CN221313378U - 一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其能够零件加工过程中存在的调试时间长、成本高、加工精度、速度慢等技术问题，其包括工装主体和定位支撑块，工装主体固定设置于底座表面，且工装主体的底面面积大于底座的表面面积；工装主体为水平截面为弧形的板体，且工装主体的底面面积大于工装主体的表面面积，以构成弧形坡面，弧形坡面上设置有多个定位支撑块，定位支撑块的底部与弧形坡面连接，定位支撑块的垂直部上设置有用于定位连接型面转换块的连接孔位；型面转换块为整体呈弧形的条形块结构，型面转换块的外弧面设置有与定位支撑块形状和数量匹配的装配缺口，装配缺口位置设置有连接孔位。

Description

一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装

技术领域

本实用新型涉及零件加工领域，具体而言，涉及一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装。

背景技术

纤维复合材料在现代应用中非常广泛，该类零件包括常具有不规则曲面、加工面多现状复杂、制作成本高、小批量多规格等加工特点。

该类零件毛坯的生产过程是采用工装塑性堆积叠成形，与成形工装贴合面为最终使用面，由于零件材料特性，生产出的零件每一件变形情况都有变化，因此在零件生产前需要在机床上调整检查合格后才能进行切削加工，必要时还需要对零件贴合面进行钳工修整。

在上述操作步骤过程中，发现现有工装和工步至少具有如下缺陷：

在零件切削加工时需要利用贴合面进行调整，使之与切削工装进行精确贴合后再进行零件加工。为稳定加工此类零件，传统做法是制作出切削加工工装，该切削加工工装的贴合面为曲面，要求与零件面完全贴合才能进行切削加工。但是，由于需要操作工在机床上进行不断调整，保证零件型面与工装型面贴合，导致零件调试时间长，工装材料浪费多、工装管理成本高、结构复杂、操作繁琐、加工稳定性和一致性差。

且，由于此类型零件尺寸规格多、形状种类繁多，为了满足零件加工，往往需要为不同零件定制专用工装，造成成本增加等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其能够解决纤维复合材料类零件加工过程中存在的调试时间长、成本高、加工精度、速度不高等技术问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其包括：底座和工装主体、定位支撑块，底座为水平截面为梯形的板体，梯形的上底边角圆滑过渡，底座的底面与机床连接；工装主体固定设置于底座表面，且工装主体的底面面积大于底座的表面面积；工装主体为水平截面为弧形的板体，且工装主体的底面面积大于工装主体的表面面积，以构成弧形坡面，弧形坡面上设置有多个呈拐角状的定位支撑块，定位支撑块的底部与弧形坡面连接，定位支撑块的垂直部上设置有多个第一定位销孔和/或第一连接孔；型面转换块为整体呈弧形的条形块结构，型面转换块的外弧面设置有与定位支撑块形状和数量匹配的装配缺口，装配缺口位置设置有与第一定位销孔和/或第一连接孔匹配的第二定位销孔和/或第二连接孔，通过定位螺栓和紧固螺栓依次穿过定位销孔和连接孔以固定型面转换块和工装主体。

在本实用新型的较佳实施例中，上述弧形坡面上设置有多个用于压紧零件的压紧孔，压紧孔位于型面转换块的内弧面侧和外弧面侧，压紧孔的数量与定位支撑块的数量和位置匹配。

在本实用新型的较佳实施例中，上述每个所述压紧孔位置朝向弧形坡面的边缘方向上设置有矩形的避空槽。

在本实用新型的较佳实施例中，上述工装主体的表面中部设置有圆形验刀窝，工装主体表面的两角位置设置有找正销孔。

在本实用新型的较佳实施例中，上述底座的底面设置有环形压板槽，通过压紧件将底座固定安装至机床上。

本实用新型实施例的有益效果是：

1、利用弧形坡面结合定位支撑块和型面转换块，零件一次性装夹完成后能够进行多面加工，保证零件加工精度的同时提高机床使用率、减少暂机时间，提高生产效率，提高零件一致性，可实现小批量多规格零件高效加工；

2、采用分体式工装，精准定位装配，减少机床上大量的调试时间，避免人工干预对零件加工精度的影响；

3、型面转换块在钳工预调与机床加工的互相转换，实现一款工装多工步、多款零件的快速精准的互相切换，装夹快速可靠，实现装夹好的零件无工干预，可实降低各环节成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例的工装主体和型面转换块配合的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例底座与工装主体连接时的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的型面转换块结构示意图；

图标：100-底座；200-工装主体；300-型面转换块；110-环形压板槽；210-弧形坡面；211-压紧孔；212-避空槽；220-定位支撑块；221-第一定位销孔；222-第一连接孔；230-验刀窝；240-找正销孔；310-装配缺口；311-第二定位销孔；312-第二连接孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

在本实施例中的零件加工工装适用于纤维复合材料装夹使用，由于零件大多为不规则曲面、制作成本高、工序复杂等特点，为了提升该类零件的产品合格率和效率，特制作了本实施例中公开的零件加工工装。

请参见图1-3，本实施例提供一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其包括底座100、固定设置于底座100表面的工装主体200和与所述工装主体200连接的型面转换块300。

具体的，底座100为水平截面为梯形的板体，其中梯形的上底边角圆滑过渡。根据被加工零件的高度不同，可以选用不同高度或者相同高度但是块数不同的底座100增加或减少以适配不同的被加工零件。

底座100的底面与机床连接，连接方式优选为可拆卸连接方式，如本实施例中在底座100的底面设置环形压板槽110，环形压板槽110可以为呈T字形的槽孔，通过压板/螺栓/螺钉等压紧件将底座100固定安装至机床上。

工装主体200固定设置于底座100表面，底座100居中设置，且工装主体200的底面面积大于底座100的表面面积，使得工装主体200和底座100之间留有间隙，以预留出其中一个被加工零件的加工面。

具体的，工装主体200为水平截面为弧形的板体，且工装主体200的底面面积大于工装主体200的表面面积，以在工装主体200的弧形面构成弧形坡面210。弧形坡面210上设置有多个呈拐角状的定位支撑块220，定位支撑块220的底部与弧形坡面210连接，定位支撑块220的垂直部上设置有多个第一定位销孔221和/或第一连接孔222，可以在垂直部仅设置第一定位销孔221或在第一连接孔222，也可以在垂直部上既设置第一定位销孔221又设置第一连接孔222，根据实际情况选择，以适配型面装换块和被加工零件。

定位支撑块220的数量和位置根据被加工零件的形状做具体调整，在本实施例中共设置有5个定位支撑块220，其中第一、第三和第五个定位支撑块220上设置有一个第一定位销孔221和两个第一连接孔222，且第一定位销孔221位于两个第一连接孔222的中间，第二、第四个定位支撑块220上设置有一个第一连接孔222。

在本实施例中的型面转换块300为整体呈弧形的条形块结构，型面转换块300的曲面角度、高度和宽度均根据被加工零件的需求设置，型面转换块300的外弧面设置有与定位支撑块220形状和数量匹配的装配缺口310，装配缺口310位置设置有与第一定位销孔221和/或第一连接孔222匹配的第二定位销孔311和/或第二连接孔312，以连接型面转换块300和工装主体200。

本实施例中，第一、第三和第五个装配缺口310上设置有数量和位置匹配的一个第二定位销孔311和两个第二连接孔312，第二、第四个装配缺口310上仅设置有一个第二连接孔312。然后通过定位螺栓和紧固螺栓依次穿过定位销孔和连接孔以固定型面转换块300和工装主体200。

在本实施例中，型面转换块300能够在钳工预调与机床加工两个工作步骤之间互相转换，零件与型面转换块300可在机床外由调试人员进行预调整，调试好的零件通过专用夹具将零件固定在型面转换块300上，然后工序检合格后运输至机床，机床操作工通过销子将零件和型面转换工装快速装夹至工装主体200上。

在本实施例中的弧形坡面210上设置有多个用于压紧零件的压紧孔211，其中压紧孔211位于型面转换块300的内弧面侧和外弧面侧，压紧孔211的数量与定位支撑块220的数量和位置匹配，每个压紧孔211位置设置有矩形的避空槽212，将零件装夹固定在型面转换块300和工装主体200上。

工装主体200的表面中部设置有圆形验刀窝230，主要用于验证刀具直径、刀尖圆角、刀具长度、加工原点，防止人为设置坐标和刀具用错，工装主体200表面的两角位置设置有找正销孔240，用于通过机床打标可快速将加工工装找正和设置原点。工装主体200可通过工装找正销孔240对工装进行找正，有效提高工装装夹效率和装夹精度

被加工零件的具体安装方法如下：

本实施例中的零件材料为纤维复合材料，成型过程由纤维复合材料在工装上叠加，由于成型后的零件变形不规则需要校形和修整，因此在零件装夹前，需要在本实施例中的型面转换块300上进行修整，修整后合格的零件安装在弧形坡面210上，然后再将安装好的零件通过专用夹具将零件固定在型面转换块300上，安装固定好的零件运送至机床待加工区域；

操作工通过定位销将装配好的零件使用沉头螺钉安装至工装主体200上，使用专用压具将零件压紧在压紧孔211；工装主体200一次装夹，加工坐标不变的情况下可切换多款零件的高效加工；装夹快速可靠，实现装夹好的零件无工干预，可实降低各环节成本；不同零件的更换无需进行繁琐的工装调试找正，有效提高机床使用率

压紧好的零件拆除装夹前的夹具，完成整个装夹过程，然后再进行加工。

本实用新型实施例的有益效果是：

1、利用弧形坡面210结合定位支撑块220和型面转换块300，零件一次性装夹完成后能够进行多面加工，保证零件加工精度的同时提高机床使用率、减少暂机时间，提高生产效率，提高零件一致性，可实现小批量多规格零件高效加工；

2、采用分体式工装，可实现一副工装主体200多款零件的快速精准的互相切换，精准定位装配，减少机床上大量的调试时间，避免人工干预对零件加工精度的影响；

3、零件与型面转换块300可在机床外由调试人员进行预调整，调试好的零件通过专用夹具将零件固定在型面转换块300上，工序检测完成运输至机床；机床操作工通过销子将零件和型面转换工装快速装夹至工装主体200上，可节约大量在机床上的调试时间和调试精度；

4、型面组合工装应用可降低加工成本、降低零件加工不良率、提高生产效率等优点；为小批量多规格零件的加工提供多种高效解决方案。

本说明书描述了本实用新型的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本实用新型的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本实用新型的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本实用新型的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，包括：

工装主体，固定设置于底座的表面，且所述工装主体的底面面积大于所述底座的表面面积；所述工装主体为水平截面为弧形的板体，且所述工装主体的底面面积大于所述工装主体的表面面积，以构成弧形坡面，所述弧形坡面上设置有多个呈拐角状的定位支撑块，所述定位支撑块的底部与所述弧形坡面连接，所述定位支撑块的垂直部上设置有一个或多个第一定位销孔和/或第一连接孔；

型面转换块，整体呈弧形的条形块结构，所述型面转换块的外弧面设置有与所述定位支撑块形状和数量匹配的装配缺口，所述装配缺口位置设置有与所述第一定位销孔和/或第一连接孔匹配的第二定位销孔和/或第二连接孔，通过定位螺栓和紧固螺栓依次穿过定位销孔和连接孔以固定型面转换块和工装主体。

2.根据权利要求1所述的具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，所述弧形坡面上设置有多个用于压紧零件的压紧孔，所述压紧孔位于所述型面转换块的内弧面侧和外弧面侧，所述压紧孔的数量与所述定位支撑块的数量和位置匹配。

3.根据权利要求2所述的具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，每个所述压紧孔位置朝向弧形坡面的边缘方向上设置有矩形的避空槽。

4.根据权利要求1所述的具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，所述工装主体的表面中部设置有圆形验刀窝，所述工装主体表面的两角位置设置有找正销孔。

5.根据权利要求1所述的具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，所述零件加工工装还包括底座，所述底座为水平截面为梯形的板体，所述梯形的上底边角圆滑过渡，所述底座的底面与机床连接。

6.根据权利要求5所述的具有曲面贴合面的纤维复合材料类零件加工工装，其特征在于，所述底座的底面设置有环形压板槽，通过压紧件将底座固定安装至机床上。