CN115847129A - 一种机匣类零件的装夹工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种机匣类零件的装夹工装，目的是解决现有技术中，加工机匣类薄壁零件时，传统装夹工装中需要加入辅助支撑，导致对加工工艺方法、刀具的切削路径、切削参数以及加工效果产生较大影响的技术问题。该工装包括：基座，其包括Y轴方向上位于底部的底部支撑件、位于中部的中部支撑盘、位于顶部的顶部压板，以及呈环状分布于底部支撑件内侧的若干支撑座，底部支撑件顶面具有呈环状的嵌入区，顶部压板底面具有呈环状的按压区；若干内部支撑件，具有部分内部支撑件一一对应的设于支撑座的顶部，其余所有内部支撑件呈环状设于中部支撑盘上，所有内部支撑件的端部环一圆形结构分布。该工装具有无需使用辅助支撑的优点。

Description

一种机匣类零件的装夹工装

技术领域

本发明涉及一种夹具，具体地涉及一种机匣类零件的装夹工装。

背景技术

航空发动机典型机匣类零件通常具备整体性薄壁，刚性差等特点。该类产品在传统加工工程中极容易发生变形。为保证加工质量，在传统装夹工装中需要加入辅助支撑，以提高产品刚性并减小变形。但不同的辅助支撑材料、支撑方式、支撑位置对加工效果的影响比较大。同时辅助支撑装置对加工工艺方法，刀具的切削路径、切削参数等都有较大的影响。

发明内容

针对现有技术中，加工机匣薄壁零件时，传统装夹工装需要辅助支撑，导致对加工工艺方法、刀具的切削路径、切削参数以及加工效果产生较大影响的技术问题，本发明提供了一种机匣类零件的装夹工装，具有无需使用辅助支撑的优点。

本发明的技术方案是：

一种机匣类零件的装夹工装，该零件为薄壁类回转体，其中部向内凹，设该零件的轴向为Y轴，与所述Y轴垂直的平面为水平面，所述工装包括：

基座，其包括沿Y轴方向自下而上设置的底部支撑件、中部支撑盘和顶部压板，及呈环状分布于所述底部支撑件内侧的若干支撑座，所述底部支撑件顶面具有呈环状的嵌入区，所述顶部压板底面具有呈环状的按压区；

若干内部支撑件，部分所述内部支撑件一一对应的设于所述支撑座的顶部，其余所述内部支撑件呈环状设于所述中部支撑盘上，所有所述内部支撑件的端部沿两个圆形结构的周向分布；

定位组件，设于所述基座上，且位于所述底部支撑件的侧部，所述定位组件具有一个定位端，该定位端可嵌入该零件外侧壁的径向孔内；

其中，设于所述支撑座上的所述内部支撑件的端部位于所述底部支撑件上嵌入区的内侧。

可选地，所述内部支撑件包括：

弧形件，其一侧为外凸的弧形结构，所述弧形件此侧面上设有柔性材料；

调整组件，其具有一个与所述弧形件远离外凸结构一侧连接的调整端，该调整端可驱动所述弧形件在水平面上做往返直线运动；

其中，所述调整组件设于所述中部支撑盘上或设于所述支撑座的顶端。

可选地，所述弧形件为弧形一侧的顶部和底部分别设有一个凹槽，两个所述凹槽内分别设有一个橡胶条。

可选地，所述调整组件包括：

滑块，一端设于所述弧形件上，所述滑块可横置于所述支撑座的顶部或所述中部支撑盘上；

调节柱，一端转动连接于所述滑块远离所述弧形件的一端上，所述调节柱上具有螺纹；

其中，所述支撑座的顶部和所述中部支撑盘上分别具有与所述调节柱匹配的螺纹孔。

可选地，所述滑块的中部具有一个通槽，具有一根螺杆穿过所述通槽与所述支撑座或中部支撑盘连接，所述滑块顶部设有一张锁止板，所述螺杆穿过所述锁止板。

可选地，所述底部支撑件的嵌入区内和所述顶部压板的按压区内均设有柔性垫片。

可选地，该工装还包括：

若干压件，通过支撑柱设于所述基座上，环所述底部支撑件外周分布，所述压件具有一个呈弧形内凹且处于水平面上的下压端，该下压端悬于所述底部支撑件的嵌入区上方。

可选地，所述支撑柱设于所述压件远离所述下压端的一端上，所述支撑杆上套设有弹簧，所述弹簧的端部与所述压件的底部接触。

可选地，所述基座还包括呈圆形的底座；

所述支撑座的底部与所述底座连接，所述底座与所述中部支撑盘之间通过若干支柱连接，所述顶部压板与所述支柱之间通过螺柱连接。

可选地，所述定位组件包括：

定位支撑，其底部固定设于所述基座上，其顶部具有一个导头；

其中，所述导头上具有一个设置在水平方向上的通孔，具有一个驱动杆可固定的和可滑动的设置在该通孔内，所述定位端设于所述驱动杆的一端上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

由于该机匣类零件为薄壁的回转体，且其中部呈现向内凹的结构，因此设置若干的内部支撑件，并使所有内部支撑件环该零件内侧的一周均匀分布，并且，内部支撑件设置有若干层，使得该零件内壁的轴向上多处被支撑。

通过设置顶部压板和底部支撑件，可以在Y轴方向上对该零件进行定位，同时通过定位组件的定位端与该零件外侧壁上的径向孔配合，实现在水平面上对该零件定位，并且，还能防止装夹该零件时，出现错位的问题。

通过本技术方案，该夹具为机匣类零件的内壁提供多处支撑，同时设置Y轴和水平面上的定位机构，从而避免机匣类薄壁零件在加工时出现变形的问题，且无需增设辅助支撑设备。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机匣类零件的立体结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明装夹机匣类零件时的立体结构示意图；

图4为本发明的内部立体结构示意图；

图5为所述内部支撑件的立体结构示意图；

图6为所述定位组件的立体结构示意图；

图7为所述压件的立体结构示意图；

图8为所述底部支撑件的立体结构示意图。

附图标记：

10、零件；11、顶口；12、内侧面；13、径向孔；14、底口。

21、顶部压板；22、定位组件；23、压件；24、支撑环；25、内部支撑件；26、底部支撑件；27、底座；28、中部支撑盘；29、支撑座。

221、定位支撑；222、定位端；223、导头；224、驱动杆。

231、支撑柱；232、弹簧；233、下压端；234、平衡段；235、平衡杆。

251、弧形件；252、调节柱；253、锁止板；254、滑块；255、顶块；256底块；257、橡胶条。

261、限位区；262、嵌入区。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

参见图1-8，一种机匣类零件的装夹工装，该零件10为薄壁类回转体，其中部（腰部）向内凹，使得该零件10腰部的直径小于其两端的直径。设该零件10的轴向为Y轴，与所述Y轴垂直的平面为水平面。设该零件10的顶部为顶口11，底部为底口14，内部为内侧面12，同时该零件10外侧靠近其底口14的一端上具有径向孔13。

该工装包括构成基座的内部支撑件25、底部支撑件26和顶部压板21，还包括定位组件22。具体的：

内部支撑件25的外边缘为其支撑端，具有若干个内部支撑件25呈环形分布，同时在Y轴方向上分布有若干层，每层的内部支撑件25均环形分布，且每层中所有内部支撑件25的支撑端均沿同一个圆形结构分布。另外，每层内部支撑件25的支撑端所在的不同圆形结构的直径沿Y轴方向自下而上的由大变下再增大，并与该零件10的内侧面12向匹配。

底部支撑件26位于所有内部支撑件25的下方，且，底部支撑件26的顶面上具有一个呈环形的嵌入区262，并在零件10的底口14可以置于该嵌入区262内。

顶部压板21位于所有内部支撑件25的上方，且，顶部压板21的底面上具有一个呈环形的按压区，该按压区可以与零件10的顶口11匹配，且零件10的钉扣嵌入按压区内。

底部支撑件26的一侧设置有定位组件22，定位组件22具有一个定位端222，该定位端222处于沿零件10的径向设置，并可以在水平面上往返移动。当零件10放置在底部支撑件26上后，定位组件22的定位端222可以深入零件10的径向孔13内。

本实施例的工作原理是：

由于该机匣类零件10为薄壁的回转体，且其中部呈现向内凹的结构，因此设置若干的内部支撑件25，并使所有内部支撑件25环该零件10内侧的一周均匀分布，并且，内部支撑件25设置若干层，使得该零件10内壁的轴向上多处被支撑。

通过设置顶部压板21和底部支撑件26，可以在Y轴方向上对该零件10进行定位，同时通过定位组件22的定位端222与该零件10外侧壁上的径向孔13配合，实现在水平面上对该零件10定位，并且，还能防止装夹该零件10时，出现错位的问题。

通过本实施例，该夹具为机匣类零件10的内壁提供多处支撑，同时设置Y轴和水平面上的定位机构，从而避免机匣类薄壁零件10在加工时出现变形的问题，且无需增设辅助支撑设备。

在其中一个具体的实施例中：

内部支撑件25的支撑端为弧状，并且该弧形为该层所有内部支撑件25支撑端构成的圆形结构的一段。

同一层的所有内部支撑件25均匀分布在该圆形结构上，另外相邻两个内部支撑件25的支撑端之间具有间距。

最后，至少具有一层内部支撑件25的支撑端支撑在零件10中部的直径最小处。

在本实施例中，通过将内部支撑件25的支撑端设置为弧形结构，使得内部支撑件25的支撑端与零件10的内侧面12之间具有更大的接触面，达到增加零件10刚性的目的。

设置在零件10中部直径最小处的一层内部支撑件25，可以为零件10最薄弱的转角处提供更强的支撑。

在另一个具体的实施例中，参见图5，内部支撑件25包括弧形件251和橡胶条257。具体的：

弧形件251为长条状，其外侧边为外凸的弧形结构，弧形件251的外侧边构成该内部支撑件25的支撑端。该弧形件251放置在水平面上，其上侧为顶块255，下侧为底块256。顶块255与底块256之间具有间隙，使得该弧形件251的截面为U形。

顶块255和底块256上分别具有一个凹槽，凹槽内设置柔性材料—橡胶条257。橡胶条257相对顶块255的底块256的表面为凸起状。

另外，用于支撑该零件10中部及中部以下区域的弧形件251，其顶块255所在圆的直径小于底块256所在圆的直径。

当弧形件251用于支撑零件10时，橡胶条257与零件10的内壁接触。

在另一个具体的实施例中，底部支撑件26的嵌入区262和顶部压板21的按压区内均设置有柔性垫片，柔性垫片也为橡胶材质的橡胶垫。

在本实施例中，因零件10为薄壁状态，加工时的刚性不足，零件10整体容易产生震动，影响加工的精度等。通过在内部支撑件25的支撑端上、底部支撑件26的嵌入区262和顶部压板21的按压区内分别设置由橡胶支撑的柔性材料，使得零件10与上述所有支撑件接触时，均为柔性接触，能有效的吸收零件10在加工时产生的震动。

实施例2：

本实施例的在实施例1的基础上，还包括以下方案：

该装夹工装还包括支撑环24、底座27、中部支撑盘28和支撑座29。具体的：

支撑环24为环形结构，设置在底座27上，底部支撑件26的底部设置在支撑环24上。底部支撑件26为环形结构，底部支撑件26的外侧边缘为凸起的限位区261，零件10置于嵌入区262时，零件10的底口14边缘位于限位区261的内侧。

具有若干柱状杆和若干支撑座29竖直设置在底座27上，并均位于支撑环24的内侧，同时，所有柱状杆和所有支撑座29一一间隔的呈环状分布。支撑座29的高度小于柱状杆的高度。

中部支撑盘28设置在所有柱状杆的顶端上，使得中部支撑盘28位于底部支撑件26的上方，同时与底部支撑件26之间形成一定的间距。中部支撑盘28上设置有若干的内部支撑件25，形成一层，支撑在零件10内侧面12的腰部。

在每个支撑座29的顶端上设置有一个内部支撑件25，所有位于支撑座29上的内部支撑件25位于同一层上，且此层内部支撑件25的支撑端全部支撑在零件10的底口14内侧。

另外，在中部支撑盘28的顶面上设置有若干的螺杆，在顶部压板21上设置有若干与螺杆匹配的通孔，螺杆穿过通孔，通过在顶部压板21的梁两侧设置螺母，从而对顶部压板21进行定位，并且还能通过调整螺母在螺杆上的位置，实现利用顶部压板21按压固定零件10的目的。

在其中一个具体的实施例中，环底部支撑件26外部的一周还设有若干的压件23，所有压件23均设置在底座27上。压件23具有一个按压端，该按压端可置于底部支撑件26嵌入区262的上方，并且，当零件10的底口14置于嵌入区262后，压件23的按压端可置于零件10底口14的外侧。

在另一个具体的实施例中，上述每个内部支撑件25上均设有一个调整组件，调整组件用于驱动弧形件251在水平面上沿零件10的径向作往返的直线运动。

本实施例的工作原理是，通过在底座27上设置支撑座29、柱状杆和中部支撑盘28，用于形成该装夹工装的多层内部支撑件25结构。设置处于外部的压件23，用于对零件10形成内外的限位结构，避免加工时，零件10出现跳动。

实施例3：

在实施例2的基础上，还包括以下方案：

调整组件设置可以在支撑座29或中部支撑盘28上。相应的，支撑座29和中部支撑盘28远离弧形件251的一侧上均具有向上凸起的连接部，连接部上具有一个螺纹孔。

调整组件包括调节柱252和滑块254，调节柱252上具有螺纹，并与连接部上的螺纹孔匹配。调节柱252的轴线与零件10的径向相同，螺杆的端部与滑块254的一端转动连接，滑块254的另一端与弧形件251的背部固定连接。另外，滑块254可拆卸的设置在支撑座29顶部或中部支撑盘28上。

在本实施例中，通过螺杆驱动滑块254，从而驱动弧形件251顶紧零件10的内侧面12。

在其中一个实施例中，滑块254上具有一个通槽，通槽内穿过螺杆，螺杆穿过一张锁止板253，锁止板253活动设置在滑块254的顶面上。然后，在支撑柱231的顶部和中部支撑盘28上分别对应滑块254设置有若干的螺纹孔，并与对应的螺杆匹配。通过设置锁止板253和螺杆，实现对弧形件251位置的固定。

实施例4：

在实施例3的基础上，还包括以下方案：

参见图7，压件23包括支撑柱231、弹簧232、下压端233、平衡段234和平衡杆235。具体的：

下压端233的一侧为弧形的内凹结构，所有压件23的下压端233共同环底部支撑件26的外侧构成一个圆形结构，并可以置于零件10底口14的外侧。

下压端233的另一侧向下延伸形成L形结构，且下压端233的此侧固定设置在平衡段234的一端上，下压端233和平衡段234共同构成一个Z形结构。

在平衡段234的一端设置支撑柱231，支撑柱231上具有螺纹，支撑柱231的底部穿过底座27，并与底座27螺纹连接。支撑柱231的顶端穿过平衡段234，支撑柱231的此端上设有一个螺帽，然后支撑柱231上套设有一根弹簧232，弹簧232的两端分别位于平衡段234的底面上和底座27的顶面上。

平衡段234的另一端上垂直设置一根平衡杆235，平衡杆235的底端通过螺纹可调节的设置在底座27上。

在本实施例中，通过设置弹簧232，将下压端233向上挤压，使得下压端233对零件10的定位也形成柔性连接。

在另一个具体的实施例中：

参见图6，定位组件22包括定位支撑221、定位端222、导头223和驱动杆224。具体的：

定位支撑221固定设置在底座27上，定位支撑221的顶端为导头223，导头223上具有一个设置在水平方向上的通孔，驱动杆224可固定的和可滑动的设置在该通孔内，然后定位端222固定设置在驱动杆224的一端上，驱动杆224连接定位端222的一端为球形面，定位端222可以嵌入零件10的径向孔13内。

在本实施例中，定位端222嵌入径向孔13内后，实现对零件10的定位，通过设置在驱动杆224端部的球形面，避免驱动杆224的端部对零件10的外侧面产生冲击时，对零件10造成破坏。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机匣类零件的装夹工装，该零件为薄壁类回转体，其中部向内凹，设该零件的轴向为Y轴，与所述Y轴垂直的平面为水平面，其特征在于，所述工装包括：

基座，其包括沿Y轴方向自下而上设置的底部支撑件、中部支撑盘和顶部压板，及呈环状分布于所述底部支撑件内侧的若干支撑座，所述底部支撑件顶面具有呈环状的嵌入区，所述顶部压板底面具有呈环状的按压区；

若干内部支撑件，部分所述内部支撑件一一对应的设于所述支撑座的顶部，其余所述内部支撑件呈环状设于所述中部支撑盘上，所有所述内部支撑件的端部沿两个圆形结构的周向分布；

定位组件，设于所述基座上，且位于所述底部支撑件的侧部，所述定位组件具有一个定位端，该定位端可嵌入该零件外侧壁的径向孔内；

其中，设于所述支撑座上的所述内部支撑件的端部位于所述底部支撑件上嵌入区的内侧。

2.根据权利要求1所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述内部支撑件包括：

弧形件，其一侧为外凸的弧形结构，所述弧形件此侧面上设有柔性材料；

调整组件，其具有一个与所述弧形件远离外凸结构一侧连接的调整端，该调整端可驱动所述弧形件在水平面上做往返直线运动；

其中，所述调整组件设于所述中部支撑盘上或设于所述支撑座的顶端。

3.根据权利要求2所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述弧形件为弧形一侧的顶部和底部分别设有一个凹槽，两个所述凹槽内分别设有一个橡胶条。

4.根据权利要求2所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述调整组件包括：

滑块，一端设于所述弧形件上，所述滑块可横置于所述支撑座的顶部或所述中部支撑盘上；

调节柱，一端转动连接于所述滑块远离所述弧形件的一端上，所述调节柱上具有螺纹；

其中，所述支撑座的顶部和所述中部支撑盘上分别具有与所述调节柱匹配的螺纹孔。

5.根据权利要求4所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述滑块的中部具有一个通槽，具有一根螺杆穿过所述通槽与所述支撑座或中部支撑盘连接，所述滑块顶部设有一张锁止板，所述螺杆穿过所述锁止板。

6.根据权利要求1所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述底部支撑件的嵌入区内和所述顶部压板的按压区内均设有柔性垫片。

7.根据权利要求1所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，该工装还包括：

若干压件，通过支撑柱设于所述基座上，环所述底部支撑件外周分布，所述压件具有一个呈弧形内凹且处于水平面上的下压端，该下压端悬于所述底部支撑件的嵌入区上方。

8.根据权利要求7所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述支撑柱设于所述压件远离所述下压端的一端上，所述支撑杆上套设有弹簧，所述弹簧的端部与所述压件的底部接触。

9.根据权利要求1所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述基座还包括呈圆形的底座；

所述支撑座的底部与所述底座连接，所述底座与所述中部支撑盘之间通过若干支柱连接，所述顶部压板与所述支柱之间通过螺柱连接。

10.根据权利要求1所述的机匣类零件的装夹工装，其特征在于，

所述定位组件包括：

定位支撑，其底部固定设于所述基座上，其顶部具有一个导头；

其中，所述导头上具有一个设置在水平方向上的通孔，具有一个驱动杆可固定的和可滑动的设置在该通孔内，所述定位端设于所述驱动杆的一端上。

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