
一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装，包括球头可调支撑单元、液压控制单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件及工作台；
四个球头可调支撑单元设置在工作台四角，用于调整产品的位姿；侧向推顶单元设置在产品两侧，推顶方向垂直于产品轴向；柔性辅助支撑单元设置在产品轴向两端，支撑在产品底部曲面；可拆卸压紧组件用于辅助产品压紧；液压控制单元用于为球头可调支撑单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件提供动力。
进一步地，所述柔性辅助支撑单元自动识别产品三维曲面特征，根据产品表面自由曲面进行柔性调整。
进一步地，所述液压控制单元设有保压组件，保压组件包括液控单向阀、蓄能器和压力表。
一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位方法，采用上述的液压装夹定位工装，液压装夹定位方法步骤如下：
步骤一，通过四处球头可调支撑单元调节产品的位姿状态，实现其装夹找正；
步骤二，通过侧向推顶组件单元对产品自由曲面施加垂直于产品轴向的横向力，保持产品平衡，实现产品定位；
步骤三，在产品轴向两端采用柔性辅助支撑单元，支撑在产品底部曲面；
步骤四，增加可拆卸压紧组件，进行辅助支撑；
步骤五，液压控制单元整体加压完成后，拆卸掉液压控制单元的供油管路。
进一步地，所述柔性辅助支撑单元自动识别工件三维曲面特征，根据产品表面自由曲面进行柔性调整。
有益效果：
1、本发明利用球头可调支撑单元能够调整产品的位姿实现快速找正，使用侧向推顶单元完成产品夹紧定位，采用柔性辅助支撑单元可根据零件表面进行柔性调整，解决薄壁自由曲面工件支撑困难，加工颤振的问题；其次，根据加工需求，本发明可在任意位置增加可拆卸压紧组件，能够在液压控制单元控制下，实现产品的快速找正、定位及柔性夹紧，解决目前找正过程中找正次数多，自由曲面装夹刚性较差的问题。
2、本发明的液压控制单元设有保压组件，能够保证内部油路压力。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为球头可调支撑钉单元结构示意图。
图3为液压控制单元及辅助支撑单元结构示意图。
图4为侧向推顶单元结构示意图。
图5为可拆卸压紧组件结构示意图。
其中，1-产品，2-球头可调支撑单元，3-侧向推顶单元，4-液压控制单元，5-可拆卸压紧组件，6-柔性辅助支撑单元，7-蓄能器，8-液控单向阀，9-压力表。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装，包括球头可调支撑单元2、液压控制单元4、侧向推顶单元3、柔性辅助支撑单元6、可拆卸压紧组件5及工作台。
如图1～5所示，四个球头可调支撑单元2设置在工作台四角，用于调整产品1的位姿；侧向推顶单元3设置在产品1两侧，推顶方向垂直于产品1轴向；柔性辅助支撑单元6设置在产品1轴向两端，支撑在产品1底部曲面，可自动识别产品1三维曲面特征，根据产品1表面自由曲面进行柔性调整；可拆卸压紧组件5用于辅助产品1压紧；液压控制单元4用于为球头可调支撑单元2、侧向推顶单元3、柔性辅助支撑单元6、可拆卸压紧组件5提供动力。
液压控制单元4设有保压组件，保压组件包括液控单向阀8、蓄能器7和压力表9。
液压装夹定位方法步骤如下：
步骤一，通过四处球头可调支撑单元2调节产品1的位姿状态，实现其装夹找正；
步骤二，通过侧向推顶组件单元对产品1自由曲面施加垂直于产品1轴向的横向力，保持产品1平衡，实现产品1定位；
步骤三，在产品1轴向两端采用柔性辅助支撑单元6，支撑在产品1底部曲面，柔性辅助支撑单元6自动识别工件三维曲面特征，根据产品1表面自由曲面进行柔性调整；
步骤四，增加可拆卸压紧组件5，进行辅助支撑；对于本实施例针对的加工产品1，由于产品1法兰处有加工特征，在法兰处特征加工完成后，在该处增加一组可拆卸压紧组件5，增加工件整体刚性；
步骤五，液压控制单元4整体加压完成后，拆卸掉液压控制单元4的供油管路，由保压组件保证内部油路压力。此时产品1与工装连接为一体，不会造成加工干涉。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装，其特征在于，包括球头可调支撑单元、液压控制单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件及工作台；
四个球头可调支撑单元设置在工作台四角，用于调整产品的位姿；侧向推顶单元设置在产品两侧，推顶方向垂直于产品轴向；柔性辅助支撑单元设置在产品轴向两端，支撑在产品底部曲面；可拆卸压紧组件用于辅助产品压紧；液压控制单元用于为球头可调支撑单元、侧向推顶单元、柔性辅助支撑单元、可拆卸压紧组件提供动力。
2.如权利要求1所述的非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装，其特征在于，所述柔性辅助支撑单元自动识别产品三维曲面特征，根据产品表面自由曲面进行柔性调整。
3.如权利要求1或2所述的非回转体异型结构产品的液压装夹定位工装，其特征在于，所述液压控制单元设有保压组件，保压组件包括液控单向阀、蓄能器和压力表。
4.一种非回转体异型结构产品的液压装夹定位方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的液压装夹定位工装，液压装夹定位方法步骤如下：
步骤一，通过四处球头可调支撑单元调节产品的位姿状态，实现其装夹找正；
步骤二，通过侧向推顶组件单元对产品自由曲面施加垂直于产品轴向的横向力，保持产品平衡，实现产品定位；
步骤三，在产品轴向两端采用柔性辅助支撑单元，支撑在产品底部曲面；
步骤四，增加可拆卸压紧组件，进行辅助支撑；
步骤五，液压控制单元整体加压完成后，拆卸掉液压控制单元的供油管路。
5.如权利要求4所述的非回转体异型结构产品的液压装夹定位方法，其特征在于，所述柔性辅助支撑单元自动识别工件三维曲面特征，根据产品表面自由曲面进行柔性调整。
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