CN208680988U - 一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，包括顶板、底板和固体模拟件，固体模拟件位于被加工件所围成的中空区域，且固体模拟件与被加工件的中空区域内腔形状相适配，顶板和底板分别位于被加工件的上下两端，且顶板和底板可夹紧被加工件。本实用新型通过设置固体模拟件作为被加工件的内芯，使得被加工件处于实心状态下进行加工，进一步，在被加工件的上下端设置顶板和底板，从而将被加工件夹紧，保证被加工件的上下端分别与两个板贴平，保证被加工件加工完后的垂直度要求，这样形成一个牢固的整体后再装夹到机床上进行外圆尺寸加工，从而减少薄壁结构的变形，保证加工完成后的尺寸与正式使用时要求的尺寸一致，实现高精度要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空航天技术领域，特别是一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具。
背景技术
目前的航空航天产品零件突出表现为多品种、小批量、工艺过程复杂，并且广泛采用整体薄壁结构和难加工材料，因此制造过程中普遍存在制造周期长、材料切除量大、加工效率低以及加工变形严重等瓶颈。在航空航天产品上，特别是弹载平台上各个组成部分中有很多圆形结构的铝合金零件。这些零件作为主要的安装、连接、承力零件，其零件上部分尺寸精度要求非常高。同时要求其尺寸稳定，变形小，对该类零件的机械加工提出很高的要求。
为了提高复杂异形产品的加工效率和加工精度，工艺人员一直在寻求更为高效精密的加工工艺方法。比如现在常用的工艺方法有零件粗加工后进行热处理或自然时效，去除粗加工留下的残余应力；加工工序由粗加工、精加工改为粗加工、半精加工、精加工，尽可能的减少加工应力带来的零件变形，影响成品尺寸精度。但传统的加工理念已不能满足人们对加工速度、效率和精度的要求了。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，包括顶板、底板和固体模拟件，所述固体模拟件位于被加工件所围成的中空区域，且所述固体模拟件与所述被加工件的中空区域内腔形状相适配，所述顶板和底板分别位于所述被加工件的上下两端，且所述顶板和底板可夹紧所述被加工件。
本实用新型特别适用于航空航天技术领域飞行器等产品上的圆形、复杂异形、高精度要求的薄壁铝合金零件加工。由于飞行器外形大多是回转体结构(如圆形结构)，导致其内部零件为了适应这种形状且最大程度利用其有效空间，大部分的金属结构支撑件也都是圆形，并且为了满足小型化、轻量化、高密度集成的产品要求，这些金属件都呈现出整体形状异形、壁厚薄、配合尺寸精度要求高等特点。这类零件在机械加工中往往都存在材料去除量大，粗加工后零件内部残余应力难以消除，精加工完成后零件很多薄壁结构处变形严重的问题，因此按照普通的工艺手段加工零件已不能满足零件的精度要求。本实用新型就很好地解决了此问题，本实用新型在充分利用现在自动加工机床的高精度、高效率、多功能复合的优势下，配合相应的工装夹具来优化加工工艺方法，从而满足航空航天产品中高精度、复杂异形薄壁铝合金零件的加工精度要求。
在加工高精度尺寸要求的被加工件时，首先分析被加工件的最终使用情况，了解被加工件的装配安装方式，充分利用被加工件的使用功能，制作一个与被加工件有装配关系的固体模拟件作为工装夹具，将夹具和被加工件同时放到机床上进行加工，这样加工完成后的尺寸与正式使用时要求的尺寸能保证一致，理论上该方法可以保证零件的所有高精度尺寸要求。
被加工件一般为圆形薄壁结构，那么其侧壁会围绕形成一个中空区域，本实用新型通过设置固体模拟件作为被加工件的内芯，固体模拟件与所述被加工件的中空区域内腔形状相适配，固体模拟件可以填满中空区域，使得被加工件处于实心状态下进行加工，进一步，在被加工件的上下端设置顶板和底板，从而将被加工件夹紧，保证被加工件的上下端分别与两个板贴平，保证被加工件加工完后的垂直度要求。这样形成一个牢固的整体后再装夹到机床上进行外圆尺寸加工，从而减少薄壁结构的变形，保证加工完成后的尺寸与正式使用时要求的尺寸一致，实现高精度要求。
本实用新型所述的固体模拟件，是指固体形式的填充件，其区别于某些液体形式的填充件，进一步的，其与被加工件具有装配关系，可以模拟被加工件的使用状态，故称之为固体模拟件。作为本实用新型的优选方案，所述固体模拟件一般为实心体结构。
作为本实用新型的优选方案，所述固体模拟件与所述被加工件可拆卸式连接，便于安拆和循环利用。
作为本实用新型的优选方案，所述固体模拟件和被加工件分别对应设有定位孔，并通过锁紧螺钉进行紧固。
作为本实用新型的优选方案，所述顶板、底板分别与所述固体模拟件可拆卸式连接，便于安拆和循环利用。
作为本实用新型的优选方案，所述顶板、底板和固体模拟件上分别设有螺孔，并通过螺钉进行连接。
作为本实用新型的优选方案，所述被加工件包括若干个薄壁单元，且薄壁单元之间可拆卸式连接。
作为本实用新型的优选方案，相邻两个所述薄壁单元之间通过定位销钉进行定位和连接。
作为本实用新型的优选方案，相邻两个所述薄壁单元之间还设有补偿垫片进行间隙补偿。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过设置固体模拟件作为被加工件的内芯，使得被加工件处于实心状态下进行加工，进一步，在被加工件的上下端设置顶板和底板，从而将被加工件夹紧，保证被加工件的上下端分别与两个板贴平，保证被加工件加工完后的垂直度要求。这样形成一个牢固的整体后再装夹到机床上进行外圆尺寸加工，从而减少薄壁结构的变形，保证加工完成后的尺寸与正式使用时要求的尺寸一致，实现高精度要求。
本实用新型设计的零件加工夹具，使得该类铝合金零件加工变形可控，尺寸精度大大提高，几乎接近机床控制精度；由于不需增加额外工序使得零件加工效率提高30％以上；零件加工成品率达到99％以上。
附图说明
图1是本实用新型所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具的结构示意图。
图2是图1中隐藏了顶板后的结构示意图。
图3是本实用新型所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具的零件爆炸图
图中标记：1-被加工件，2-顶板，3-底板，4-螺钉，5-固体模拟件，6-螺孔，7-补偿垫片，8-定位销钉。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1-图3所示，一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，包括顶板2、底板3和固体模拟件5。
被加工件1是一种典型的圆形铝合金薄壁异形零件，该零件是由左边一个半圆形的被加工件1和右边一个半圆形被加工件1组合成一个完整的圆形，其组合后的外圆尺寸精度要求非常高，而所述夹具的主要目的就是保证该零件外圆尺寸的加工精度。
整套夹具中最重要的部件是位于被加工件1中间的固体模拟件5，固体模拟件5一般选用实心体结构，固体模拟件5与两个半圆形的被加工件1形成一个完整的实体圆形结构。两个被加工件1之间通过定位销钉8进行定位和连接，并设有补偿垫片7进行间隙补偿，固体模拟件5和被加工件1之间通过锁紧螺钉进行紧固。
同时，固体模拟件5还分别和顶板2以及底板3进行配合安装，所述顶板2和底板3分别位于所述被加工件1的上下两端，安装完成后，所述顶板2和底板3可夹紧所述被加工件1。具体的，所述顶板2、底板3和固体模拟件5上分别设有螺孔6，并通过螺钉4进行连接。保证被加工件1的上下两面分别与两个板贴平，保证被加工件1加工完后的垂直度要求。
如此，被加工件1、顶板2、底板3和固体模拟件5形成一个牢固的实心整体结构后，再装夹到机床上进行外圆尺寸加工，最后完成的零件外圆尺寸很易于实现精度要求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，包括顶板(2)、底板(3)和固体模拟件(5)，所述固体模拟件(5)位于被加工件(1)所围成的中空区域，且所述固体模拟件(5)与所述被加工件(1)的中空区域内腔形状相适配，所述顶板(2)和底板(3)分别位于所述被加工件(1)的上下两端，且所述顶板(2)和底板(3)可夹紧所述被加工件(1)。
2.根据权利要求1所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述固体模拟件(5)与所述被加工件(1)可拆卸式连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述固体模拟件(5)和被加工件(1)分别对应设有定位孔，并通过锁紧螺钉进行紧固。
4.根据权利要求1所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述顶板(2)、底板(3)分别与所述固体模拟件(5)可拆卸式连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述顶板(2)、底板(3)和固体模拟件(5)上分别设有螺孔(6)，并通过螺钉(4)进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述被加工件(1)包括若干个薄壁单元，且薄壁单元之间可拆卸式连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，相邻两个所述薄壁单元之间通过定位销钉(8)进行定位和连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，相邻两个所述薄壁单元之间还设有补偿垫片(7)进行间隙补偿。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具，其特征在于，所述固体模拟件(5)为实心体结构。
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| CN201821537234.XU CN208680988U (zh) | 2018-09-19 | 2018-09-19 | 一种用于减少中空异形构件加工变形的夹具 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112484976A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-12 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种用于空心零部件模拟加工实验的专用工装 |
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2018
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| CN112484976A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-03-12 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种用于空心零部件模拟加工实验的专用工装 |
| CN112484976B (zh) * | 2020-11-16 | 2022-05-17 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种用于空心零部件模拟加工实验的专用工装 |
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