一种机电陀螺框架组件加工工装及其加工方法技术

本发明专利技术涉及一种机电陀螺框架组件加工工装及加工方法，以解决薄壁件浮筒加工过程中易变形、圆柱度低，从而导致与浮子框架组合时需要一一配车，加工效率低，不适合批量生产的技术问题。该工装中双定位涨紧夹具包括同轴设置的第一夹具座和定位轴；定位轴外端面与待加工浮筒的内侧相配合；压紧端面夹具包括压紧座、锁紧套和锁紧螺母；压紧座包括同轴设置的定位套、定位法兰和第二夹具座。该方法为1、使用第一个双定位涨紧夹具，车浮筒的长径圆筒段两端的端面；2、使用压紧端面夹具，车待加工浮筒的第一定位内孔和第二定位内孔；3、使用第二个双定位涨紧夹具，车短径圆筒段外圆面及短径圆筒段的右端面；4、加工浮子框架；5、组装。组装。组装。

【技术实现步骤摘要】
一种机电陀螺框架组件加工工装及其加工方法


[0001]本专利技术涉及机电陀螺框架组件的加工，具体涉及一种机电陀螺框架组件加工工装及采用加工工装加工机电陀螺框架组件的方法。

技术介绍

[0002]近年来，机电陀螺占据陀螺产品市场主要地位，因此机电陀螺的生产效率的提高，尤其是框架组件的生产效率的提高成为本领域人员研究的重点。
[0003]机电陀螺框架组件为机电陀螺的关键件，其内装有电机，预抽真空并充以一定压力的高纯度氦气或氢气，外部充满悬浮液体，两端有浮子配平机构，中间为枢轴(即进动轴)。框架组件的设计、制造工艺水平直接决定了机电陀螺的精度水平。另外，框架组件对气密性要求极高，其中浮筒和浮子框架通过高精度的两处外圆和两处内孔形成小间隙配合，配合间隙仅为0.006mm～0.008mm，浮子框架两处外圆设计有两处宽度为0.7mm、深为0.2mm的密封槽，并涂抹工业用结构密封胶形成密封体，所以要求浮筒和浮子框架通过高精度的两处外圆和两处内孔组装得到精度、同轴度及圆柱度均高的框架组件。
[0004]框架组件的材料均为铝棒2A12
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T4，浮筒为典型的薄壁零件，最薄处壁厚仅为0.4mm，高精度薄壁零件的机械加工是普遍存在的加工难题，薄壁件的加工难点为控制零件变形、控制零件尺寸精度、控制形位精度，为了有效解决薄壁件的加工难题和提高生产效率必须要创新薄壁件的精密加工技术及方法。
[0005]图1为浮筒结构示意图，图2为浮子框架结构示意图，图3为浮筒与浮子框架组装结构示意图；浮子框架02的第一定位外圆φC1与浮筒01的第一定位内孔φB1配合，浮子框架02的第二定位外圆φC2与浮筒01的第二定位内孔φB2配合，浮筒01外侧为圆筒状，包括长径圆筒段和短径圆筒段，其中长径圆筒段的轴向长度为L
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，短径圆筒段的轴向长度为L
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，浮筒01的轴向长度为L
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；因浮筒01为薄壁件，壁厚仅为0.4mm，加工后易产生变形，尺寸及圆柱度不易控制，原则上两处内孔的圆柱度控制在0.03mm之内即为合格品。原加工方法为加工完浮筒01的第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2后，每件浮筒01的内孔尺寸差异大，浮子框架02不适宜加工为统一尺寸，故需要计量所有浮筒01的第一定位内孔和第二定位内孔实际尺寸及圆柱度，然后对尺寸进行分组配车浮子框架02的第一定位外圆φC1和第二定位外圆φC2，以确保浮子框架02和浮筒01配合以手感滑配为准。
[0006]机电陀螺框架组件的原加工方法分为浮筒加工、浮子框架加工及组合后形成框架组件的组合加工。具体过程为，1、浮筒加工：手工研磨浮筒两端面，使浮筒轴向尺寸为L
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，两端面的平面度为0.002mm，平行度0.003mm；以两端面为基准，车第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2，因浮筒为薄壁件，加工后易产生变形，尺寸及圆柱度不易控制，实际尺寸及圆柱度并不能完全满足尺寸要求。2、浮子框架加工：经过数车、数铣及热处理工序，最后将第一定位外圆φC1和第二定位外圆φC2加工至相应尺寸，并为框架组件配车工序留有0.2mm的余量。3、框架组件的加工：根据实际测量的浮筒的第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2的大小，一一配车浮子框架第一定位外圆φC1和第二定位外圆φC2，确保浮子框架和浮筒的
配合为滑配；4、对组装好的框架组件，以顶尖顶左右两中心孔车浮筒的短径圆筒段的外圆φB3及浮筒的短径圆筒段的右端面，使短径圆筒段的轴向长度L
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符合要求，保证短径圆筒段的外圆φB3与第一定位内孔和第二定位内孔的同轴度，及长径圆筒段的右端面与短径圆筒段外圆面的垂直度符合要求。
[0007]原机电陀螺框架组件加工方法加工流程长，耗时耗力，加工效率较低，需要一一配车，成对入库，不具备互换性，且不适合大批量生产。

技术实现思路

[0008]本专利技术目的在于解决机电陀螺框架组件中薄壁件浮筒加工过程中易变形、圆柱度低，从而导致与浮子框架组合时需要一一配车，加工效率低，不适合批量生产的技术问题，提出一种机电陀螺框架组件加工工装及其加工方法。
[0009]本专利技术的技术方案为：
[0010]一种机电陀螺框架组件加工工装，其特殊之处在于：
[0011]包括两个结构相同双定位涨紧夹具和压紧端面夹具；
[0012]所述双定位涨紧夹具包括自左至右同轴设置的第一夹具座和定位轴；
[0013]所述定位轴设置有开口于右端面的中心孔以及将定位轴分割为三个扇形块的三处切割槽；
[0014]所述中心孔开口处设置有涨紧锥面；
[0015]所述定位轴外端面自左至右依次为第一定位环面、过渡面和第二定位环面，且第一定位环面与待加工浮筒的长径圆筒段内侧面配合，所述第二定位环面与待加工浮筒的短径圆筒段内侧面配合；
[0016]所述压紧端面夹具包括压紧座、锁紧套和锁紧螺母；
[0017]所述压紧座包括自左至右同轴设置的定位套、定位法兰和第二夹具座；
[0018]所述锁紧套套设在定位套上，锁紧套左端设置有内凸环，右端设置有外凸环；
[0019]所述定位套内设置有与待加工浮筒外台阶面相配合的定位台阶面，定位套左端面为与待加工浮筒左端面平齐的定位端面；
[0020]所述定位法兰外侧面设置有外螺纹，所述锁紧螺母与外螺纹配合，用于将外凸环右端面和定位法兰左端面以及内凸环右端面和定位套左端面压紧。
[0021]进一步地，所述中心孔内设置有内螺纹，用于与相适配的涨紧螺钉配合涨开三个扇形块实现双定位涨紧夹具的定位夹紧。
[0022]本专利技术还提供一种机电陀螺框架组件的加工方法，其特殊之处在于，基于上述机电陀螺框架组件加工工装，包括以下步骤：
[0023]S1、加工浮筒：
[0024]S1.1、使用第一个双定位涨紧夹具固定待加工浮筒，该双定位涨紧夹具的第一定位环面与待加工浮筒的长径圆筒段内侧面配合，第二定位环面与待加工浮筒的短径圆筒段内侧面配合；精车待加工浮筒的长径圆筒段两端的端面，保证长径圆筒段两端的端面平行；
[0025]S1.2、使用压紧端面夹具，以步骤S1.1中精车后的待加工浮筒的长径圆筒段两端的端面与定位套的定位端面和定位台阶面相适配，精车待加工浮筒的第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2，确保第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2的尺寸一致性均在0.002mm
之内；
[0026]S1.3、使用第二个定位涨紧夹具，双定位涨紧夹具的第一定位环面与步骤S1.2加工后的浮筒的长径圆筒段内侧面配合，第二定位环面与步骤S1.2加工后的浮筒的短径圆筒段内侧面配合；以步骤S1.2精车后的第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2进行定位固定双定位涨紧夹具，精车短径圆筒段外圆面及短径圆筒段的右端面，使浮筒短径圆筒段外圆φB3与第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2的同轴度、短径圆筒段的轴向长度L
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、长径圆筒段的右端面与短径圆筒段外圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机电陀螺框架组件加工工装，其特征在于：包括两个结构相同的双定位涨紧夹具(1)和压紧端面夹具(2)；所述双定位涨紧夹具(1)包括自左至右同轴设置的第一夹具座(11)和定位轴(12)；所述定位轴(12)设置有开口于右端面的中心孔(16)以及将定位轴(12)分割为三个扇形块的三处切割槽(17)；所述中心孔(16)开口处设置有涨紧锥面(13)；所述定位轴(12)外端面自左至右依次为第一定位环面(14)、过渡面和第二定位环面(15)，且第一定位环面(14)与待加工浮筒(3)的长径圆筒段内侧面配合，所述第二定位环面(15)与待加工浮筒(3)的短径圆筒段内侧面配合；所述压紧端面夹具(2)包括压紧座、锁紧套(21)和锁紧螺母(22)；所述压紧座包括自左至右同轴设置的定位套(23)、定位法兰(24)和第二夹具座(25)；所述锁紧套(21)套设在定位套(23)上，锁紧套(21)左端设置有内凸环(28)，右端设置有外凸环(29)；所述定位套(23)内设置有与待加工浮筒(3)外台阶面相配合的定位台阶面(27)，定位套(23)左端面为与待加工浮筒(3)左端面平齐的定位端面(26)；所述定位法兰(24)外侧面设置有外螺纹，所述锁紧螺母(22)与外螺纹配合，用于将外凸环(29)右端面和定位法兰(24)左端面以及内凸环(28)右端面和定位套(23)左端面压紧。2.根据权利要求1所述的机电陀螺框架组件加工工装，其特征在于：所述中心孔(16)内设置有内螺纹，用于与相适配的涨紧螺钉配合涨开三个扇形块实现双定位涨紧夹具(1)的定位夹紧。3.一种机电陀螺框架组件的加工方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的机电陀螺框架组件加工工装，包括以下步骤：S1、加工浮筒：S1.1、使用第一个双定位涨紧夹具(1)固定待加工浮筒(3)，将双定位涨紧夹具(1)的第一定位环面(14)与待加工浮筒(3)的长径圆筒段内侧面配合，第二定位环面(15)与待加工浮筒(3)的短径圆筒段内侧面配合；精车待加工浮筒(3)的长径圆筒段两端的端面，保证长径圆筒段两端的端面平行；S1.2、使用压紧端面夹具(2)，以步骤S1.1中精车后的待加工浮筒(3)的长径圆筒段两端的端面与定位套(23)的定位端面(26)和定位台阶面(27)相适配，精车待加工浮筒(3)的第一定位内孔φB1和第二定位内孔φB2，确保第一定位内孔φ...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳亚楠，张昌星，陈雨沼，闵鹏，邢康，尹栋，万莉，宋月军，阮志峰，孙亮，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：