CN116117556A - 一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装及加工方法，属于机械加工技术领域，解决了采用现有的校形装置和装夹工装时，整体效率低的技术问题。该辅助工装包括承载件、压紧件和零件形变量补偿件；其中，所述承载件的外型面与零件的内型面适配；所述压紧件的内型面与零件外型面适配；零件装配时，压紧件、零件形变量补偿件、零件和承载件自上而下依次放置，并将零件的孔加工部位完全露出，通过压紧件、零件形变量补偿件和承载件实现零件的校形以及孔加工状态下的零件夹持固定。实现了对薄壁零件进行微校形且能够在装夹的过程中实现孔加工，提高了加工效率。

Description

一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装及加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装及加工方法。

背景技术

用于航空产品的零件为高温合金整流罩维形盖板，中间为空心结构，用于安装在航天器件上的外表面，以进行气流导流，使气流以一定角度通过航天器件表面。该零件外型面壁厚超薄，通常采用3D打印的方法制备该零件，但打印件多数存在两侧变形情况，且加工五轴孔时，存在零件被压伤风险。

如图6所示，现有的校形装置为通过粘接一根支撑杆支撑零件的两侧，该方法仅能够改变零件收口处的尺寸，无法保证零件的表面有效外形，甚至会造成更大的变形。

如图7所示，目前，加工过程中，对上述高温合金整流罩维形盖板装夹的工装，一般为压板和顶块对零件进行固定，顶块固定零件在工作台表面的移动，压板将零件压紧在工作台面上。由于每件零件的变形情况不同，顶块支撑位置需要根据零件调整，压板存在压紧力过大，导致零件产生变形的情况，且由于存在应力集中，即使在尖点位置垫有铜片，还是会对薄壁零件造成压伤。

综上，采用现有的校形装置和装夹工装时，整体效率低。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装及加工方法，如高温合金整流罩维形盖板的成型件，高温合金整流罩维形盖板成型后需要在其指定位置上加工五轴孔，用以解决采用现有的校形装置和装夹工装时，整体效率低的技术问题。

一方面，本发明实施例提供了一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装，包括承载件、压紧件和零件形变量补偿件；

其中，所述承载件的外型面与零件的内型面适配；所述压紧件的内型面与零件外型面适配；

零件装配时，压紧件、零件形变量补偿件、零件和承载件自上而下依次放置，并将零件的孔加工部位完全露出，通过压紧件、零件形变量补偿件和承载件实现零件的校形以及孔加工状态下的零件夹持固定。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述零件形变量补偿件为非刚性体，在其厚度方向上能够实现伸缩变形。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述压紧件的随型挤压力通过零件形变量补偿件传递至零件的外型面处，以对零件的挤压固定和校形。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述零件形变量补偿件的材质为海绵或橡胶垫。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述压紧件的内型面与零件的外型面之间设有间隙，该间隙d满足：

d＝0.8*H

其中，H为零件形变量补偿件的厚度，为2-3mm。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述零件形变量补偿件的最大形变量A满足：

A＝H*k

0.8<(1-k)*H<1.4

其中，H为零件形变量补偿件，为2-3mm；

k为零件形变量补偿件的最大压缩比。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述承载件的外型面上设有两个凸台，以对零件、压紧件支撑和定位。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述凸台包括承载面和配合面，所述承载面与零件的端部端面抵接，用于零件的支撑和定位；

所述配合面为与零件内型面端部配合的弧面，在所述压紧件挤压零件进行微校形时，所述零件内型面端部与配合面抵接。

基于上述辅助工装的进一步改进，所述凸台还包括压紧面，装夹零件时，所述压紧面与压紧件贴合，以支撑、定位压紧件。

一方面，本发明的实施例还提供了一种异型面薄壁类零件的加工方法，包括利用上述的辅助装置对零件进行装夹；

其中，将装夹零件的辅助工装至于机床上，对零件的五轴孔进行加工。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明通过压紧件、零件形变量补偿件及承载件对零件的内、外型面进行挤压，可对外型面微变形的零件进行随型校正，并能够实现在校型过程中或结束后，对零件进行装夹固定，能够实现在压紧件、零件形变量补偿件和承载件的夹持固定下，同步或即刻接着进行零件的五轴孔的加工，一方面能够降低零件因装夹受损的几率，另一方面也避免因卸载零件，再重新加载夹具带来的零件再次变形和/受损，同时提高了生产整体效率。

2、本发明利用承载件、压紧件和零件形变量补偿件即可实现对零件的装夹固定，便于找正加工，相比于抓夹找正，不仅克服了零件易变形的问题，同时找正时间由60min以上，降低至5min以下，找正效率提高了12倍以上。

3、零件形变量补偿件的内外型面分别贴合零件的外型面和压紧件的内型面，零件形变量补偿件在其厚度方向上受力变形，不仅能够实现对零件的挤压缓冲，以保护零件，同时，在零件形变量补偿件厚度方向上给予零件外型面形变量补偿，给予零件外型面变形空间，适应不同尺寸零件。

4、通过零件形变量补偿件将压紧件内型面产生的压紧力，随型传递至零件的外型面处，以对零件的外型面进行随型挤压，以此，可对外型面微变形的零件进行随型矫正。

5、本发明的承载件的两侧面为竖直面，以在加工时，以承载件的两侧面为加工基准面，可快速定位加工位置，以此，只需在机床上找正承载件即可，降低了抓夹找正时间，且不受场地限制。

6、对于零件的内型面变形较大的零件，且零件外型面变形较小，仅需要更换承载件；对于零件的内型面轻微变形，且零件外型面微变形，无需更换承载件和压紧件，以此，避免频繁设计更换压紧件和承载件，提高了整体加工效率。

7、利用装夹工装可用于零件型面检查，以减少机加变形，确保零件的完整性及加工准确性，大幅提高了生产效率，适用于异形面且薄壁的零件。

8、通过压紧件对零件的挤压，承载件对零件的内型面起到微校形作用，通过零件形变量补偿件能够适应零件的外型面变形量，以此避免因零件加工过程中产生的变形，导致配套的压紧件与零件不再适配，进而避免压坏零件，降低了零件加工误差对装夹过程的影响。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明中压紧件、零件、承载件及橡胶垫配合结构示意图；

图2为本发明中承载件结构示意图；

图3为本发明中零件结构示意图；

图4为本发明中压紧件结构示意图；

图5为本发明中橡胶垫结构示意图；

图6为现有技术中对零件的校型装置结构示意图；

图7为现有技术中对零件的装夹装置结构示意图。

附图标记：

1-压紧件；101-固定面；102-螺纹通孔；2-承载件；201-凸台；2011-承载面；2012-配合面；2013-压紧面；202-螺纹孔；203-加工基准面；3-橡胶垫；4-零件；401-待加工五轴孔位置；5-螺栓；6-压板；7-支撑杆；8-工作台。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

零件的保护是所有产品机加过程中必不可少的内容，对产品的后续使用至关重要，因为零件为薄壁件，一旦出现压伤情况，会影响零件的使用性能，压伤太严重甚至会造成零件无法使用，影响产品的交付周期。

某用于航空产品的零件为高温合金整流罩维形盖板，中间为空心结构，用于安装在航天器件上的外表面，以进行气流导流，使气流以一定角度通过航天器件表面。该零件壁厚为0.4mm，长度为370mm，零件外型面壁厚超薄，仅为0.4mm，通常采用3D打印的方法制备该零件，获得具有空间结构的零件，零件的空间点阵结构以实现气流导流，但打印件多数存在两侧变形情况，且加工五轴孔时，存在零件被压伤风险。

其中，利用螺栓在零件的五轴孔位置，将零件固定安装在航天器件上，因航天器件表面多数为异形面，零件安装在航天器件上时，五轴孔在空间范围内有一定角度，不能通过钻头简单的在一个方向对零件加工孔，孔的加工受限于零件本身结构，增加了加工难度，对零件的装夹要求更高。

此外，一般需要加工零件前后端面以及9个五轴孔，即在零件前后型面加工完成后，再加工零件的9个五轴孔，而零件加工孔的难度大，单边余量仅为1mm，一旦出现偏差就会造成孔漏的情况，因此在加工孔时，需要利用加工工装对零件进行装夹，但由于零件壁厚超薄，且零件的型面要求高，型面要求为±0.3mm，采用传统的装夹方式会对零件外型面造成压伤。

而现有的校形装置无法在孔加工时使用，即还需要单独设计装夹工装对零件进行装夹，影响生产整体效率。因此，为了提高对高温合金整流罩维形盖板的孔加工效率，亟需寻找一种能够实现对薄壁零件进行微校形且能够在装夹的过程中实现孔加工。

为解决上述问题，本发明提供了一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装，包括承载件2、压紧件1和形变量补偿件；

其中，承载件2的外型面与零件4的内型面适配；压紧件1的内型面与零件4外型面适配；

零件装配时，压紧件1、零件形变量补偿件、零件4和承载件2自上而下依次放置，并将零件4的孔加工部位完全露出，通过压紧件1、零件形变量补偿件和承载件2实现零件4的校形以及孔加工状态下的零件夹持固定。

其中，零件形变量补偿件为非刚性体，在其厚度方向上能够实现伸缩变形，避免压紧件1直接将零件4压紧在承载件2上而损坏零件4。

也就是说，零件形变量补偿件在受到压力时，会伸缩变形，在零件形变量补偿件覆盖的空间处，给予零件4外型面一定安置空间，且配合压紧件1，能够实现对零件4的挤压固定。

示例性的，如图1所示，零件形变量补偿件的材质为海绵或橡胶垫，其厚度为2-3mm，其内、外型面为规则型面，即平面，用于放置在压紧件1和零件4之间，压紧时，零件形变量补偿件的外型面与压紧件1接触，并受压紧件1挤压，其内型面在压紧件1挤压的作用下贴合在零件4外型面上，在此过程中，零件4外型面和压紧件1内型面的非规则端面共同挤压零件形变量补偿件，使其形变，此时，实现对零件形变量补偿件压紧塑形。

其中，针对零件4的外型面发生变形的情况，利用零件形变量补偿件对零件4的形变量进行补偿，给予零件4外型面一定形变空间，且配合压紧件1，能够实现对零件微校形。

也就是说，在零件4外型面发生变形时，零件4的外型面与压紧件1的内型面不适配，存在压伤零件4的风险，此时，利用放置在压紧件1和零件4之间的零件形变量补偿件来补偿零件的形变量。

其中，在压紧件1和零件4之间设有用于放置零件形变量补偿件的间隙，示例性的，该压紧件1与零件4之间的间隙为1-3mm，零件4的外型面的变形部位挤压零件形变量补偿件，使零件形变量补偿件在其厚度方向伸缩，即在零件形变量补偿件覆盖的空间处，给予零件4外型面一定形变空间，此时，压紧件1仍能实现对零件4的挤压固定，即将压紧件1的随型挤压力通过零件形变量补偿件传递至零件4的外型面处，以此实现对零件4的挤压固定和校形。

其中，压紧件1的内型面为零件4外型面的随型结构，因此，压紧件1挤压零件形变量补偿件，该压紧力传递至零件4表面，在与承载件2的配合下，实现对零件4的微校形。

在一种可能的实施方式中，零件形变量补偿件为橡胶垫3，示例性的，如图5所示，橡胶垫3采用航空橡胶板剪裁而成，压缩比为45％，也就是说，对于厚度为2-3mm的橡胶垫3来说，其在厚度方向上的形变量最大为0.9-1.35mm，即橡胶垫3在其厚度方向上对零件4的形变补偿量最大为0.9-1.35mm，此时，橡胶垫3厚度为1.1-1.75mm，以在缓冲压紧力的同时，能够将压紧件1内型面产生的压紧力，随型传递至零件4的外型面处。

与现有技术相比，本发明通过压紧件1、零件形变量补偿件及承载件2对零件4的内、外型面进行挤压，可对外型面微变形的零件4进行随型校正，并能够实现在校型过程中或结束后，对零件4进行装夹固定，能够实现在压紧件1、零件形变量补偿件和承载件2的夹持固定下，同步或即刻接着进行零件4的五轴孔的加工，一方面能够降低零件4因装夹受损的几率，另一方面也避免因卸载零件4，再重新加载夹具带来的零件再次变形和/受损，同时提高了生产整体效率。

其中，压紧件1、零件形变量补偿件、零件4及承载件2在竖直方向上依次装配，零件4的类弧形面的凸面向上；分别以压紧件1、零件形变量补偿件、零件4及承载件2的上端面分别为其外型面，分别以压紧件1、零件形变量补偿件、零件4及承载件2的下端面分别为其内型面。

具体的，如图2所示，承载件2作为承载端，其外型面包括与零件4内型面随型的类弧段，及与压紧件1端部贴合的两处平面段，以用于支撑零件4、零件形变量补偿件及压紧件1。

进一步的，在类弧段的弧面长度方向上，两处平面段对称的分布在类弧段的两端，以便于将压紧件1紧固在承载件2上。

进一步的，在承载件2的两侧设有加工基准面203，以在零件4孔加工时，将加工基准转移至承载件2上，提高找正效率。

具体的，承载件2的内、外型面上、下分布，以垂直于内、外型面的两个侧面为加工基准面203，以提高对零件4找正效率。

其中，承载件2竖直放置时，两个加工基准面203为竖直面。

进一步的，在承载件2的两处平面段处，分别设有一个凸台201，以实现对零件4、压紧件1的支撑和定位。

进一步的，凸台201包括承载面2011和配合面2012，承载面2011和配合面2012相交，且承载面2011与配合面2012之间的夹角为锐角，以实现对零件4的支撑和定位，及克服零件4内部应力分布不均的影响。

具体的，将零件4放置在承载件2上后，承载面2011与零件4的端部端面抵接，用于零件4的支撑和定位，配合面2012为与零件4内型面端部配合的弧面，以此，在压紧件1挤压零件4进行微校形时，零件4内型面端部与配合面2012抵接，通过配合面的弧面来降低该挤压力对零件4内部应力分布的影响，降低零件4损伤的风险。

其中，因零件4本身质量分布不均，造成零件4内部应力分布不均，导致类弧型状的零件4存在变形的风险，因此，在压紧件1挤压零件4进行微校形时，利用承载面2011和配合面2012对零件4进行支撑和定位，克服了零件4内部应力分布不均的影响。

其中，零件4内型面端部为类弧形状，装配时，其与配合面2012贴合。

进一步的，凸台201还包括压紧面2013，装配时，该压紧面2013与压紧件1贴合，用以支撑、定位压紧件1。

其中，压紧面2013分别与承载面2011和配合面2012相交。

进一步的，将零件4贴合在承载件2的外型面上时，承载件2的外型面在宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

具体的，如图3-4所示，压紧件1作为紧固端，其内型面包括与零件4外型面随型的类弧段，及分别与承载件2的两处压紧面贴合的固定面101，装配时，通过橡胶垫3将随型挤压力传递至零件4的外型面，以对零件4进行紧固、微校形。

进一步的，在压紧件1的两个固定面101上分别设有螺纹通孔102，在承载件2的压紧面2013上开设有相应的螺纹孔203，装配时，螺纹通孔102和螺纹孔203的中轴线重合，以实现对压紧件1的定位。

其中，螺纹通孔102的中轴线垂直于固定面101，在压紧件1的外型面处，对应于固定面101的位置，该位置处的外型面与固定面101平行，装配时，通过螺栓与螺纹通孔102和螺纹孔203的配合，实现压紧件1和承载件2的紧固连接。

进一步的，压紧件1压紧在零件4的外型面上时，在压紧件1宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

进一步的，将压紧件1、零件4安置在承载件2上后，压紧件1和零件4之间设有间隙，用以放置零件形变量补偿件。

其中，压紧件1的内型面与零件4的外型面之间的间隙d满足：

d＝0.8*H

其中，H为零件形变量补偿件的厚度。

示例性的，H为2-3mm，此时，d为1.6-2.4mm。

以此，在零件4未变形的情况下，零件形变量补偿件在其厚度方向上压缩，以将压紧件1的内型面的挤压力，随型传递至零件4的外型面处，实现对零件4的挤压定位。

具体的，零件形变量补偿件放置在零件4和压紧件1之间，零件形变量补偿件在其厚度方向上伸缩，以给予零件4外型面足够的变形空间，同时可传递压紧件1的压紧力，实现对零件4微校形。

其中，零件形变量补偿件厚度选择满足：装夹零件4时，在零件4未变形的情况下，零件形变量补偿件能够将压紧件1的内型面的挤压力，随型传递至零件4的外型面处，避免因零件形变量补偿件厚度过大，导致压紧件1的内型面传递的压紧力无法随型传递至零件4的外端面处，影响对零件4的固定效果；也用于避免因零件形变量补偿件的厚度过小，影响对零件4的缓冲效果，以及无法给予零件4外型面足够的变形空间。

其中，零件形变量补偿件的最大形变量A满足：

A＝H*k

0.8<(1-k)*H<1.4

其中，H为零件形变量补偿件厚度；

k为零件形变量补偿件的最大压缩比。

示例性的，H为2mm，此时，k为0.3-0.6，A为0.6-1.2mm。

以此，装夹零件4时，零件4的外型面变形且零件形变量补偿件的形变量为最大值时，此时，零件4的形变量与零件形变量补偿件的最大形变量相同，即零件形变量补偿件能够给予零件4的外型面的最大变形空间，与零件4外型面的形变量相同；

以及，压缩后的零件形变量补偿件厚度，不仅能够满足将压紧件1的内型面的压紧力随型传递至零件4的外型面处，而且能够满足对零件4外型面的缓冲要求，避免压伤零件4，同时可给予变形零件4的外型面以矫正；

以及，通过对零件4外型面的挤压，能够将零件4轻微变形的内型面挤压在承载件2的外型面上，进而实现对零件4内型面的矫正。

进一步的，零件形变量补偿件的宽度大于压紧件1的宽度，且零件形变量补偿件压紧在零件4外型面上时，在零件形变量补偿件的宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

示例性的，零件形变量补偿件的宽度比压紧件1的宽度大2-4mm。

另外，本发明还提供了一种异型面薄壁类零件的加工方法，包括利用上述辅助工装对零件进行加工。

具体的，首先将零件4放置在承载件2上，然后依次放置零件形变量补偿件和压紧件1，并利用螺栓将压紧件1与承载件2紧固连接。

其中，在对零件4的内、外型面加工成型后，再进行零件4上五轴孔的加工，加工五轴孔时，利用承载件2、压紧件1和零件形变量补偿件装夹零件4，以便于加工。

其中，在不放置零件形变量补偿件时，零件4的外型面与压紧件1的内型面之间设有间隙，放置零件形变量补偿件时，理论上，零件形变量补偿件的内、外型面分别与零件4的外型面和压紧件1的内型面贴合，此时，零件形变量补偿件通过压紧件1的挤压，其内、外型面为随型结构。

而一般3D打印出的零件4外型面可能存在变形，对于零件外型面满足型面要求为±0.8mm的微变形的零件，此时，零件形变量补偿件将压紧件1内型面产生的压紧力，随型传递至零件4的外型面处，实现对零件4的随型矫正。

其中，对于零件外形面满足型面要求为±0.3mm的轻微变形的零件4，或对于不同的零件，该零件4的外型面变形不大，利用零件形变量补偿件在厚度方向的伸缩，补偿零件4的外型面形变量值，实现采用同一个压紧件1对多个不同的零件4进行装夹固定。

其中，对于零件4的内型面变形较大的零件4，且零件4外型面变形较小，仅需要更换承载件2；对于零件4的内型面轻微变形，且零件4外型面微变形，无需更换承载件2和压紧件1，以此，避免频繁设计更换压紧件1和承载件2，提高了整体加工效率。

其中，型面变形为±0.3mm为轻微变形，型面变形为±0.8mm为微变形。

与现有技术相比，本发明利用承载件2、压紧件1和零件形变量补偿件即可实现对零件4的装夹固定，便于找正加工，相比于抓夹找正，不仅克服了零件易变形的问题，同时找正时间由60min以上，降低至5min以下，找正效率提高了12倍以上。

零件形变量补偿件的内外型面分别贴合零件4的外型面和压紧件1的内型面，零件形变量补偿件在其厚度方向上受力变形，不仅能够实现对零件4的挤压缓冲，以保护零件4，同时，在零件形变量补偿件厚度方向上给予零件外型面形变量补偿，给予零件外型面变形空间，适应不同尺寸零件4。

通过零件形变量补偿件将压紧件1内型面产生的压紧力，随型传递至零件4的外型面处，以对零件4的外型面进行随型挤压，以此，可对外型面微变形的零件4进行随型矫正。

加工时，以承载件2的两侧面为加工基准面203，可快速定位加工位置，以此，只需在机床上找正承载件2即可，降低了抓夹找正时间，且不受场地限制。

对于零件4的内型面变形较大的零件4，且零件4外型面变形较小，仅需要更换承载件2；对于零件4的内型面轻微变形，且零件4外型面微变形，无需更换承载件2和压紧件1，以此，避免频繁设计更换压紧件1和承载件2，提高了整体加工效率。

通过压紧件1对零件4的挤压，承载件2对零件4的内型面起到微校形作用，通过零件形变量补偿件能够适应零件4的外型面变形量，以此避免因零件4加工过程中产生的变形，导致配套的压紧件1与零件4不再适配，进而避免压坏零件4，降低了零件4加工误差对装夹过程的影响。

实施例1

一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装，包括承载件2、压紧件1和橡胶垫3；

其中，零件装配时，压紧件1、橡胶垫3、零件4及承载件2自上而下依次放置，并将零件4的孔加工部位完全露出，,零件4的类弧形面的凸面向上，通过压紧件1、橡胶垫3和承载件2实现零件4的校形以及孔加工状态下的零件夹持固定。

具体的，承载件2作为承载端，其外型面包括与零件4内型面随型的类弧段，及与压紧件1端部贴合的两处平面段；其中，在类弧段的弧面长度方向上，两处平面段对称的分布在类弧段的两端，以便于将压紧件1紧固在承载件2上。

其中，在承载件2的两侧设有加工基准面203，以在零件孔加工时，将加工基准转移至承载件2上；具体的，承载件2的内、外型面上下分布，以垂直于内、外型面的两个侧面为加工基准面203，来提高对零件4找正效率。

其中，承载件2竖直放置时，两个加工基准面203为竖直面。

其中，在承载件2的两处平面段处，分别设有一个凸台201，以实现对零件4、压紧件1的支撑和定位。具体的，凸台201包括承载面2011和配合面2012，承载面2011和配合面2012相交，且承载面2011与配合面2012之间的夹角为锐角。

其中，将零件4放置在承载件1上后，承载面2011与零件4的端部端面抵接，用于零件4的支撑和定位，配合面2012为与零件4内型面端部配合的弧面，以此，在压紧件1挤压零件4进行微校形时，零件4内型面端部挤压配合面2012。

其中，凸台201还包括压紧面2013，压紧面2013分别与承载面2011和配合面2012相交。装配时，该压紧面2013与压紧件1贴合，用以支撑、定位压紧件1。

其中，将零件4贴合在承载件2的外型面上时，承载件2的外型面在宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

其中，承载件2的内型面为平面状，用于安装在机床上，承载件2的外型面位于内型面的上方，用于承载零件4，在装夹零件4后，以零件4的外型面作为初始加工点位所在的面，以便于对零件4的五轴孔进行加工。

具体的，压紧件1作为紧固端，其内型面包括与零件外型面随型的类弧段，及分别与承载件2的两处压紧面贴合的固定面101，装配时，通过橡胶垫3将随型挤压力传递至零件4的外型面，以对零件4进行紧固、微校形。

其中，在压紧件1的两个固定面上分别设有螺纹通孔102，在承载件2的压紧面上开设有相应的螺纹孔202，装配时，螺纹通孔102和螺纹孔202的中轴线重合，以实现对压紧件1的定位。

其中，螺纹通孔102的中轴线垂直于固定面101，在压紧件1的外型面处，对应于固定面101的位置，该位置处的外型面与固定面101平行，装配时，通过螺栓与螺纹通孔102和螺纹孔202的配合，实现压紧件1和承载件2的紧固连接。

其中，压紧件1压紧在零件4的外型面上时，在压紧件1宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

其中，位于承载件2和压紧件1之间设有橡胶垫3，安装时，橡胶垫3位于压紧件1和零件4之间。

具体的，压紧件1与零件4之间的间隙d为1.6mm，橡胶垫2的厚度H为2mm，其内、外型面为规则型面，即平面，用于放置在压紧件1和零件4之间，压紧时，橡胶垫3的外型面与压紧件1接触，并受压紧件1挤压，其内型面在压紧件1挤压的作用下贴合在零件4外型面上，在此过程中，零件4外型面和压紧件1内型面的非规则端面挤压橡胶垫3，使其形变，此时，实现对橡胶垫3压紧塑形。

其中，橡胶垫3采用航空橡胶板剪裁而成，最大压缩比k为0.45，对于厚度H为2mm的橡胶垫3来说，其在厚度方向上的最大形变量A为0.9mm，此时，变形后的橡胶垫3的厚度为1.1mm，以在缓冲压紧力的同时，能够将压紧件1内型面产生的压紧力，随型传递至零件4的外型面处。

其中，橡胶垫3的宽度大于压紧件1的宽度，且橡胶垫3压紧在零件4外型面上时，在橡胶垫3的宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

具体的，橡胶垫3的宽度比压紧件1的宽度大4mm，装夹时，将橡胶垫3与压紧件1的宽度中心对齐，找正橡胶垫3的位置，使得橡胶垫3的中心与零件4的中心重合，此时，五轴孔的加工点位与橡胶垫3之间的间隙为5mm，五轴孔的加工点位与零件4端部之间的间隙为1mm。

实施例2

一种异型面薄壁类零件的加工方法，包括：

步骤1：获取零件的标准尺寸信息；

具体的，零件4的尺寸信息包括零件4内型面形状、零件4外型面形状、零件4的两端处形状、厚度、长度及待加工五轴孔位置401等。

其中，零件4的厚度为0.4mm、长度为370mm；

其中，待加工五轴孔位置401基于加工设计要求确定；

其中，通过三维扫描零件4，获取零件4的三维模型，从三维模型中获取的零件4的尺寸信息。

其中，该零件4为标准件，基于此，获取该类型零件的尺寸信息。

步骤2：基于获取的零件的尺寸信息，设计辅助工装；

具体的，辅助工装包括承载件2、压紧件1及橡胶垫3。

其中，承载件2的外型面与零件4的内型面适配，用于承载零件4；承载件2的内型面为平面，用于安装在机床上；装夹时，零件4的内型面贴合在承载件2的外型面上。

其中，承载件2的外型面与零件4的内型面的型面轮廓度要求为±0.07mm。

其中，承载件2作为承载端，其外型面包括与零件4内型面随型的类弧段，及与压紧件1端部贴合的两处平面段；其中，在类弧段的弧面长度方向上，两处平面段对称的分布在类弧段的两端。

其中，承载件2的内、外型面上下分布，以垂直于内、外型面的两个侧面为加工基准面203，以在零件孔加工时，将加工基准转移至承载件2上。

其中，承载件2竖直放置时，两个加工基准面203为竖直面。

其中，在承载件2的两处平面段处，分别设有一个凸台201，凸台201包括承载面2011和配合面2012，承载面2011和配合面2012相交，且承载面2011与配合面2012之间的夹角为锐角。

其中，将零件4放置在承载件2上后，承载面2011与零件4的端部端面抵接，用于零件4的支撑和定位，配合面2012为与零件4内型面端部配合的弧面，以此，在压紧件1挤压零件4进行微校形时，零件4内型面端部挤压配合面。

其中，零件4内型面端部为类弧形状，装配时，其与配合面2012贴合。

其中，凸台201还包括压紧面2013，压紧面2013分别与承载面2011和配合面2012相交。装配时，该压紧面2013与压紧件1贴合，用以支撑、定位压紧件1。

其中，将零件4贴合在承载件2的外型面上时，承载件2的外型面在宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

其中，压紧件1的厚度为5mm，材料为5A06。

其中，压紧件1的内型面与零件4的外型面的型面轮廓度要求为±0.2mm。

其中，压紧件1作为紧固端，其内型面包括与零件4外型面随型的类弧段，及分别与承载件1的两处压紧面贴合的固定面101，装配时，通过橡胶垫3将随型挤压力传递至零件4的外型面，以对零件4进行紧固、微校形。

其中，在压紧件1的两个固定面上分别设有螺纹通孔102，在承载件2的压紧面上开设有相应的螺纹孔202，装配时，螺纹通孔102和螺纹孔202的中轴线重合，以实现对压紧件1的定位。

其中，螺纹通孔102的中轴线垂直于固定面，在压紧件1的外型面处，对应于固定面101的位置，该位置处的外型面与固定面101平行，装配时，通过螺栓与螺纹通孔102和螺纹孔202的配合，实现压紧件1和承载件2的紧固连接。

其中，压紧件1压紧在零件4的外型面上时，在压紧件1宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

其中，橡胶垫3位于承载件2和压紧件1之间，安装时，橡胶垫3位于压紧件1和零件4之间。

其中，压紧件1与零件4之间的间隙d为1.6mm，橡胶垫3的厚度H为2mm，橡胶垫3采用航空橡胶板剪裁而成，最大压缩比k为0.45，对于厚度H为2mm的橡胶垫3来说，其在厚度方向上的最大形变量A为0.9mm，此时，变形后的橡胶垫的厚度为1.1mm，以在缓冲压紧力的同时，能够将压紧件1内型面产生的压紧力，随型传递至零件4的外型面处。

其中，橡胶垫3的宽度比压紧件1的宽度大4mm，且橡胶垫3压紧在零件4外型面上时，在橡胶垫3的宽度方向上避开待加工五轴孔位置401，以避免影响五轴孔的加工。

步骤3：对待加工零件进行检测，获取零件型面变形数据；

具体的，将零件4放置在承载件2的外型面上，通过塞尺测量贴合面的间隙，来判定零件4的内型面变形量；将零件4的外型面放置在压紧件1上，此时零件4位于压紧件1的上端，通过塞尺测量贴合面的间隙，来判定零件4的外型面变形量。

其中，零件内型面或外型面形变量在±0.8mm内，为符合使用要求的零件，对该零件继续进行校形、孔加工工序。

步骤4：对于型变量在±0.8mm内的零件进行装夹及微校形；

具体的，包括：

S401：将零件4贴合在承载件2的外型面上，对零件4进行找正；

其中，将零件4放置在承载件2上后，承载面2011与零件4的端部端面抵接，用于零件4的支撑和定位，配合面2012为与零件4内型面端部配合的弧面，以此，在压紧件1挤压零件4进行微校形时，零件4内型面端部挤压配合面。

S402：依次安装橡胶垫3和压紧件1，并对橡胶垫3和压紧件1进行找正；

其中，橡胶垫3与压紧件1的宽度中心对齐后，找正橡胶垫3的位置，使得橡胶垫3的中心与零件4的中心重合，即利用压紧件1将橡胶垫3压紧贴合在零件4的外型面上时，在橡胶垫3的长度方向上，橡胶垫3的两端与零件4的两端平齐。

其中，压紧件1的固定面贴合在承载件的压紧面上，使得压紧件上的螺纹通孔102与承载件2上的螺纹孔202对齐，以此实现对压紧件1的找正。

S403：将压紧件紧固在承载件上。

其中，通过螺栓与螺纹通孔102和螺纹孔202的配合，实现压紧件1和承载件2的紧固连接，以此，带动压紧件朝向零件挤压，进而带动橡胶垫3朝向零件4挤压，以实现对零件的装夹和校形。

其中，压紧件1具有一定强度和厚度，以在压紧橡胶垫3的过程中，确保不会变形。

步骤5：将辅助工装安装在机床上，对零件的五轴孔进行加工；

具体的，承载件2的内型面安装在机床上，利用设置在机床上的加工装置对装夹后的零件4进行五轴孔加工。

其中，加工装置包括钻头，以利用钻头在零件4上进行五轴孔加工。

其中，对于零件内型面变形较大的零件4，且零件4外型面变形较小，仅需要更换承载件2；对于零件4的内型面轻微变形，且零件外型面微变形，无需更换承载件2和压紧件1。

其中，在对零件4的内、外型面加工成型后，再进行零件4上五轴孔的加工，加工五轴孔时，利用承载件2、压紧件1和橡胶垫3装夹零件4，以便于加工。

其中，型面变形为±0.3mm为轻微变形，型面变形为±0.8mm为微变形。

利用上述方法对#01-#05件零件进行加工，找正时间均缩短至5min以下，而采用传统的加工方法对#06-#10件零件进行加工，抓夹找正时间均大于60分钟，且零件易变性，可见，本申请能够显著提高装夹找正效率，至少提高了12倍，且能够有效避免加工零件的变形。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异型面薄壁类零件的校形与孔加工的辅助工装，其特征在于：包括承载件、压紧件和零件形变量补偿件；

其中，所述承载件的外型面与零件的内型面适配；所述压紧件的内型面与零件外型面适配；

零件装配时，压紧件、零件形变量补偿件、零件和承载件自上而下依次放置，并将零件的孔加工部位完全露出，通过压紧件、零件形变量补偿件和承载件实现零件的校形以及孔加工状态下的零件夹持固定。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述零件形变量补偿件为非刚性体，在其厚度方向上能够实现伸缩变形。

3.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述压紧件的随型挤压力通过零件形变量补偿件传递至零件的外型面处，以对零件的挤压固定和校形。

4.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述零件形变量补偿件的材质为海绵或橡胶垫。

5.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述压紧件的内型面与零件的外型面之间设有间隙，该间隙d满足：

d＝0.8*H

其中，H为零件形变量补偿件的厚度，为2-3mm。

6.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述零件形变量补偿件的最大形变量A满足：

A＝H*k

0.8<(1-k)*H<1.4

其中，H为零件形变量补偿件，为2-3mm；

k为零件形变量补偿件的最大压缩比。

7.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于：所述承载件的外型面上设有两个凸台，以对零件、压紧件支撑和定位。

8.根据权利要求7所述的辅助装置，其特征在于：所述凸台包括承载面和配合面，所述承载面与零件的端部端面抵接，用于零件的支撑和定位；

所述配合面为与零件内型面端部配合的弧面，在所述压紧件挤压零件进行微校形时，所述零件内型面端部与配合面抵接。

9.根据权利要求8所述的辅助装置，其特征在于：所述凸台还包括压紧面，装夹零件时，所述压紧面与压紧件贴合，以支撑、定位压紧件。

10.一种异型面薄壁类零件的加工方法，其特征在于：包括利用权利要求1-9中任一项所述的辅助装置对零件进行装夹；

其中，将装夹零件的辅助工装至于机床上，对零件的五轴孔进行加工。

Images