CN115156963B - 飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于航空机械加工技术领域，涉及一种飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具及使用方法。本发明解决了起落架下交点支臂球面加工效率较低，加工后表面质量较差的问题。通过改进，取得了一定的经济效益。并且通过以上操作步骤执行时，取消了钳工手工研磨工序，极大的提高了起落架下交点支臂球面的加工效率，降低了操作者的劳动强度，避免了由于工人疲劳及研磨球磨损造成的零件超差。夹具上带有快速连接轴，保证了夹具安装快速稳定，夹具上的找正孔保证了加工时快速找正球面中心，提高零件装夹找正效率，用科学的方法、开拓思想，坚持理论与实际相结合，增强了质量意识，技术水平和解决实际问题能力都得到了提高。

Description

飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具及使用方法
技术领域
本发明属于航空机械加工技术领域，涉及一种飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具及使用方法。
背景技术
飞机着陆、起飞和地面移动过程中，起落架处于垂直载荷、水平载荷和侧向载荷等复杂的应力环境。起落架下交点支臂作为起落架的关键承力件，连接着起落架梁与起落架外筒，下交点支臂一侧通过销轴轴与机身起落架梁连接，另一侧通过球面环与起落架外筒连接，此时起落架下交点支臂功能类似于关节轴承。下交点支臂在起落架收放时起落架可绕着球面环作旋转与摆动复合运动，起落架在着陆及移动时承受着飞机及启动载荷。起落架下交点支臂球面环的加工质量直接关乎着飞行安全。
起落架下交点支臂球面孔尺寸精度为g6级公差，面轮廓度为0.015，以往加工时采用数控车床自带的四爪夹盘进行装夹，由于零件重量近10Kg，球面中心距零件最外缘达260mm，零件在数控车床主轴上回转产生较大的动不平衡，因此数控车加工时主轴转速需控制在200r/min以内，加工效率较低，加工后表面质量较差，很难满足设计指标，数控车削后球面还需钳工进行手工研磨，加工效率极低，操作者劳动强度大，极大的制约了零件加工效率及质量。并且通过数控车床四爪夹盘装夹时，需反复调整夹块位置，保证球心跳动度不大于0.05mm，确保加工后球面相对耳片槽及交点孔位置精度。因此需要设计一种起落架下交点支臂球面孔加工夹具，能够快速稳定的装夹零件，同时消除零件回转过程中产生的动不平衡度，保证加工过程中数控车床主轴回转高速稳定，确保加工后零件球面精度符合设计指标要求。
发明内容
为了提高起落架下交点支臂球面孔加工时的装夹效率，消除零件回转过程中产生的动不平衡度，保证加工过程中数控车床主轴回转高速稳定，提高加工后支臂球面质量，降低操作者劳动强度，缩短零件制造周期，本发明提供了一种飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具及使用方法。
本发明的技术方案如下：
本发明研制一种起落架下交点支臂球面孔加工夹具，用于加工起落架下交点支臂球面孔。该起落架下交点支臂球面孔加工夹具结合零件球面与耳片槽及交点孔位置度要求，通过叉耳定位耳片孔，并在叉耳上安装定位轴，并且通过球孔一侧平面作为主要定位平面，球孔对侧平面通过两块压板固定零件。该夹具定位形式充分考虑零件外形特点，通过两孔一面的定位方式，保证了被加工球孔相对耳片槽及交点孔的位置精度；该起落架下交点支臂球面孔加工夹具装夹简单，操作者将零件安装在工装上后无需找正零件，提高了零件的装夹效率；该起落架下交点支臂球面孔加工夹具具有与数控车床花盘直接相连的接口，保证该夹具与数控车床的连接精度及安装稳定性，确保加工过程中夹具与机床主轴稳定连接，从而保证加工后球面孔面轮廓度及球面精度满足设计指标要求；该起落架下交点支臂球面孔加工夹具上配置一块配重块，有效的消除了由于零件重心不在主轴回转中心上造成的动不平衡，加工时可提高零件转速，减小主轴转动时产生的跳动量，保证了零件的加工精度，提高了零件的加工效率。
飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，包括圆盘、主体、托架A、支架、球销定位衬套、压板、支臂孔衬套A、球面插销A、球面插销B和球面检验销；
所述的圆盘为工装的底座，成为工装主要基础板，承担着连接工装主体与机床转轴的基带；
所述的主体为焊接件，安装在圆盘上，主要用于支撑并定位零件；
所述的托架A(淬火前加工用)及托架B为可快速更换组件，通过两根托架定位销快速定位安装在主体上，主要用于支撑零件球面孔一侧平面，其中托架A(淬火前加工用)用于零件淬火前加工用，托架B用于零件淬火后加工用；
所述的支架安装在圆盘上，用于限位零件耳片槽；通过两根支架定位销快速定位支架位置；通过两根支架上固定螺栓固定支架；通过一根支架下固定螺栓辅助固定支架，确保支架稳定性；支架两侧通过安装支臂耳片调节垫片，辅助支撑零件槽口，用于零件淬火后加工；
所述的球销定位衬套安装在主体中心的定位孔内，用于定位球面插销，确保零件球心与机床主轴同心；
所述的压板分别安装在主体两侧平面上，用于压紧零件球面孔上侧平面，保证零件装夹稳定；压板两侧尾端通过两根可调支撑顶住压板下表面，可调支撑一端旋入主体上，通过调节可调支撑螺纹旋入长度，保证可调支撑针对零件厚度调节高度，确保压板稳定夹紧零件；两个可调支撑锁紧螺母可锁紧可调支撑稳定在固定高度上；压板中间位置处有两根双头螺柱，双头螺柱一端旋入主体上，另一端凸出压板上表面；通过两个压板夹紧螺母旋入双头螺柱上实现压紧零件的目的；
所述的支臂孔衬套A和支臂孔衬套B为快换衬套，安装在支架孔内，用于定位支臂孔插销，其中支臂孔衬套A用于零件淬火前加工用，支臂孔衬套B用于零件淬火后加工用；
所述的球面插销A、球面插销B及球面检验销安装在主体上的球销定位衬套内，用于限制零件球面孔的初始安装位置，零件夹紧后将球面插销取出，其中球面插销A用于零件淬火前粗加工用，球面插销B用于零件淬火后精加工用，球面检验销用于零件淬火精加工后检验球孔位置用；
支臂孔插销A和支臂孔插销B安装在支架孔上的支臂孔衬套内，用于固定并夹紧零件支臂孔，其中支臂孔插销A用于零件淬火前加工用，支臂孔插销B用于零件淬火后加工用；夹紧垫圈安装在支臂孔插销螺纹一端，用于保护零件侧面，防止被螺母夹伤；夹紧螺母用于夹紧零件支臂，保证零件装夹稳定；
平衡配重安装在圆盘上，通过3根配重固定螺栓固定在圆盘上，配重与圆盘上的2处减轻孔相对零件中心对称，复合作用下平衡零件回转过程中产生的动不平衡量，保证主轴高速旋转时不会产生跳动，影响零件加工精度；
转接盘安装在圆盘上，用于快速连接数控车床主轴花盘；4根连接螺栓一端通过螺纹安装在转接盘上，另一端通过螺母与数控车床主轴花盘固定，螺钉外圆精度为h8，保证了与数控车床主轴花盘的定位精度，确保工装的安装精度。
首先将起落架下交点支臂球面孔加工夹具安装在机床上，以4根连接螺栓穿入数控车床主轴花盘上的4个定位孔内，通过调整连接螺栓后侧的螺母保证起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床的连接稳定性；
使用百分表检查球销定位衬套的内孔跳动量，要求跳动度不大于0.05，若跳动度大于0.05则检查起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床主轴花盘的连接处是否有间隙，直至合格；
拆下两个压板夹紧螺母，同时拆下两个压板；拆下支臂孔插销A或支臂孔插销B；
确认需加工的零件球孔属于淬火前粗加工或淬火后精加工，针对不同的加工工序内容，分别选取合适的托架A或托架B、支臂孔衬套A或支臂孔衬套B、球面插销A或球面插销B及球面检验销、支臂孔插销A或支臂孔插销B、选配支臂耳片调节垫片；
将零件安装在夹具上，将支臂孔插销A插入零件耳片孔中，将夹紧垫圈安装在支臂孔插销一侧，然后锁紧夹紧螺母；
将球面插销A插入零件球面定位孔，将压板安装在双头螺柱上，调整可调支撑保证压板与零件上表面保持平齐，锁紧可调支撑锁紧螺母，拧紧双头螺柱上的压板夹紧螺母，保证零件安装稳定；
将球面插销A拔出，采用数控车床车制零件球面内孔。
本发明的有益效果在于：
该项发明解决了起落架下交点支臂球面加工效率较低，加工后表面质量较差的问题。通过改进，取得了一定的经济效益。并且通过以上操作步骤执行时，取消了钳工手工研磨工序，极大的提高了起落架下交点支臂球面的加工效率，降低了操作者的劳动强度，避免了由于工人疲劳及研磨球磨损造成的零件超差。夹具上带有快速连接轴，保证了夹具安装快速稳定，夹具上的找正孔保证了加工时快速找正球面中心，提高零件装夹找正效率，用科学的方法、开拓思想，坚持理论与实际相结合，增强了质量意识，技术水平和解决实际问题能力都得到了提高。
附图说明
图1是起落架下交点支臂球面孔加工夹具主视图；
图2是起落架下交点支臂球面孔加工夹具左视图；
图3是起落架下交点支臂球面孔加工夹具A-A剖视图；
图4是起落架下交点支臂球面孔加工夹具B-B剖视图。
附图标记：1圆盘；2主体；3托架A(淬火前加工用)；4支架；5球销定位衬套；6压板；7支臂孔衬套A(淬火前加工用)；8球面插销A(淬火前加工用)；9球面插销B(淬火后加工用)；10球面检验销；11支臂孔插销A(淬火前加工用)；12支臂孔插销B(淬火后加工用)；13托架B(淬火后加工用)；14托架定位销；15平衡配重；16支臂耳片调节垫片；17支臂孔衬套B(淬火后加工用)；18连接螺栓；19转接盘；20支架上固定螺栓；21圆盘固定螺栓；22支架定位销；23主体固定螺栓；24支架下固定螺栓；25配重固定螺栓；26夹紧垫圈；27夹紧螺母；28压板夹紧螺母；29可调支撑锁紧螺母；30双头螺柱；31可调支撑。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的描述
实施例1：
飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，包括圆盘1、主体2、托架A3、支架4、球销定位衬套5、压板6、支臂孔衬套A7、球面插销A8、球面插销B9和球面检验销10；
所述的圆盘1为工装的底座，成为工装主要基础板，承担着连接工装主体与机床转轴的基带；
所述的主体2为焊接件，安装在圆盘1上，主要用于支撑并定位零件；
所述的托架A3(淬火前加工用)及托架B13淬火后加工用为可快速更换组件，通过两根托架定位销14快速定位安装在主体2上，主要用于支撑零件球面孔一侧平面，其中托架A3(淬火前加工用)用于零件淬火前加工用，托架B13淬火后加工用用于零件淬火后加工用；
所述的支架4安装在圆盘1上，用于限位零件耳片槽；通过两根支架定位销22快速定位支架位置；通过两根支架上固定螺栓20固定支架；通过一根支架下固定螺栓24辅助固定支架4，确保支架4稳定性；支架4两侧通过安装支臂耳片调节垫片16，辅助支撑零件槽口，用于零件淬火后加工；
所述的球销定位衬套5安装在主体2中心的定位孔内，用于定位球面插销，确保零件球心与机床主轴同心；
所述的压板6分别安装在主体2两侧平面上，用于压紧零件球面孔上侧平面，保证零件装夹稳定；压板6两侧尾端通过两根可调支撑31顶住压板下表面，可调支撑一端旋入主体2上，通过调节可调支撑螺纹旋入长度，保证可调支撑针对零件厚度调节高度，确保压板稳定夹紧零件；两个可调支撑锁紧螺母29可锁紧可调支撑稳定在固定高度上；压板6中间位置处有两根双头螺柱30，双头螺柱一端旋入主体2上，另一端凸出压板上表面；通过两个压板夹紧螺母28旋入双头螺柱30上实现压紧零件的目的；
所述的支臂孔衬套A7和支臂孔衬套B17为快换衬套，安装在支架4孔内，用于定位支臂孔插销，其中支臂孔衬套A7用于零件淬火前加工用，支臂孔衬套B17用于零件淬火后加工用；
所述的球面插销A8、球面插销B9及球面检验销10安装在主体2上的球销定位衬套内，用于限制零件球面孔的初始安装位置，零件夹紧后将球面插销取出，其中球面插销A8用于零件淬火前粗加工用，球面插销B9用于零件淬火后精加工用，球面检验销10用于零件淬火精加工后检验球孔位置用；
支臂孔插销A11和支臂孔插销B12安装在支架4孔上的支臂孔衬套内，用于固定并夹紧零件支臂孔，其中支臂孔插销A11用于零件淬火前加工用，支臂孔插销B12用于零件淬火后加工用；夹紧垫圈26安装在支臂孔插销螺纹一端，用于保护零件侧面，防止被螺母夹伤；夹紧螺母27用于夹紧零件支臂，保证零件装夹稳定；
平衡配重15安装在圆盘1上，通过3根配重固定螺栓25固定在圆盘上，配重与圆盘上的2处减轻孔相对零件中心对称，复合作用下平衡零件回转过程中产生的动不平衡量，保证主轴高速旋转时不会产生跳动，影响零件加工精度；
转接盘19安装在圆盘1上，用于快速连接数控车床主轴花盘；4根连接螺栓18一端通过螺纹安装在转接盘19上，另一端通过螺母与数控车床主轴花盘固定，螺钉外圆精度为h8，保证了与数控车床主轴花盘的定位精度，确保工装的安装精度。
飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具的使用方法，步骤如下：
首先将起落架下交点支臂球面孔加工夹具安装在机床上，以4根连接螺栓18穿入数控车床主轴花盘上的4个定位孔内，通过调整连接螺栓18后侧的螺母保证起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床的连接稳定性；
使用百分表检查球销定位衬套5的内孔跳动量，要求跳动度不大于0.05，若跳动度大于0.05则检查起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床主轴花盘的连接处是否有间隙，直至合格；
拆下两个压板夹紧螺母28，同时拆下两个压板6；拆下支臂孔插销A11或支臂孔插销B12；
确认需加工的零件球孔属于淬火前粗加工或淬火后精加工，针对不同的加工工序内容，分别选取合适的托架A3或托架B13、支臂孔衬套A7或支臂孔衬套B17、球面插销A8或球面插销B9及球面检验销10、支臂孔插销A11或支臂孔插销B12、选配支臂耳片调节垫片16；
将零件安装在夹具上，将支臂孔插销A11插入零件耳片孔中，将夹紧垫圈26安装在支臂孔插销一侧，然后锁紧夹紧螺母27；
将球面插销A8插入零件球面定位孔，将压板6安装在双头螺柱30上，调整可调支撑31保证压板6与零件上表面保持平齐，锁紧可调支撑锁紧螺母29，拧紧双头螺柱30上的压板夹紧螺母28，保证零件安装稳定；
将球面插销A8拔出，采用数控车床车制零件球面内孔。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，其特征在于，包括圆盘(1)、主体(2)、托架A(3)、支架(4)、球销定位衬套(5)、压板(6)、支臂孔衬套A(7)、球面插销A(8)、球面插销B(9)和球面检验销(10)；
所述的圆盘(1)为工装的底座，成为工装主要基础板，承担着连接工装主体与机床转轴的基带；
所述的主体(2)安装在圆盘(1)上，主要用于支撑并定位零件；
所述的托架A(3)及托架B(13)为可快速更换组件，通过两根托架定位销(14)定位安装在主体(2)上，主要用于支撑零件球面孔一侧平面，其中托架A(3)用于零件淬火前加工用，托架B(13)用于零件淬火后加工用；
所述的支架(4)安装在圆盘(1)上，用于限位零件耳片槽；通过两根支架定位销(22)快速定位支架位置；通过两根支架上固定螺栓(20)固定支架；通过一根支架下固定螺栓(24)辅助固定支架(4)，确保支架(4)稳定性；支架(4)两侧通过安装支臂耳片调节垫片(16)，辅助支撑零件槽口，用于零件淬火后加工；
所述的球销定位衬套(5)安装在主体(2)中心的定位孔内，用于定位球面插销，确保零件球心与机床主轴同心；
所述的压板(6)分别安装在主体(2)两侧平面上，用于压紧零件球面孔上侧平面，保证零件装夹稳定；压板(6)两侧尾端通过两根可调支撑(31)顶住压板下表面，可调支撑一端旋入主体(2)上，通过调节可调支撑螺纹旋入长度，保证可调支撑针对零件厚度调节高度，确保压板稳定夹紧零件；两个可调支撑锁紧螺母(29)可锁紧可调支撑稳定在固定高度上；
所述的支臂孔衬套A(7)和支臂孔衬套B(17)为快换衬套，安装在支架(4)孔内，用于定位支臂孔插销，其中支臂孔衬套A(7)用于零件淬火前加工用，支臂孔衬套B(17)用于零件淬火后加工用；
所述的球面插销A(8)、球面插销B(9)及球面检验销(10)安装在主体(2)上的球销定位衬套内，用于限制零件球面孔的初始安装位置，零件夹紧后将球面插销取出，其中球面插销A(8)用于零件淬火前粗加工用，球面插销B(9)用于零件淬火后精加工用，球面检验销(10)用于零件淬火精加工后检验球孔位置用；
支臂孔插销A(11)和支臂孔插销B(12)安装在支架(4)孔上的支臂孔衬套内，用于固定并夹紧零件支臂孔；夹紧垫圈(26)安装在支臂孔插销螺纹一端，用于保护零件侧面，防止被螺母夹伤；夹紧螺母(27)用于夹紧零件支臂，保证零件装夹稳定。
2.如权利要求1所述的飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，其特征在于，所述的圆盘(1)上设有平衡配重(15)，通过3根配重固定螺栓(25)固定在圆盘上，配重与圆盘上的2处减轻孔相对零件中心对称。
3.如权利要求1或2所述的飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，其特征在于，所述的圆盘(1)上安装有转接盘(19)，用于快速连接数控车床主轴花盘；4根连接螺栓(18)一端通过螺纹安装在转接盘(19)上，另一端通过螺母与数控车床主轴花盘固定。
4.如权利要求1或2所述的飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，其特征在于，所述的压板(6)中间位置处有两根双头螺柱(30)，双头螺柱一端旋入主体(2)上，另一端凸出压板上表面；通过两个压板夹紧螺母(28)旋入双头螺柱(30)上实现压紧零件的目的。
5.如权利要求3所述的飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具，其特征在于，所述的压板(6)中间位置处有两根双头螺柱(30)，双头螺柱一端旋入主体(2)上，另一端凸出压板上表面；通过两个压板夹紧螺母(28)旋入双头螺柱(30)上实现压紧零件的目的。
6.根据权利要求1～5任一所述的飞机起落架下交点支臂球面孔加工夹具的使用方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：将起落架下交点支臂球面孔加工夹具安装在机床上，以4根连接螺栓(18)穿入数控车床主轴花盘上的4个定位孔内，通过调整连接螺栓(18)后侧的螺母保证起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床的连接稳定性；
第二步：使用百分表检查球销定位衬套(5)的内孔跳动量，要求跳动度不大于0.05，若跳动度大于0.05则检查起落架下交点支臂球面孔加工夹具与数控车床主轴花盘的连接处是否有间隙，直至合格；
第三步：拆下两个压板夹紧螺母(28)，同时拆下两个压板(6)；拆下支臂孔插销A(11)或支臂孔插销B(12)；
第四步：确认需加工的零件球孔属于淬火前粗加工或淬火后精加工，针对不同的加工工序内容，分别选取合适的托架A(3)或托架B(13)、支臂孔衬套A(7)或支臂孔衬套B(17)、球面插销A(8)或球面插销B(9)及球面检验销(10)、支臂孔插销A(11)或支臂孔插销B(12)、选配支臂耳片调节垫片(16)；
第五步：将零件安装在夹具上，将支臂孔插销A(11)插入零件耳片孔中，将夹紧垫圈(26)安装在支臂孔插销一侧，然后锁紧夹紧螺母(27)；
第六步：将球面插销A(8)插入零件球面定位孔，将压板(6)安装在双头螺柱(30)上，调整可调支撑(31)保证压板(6)与零件上表面保持平齐，锁紧可调支撑锁紧螺母(29)，拧紧双头螺柱(30)上的压板夹紧螺母(28)，保证零件安装稳定；
第七步：将球面插销A(8)拔出，采用数控车床车制零件球面内孔。
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