CN118809530A - 一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，包括角度调节组件以及支撑夹紧组件；角度调节组件包括升降台、球铰轴、端盖以及夹具基体；通过转动偏心轴带动圆滑块轴向移动，通过球铰调整夹具整体的支撑面与叶片之间的角度；支撑夹紧组件包括支撑盘、透光板、第一橡胶密封圈、第二橡胶密封圈、第一腔体、第二腔体、Q注胶口以及P气口，通过Q注胶口将液态的光固化胶注满第一腔体，光固化胶在紫外线灯的照射下由液体变成坚硬的固体，支撑夹具与叶片之间形成一个环状的支撑面，同时对P口进行抽真空，使第二腔体形成真空对叶片产生一个朝向支撑面的拉力，叶片处于自然状态被支撑夹紧，本发明提供了一种更精准、高效和安全的支撑方式。

Description

一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，特别适用于大型航空发动机叶片的加工，具体为一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具。

背景技术

大型螺旋桨的桨叶通常悬深长，整体刚性弱，在对叶身表面进行加工时，极易产生颤振，造成颤纹和接刀痕较大，这给后续提高叶身表面质量带来了很大的难题；因桨叶多为不可展复杂曲面，毛坯表面又凹凸不平，现有支撑夹具通常使用硬橡块支撑叶片，让橡胶产生一定的压缩后尽可能大的提高叶片与夹具间的接触面积，提高叶片的刚性，但这种结构一方面橡胶的预压变形会导致YP叶片自身产生较大变形，另一方面橡胶本身具有弹性很难给叶片提供一个良好的支撑强度。为了解决现有问题，本申请提供了一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，能够有效解决大型螺旋桨的支撑问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，包括角度调节组件以及支撑夹紧组件；

所述角度调节组件包括升降台、球铰轴、端盖以及夹具基体；所述升降台用于调整夹具整体的高度，所述球铰轴固定安装在所述升降台上，所述夹具基体位于所述球铰轴上端，且所述夹具基体内部的腔体内设有一圆滑块，所述圆滑块沿着腔体内部做直线滑动，所述夹具基体下端设有一端盖，所述端盖和圆滑块相同一端均呈球窝特征，与所述球铰轴上端的球头形成配合，所述夹具基体内设有一偏心轴，所述偏心轴横向穿插在所述夹具基体侧壁上，且所述偏心轴与所述圆滑块转动配合相连，通过转动所述偏心轴进而带动所述圆滑块沿着夹具基体内的腔体轴向移动，使用时通过球铰调整夹具整体的支撑面与叶片之间的角度，并通过所述升降台调整支撑夹具的高度；

所述支撑夹紧组件包括支撑盘、透光板、第一橡胶密封圈、第二橡胶密封圈、第一腔体、第二腔体、Q注胶口以及P气口，所述支撑盘位于所述夹具基体上端，所述透光板环绕位于所述夹具基体上端，所述支撑盘内部设有若干紫外线灯珠，所述紫外线灯珠环绕位于所述透光板下端，所述第一橡胶密封圈位于所述透光板外侧，所述第二橡胶密封圈位于所述透光板内侧，通过所述第一橡胶密封圈与第二橡胶密封圈相互配合，与叶片之间接触后形成第一腔体，通过所述第二橡胶密封圈与所述叶片之间接触后形成第二腔体，所述支撑盘上端一侧壁面设有Q注胶口，所述Q注胶口延伸贯通至所述第一腔体，所述夹具基体一侧壁面设有P气口，所述P气口向内延伸至所述夹具基体中心位置，并向上贯通至所述支撑盘上端中心位置，直至与第二腔体相互贯通，通过所述Q注胶口将液态的光固化胶注满所述第一腔体，并打开所述紫外线灯珠，光固化胶在紫外线灯的照射下由液体变成坚硬的固体，光固化胶固化后，支撑夹具与叶片之间形成一个环状的支撑面，使支撑夹具与叶片形成面接触，同时对P口进行抽真空，使第二腔体形成真空对叶片产生一个朝向支撑面的拉力，叶片处于自然状态被支撑夹紧。

优选的，所述端盖通过设有的若干第一螺钉固定在所述夹具基体下端表面上。

优选的，球铰轴、端盖、螺钉、夹具基体、圆滑块和偏心轴组成一个可自锁的球铰机构，转动偏心轴解除自锁，夹具基体可绕球铰轴在一定范围内摆动任意空间角度，通过转动所述偏心轴至一定角度后，使偏心轴推动所述圆滑块沿着所述夹具基体内的腔体向下移动，使圆滑块与球铰轴的球头压紧，进而产生自锁使球铰锁紧固定。

优选的，通过转动所述偏心轴，进而驱动所述圆滑块沿着夹具基体内的腔体向上移动，进而使所述圆滑块与球铰轴的球头压紧状态，解除自锁后，夹具基体绕球铰轴在一定范围内摆动任意空间角度。

优选的，所述偏心轴两侧分别设有第一轴用弹性挡圈与第二轴用弹性挡圈，通过所述第一轴用弹性挡圈与第二轴用弹性挡圈将所述偏心轴轴向固定在所述夹具基体上。

优选的，所述支撑盘通过设有的若干第二螺钉固定在所述夹具基体上端。

优选的，所述透光板采用有机玻璃或其他透光材料制作，其上安装有限位球头销。

优选的，所述支撑盘与所述夹具基体相互贴合面，且位于所述P气口通道外侧处设有一O型密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明提供了一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其夹具支撑面可在空间内调整支撑面的位置，能给叶片在支撑位形成一个面接触的刚性支撑的同时在支撑位给叶片提供一个沿支撑面法相，与支撑力相反的拉力，支撑力和拉力将稳定支撑在原有位置。

2、本发明通过球铰机构和升降台的设计，支撑夹具能在三维空间内灵活调整，使得支撑面与叶片之间能够达到理想的对接平行度和距离，由此大幅提高了支撑的精确性与可靠性。

3、本发明的支撑夹具在支撑叶片时，通过微调支撑盘和透光板与叶片之间的接触压力，结合密封圈的微变形来形成均匀的压力分布，避免了传统夹具可能造成的局部应力过高引起的叶片变形或损伤，且在整个夹紧和固化过程中，除了微小的密封圈变形之外，没有其他显著的外界力量作用于叶片，这有利于保持叶片的原始性质不受损害，增长使用寿命。

4、本发明的支撑夹具中安装的紫外线灯珠可以确保光固化胶在短时间内均匀且完全固化，从液态转变为固态后形成坚固的环形支撑面，进一步增强了夹具与叶片的牢固连接，使用紫外线光固化胶代替传统的化学粘合剂，不仅减少了对环境的污染，同时也减少了潜在的健康风险。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明支撑夹具的整体剖视图；

图中标号：00、升降台；01、球铰轴；02、端盖；03、第一螺钉；04、夹具基体；05、圆滑块；06、偏心轴；07、第一轴用弹性挡圈；08、第二轴用弹性挡圈；09、支撑盘；10、第二螺钉；11、紫外线灯珠；12、透光板；13、限位球头销；14、第二橡胶密封圈；15、O型密封圈；16、光固化胶；17、第一橡胶密封圈；18、第一腔体；19、第二腔体；20、Q注胶口；21、P气口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1所示，一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，包括角度调节组件以及支撑夹紧组件；

其中，角度调节组件包括升降台00、球铰轴01、端盖02以及夹具基体04；所述升降台00用于调整夹具整体的高度，所述球铰轴01固定安装在所述升降台00上，所述夹具基体04位于所述球铰轴01上端，且所述夹具基体04内部的腔体内设有一圆滑块05，所述圆滑块05沿着腔体内部做直线滑动，所述夹具基体04下端设有一端盖02，所述端盖02通过设有的若干第一螺钉03固定在所述夹具基体04下端表面上，所述端盖02和圆滑块05相同一端均呈球窝特征，与所述球铰轴01上端的球头形成配合，所述夹具基体04内设有一偏心轴06，所述偏心轴06横向穿插在所述夹具基体04侧壁上，所述偏心轴06两侧分别设有第一轴用弹性挡圈07与第二轴用弹性挡圈08，通过所述第一轴用弹性挡圈07与第二轴用弹性挡圈08将所述偏心轴06轴向固定在所述夹具基体04上，且所述偏心轴06与夹具基体04内部的圆滑块05转动配合相连，通过转动所述偏心轴06进而带动所述圆滑块05沿着夹具基体04内的腔体轴向移动，球铰轴01、端盖02、第一螺钉03、夹具基体04、圆滑块05和偏心轴06组成一个可自锁的球铰机构，通过转动所述偏心轴06至一定角度后，使偏心轴06推动所述圆滑块05沿着所述夹具基体04内的腔体向下移动，使圆滑块05与球铰轴01的球头压紧，进而产生自锁使球铰锁紧固定，通过转动所述偏心轴06，进而驱动所述圆滑块05沿着夹具基体04内的腔体向上移动，进而使所述圆滑块05与球铰轴01的球头压紧状态，解除自锁后，夹具基体04绕球铰轴01在一定范围内摆动任意空间角度，使用时通过球铰调整夹具整体的支撑面与叶片之间的角度，同时通过所述升降台00调整支撑夹具的高度；

其中，支撑夹紧组件包括支撑盘09、透光板12、第一橡胶密封圈17、第二橡胶密封圈14、第一腔体18、第二腔体19、Q注胶口20以及P气口21，所述支撑盘09位于所述夹具基体04上端，所述支撑盘09通过设有的若干第二螺钉10固定在所述夹具基体04上端，所述透光板12环绕位于所述夹具基体04上端，所述透光板12采用有机玻璃或其他透光材料制作，其上安装有限位球头销13，所述支撑盘09内部设有若干紫外线灯珠11，所述紫外线灯珠11环绕位于所述透光板12下端，所述第一橡胶密封圈17位于所述透光板12外侧，所述第二橡胶密封圈14位于所述透光板12内侧，通过所述第一橡胶密封圈17与第二橡胶密封圈14相互配合，与叶片之间接触后形成第一腔体18，通过所述第二橡胶密封圈14与所述叶片之间接触后形成第二腔体19，所述支撑盘09上端一侧壁面设有Q注胶口20，所述Q注胶口20延伸贯通至所述第一腔体18，所述夹具基体04一侧壁面设有P气口21，所述P气口21向内延伸至所述夹具基体04中心位置，并向上贯通至所述支撑盘09上端中心位置，直至与第二腔体19相互贯通，所述支撑盘09与所述夹具基体04相互贴合面，且位于所述P气口21通道外侧处设有一O型密封圈15，通过O型密封圈15对支撑盘09与夹具基体04之间的P气口21通道进行密封；通过所述Q注胶口20将液态的光固化胶16注满所述第一腔体18，并打开所述紫外线灯珠11，光固化胶16在紫外线灯的照射下由液体变成坚硬的固体，光固化胶16固化后，支撑夹具与叶片之间形成一个环状的支撑面，使支撑夹具与叶片形成面接触，同时对P气口21进行抽真空，使第二腔体19形成真空对叶片产生一个朝向支撑面的拉力，叶片处于自然状态被支撑夹紧。

具体使用时，通过球铰调整夹具支撑面与叶片YP之间的角度大致平行，通过升降台00调整夹具支撑夹具的高度，并通过偏心轴06控制圆滑块05的移动，进而调节夹具基体04的角度转动的自锁或解锁，使夹具基体04可绕球铰轴01在一定范围内摆动任意空间角度，接着使支撑夹具的第二橡胶密封圈14、第二橡胶密封圈14与叶片YP接触并微微变形，并形成密封状态的第一腔体18和第二腔体19，将光固化胶16通过Q注胶口20注满第一腔体18，打开紫外线灯珠11，光固化胶16在紫外线灯的照射下由液体变成坚硬的固体，光固化胶16固化后，支撑夹具与叶片YP之间形成一个环状的支撑面，使支撑夹具与叶片YP形成面接触，对P气口21进行抽真空，使第二腔体19形成真空对叶片YP产生一个朝向支撑面的拉力,至此叶片YP的一个支撑位支撑完成，叶片YP的整个支撑过程除了密封圈的密封变形对叶片YP产生外部应力外，无其他外部应力引入，叶片YP处于自然状态被支撑夹紧，需要说明的是在在对叶片进行支撑夹紧过程中，对叶片引入的外部应力较比现有支撑夹具的橡胶预压力很小，甚至可以忽略不计。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)

1.一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：包括角度调节组件以及支撑夹紧组件；

所述角度调节组件包括升降台、球铰轴、端盖以及夹具基体；所述升降台用于调整夹具整体的高度，所述球铰轴固定安装在所述升降台上，所述夹具基体位于所述球铰轴上端，且所述夹具基体内部的腔体内设有一圆滑块，所述圆滑块沿着腔体内部做直线滑动，所述夹具基体下端设有一端盖，所述端盖和圆滑块相同一端均呈球窝特征，与所述球铰轴上端的球头形成配合，所述夹具基体内设有一偏心轴，所述偏心轴横向穿插在所述夹具基体侧壁上，且所述偏心轴与所述圆滑块转动配合相连，通过转动所述偏心轴进而带动所述圆滑块沿着夹具基体内的腔体轴向移动，使用时通过球铰调整夹具整体的支撑面与叶片之间的角度；

所述支撑夹紧组件包括支撑盘、透光板、第一橡胶密封圈、第二橡胶密封圈、第一腔体、第二腔体、Q注胶口以及P气口，所述支撑盘位于所述夹具基体上端，所述透光板环绕位于所述夹具基体上端，所述支撑盘内部设有若干紫外线灯珠，所述紫外线灯珠环绕位于所述透光板下端，所述第一橡胶密封圈位于所述透光板外侧，所述第二橡胶密封圈位于所述透光板内侧，通过所述第一橡胶密封圈与第二橡胶密封圈相互配合，与叶片之间接触后形成第一腔体，通过所述第二橡胶密封圈与所述叶片之间接触后形成第二腔体，所述支撑盘上端一侧壁面设有Q注胶口，所述Q注胶口延伸贯通至所述第一腔体，所述夹具基体一侧壁面设有P气口，所述P气口向内延伸至所述夹具基体中心位置，并向上贯通至所述支撑盘上端中心位置，直至与第二腔体相互贯通，通过所述Q注胶口将液态的光固化胶注满所述第一腔体，并打开所述紫外线灯珠，光固化胶在紫外线灯的照射下由液体变成坚硬的固体，光固化胶固化后，支撑夹具与叶片之间形成一个环状的支撑面，使支撑夹具与叶片形成面接触，同时对P口进行抽真空，使第二腔体形成真空对叶片产生一个朝向支撑面的拉力，叶片处于自然状态被支撑夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：所述端盖通过设有的若干第一螺钉固定在所述夹具基体下端表面上。

3.根据权利要求1所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：通过转动所述偏心轴至一定角度后，使偏心轴推动所述圆滑块沿着所述夹具基体内的腔体向下移动，使圆滑块与球铰轴的球头压紧，进而产生自锁使球铰锁紧固定。

4.根据权利要求3所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：通过转动所述偏心轴，进而驱动所述圆滑块沿着夹具基体内的腔体向上移动，进而使所述圆滑块与球铰轴的球头压紧状态，解除自锁后，夹具基体绕球铰轴在一定范围内摆动任意空间角度。

5.根据权利要求4所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：所述偏心轴两侧分别设有第一轴用弹性挡圈与第二轴用弹性挡圈，通过所述第一轴用弹性挡圈与第二轴用弹性挡圈将所述偏心轴轴向固定在所述夹具基体上。

6.根据权利要求1所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：所述支撑盘通过设有的若干第二螺钉固定在所述夹具基体上端。

7.根据权利要求1所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：所述透光板采用有机玻璃或其他透光材料制作，其上安装有限位球头销。

8.根据权利要求1所述的一种半柔性空间紫外光固化树脂辅助支撑夹具，其特征在于：所述支撑盘与所述夹具基体相互贴合面，且位于所述P气口通道外侧处设有一O型密封圈。