CN210588231U - 一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其能解决现有机匣外形铣加工用夹具结构较简单，导致薄壁机匣易因切削力而变形，并且加工效率低，生产成本高的问题。其包括压板、底板和内部支撑组件；底板的顶面外周沿其周向加工有环形台阶定位面，机匣的大直径端的内壁面和底面分别贴合定位于环形台阶定位面上；内部支撑组件沿底板的顶面周向均匀间隔布置，其内圆支撑柱的下端与底板固接，内圆上端支撑块和内圆下端支撑块可分别由活动安装于内圆支撑柱上的压紧组件驱动并径向压紧机匣上端内壁面和机匣下端内壁面；压板可拆卸安装于内圆支撑柱的顶面上，且其底面外缘压紧机匣的小直径端的顶面。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机制造用工装领域，具体为一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具。
背景技术
在航空发动机中，机匣是发动机承受载荷和包容的关键部件，属于典型的薄壁结构零件，且其材料多为钛合金、高温合金等耐高温的难加工材料，故机匣加工过程非常复杂，且难度大。目前，在对机匣的外形进行数控多轴铣削加工时，通常只是使用简单的底板和盖板对机匣进行装夹定位，对机匣内壁面并无支撑，因此铣削加工机匣外形过程中机匣极容易发生变形，并且在选择刀具时也只能选择小规格刀具进行少量多次铣削，不仅刀具成本高，而且加工效率极低，大大增加了机匣的生产成本。
发明内容
针对现有机匣外形铣加工用夹具结构较简单，导致薄壁机匣易因切削力而变形，并且只能使用小规格刀具进行少量多次铣削，不仅刀具成本高，而且加工效率极低，大大增加了机匣的生产成本的技术问题，本实用新型提供了一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，通过对机匣内壁面进行有效支撑，大大减少铣加工时因切削力产生的加工变形，同时提高加工效率，降低生产成本。
其技术方案是这样的：一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其包括压板和底板，其特征在于：其还包括内部支撑组件；所述底板的顶面外周沿其周向加工有环形台阶定位面，机匣的大直径端的内壁面和底面分别贴合定位于所述环形台阶定位面上；所述内部支撑组件沿所述底板的顶面周向均匀间隔布置，所述内部支撑组件包括内圆支撑柱、内圆上端支撑块和内圆下端支撑块，所述内圆支撑柱的下端与所述底板固接，所述内圆上端支撑块和所述内圆下端支撑块可分别由活动安装于所述内圆支撑柱上的压紧组件驱动并径向压紧机匣上端内壁面和机匣下端内壁面；所述压板可拆卸安装于所述内圆支撑柱的顶面上，且其底面外缘压紧所述机匣的小直径端的顶面。
其进一步特征在于：
所述压紧组件为顶紧螺钉，所述内圆支撑柱上沿其高度方向开有至少两个横向螺纹孔，所述内圆上端支撑块和所述内圆下端支撑块分别通过安装于所述横向螺纹孔内的所述顶紧螺钉驱动，所述顶紧螺钉上还套装有锁紧螺母和弹簧垫圈。
所述横向螺纹孔沿所述内圆支撑柱的高度方向均布设置。
所述内圆上端支撑块为尼龙材质，且其与所述机匣上端内壁面相接触的面为与所述机匣上端内壁面形状相适应的型面。
所述内圆下端支撑块包括沿径向依次设置的钢制基体和尼龙支撑块，所述钢制基体与所述尼龙支撑块固定连接，所述尼龙支撑块的与所述机匣下端内壁面相接触的面为与所述机匣下端内壁面形状相适应的型面。
所述压板为环形结构，所述压板的环形内孔底面周向设有环形凸起，所述环形凸起可支撑于所述内圆支撑柱的顶面上，所述压板的上对应所述内圆支撑柱还开有通槽一，所述内圆支撑柱的顶面上开有螺钉孔，锁紧螺钉一穿过所述通槽一旋入所述螺钉孔内，使所述压板的底面外缘压紧所述机匣的小直径端的顶面。
其还包括若干个小压板，所述底板的顶面上位于所述环形台阶定位面的内侧沿其周向加工有若干个螺纹孔，所述小压板与所述螺纹孔对应设置，所述小压板上开有通槽二，锁紧螺钉二可穿过所述通槽二旋入所述螺纹孔内，使所述小压板压紧所述机匣的大直径端的顶面。
所述小压板沿所述底板的周向均匀间隔设置。
所述环形台阶定位面的底面上沿其周向加工有若干个销孔，内螺纹圆柱销的下端固定于所述销孔内，上端可配合插入所述机匣的角向孔内。
所述底板的周向均布设有若干个沉头孔，中部加工有中心螺纹孔。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的夹具，不仅能够实现对薄壁机匣的稳定装夹，而且在底板和压板之间设置了内部支撑组件，通过沿周向均布设置的内圆上端支撑块和内圆下端支撑块实现了对机匣内壁上端和下端的同时稳定支撑，从而极大的减少了薄壁机匣铣加工时因切削力产生的加工变形，确保了产品质量，同时，由于设置了内部支撑组件，使得选刀具更加灵活，从而可大大提升薄壁机匣加工效率，通过使用本夹具，单个零件可节约加工成本至少十万元，经济效益巨大。
附图说明
图1为本实用新型的主剖视图。
附图标记：1-压板；2-底板；3-环形台阶定位面；4-机匣；41-大直径端；42-小直径端；5-内圆支撑柱；6-内圆上端支撑块；7-内圆下端支撑块；71-钢制基体；72-尼龙支撑块；8-螺钉；9-顶紧螺钉；10-横向螺纹孔；11-锁紧螺母；12-弹簧垫圈；13-环形凸起；14-通槽一；15-锁紧螺钉一；16-小压板；17-螺纹孔；18-通槽二；19-锁紧螺钉二；20-销孔；21-内螺纹圆柱销；22-沉头孔；23-中心螺纹孔。
具体实施方式
见图1，本实用新型的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其包括压板1、底板2和内部支撑组件；底板2的顶面外周沿其周向加工有环形台阶定位面3，即两个互相垂直的面，机匣4的大直径端41的内壁面和底面分别贴合定位于环形台阶定位面3上，用于机匣4的基准面定位；内部支撑组件沿底板2的顶面周向均匀间隔布置，优选的，内部支撑组件设有8个；内部支撑组件包括内圆支撑柱5、内圆上端支撑块6和内圆下端支撑块7，内圆支撑柱5的下端通过螺钉8与底板2固接，内圆上端支撑块6和内圆下端支撑块7可分别由活动安装于内圆支撑柱5上的压紧组件驱动并径向压紧机匣上端内壁面和机匣下端内壁面；压板1可拆卸安装于内圆支撑柱5的顶面上，且其底面外缘压紧机匣4的小直径端42的顶面。
见图1，压紧组件为顶紧螺钉9，内圆支撑柱5上沿其高度方向均布开有至少两个横向螺纹孔10，内圆上端支撑块6和内圆下端支撑块7分别通过安装于横向螺纹孔10内的顶紧螺钉9驱动，顶紧螺钉9上还套装有锁紧螺母11和弹簧垫圈12。如此设计，只要旋转顶紧螺钉，即可将内圆上端支撑块和内圆下端支撑块顶紧于机匣上端内壁面和机匣下端内壁面上，起到内部支撑的作用，然后利用锁紧螺母和弹簧垫圈对顶紧螺钉进行锁紧固定，操作简单，且便于加工制造。通过沿内圆支撑柱高度方向均布开设至少两个横向螺纹孔，如图1中横向螺纹孔的数量为四个，即可根据实际需要选择内圆上端支撑块和内圆下端支撑块的支撑位置，使加工更加灵活方便。
见图1，内圆上端支撑块6为尼龙材质，且其与机匣上端内壁面相接触的面为与机匣上端内壁面形状相适应的型面；内圆下端支撑块7包括沿径向依次设置的钢制基体71和尼龙支撑块72，钢制基体71与尼龙支撑块72固定连接，尼龙支撑块72的与机匣下端内壁面相接触的面为与机匣下端内壁面形状相适应的型面。通过使用尼龙与机匣内壁面接触，可避免对机匣内壁面造成损伤；对于内圆下端支撑块，由于其径向厚度较内圆上端支撑块的大，如果全部使用尼龙材质，则无法满足支撑刚性要求，因此将其设计为钢制基体和尼龙支撑块的组合结构，既能满足支撑刚性要求，又可避免损伤机匣内壁面，钢制基体和尼龙支撑块之间可通过螺钉固定连接；此外，通过在内圆上端支撑块和内圆下端支撑块上均加工与机匣内壁面形状相适应的型面，可对机匣进行更加稳定的支撑。
见图1，压板1为环形结构，压板1的环形内孔底面周向设有环形凸起13，环形凸起13可支撑于内圆支撑柱5的顶面上，压板1的上对应内圆支撑柱5还开有通槽一14，内圆支撑柱5的顶面上开有螺钉孔，锁紧螺钉一15穿过通槽一14旋入螺钉孔内，使压板1的底面外缘压紧机匣4的小直径端42的顶面。如此设计，可从压板的环形内孔对压紧组件进行调节，操作更加方便，并且通过拧紧锁紧螺钉一，即可使压板压紧机匣，实现机匣的快速装夹。
见图1，本实用新型的避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具还包括若干个小压板16，底板2的顶面上位于环形台阶定位面3的内侧沿其周向均布加工有若干个螺纹孔17，小压板16与螺纹孔17对应设置，小压板16上开有通槽二18，锁紧螺钉二19可穿过通槽二18旋入螺纹孔17内，使小压板16压紧机匣4的大直径端41的顶面。如此设计，可进一步压紧机匣，提高机匣装夹的稳定性。
见图1，环形台阶定位面3的底面上沿其周向加工有若干个销孔20，内螺纹圆柱销21的下端固定于销孔20内，上端可配合插入机匣4的角向孔内。如此设计，可实现机匣的角向定位，提高机匣的定位精度，同时可有效避免机匣加工过程中发生偏转，进一步提高加工质量。
见图1，底板2的周向还均布设有若干个沉头孔22，用于夹具与机床平台的连接，中部加工有中心螺纹孔23，可用于装置吊装。
采用本实用新型的夹具对不同高度的机匣进行装夹时，只需要更换不同厚度的压板进行压紧即可，例如250mm高的内圆支撑柱，一般可适用于装夹200mm~300mm高度范围的机匣。
Claims (10)
1.一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其包括压板和底板，其特征在于：其还包括内部支撑组件；所述底板的顶面外周沿其周向加工有环形台阶定位面，机匣的大直径端的内壁面和底面分别贴合定位于所述环形台阶定位面上；所述内部支撑组件沿所述底板的顶面周向均匀间隔布置，所述内部支撑组件包括内圆支撑柱、内圆上端支撑块和内圆下端支撑块，所述内圆支撑柱的下端与所述底板固接，所述内圆上端支撑块和所述内圆下端支撑块可分别由活动安装于所述内圆支撑柱上的压紧组件驱动并径向压紧机匣上端内壁面和机匣下端内壁面；所述压板可拆卸安装于所述内圆支撑柱的顶面上，且其底面外缘压紧所述机匣的小直径端的顶面。
2.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述压紧组件为顶紧螺钉，所述内圆支撑柱上沿其高度方向开有至少两个横向螺纹孔，所述内圆上端支撑块和所述内圆下端支撑块分别通过安装于所述横向螺纹孔内的所述顶紧螺钉驱动，所述顶紧螺钉上还套装有锁紧螺母和弹簧垫圈。
3.根据权利要求2所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述横向螺纹孔沿所述内圆支撑柱的高度方向均布设置。
4.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述内圆上端支撑块为尼龙材质，且其与所述机匣上端内壁面相接触的面为与所述机匣上端内壁面形状相适应的型面。
5.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述内圆下端支撑块包括沿径向依次设置的钢制基体和尼龙支撑块，所述钢制基体与所述尼龙支撑块固定连接，所述尼龙支撑块的与所述机匣下端内壁面相接触的面为与所述机匣下端内壁面形状相适应的型面。
6.根据权利要求1或2所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述压板为环形结构，所述压板的环形内孔底面周向设有环形凸起，所述环形凸起可支撑于所述内圆支撑柱的顶面上，所述压板的上对应所述内圆支撑柱还开有通槽一，所述内圆支撑柱的顶面上开有螺钉孔，锁紧螺钉一穿过所述通槽一旋入所述螺钉孔内，使所述压板的底面外缘压紧所述机匣的小直径端的顶面。
7.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：其还包括若干个小压板，所述底板的顶面上位于所述环形台阶定位面的内侧沿其周向加工有若干个螺纹孔，所述小压板与所述螺纹孔对应设置，所述小压板上开有通槽二，锁紧螺钉二可穿过所述通槽二旋入所述螺纹孔内，使所述小压板压紧所述机匣的大直径端的顶面。
8.根据权利要求7所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述小压板沿所述底板的周向均匀间隔设置。
9.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述环形台阶定位面的底面上沿其周向加工有若干个销孔，内螺纹圆柱销的下端固定于所述销孔内，上端可配合插入所述机匣的角向孔内。
10.根据权利要求1所述的一种避免薄壁机匣外形铣加工变形的夹具，其特征在于：所述底板的周向均布设有若干个沉头孔，中部加工有中心螺纹孔。
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