一种柔性机床夹具制造技术

本实用新型专利技术属于机械制造及机床夹具领域，具体涉及一种柔性机床夹具，其特征在于：待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉，所述待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉相互连接，所述待加工工件毛坯设置在机床工作台上，所述可控底座通过机械螺钉设置在机床工作台上，所述圆锥螺纹销轴设置在可控底座上，所述可控底座通过圆锥螺纹销轴进一步地紧固在机床工作台上，所述待加工工件毛坯通过可控底座紧固在机床工作台上，所述可控底座上还设置有与圆锥螺纹销轴成套的圆锥缺口套，所述圆锥缺口套的下方还设置有多个定位合金颗粒。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性机床夹具
本专利技术属于机械制造及机床夹具领域，具体涉及一种柔性机床夹具。
技术介绍
随着我国航空航天和汽车制造业的迅速发展，多轴联动数控机床，特别是多轴铣削加工中心广泛应用于各种复杂零件的加工中。铣削加工待加工工件过程中，工件加工质量的重要保证之一是优质的机床夹具系统。目前，在航空和汽车制造领域内，工件相对于机床工装台的装夹定位加紧大多通过T形块、压板以及工作台的T形槽之间的机械配合及相应的螺纹预紧来实现，该种方法的优点在于，夹具成本低、组合形式多样、操作相对简单。在工业制造初期，该种形式的机床夹具被广泛应用，在制造精度要求并不苛刻的环境下，该类型的夹具在航空制造业中发挥了巨大的作用。然而，随着高速、高精加工需求的不断增长，组合压板类夹具的弊端不断涌现。特别在加工大型复杂薄壁结构件的过程中，压板夹紧了的控制存在很大难度，过大的夹紧力容易造成零件局部变形或引起加工应力集中，夹紧力不足又会使得零件在加工过程中容易振动或发生微小滑动。对于一些特殊结构的加工件，在加工的某个阶段往往还需要停机进行加工应力释放，以消除工件变形。组合压板类夹具在实现该种操作时，不仅效率低效而且极易因操作不当引起工件移位，造成加工定位基准漂移从而引起加工误差。为解决压板组合类夹具加紧力控制困难及加工应力释放存在操作危险的不足，本专利技术提出了一种柔性机床夹具。该种机床夹具通过圆锥螺纹销轴和圆锥缺口套可实现零间隙定位，圆锥缺口套与低温合金的熔化-凝固相变可实现零间隙紧固，从而确保整个工件与工装的零间隙定位紧固。当可控底座内腔的低温合金处于熔化状态时，圆锥缺口套的底部外伸端可以在可控底座内腔空间里具有较大的活动空间，从而在工件定位加紧的初期，为该种夹具提供了大柔性的容差调节能力。在加工过程的特定阶段，可以通过自动控制某些可控底座内的低温合金熔化来消除装夹系统的过约束力，从而消除加工应力提高加工精度。该专利技术专利所提出的机床夹具可应用于各类铣削加工加工中心，自动化控制调节与紧固，调节方便省时，定位加紧稳定性好，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术提供了一种柔性机床夹具。一种柔性机床夹具，其特征在于包括：待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉，所述待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉相互连接，所述待加工工件毛坯设置在机床工作台上，所述可控底座通过机械螺钉设置在机床工作台上，所述圆锥螺纹销轴设置在可控底座上，所述可控底座通过圆锥螺纹销轴进一步地紧固在机床工作台上，所述待加工工件毛坯通过可控底座紧固在机床工作台上，所述可控底座上还设置有与圆锥螺纹销轴成套的圆锥缺口套，所述圆锥缺口套的下方还设置有多个定位合金颗粒。所述待加工工件毛坯还包括：待加工工件毛坯定位孔、待加工工件毛坯定位孔上端面和待加工工件毛坯定位孔下端面。所述圆锥螺纹销轴还包括：圆锥螺纹销轴压紧面、圆锥螺纹销轴圆锥面和圆锥螺纹销轴螺纹轴。所述可控底座还包括：可控底座上端定位面、可控底座冷却管道、可控底座加热电阻丝和可控底座腔壁褶皱。所述圆锥缺口套还包括：圆锥缺口内部圆锥表面、圆锥缺口套外部圆柱表面、圆锥缺口套定位端面、圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱、圆锥缺口套变形缺口、圆锥缺口套底部螺纹孔和圆锥缺口套缺口。工作原理：（1）零间隙定位系统。本专利所述的一种柔性机床夹具零间隙定位系统具体的机械系统描述如下。该零间隙定位系统由待加工工件毛坯，圆锥螺纹销轴，圆锥缺口套共同组成。圆锥缺口套外部圆柱表面穿过待加工工件毛坯定位孔，并将圆锥缺口套定位端面与待加工工件毛坯定位孔下端面贴合。圆锥螺纹销轴螺纹轴旋入圆锥缺口套底部螺纹孔，在通过扳手用力旋入圆锥螺纹轴的同时，圆锥螺纹销轴圆锥面与圆锥缺口内部圆锥表面贴合，并进一步使得圆锥缺口套上部的四片悬臂片通过圆锥缺口套变形缺口和圆锥缺口套缺口产生变形向外扩张，从而使得圆锥缺口套外部圆柱表面压紧在工件毛坯定位孔上，与此同时圆锥螺纹销轴压紧面压紧在待加工工件毛坯定位孔上端面。整个装配过程使得待加工工件毛坯的定位孔相对于圆锥缺口套轴向无串动径向无间隙，从而形成了零间隙定位系统。（2）柔性可调夹紧系统，夹紧分为两部分，第一步B-圆锥螺纹销轴和A-待加工工件毛坯夹紧；第二步C-可控底座加热后融化低熔点合金，B3-圆锥螺纹销轴螺纹轴放入低熔点合金中，然后冷却凝固B-圆锥螺纹销轴，从而实现和C-可控底座的固持夹紧。本专利所述的一种柔性机床夹具柔性可调夹紧系统具体的机械系统描述如下。该柔性可调夹紧系统由圆锥缺口套，可控底座，低温合金共同组成。将多套圆锥螺纹轴和圆锥缺口套紧固在待加工工件毛坯的定位孔上，在各定位孔处都形成相应的零间隙定位系统。然后将待加工工件毛坯携同其附带的零间隙定位系统一起放置于可控底座上端定位面，使得圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱插入可控底座的空腔内，同时待加工工件毛坯定位孔下端面与可控底座上端定位面贴合。由于可控底座的空腔大于圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱的直径，在较大的容差范围内可以轻松调节可控底座的位置使得可调底座下端四个螺纹孔与机床工作台上四个螺纹孔对正。通过机械螺钉将可调底座紧固在机床工作台上，在可控底座的空腔与圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱所形成的空腔内填充满低温合金。由此，圆锥缺口套，低温合金，可控底座及可控底座冷却管道，可控底座加热电阻丝便构成了柔性可调夹紧系统。柔性可调夹紧系统的工作原理如下：装配完该夹具系统后，即可为可控底座加热电阻丝通电，电流流经电阻丝迅速发热，产生的热量可以使低温合金迅速熔化。流态低温合金对可控底座和零间隙定位系统之间的作用不起任何约束，因而零间隙定位系统与待加工毛坯可以自然地稳定态安置在各个可控底座表面。在确定待加工工件毛坯安置妥当后，断开电阻丝两端电源，同时向可控底座冷却管道中通入冷却水，在冷却水的作用下，低温合金迅速凝固。由于可控底座腔壁褶皱和圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱增大了液态低温合金与可控底座及圆锥缺口套的接触面积，使得低温合金凝固后圆锥缺口套被间隙的紧固在可控底座内，从而将整个待加工工件毛坯零间隙地紧固在机床工作台上，并且避免了外部加持力对工件加工精度的影响。本技术的有益效果：对于一些特殊的复杂结构件，在加工工程中容易产生加工应力集中，虽然在夹具的强制约束下可以达到既定的加工精度要求，一但工件脱离夹具的约束就会在自然状态慢慢释放应力产生变形，使工件精度降低，有时甚至造成零件尺寸超差。而该套具有零间隙大柔性的新型机床夹具可以很好的客服这一问题。待加工工件毛坯是过约束紧固在工作台的，当工件加工到一定阶段后，在保持所需基本关键定位关系的同时为额外的可控底座加热电阻丝通电，可控底座加热电阻丝发热使得低温合金迅速熔化，相应的零间隙定位系统与柔性可调夹紧系统间的约束关系被解除。待加工工件在保证基本定位关系的同时，工件中积累的加工应力可以被释放。当工件的应力释放一段时间后，断开可控底座加热电阻丝，同时向可控底座冷却管道中通入冷却水使得低温合金凝固。这样在新的力学平衡状态下，待加工工件再次被无间隙与附件预紧力紧固。由此方法加工的工件由于消除了部分加工应力可以获得更高的加工精度。此外，该套工装的消减加工应力和在此施加约束都是通过自动控制可控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性机床夹具，其特征在于包括：待加工工件毛坯（1）、圆锥螺纹销轴（2）、可控底座（3）、机床工作台（4）和机械螺钉（5），所述待加工工件毛坯（1）、圆锥螺纹销轴（2）、可控底座（3）、机床工作台（4）和机械螺钉（5）相互连接，所述待加工工件毛坯（1）设置在机床工作台（4）上，所述可控底座（3）通过机械螺钉（5）设置在机床工作台（4）上，所述圆锥螺纹销轴（2）设置在可控底座（3）上，所述可控底座（3）通过圆锥螺纹销轴（2）进一步地紧固在机床工作台（4）上，所述待加工工件毛坯（1）通过可控底座（3）紧固在机床工作台（4）上，所述可控底座（3）上还设置有与圆锥螺纹销轴（2）成套的圆锥缺口套（6），所述圆锥缺口套（6）的下方还设置有多个定位合金颗粒（7）。

【技术特征摘要】
1.一种柔性机床夹具，其特征在于包括：待加工工件毛坯（1）、圆锥螺纹销轴（2）、可控底座（3）、机床工作台（4）和机械螺钉（5），所述待加工工件毛坯（1）、圆锥螺纹销轴（2）、可控底座（3）、机床工作台（4）和机械螺钉（5）相互连接，所述待加工工件毛坯（1）设置在机床工作台（4）上，所述可控底座（3）通过机械螺钉（5）设置在机床工作台（4）上，所述圆锥螺纹销轴（2）设置在可控底座（3）上，所述可控底座（3）通过圆锥螺纹销轴（2）进一步地紧固在机床工作台（4）上，所述待加工工件毛坯（1）通过可控底座（3）紧固在机床工作台（4）上，所述可控底座（3）上还设置有与圆锥螺纹销轴（2）成套的圆锥缺口套（6），所述圆锥缺口套（6）的下方还设置有多个定位合金颗粒（7）。2.根据权利要求1所述一种柔性机床夹具，其特征在于：所述待加工工件毛坯（1）还包括：待加工工件毛坯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫东，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51