一种高精度回转体的柔性工装及其装夹方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度回转体的柔性工装及其装夹方法，包括用于加工回转体的工装总成和刀具模组，所述回转体具有锥形的外周面，且所述外周面上设有横纵交错的凸筋，工装总成包括：转盘；多个径向模组，沿回转体径向布置，所述径向模组包括第一施力组件和第二施力组件，所述第一施力组件具有与回转体内壁轮廓相配的弧形端面，所述回转体被定位在弧形端面上；第一施力组件沿回转体径向行进并抵压在回转体内壁，以提供回转体径向向外的第一力，第二施力组件随第一施力组件行进并提供回转体径向向内的第二力；辅助模组，辅助模组设于径向模组下方，且所述辅助模组供回转体的底部抵接，有效增加加工稳定性和加工精度。

A flexible tooling for high-precision rotating body and its clamping method

【技术实现步骤摘要】
一种高精度回转体的柔性工装及其装夹方法
本专利技术涉及回转体加工设备
，具体涉及一种高精度回转体的柔性工装及其装夹方法。
技术介绍
目前，在机械加工领域中，回转体的加工非常普遍，尤其是用于航天的大型回转体工件，其通常需要铣削内外周面，对于该种回转体工件的外周面来说，现有的加工方式通常是在内周面和外周面均设置一个加工工装，以达到加工效果，但对于外周面具有凹凸筋的回转体，难以设置外部工装，从而提高了对内周面工装的要求；现有技术中的一种薄壁回转体装夹工装。授权公告号为CN107538247B的中国专利技术专利，其包括工作转盘和装夹臂单元，装夹臂单元包括多个沿前后方向延伸且用于沿工作转盘周向间隔布置的装夹臂，各装夹臂上沿前后方向间隔设有至少两个用于与相应薄壁回转体的回转定位面顶压配合的支撑柱，各支撑柱分别具有用于形成与所述薄壁回转体的回转定位面吻合对应的定位圆柱面的顶压端，工作转盘上设有用于使各装夹臂可沿工作装盘径向进行位置调整以得到不同径向尺寸的所述定位圆柱面的安装结构，随能对应回转体工装的尺寸进行调节，但其调节功能实际上是通过在工作转盘上的多个调整孔来实现的，该种工装调节困难，在周向上需要固定多个调整孔，并且在内周面上的支撑单纯靠支撑柱顶压配合，该顶压实际上是通过支撑柱自身的成型形状来实现的，而周向上多个支撑柱的外形尺寸存在偏差，对回转体的支撑效果一一不同，不利于加工，尤其是对于大型回转体，其内径达到300cm，壁厚达到1.5mm，对于尺寸越大的回转体，其加工的不稳定性越明显。
技术实现思路
<br>针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高精度回转体的柔性工装及其装夹方法，有效增加加工稳定性和加工精度。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高精度回转体的柔性工装，包括用于加工回转体的工装总成和刀具模组，所述回转体具有锥形的外周面，且所述外周面上设有横纵交错的凸筋，所述工装总成包括：转盘；多个径向模组，沿回转体径向布置，所述径向模组包括第一施力组件和第二施力组件，所述第一施力组件具有与回转体内壁轮廓相配的弧形端面，所述第二施力组件露出于所述弧形端面上，所述回转体被定位在弧形端面上；所述第一施力组件沿回转体径向行进并抵压在回转体内壁，以提供回转体径向向外的第一力，所述第二施力组件随第一施力组件行进并提供回转体径向向内的第二力，所述第二力施加在横纵交错的凸筋之间；辅助模组，所述辅助模组设于径向模组下方，且所述辅助模组供回转体的底部抵接，以提供竖向的支撑力。进一步，所述回转体的底部设有径向向外延伸的裙边，所述裙边抵接在辅助模组的水平端面上，且所述辅助模组还包括一压块，所述压块压设在所述裙边的上端面。进一步，所述转盘上设有分度轨道，所述径向模组被限定在所述分度轨道内行进，所述分度轨道的数量为四个，所述径向模组的数量为四个，所述分度轨道关于转盘中心均布。进一步，所述回转体的顶部具有向内延伸的顶边，所述径向模组具有设于所述第一施力组件上部的顶升组件，所述顶升组件包括与顶边内壁轮廓相配的顶板，所述顶板竖向行进并与顶边内壁相抵。进一步，所述径向模组还包括径向行进平台，所述第一施力组件设于所述径向行进平台上，其中，所述第一施力组件包括设于径向行进平台上的支架和弧形撑座，所述弧形撑座上开设有供第二施力组件容置的开口，所述开口沿轴向和周向间隔布置。进一步，所述第二施力组件包括设于开口上的托块和设于所述弧形撑座背部的连接件，所述托块上设有多个吸附单元，所述连接件连接至少两个托块，且所述托块与弧形撑座端面齐平。进一步，所述吸附单元沿回转体母线依次间隔布置，同一水平面上的吸附单元沿回转体周向依次间隔设置。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：在装夹时，由辅助模组为回转体提供竖向的支撑力，通过吊装的方式将回转体放置在辅助模组上，并调整回转体与转盘同轴，从而完成回转体的初步定位，通过径向行进平台驱动第一施力组件径向的抵压在回转体的内周面，第一施力组件的弧形撑座为回转体提供径向向外的抵压力，同时，第二施力组件随第一施力组件行进，第二施力组件上的托块与弧形撑座构成弧形端面，增加第一施力组件和第二施力组件的结构紧凑性，托块提供一定的抵压力的同时，其上的吸附单元工作，为回转体提供径向向内的吸附力，保证在回转体外周面加工时，回转体自身的稳定性，避免刀具模组颤刀；通过径向向内和径向向外的力双向的支撑回转体，并且，作为吸附的第二力是作用在横纵交错的两个凸筋之间，进而限制回转体薄壁处的抖动，增加稳定性和加工精度，由露出在弧形端面上的吸附单元构成加工区域，能够实现对大型回转体的局部装夹和整体装夹的需求；径向模组沿周向设置在转盘上，通过转盘和刀具模组的转动得以实现对回转体的快速定位，同时，通过调节径向模组的径向位置，得以在一定范围内实现对不同内径尺寸的回转体的装夹，并且，顶升组件、径向行进平台、第一施力组件和第二施力组件可以同步运动，从而有效保证对回转体施力的一致性，整个装夹动作解决人工装夹的操作困难性，减少安全隐患，且装夹定位简单，操作方便。一种高精度回转体的柔性工装的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：步骤一、回转体上料：将代加工的回转体毛坯吊装至转盘上方，调整回转体与转盘同轴，调整托块位于横纵交错的凸筋内，同时将裙边放置在辅助模组上，压块压设在所述裙边上；步骤二、回转体定位装夹一：刀具模组还连接有一在线测量系统，刀具模组完成对刀后，发送信号至在线测量系统和径向模组，径向模组收到信号后行进，带动第一施力组件和第二施力组件与回转体的内周面抵压，通过在线测量系统获得回转体的当前厚度，从而获得刀具模组的进量，同时，设定该弧形端面为加工区域；步骤三、回转体定位装夹二：启动真空泵，真空泵连接吸附单元，控制在加工区域上的吸附单元吸附回转体内周面，提供径向向内的吸附力；步骤四、回转体加工一：此时，刀具模组按路径加工回转体外周面上的凸筋，该路径指的是回转体母线；步骤五、回转体检测：关闭真空泵，径向模组回位，通过在线测量系统获得回转体的当前厚度，若合格，则继续运行，若不合格，则回到步骤二；步骤六、回转体加工二：转动转盘，将径向模组与下一加工区域对齐，回到步骤二继续运行，直至完成整个回转体外周面加工。进一步，在步骤五中：转盘带动径向模组顺时针转动45°，进入步骤二和三，刀具模组逆时针转动45°，进入步骤四并继续运行，如此循环8次，完成整个回转体外周面加工。进一步，在线测量系统指得是超声波检测；在步骤二中，还包括定位检测：人工用塞尺检查弧形端面与回转体的内周面的贴合情况，若合格则继续运行，若不合格则回到步骤一，并进行调试；在步骤二中，还包括竖向定位装夹：在第一施力组件到位后，顶升组件动作，将顶板与回转体的顶边内壁相抵，提供竖向限位。附图说明图1为本专利技术的工装总成和回转体的结构示意图；图2为本专利技术的工装总成的结构示意图；图3为本专利技术的一个径向模组在转盘上的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度回转体的柔性工装，包括用于加工回转体(1)的工装总成和刀具模组，所述回转体(1)具有锥形的外周面，且所述外周面上设有横纵交错的凸筋(1.1)，其特征在于，所述工装总成包括：转盘(2)；/n多个径向模组，沿回转体(1)径向布置，所述径向模组包括第一施力组件(3)和第二施力组件(4)，所述第一施力组件(3)具有与回转体(1)内壁轮廓相配的弧形端面(3.1)，所述第二施力组件(4)露出于所述弧形端面(3.1)上，所述回转体(1)被定位在弧形端面(3.1)上；/n所述第一施力组件(3)沿回转体(1)径向行进并抵压在回转体(1)内壁，以提供回转体(1)径向向外的第一力，所述第二施力组件(4)随第一施力组件(3)行进并提供回转体(1)径向向内的第二力，所述第二力施加在横纵交错的凸筋(1.1)之间；/n辅助模组(5)，所述辅助模组(5)设于径向模组下方，且所述辅助模组(5)供回转体(1)的底部抵接，以提供竖向的支撑力。/n

【技术特征摘要】
1.一种高精度回转体的柔性工装，包括用于加工回转体(1)的工装总成和刀具模组，所述回转体(1)具有锥形的外周面，且所述外周面上设有横纵交错的凸筋(1.1)，其特征在于，所述工装总成包括：转盘(2)；
多个径向模组，沿回转体(1)径向布置，所述径向模组包括第一施力组件(3)和第二施力组件(4)，所述第一施力组件(3)具有与回转体(1)内壁轮廓相配的弧形端面(3.1)，所述第二施力组件(4)露出于所述弧形端面(3.1)上，所述回转体(1)被定位在弧形端面(3.1)上；
所述第一施力组件(3)沿回转体(1)径向行进并抵压在回转体(1)内壁，以提供回转体(1)径向向外的第一力，所述第二施力组件(4)随第一施力组件(3)行进并提供回转体(1)径向向内的第二力，所述第二力施加在横纵交错的凸筋(1.1)之间；
辅助模组(5)，所述辅助模组(5)设于径向模组下方，且所述辅助模组(5)供回转体(1)的底部抵接，以提供竖向的支撑力。


2.根据权利要求1所述的一种高精度回转体的柔性工装，其特征在于：所述回转体(1)的底部设有径向向外延伸的裙边(1.2)，所述裙边(1.2)抵接在辅助模组(5)的水平端面(5.1)上，且所述辅助模组(5)还包括一压块(5.2)，所述压块(5.2)压设在所述裙边(1.2)的上端面。


3.根据权利要求1所述的一种高精度回转体的柔性工装，其特征在于：所述转盘(2)上设有分度轨道(2.1)，所述径向模组被限定在所述分度轨道(2.1)内行进，所述分度轨道(2.1)的数量为四个，所述径向模组的数量为四个，所述分度轨道(2.1)关于转盘(2)中心均布。


4.根据权利要求1所述的一种高精度回转体的柔性工装，其特征在于：所述回转体(1)的顶部具有向内延伸的顶边(1.3)，所述径向模组具有设于所述第一施力组件(3)上部的顶升组件(6)，所述顶升组件(6)包括与顶边(1.3)内壁轮廓相配的顶板(6.1)，所述顶板(6.1)竖向行进并与顶边(1.3)内壁相抵。


5.根据权利要求1所述的一种高精度回转体的柔性工装，其特征在于：所述径向模组还包括径向行进平台(7)，所述第一施力组件(3)设于所述径向行进平台(7)上，其中，所述第一施力组件(3)包括设于径向行进平台(7)上的支架(3.2)和弧形撑座(3.3)，所述弧形撑座(3.3)上开设有供第二施力组件(4)容置的开口(3.4)，所述开口(3.4)沿轴向和周向间隔布置。


6.根据权利要求5所述的一种高精度回转体的柔性工装，其特征在于：所述第二施力组件(4)包括设于开口(3.4)上的托块(4.1)和设于所述弧形撑座(3.3)背部的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：周太平，罗玄，陈海辉，赵得宏，
申请(专利权)人：宁波航工智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33