CN207414716U - 一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：该辅助夹具是由压板、定位心轴和基座组成，所述定位心轴固定在基座上，压板位于定位心轴上方；所述压板是由斜板、支撑杆和水平板组成，在斜板向上倾斜的顶端面上设置有与斜板为一体结构的两个支撑杆，两个支撑杆分别位于斜板顶端面的两端，每个支撑杆上都固定有一个水平板，水平板上设置有固定孔；所述斜板中心位置设置有安装孔。它解决弱刚性支架零件的加工质量不稳定的问题，以便于后期应用于同类零件加工中，提高加工质量和效率。

Description

一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具

技术领域

本实用新型涉及一种支架零件机械加工夹具，特别是适用于铝合金材质的畸形、弱刚性支架零件的用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具，属于机械加工领域。

背景技术

随着现代高科技产品的发展，某些特殊场合下，对产品的轻量化要求也越来越高。由于对零件重量的要求日趋严格，零件结构在各个部位减重，壁厚薄厚不一，造成各类零件的结构日趋复杂，零件的刚性降低，变形趋势增大，给加工造成了极大的难度。而铝合金材料因其自身的性能特点，越来越多的应用于各类产品的结构零件中。支架零件就是其中最具代表性的典型畸形零件。

铝合金材质的畸形支架零件结构复杂，多采用精密铸造毛坯，铝合金材质的畸形支架零件形状多属于畸形状态，加工工艺性不强，主要表现在：结构单薄、复杂，装夹定位困难，容易产生装夹变形，难以保证技术要求；铝合金材质的畸形支架零件的壁厚不均匀，两侧支臂悬伸量大，造成零件整体刚性较差，尤其是悬伸的支臂处及壁厚较薄的孔径处，往往是工艺系统刚性的薄弱点，在加工过程中会产生很大的振动、变形，是影响加工质量的稳定性的重要因素，造成加工后的质量不能满足技术要求；同时毛坯铸造的热应力、加工中产生的加工应力，在加工后容易产生应力集中现象，引起零件较大的变形量，是影响加工质量的另一重要因素。

如何确定工艺方案、提高工艺系统的整体刚性、控制零件的变形和振动，采用 怎样的夹具及加工方法，进而保证加工质量是铝合金畸形、弱刚性支架零件加工的关键难点技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具，解决弱刚性支架零件的加工质量不稳定的问题，以便于后期应用于同类零件加工中，提高加工质量和效率。

本实用新型的技术方案是： 一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：该辅助夹具是由压板、定位心轴和基座组成，所述定位心轴固定在基座上，压板位于定位心轴上方；所述压板是由斜板、支撑杆和水平板组成，在斜板向上倾斜的顶端面上设置有与斜板为一体结构的两个支撑杆，两个支撑杆分别位于斜板顶端面的两端，每个支撑杆上都固定有一个水平板，水平板上设置有固定孔；所述斜板中心位置设置有安装孔。

所述基座上设置有装配孔，零件主基准面上的定向孔通过定位销与基座上装配孔装配。

所述两个支撑杆与基座的水平面垂直。

所述水平板上的固定孔用于安装辅助支撑压紧螺钉，通过辅助支撑压紧螺钉将零件辅助支撑固定在水平板上。

所述斜板上的安装孔用于安装基准面压紧螺钉，通过基准面压紧螺钉将零件固定在定位心轴上。

本实用新型优点是:结合零件结构和加工设备功能，本实用新型采用辅助夹具，避免了对零件的损伤，解决弱刚性支架零件的加工质量不稳定的问题，以便于后期应用于同类零件加工中，提高加工质量，有效提高加工效率30%。本实用新型压板由斜板、支撑杆和水平板组成，其中斜板向上倾斜的顶端面上设置有与斜板为一体结构的两个支撑杆，这种一体化的设计使用比较方便，便于操作。每个支撑杆上都固定有一个水平板便于对畸形支架零件的辅助支撑的固定，该夹具通过基准面压紧螺钉和辅助支撑压紧螺钉进行固定，好固定拆卸方便。

附图说明

下面结合实施例附图对本实用新型进一步说明，但不作为对本实用新型的限定：

图1是畸形支架零件的结构示意图（三维）；

图2a是带有辅助支撑的畸形支架零件的毛坯件的结构主视图；

图2b是带有辅助支撑的畸形支架零件的毛坯件的结构仰视图

图2c是带有辅助支撑的畸形支架零件的毛坯件的结构左视图；

图3a是用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具的结构主视图；

图3b是用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具的结构左视图；

图中：1、定向孔；2、基准孔；3、压紧工艺台；4、减振工艺台；5、支撑工艺台；6、主基准面；7、第二基准面；8、支臂；9、定位销；10、压板；11、基准面压紧螺钉；12、辅助支撑压紧螺钉；13、定位心轴；14、基座；15、零件；101、斜板；102、支撑杆；103、水平板。

具体实施方式

实施例1

一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：该辅助夹具是由压板10、定位心轴13和基座14组成，所述定位心轴13固定在基座14上，压板10位于定位心轴13上方；所述压板10是由斜板101、支撑杆102和水平板103组成，在斜板101向上倾斜的顶端面上设置有与斜板101为一体结构的两个支撑杆102，两个支撑杆102分别位于斜板101顶端面的两端，每个支撑杆102上都固定有一个水平板103，水平板103上设置有固定孔；所述斜板101中心位置设置有安装孔。

实施例2

如图3a和图3b所示，在实施例1的基础上，所述基座14上设置有装配孔，零件主基准面上的定向孔通过定位销9与基座14上装配孔装配。

所述两个支撑杆102与基座14的水平面垂直。

所述水平板103上的固定孔用于安装辅助支撑压紧螺钉12，通过辅助支撑压紧螺钉12将零件15辅助支撑固定在水平板103上。

所述斜板101上的安装孔用于安装基准面压紧螺钉11，通过基准面压紧螺钉11将零件固定在定位心轴13上。

使用方法如下：零件15安装在辅助夹具的定位心轴13上，同时定向销9与零件主基准面上对应的定向孔1装配，通过基准面压紧螺钉11，将压板10压紧在零件表面，零件支臂两侧的辅助支撑压紧螺钉12同时旋紧，压紧零件支臂两侧，并配以百分表检查零件的装夹变形。使用该辅助夹具后，零件刚性薄弱部位及易产生振动部位均采用辅助支撑，夹紧时需要注意掌握夹紧力大小，控制零件的装夹变形。

实施例3

如图1、图2a、图2b和图2c所示，一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的加工方法,至少包括如下步骤：

1）零件毛坯铸造：依照零件15技术要求，划分出精密加工表面和直接铸造成形表面；精密加工表面毛坯余量不大于1.5mm；根据零件结构，在零件毛坯不同部位设计辅助的支撑工艺凸台、装夹工艺凸台和减振工艺凸台，为后续加工提供支撑。所述零件毛坯不同部位设计辅助支撑的工艺凸台、装夹工艺凸台和减振工艺凸台的规则是：

所述支撑工艺凸台：压紧力作用点的零件部分处于悬空状态，在悬空部位与工作台平面之间设置支撑工艺凸台；

所述装夹工艺凸台：在零件外侧两竖直表面与工作台平面相交处，设置外凸的装夹工艺台；

所述减振工艺凸台：零件结构上存在开口状态的非整圆的孔或轴，而且需要加工时，在非整圆部位设置减震工艺凸台补齐整圆；

2）使用热处理技术，均化零件内部应力，控制后续加工过程中的变形量；具体为：加热到170-180℃后，保温4-5h，炉冷至150℃后，出炉空冷至室温。

3）喷砂：清理零件表面；

4）粗加工：具体步骤如下：

a)、以主基准面定位，偏差不大于0.2 mm；粗铣零件第二基准面；

b)、以粗加工的第二基准面定位，偏差不大于0.2 mm；粗铣零件主基准面。

5）半精加工：具体步骤如下：

a)、以粗加工主基准面定位，半精加工零件第二基准面；

b)、以半精加工的第二基准面定位，架百分表检查后数控半精加工主基准面和基准孔；

c)、 修整零件工艺凸台表面变形量，平面度不大于0.01mm。

6）精加工：具体步骤如下：

a)、以修整后的第二基准面定位，架百分表检查后数控精加工主基准面部位、基准孔和定向孔；

b)、采用辅助夹具装夹零件，以精加工后的主基准面定位，基准孔定心，定向孔定向，架百分表检查后数控精加工零件第二基准面及四侧各部位；

c)、去除工艺凸台，并精铣加工其余部位。

如图3a和图3b所示，所述辅助夹具是由、压板10、定位心轴13和基座14组成，所述定位心轴13固定在基座14上，压板10位于定位心轴13上方；所述压板10是由斜板101、支撑杆102和水平板103组成，在斜板101 向上倾斜的顶端面上设置有与斜板101为一体结构的两个支撑杆102，两个支撑杆102分别位于斜板101顶端面的两端，每个支撑杆102上都固定有一个水平板103，水平板103上设置有用于安装辅助支撑压紧螺钉12的固定孔；所述斜板101中心位置设置有用于安装基准面压紧螺钉11的安装孔。

所述基座14上设置有装配孔，零件主基准面上的定向孔通过定位销9与基座14上装配孔装配。

两个支撑杆102与基座14的水平面垂直。

所述步骤6）精加工时：粗加工后留精加工余量0.15mm； 刀具材料：选用金刚石刀具材料；刀具几何参数：前角5°～7°，后角2°～4°，刀具圆弧半径不大于0.1mm；切削参数：转速（100～120）r/min，进给量（0.03～0.05）mm/r，切削深度不大于0.15mm。

7）、精饰：清洗、底漆、打磨、外表漆。

实施例4

一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的加工方法包括如下步骤：

1、零件毛坯结构设计：依照技术要求，非配合表面直接铸造成形，精密加工表面毛坯余量不大于1.5mm；根据零件结构，在零件毛坯不同部位设计2处支撑工艺凸台5、2处压紧工艺凸台3、4处减振工艺凸台4。

2、热处理：对铸造毛坯进行时效处理，均化应力。加热到（170-180）℃后，保温（4-5）h，炉冷至150℃后，出炉空冷至室温。

3、喷砂：清理零件表面。

4、钳工划线，检查毛坯质量，分配加工余量，明确机械加工中所需基准线。

5、铣削：①、找正零件主基准面6基准线和第二基准面7加工线，偏差不大于0.2；②、压紧零件；③、粗铣零件第二基准面7。

6、铣削：①、以粗加工的第二基准面7定位，找正零件主基准面6加工线，偏差不大于0.2 mm；②、压紧零件底部2处压紧工艺凸台3，检查零件变形量并再次调整，压紧2处支撑工艺凸台5；③、粗铣零件主基准面6。

7、铣削：①、以粗加工主基准面6定位，找正零件第二基准面0.05mm，压紧零件；②、半精加工零件第二基准面7。

8、数控加工：①、以半精加工的第二基准面7定位，找正零件主基准面6，压紧零件底部2处压紧工艺凸台3、2处支撑工艺凸台5，在主基准面6上部背面辅助支撑，架百分表检查；半精加工主基准面序号6和基准孔2。

9、钳工：修整零件第二基准面7变形量，平面度不大于0.01mm。

10、数控加工：①、以修整后的第二基准面7定位，找正零件主基准面0.03mm，、压紧零件底部2处压紧工艺凸台3，压紧2处支撑工艺凸台5，在主基准面6上部背面辅助支撑，架百分表检查；②、精加工主基准面6、基准孔2和定向孔1。

11、数控加工：①、以精加工后的主基准面6定位，基准孔2定心，定向孔1定向，安装并压紧零件，支臂8两侧辅助支撑并压紧架百分表检查；②、精加工零件第二基准面7及四侧各部位。

12、铣削：去除工艺凸台，并加工其余部位。

13、钳工：修整零件外观及剩余部位的加工。

14、精饰：清洗、底漆、打磨、外表漆。

所述步骤1设计工艺凸台时，结合零件结构，从工艺方案的过程、技术要求考虑，设置必需的工艺凸台，提高刚性，控制装夹变形，减少加工中的振动，同时，在满足需求的基础上，简化结构。2处压紧工艺凸台3、2处支撑工艺凸台5用于装夹零件，减振工艺台4用来避免镗半圆孔时断续切削的冲击振动。

所述步10、步骤11中精加时：粗加工后留精加工余量0.15mm，刀具材料、几何角度及切削参数如下

①、刀具材料：选用金刚石刀具材料。

②、刀具几何参数：前角5°～7°，后角2°～4°，刀具圆弧半径不大于0.1mm。

③、切削参数：转速（100～120）r/min，进给量（0.03～0.05）mm/r，切削深度不大于0.15mm。

所述步骤11中零件装夹时，为了提高加工效率，同时控制装夹变形，设计辅助夹具（见图3a和图3b）。使用方法如下：零件安装在辅助夹具的定位心轴13上，同时定向销9与零件主基准面上对应的定向孔1装配，通过基准面压紧螺钉11，将压板10压紧在零件表面，零件支臂两侧的辅助支撑压紧螺钉12同时旋紧，压紧零件支臂两侧，并配以百分表检查零件的装夹变形。使用该辅助夹具后，零件刚性薄弱部位及易产生振动部位均采用辅助支撑，夹紧时需要注意掌握夹紧力大小，并安装百分表，控制零件的装夹变形。

本实用新型所涉及的零件均指的是材质为铝合金材料的畸形支架零件。本实施例没有详细叙述的部件和结构及工艺属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (5)

1.一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：该辅助夹具是由压板（10）、定位心轴（13）和基座（14）组成，所述定位心轴（13）固定在基座（14）上，压板（10）位于定位心轴（13）上方；所述压板（10）是由斜板（101）、支撑杆（102）和水平板（103）组成，在斜板（101）向上倾斜的顶端面上设置有与斜板（101）为一体结构的两个支撑杆（102），两个支撑杆（102）分别位于斜板（101）顶端面的两端，每个支撑杆（102）上都固定有一个水平板（103），水平板（103）上设置有固定孔；所述斜板（101）中心位置设置有安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：所述基座（14）上设置有装配孔，零件主基准面上的定向孔通过定位销（9）与基座（14）上装配孔装配。

3.根据权利要求1所述的一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：所述两个支撑杆（102）与基座（14）的水平面垂直。

4.根据权利要求1所述的一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：所述水平板（103）上的固定孔用于安装辅助支撑压紧螺钉（12），通过辅助支撑压紧螺钉（12）将零件辅助支撑固定在水平板（103）上。

5.根据权利要求1所述的一种用于材质为铝合金材料的畸形支架零件的辅助夹具,其特征是：所述斜板（101）上的安装孔用于安装基准面压紧螺钉（11），通过基准面压紧螺钉（11）将零件固定在定位心轴（13）上。