一种薄壁零件夹持方法与夹具技术

一种薄壁零件夹持方法与夹具，属于机械超精密加工技术领域。夹持夹具包括夹具系统、气道调节系统和控制系统，该夹持夹具既可用于球状薄壁回转零件，也可用于筒状薄壁回转零件。本发明专利技术主要通过对真空吸气夹具的气道进行优化，控制回转类薄壁零件与夹具之间的气压，将回转类薄壁零件紧密吸附在夹具上，进而实现回转类薄壁零件的紧密装夹。本发明专利技术不直接吸附回转类薄壁零件的回转面，能够避免薄壁零件发生形变；该装置操作简单，使用方便，加工效率高，利于实现较高的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁零件夹持方法与夹具
本专利技术属于机械超精密加工
，涉及一种薄壁零件夹持方法与夹具。
技术介绍
随着航空航天工业的快速发展，对于薄壁结构件的精度要求越来越高，目前对回转类薄壁零件的加工精度要求已经达到微米级，并且向着精度更高的方向快速发展。但是由于薄壁结构件本身的刚度较小、加工工艺性能很差、加工时极易变形，所以在加工过程中，夹具夹紧力与切削力之间的耦合作用容易使薄壁零件受力不均匀，导致加工变形复杂化。为获得质量较好的薄壁零件，夹具的设计就显得尤为重要。相比于现阶段的广泛使用的机械方式夹紧薄壁零件的方法，真空吸附式夹具可以在零件与夹具之间形成密闭空间，将零件很好的吸附在夹具上，从而提高薄壁零件的加工质量。现阶段已有的真空吸附夹具的吸附面为回转类薄壁零件的回转面，但这一吸附方式会使得薄壁零件表面出现不同程度的变形，导致零件质量变差甚至报废。综上所述，设计一种使薄壁零件受力均匀、密封性好的回转类薄壁零件的夹持夹具装置以提高回转类薄壁零件的加工质量尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种薄壁零件夹持方法与夹具。本专利技术主要通过对真空吸气夹具的气道进行优化，控制回转类薄壁零件与夹具之间的气压，将回转类薄壁零件的法兰盘紧密吸附在夹具上，进而实现回转类薄壁零件的紧密装夹。本专利技术不直接吸附回转类薄壁零件的回转面，能够避免薄壁零件发生形变；该装置操作简单，使用方便，加工效率高，利于实现较高的加工精度。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种薄壁零件夹持方法与夹具，所述的夹持夹具包括夹具系统、气道调节系统和控制系统。所述的夹具系统包括夹具体1、水平堵头2、竖直堵头3、通孔8四部分。所述的夹具体1为一端开口的套筒结构，其开放端与回转类薄壁零件的法兰盘接触。所述的夹具体1底面为精加工面，沿底面圆周均匀设有12个等间距的通孔8，通孔8用于将夹具体1固定在能够产生真空吸力的机床主轴上，起到固定支撑以及传递动力的作用，此外，间隔均匀的通孔8可以保证夹具体1各部位受力均匀，避免夹具体1的底面发生翘曲变形，且通孔8的数量较多，可以将夹具体1紧密固定到机床主轴法兰上，避免在加工时因夹具体1出现较大振动而影响回转类薄壁零件加工精度的情况。所述的水平堵头2和竖直堵头3分别用于将水平气道5、竖直气道6与外界空气接触的一端堵死密封，防止因漏气导致夹具体1的开放端与回转类薄壁零件的法兰盘之间无法形成密闭空间，从而影响回转类薄壁零件的紧密吸附。所述的气道调节系统包括设置在夹具体1底部的真空接头螺纹孔4、水平气道5、两个竖直气道6以及环槽气道7四部分。所述的真空接头螺纹孔4是位于夹具体1底面中心位置的螺纹孔，未贯穿底面，与水平气道5连通，该孔用于连接机床的真空吸气装置，真空吸气装置通过机床主轴上的通气孔产生吸力，将回转类薄壁零件吸附在夹具体1上。所述的夹具体1底面内部开有水平气道5，水平气道5中间部分与真空接头螺纹孔4连通，两端与竖直气道6连通，水平气道5的轴线在水平面内，且与竖直气道6的轴线垂直，这可以在很大程度上保证两个竖直气道6中气压均匀，使薄壁零件吸附更加紧密。所述的竖直气道6位于夹具体1的圆筒侧壁内部，两个竖直气道6下部与水平气道5连通，竖直气道6上半部分与环槽气道7连通，环槽气道7吸附法兰盘的中心位置。所述水平气道5两端和竖直气道6下端与外界空气接触的位置分别通过水平堵头2和竖直堵头3密封，避免空气进入气道，且水平堵头2不能凸出夹具体1的外圆，竖直堵头3不能凸出夹具体1的下底面，避免在安装和加工时与其他工件发生干涉。所述的真空接头螺纹孔4、水平气道5、竖直气道6、环槽气道7用于保证夹具体1与回转类薄壁零件法兰盘接触面的各个部位有相同大小的吸力。所述的控制系统包括真空吸力装置控制器。所述的真空吸力装置控制器与真空吸力装置相连，真空吸力装置与真空接头螺纹孔4相连，真空吸力装置控制器用于控制真空吸力装置持续产生吸力，使空气通过真空接头螺纹孔4排出，从而使回转类薄壁零件与夹具体1的法兰盘之间形成真空，将回转类薄壁零件紧密吸附在夹具体1上。进一步的，所述的水平气道5和竖直气道6均用钻床加工，保证气道的水平和垂直，不能倾斜；所述的环槽气道7用铣刀加工，保证环槽气道7内外两侧所留的壁厚尽量均匀。一种薄壁零件夹持方法，包括以下步骤：第一步：将机床真空吸力装置与真空接头螺纹孔4相连；第二步：将夹具体1安装在机床主轴上，对夹具体1的开放端进行精加工，并将其作为回转类薄壁零件的定位平面；第三步：将回转类薄壁零件放置于夹具体1中，使回转类薄壁零件的法兰盘上端面与夹具体1开放端平面接触对正；第四步：打开机床主轴自带的真空气吸力装置控制器，将回转类薄壁零件紧密固定于夹具体1上，对回转类薄壁零件的一个表面进行加工；第五步：待回转类薄壁零件一个表面加工完毕，关闭真空吸力装置控制器，将回转类薄壁零件取下翻面；第六步：使回转类薄壁零件的法兰盘下端面与夹具体1开放端平面接触对正，打开机床真空气吸力装置控制器，将回转类薄壁零件紧密吸附在夹具体1上，对回转类薄壁零件另一个表面进行加工；第七步：待回转类薄壁零件加工完毕，关闭机床真空气吸力装置控制器，取下回转类薄壁零件。本专利技术的有益效果为：(1)回转类薄壁零件回转面不被当作吸附面，避免了回转类薄壁零件的变形。(2)设置环槽气道，可以保证吸附面内各区域气压均匀相等。(3)竖直气道位于夹具体侧面，且竖直气道与夹具体圆筒面内外表面距离相等，更好的保证回转类薄壁零件法兰盘受力均匀。(4)本专利技术的操作简单，加工效率高，且可以避免回转类薄壁零件变形，易于获得较高的加工精度。附图说明图1为本专利技术的操作流程图；图2为本专利技术的轴测图；图3为本专利技术的俯视图；图4为夹具体与球状薄壁零件正装的剖视图；图5为夹具体与球状薄壁零件反装的剖视图；图6为夹具体与筒状薄壁零件正装的剖视图；图7为夹具体与筒状薄壁零件反装的剖视图；图8为球状薄壁零件结构图；图9为筒状薄壁零件结构图。图中：1夹具体；2水平堵头；3竖直堵头；4真空接头螺纹孔；5水平气道；6竖直气道；7环槽气道；8通孔；9球状薄壁零件；10筒状薄壁零件。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述本专利技术，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本专利技术保护范围并不受限于该具体实施方式。显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种薄壁零件夹持方法与夹具，所述的夹持夹具包括夹具系统、气道调节系统和控制系统。所述的夹具系统包括夹具体1、水平堵头2、竖直堵头3、通孔8四部分。所述的夹具体1为一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄壁零件夹持夹具，其特征在于，所述的夹持夹具包括夹具系统、气道调节系统和控制系统；/n所述的夹具系统包括夹具体(1)、水平堵头(2)、竖直堵头(3)、通孔(8)；所述的夹具体(1)为一端开口的套筒结构，其开放端与回转类薄壁零件的法兰盘接触；所述的夹具体(1)底面为精加工面，沿底面圆周均匀设有多个等间距的通孔(8)，通孔(8)用于将夹具体(1)固定在能够产生真空吸力的机床主轴上，多个间隔均匀的通孔(8)用于保证夹具体(1)各部位受力均匀,避免夹具体(1)的底面发生翘曲变形；/n所述的气道调节系统包括设置在夹具体(1)底部的真空接头螺纹孔(4)、水平气道(5)、两个竖直气道(6)以及环槽气道(7)；所述的真空接头螺纹孔(4)是位于夹具体(1)底面中心位置的螺纹孔，与水平气道(5)连通，该孔用于连接机床的真空吸气装置，真空吸气装置通过机床主轴上的通气孔产生吸力，将回转类薄壁零件吸附在夹具体(1)上；所述的夹具体(1)底面内部开有水平气道(5)，水平气道(5)中间部分与真空接头螺纹孔(4)连通，两端与竖直气道(6)连通，水平气道(5)的轴线在水平面内，且与竖直气道(6)的轴线垂直；所述的竖直气道(6)位于夹具体(1)的圆筒侧壁内部，两个竖直气道(6)下部与水平气道(5)连通，竖直气道(6)上半部分与环槽气道(7)连通；所述水平气道(5)两端和竖直气道(6)下端与外界空气接触的位置分别通过水平堵头(2)和竖直堵头(3)密封，且水平堵头(2)不能凸出夹具体(1)的外圆，竖直堵头(3)不能凸出夹具体(1)的下底面，避免在安装和加工时与其他工件发生干涉；所述的真空接头螺纹孔(4)、水平气道(5)、竖直气道(6)、环槽气道(7)共同保证夹具体(1)与回转类薄壁零件法兰盘接触面的各个部位有相同大小的吸力；/n所述的控制系统包括真空吸力装置控制器，用于控制真空吸力装置持续产生吸力，使空气通过真空接头螺纹孔(4)排出，将回转类薄壁零件紧密吸附在夹具体(1)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种薄壁零件夹持夹具，其特征在于，所述的夹持夹具包括夹具系统、气道调节系统和控制系统；
所述的夹具系统包括夹具体(1)、水平堵头(2)、竖直堵头(3)、通孔(8)；所述的夹具体(1)为一端开口的套筒结构，其开放端与回转类薄壁零件的法兰盘接触；所述的夹具体(1)底面为精加工面，沿底面圆周均匀设有多个等间距的通孔(8)，通孔(8)用于将夹具体(1)固定在能够产生真空吸力的机床主轴上，多个间隔均匀的通孔(8)用于保证夹具体(1)各部位受力均匀,避免夹具体(1)的底面发生翘曲变形；
所述的气道调节系统包括设置在夹具体(1)底部的真空接头螺纹孔(4)、水平气道(5)、两个竖直气道(6)以及环槽气道(7)；所述的真空接头螺纹孔(4)是位于夹具体(1)底面中心位置的螺纹孔，与水平气道(5)连通，该孔用于连接机床的真空吸气装置，真空吸气装置通过机床主轴上的通气孔产生吸力，将回转类薄壁零件吸附在夹具体(1)上；所述的夹具体(1)底面内部开有水平气道(5)，水平气道(5)中间部分与真空接头螺纹孔(4)连通，两端与竖直气道(6)连通，水平气道(5)的轴线在水平面内，且与竖直气道(6)的轴线垂直；所述的竖直气道(6)位于夹具体(1)的圆筒侧壁内部，两个竖直气道(6)下部与水平气道(5)连通，竖直气道(6)上半部分与环槽气道(7)连通；所述水平气道(5)两端和竖直气道(6)下端与外界空气接触的位置分别通过水平堵头(2)和竖直堵头(3)密封，且水平堵头(2)不能凸出夹具体(1)的外圆，竖直堵头(3)不能凸出夹具体(1)的下底面，避免在安装和加工时与其他工件发生干涉；所述的真空接头螺纹孔(4)、水平气道(5)、竖直气道(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，康仁科，朱祥龙，王兴宇，焦振华，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21