用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置及缺口的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置及缺口的制作方法，该夹紧装置包括底座、弧形定位板、斜支撑组成，所述弧形定位板上部圆弧面的弧度与弧形薄壁件的弧度保持一致，弧形定位板通过斜支撑垂直固定在底座上；所述弧形定位板上还设置有横向固定装置和径向固定装置，所述横向固定装置用于制件在厚度方向的定位和夹紧，所述径向固定装置用于将制件在径向的固定。该夹紧装置结构合理、定位和夹紧可靠、排焰排渣和控制热变形有效，使用方便，通用性强，零件变形小，一致性好，质量稳定可控，与原方案比对，批生产未出现缺口超差现象；零件缺口加工效率提高约80％，显著降低了生产成本。显著降低了生产成本。显著降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置及缺口的制作方法


[0001]本专利技术属于航天各类薄壁件成形后的加工领域，特别涉及一种用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置及缺口的制作方法。

技术介绍

[0002]在航天装备领域，“几”字形薄壁件是箭体重要的径向承力件之一，其结构特点是壁薄、弧形、截面为“几”字形，宽度尺寸各不相同，顺径向分布有大小类型不同的缺口和下陷，以便通过型材类零件。长期以来，“几”字形薄壁件缺口的加工采用切钻、样板钻定位孔和冲模冲切的加工方式，该方法零件变形大，缺口位置精度差，冲切时易产生裂纹，产品一致性和质量稳定性差，制造效率低，对操作者的技能水平要求高，而且每一种缺口均配有相对应的缺口冲模，每一个不同的零件均配有相应的切钻样板，数量多，使用频繁但使用率低，给模具和样板管理带来困难，并且此类使用年限已长,已导致该类零件不良率和报废率提高，已不适应生产需求，需重新生产缺口冲模和切钻样板，但数量多，成本高。
[0003]三维五轴激光切割机床是近年来针对钣金冲压行业发展起来的一种高端装备,主要用于立体形钣金构件的激光切割加工，具有高效、高精度的特点，能够应用于最终产品外形及孔的加工，能够满足高质量和高效率加工的要求。“几”字形弧形薄壁件缺口激光切割的难度在于零件宽度尺寸不尽相同，给零件定位、控制切割变形和找正带来困难。
[0004]经检索，目前国内未有机构或学者公开“几”字形薄壁件缺口三维五轴激光切割加工相关专利，相近的现有技术均为缺口冲模加工方法，主要围绕冲模结构改进、切钻样板模块化结构设计和工艺优化所开展的研究，相关文章有：郭建军等在期刊《锻压技术》发表了一篇名为《制件零件成形工艺改进及缺口冲模设计》的文章，单超等在《航天制造技术》发表了一篇名为《典型制件缺口切钻样板模块化结构设计与应用》。
[0005]综上所述，在加工大中型几字弧形薄壁件时，亟待解决以下技术问题：
[0006]实现截面成“几”字形，弧度小于95度的薄壁件一次装夹即可完成所有缺口的激光切割加工；解决原方案缺口超差，冲切破裂，制造效率低下，合格率偏低的问题；解决按原方案新制冲模和切钻样板投入大的问题；解决宽度尺寸不同的“几”字弧形薄壁件缺口的加工，实现柔性制作特点；保证“几”字弧形薄壁件缺口位置与理论线的极限偏差
±
1mm，达到质量稳定、可控的要求；实现径向压紧可靠，解决“几”字弧形薄壁件弧度精度差异性导致缺口偏差大的问题，降低修正的难度。

技术实现思路

[0007]为解决“几”字弧形薄壁件缺口加工质量稳定性控制可靠性差、合格率低、耗时费力、钻定位孔工序比较繁琐，新制冲模和切钻样板投入大的问题，本专利技术在充分应用三维五轴激光切割机柔性的同时，并提供了一种“几”字弧形薄壁件柔性定位夹紧装置，实现了不同宽度“几”字弧形薄壁件一次定位夹紧即可完成所有缺口和孔的加工，并提供了含下陷产
品的定位装置、径向压紧装置、不同宽度的定位装置和夹紧装置，通过本专利技术可显著提升加工效率，减少投入，降低劳动强度，产品一致性和质量稳定性得到有效控制，显著提升产品质量和合格率。
[0008]本专利技术的具体方案为：
[0009]用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，所述夹紧装置包括底座、弧形定位板、斜支撑组成，所述弧形定位板上部圆弧面的弧度与弧形薄壁件的弧度保持一致，弧形定位板通过斜支撑垂直固定在底座上；所述弧形定位板上还设置有横向固定装置和径向固定装置，所述横向固定装置用于制件在厚度方向的定位和夹紧，所述径向固定装置用于将制件在径向的固定；所述弧形定位板的两侧面设置有弧形凹槽，弧形凹槽内间隔的设置有若干对定位垫板，在定位垫板与弧形凹槽之间设置有石棉板。
[0010]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，在每组所述定位垫板中，一侧定位垫板设有台阶孔，相对的另一侧设有螺纹孔，并在弧形定位板的对应位置设有通孔，并通过螺栓将两侧的定位垫板固定于弧形凹槽，且所述定位垫板设置有不同的厚度规格，可根据制件的不同内形尺寸进行匹配。
[0011]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，在每组定位垫板处还配套设置有弓形夹，可将几字形制件紧压固定在弧形定位板上；所述弓形夹的一端夹脚设有加宽的平面，可紧贴几字形制件的一侧外表面；弓形夹的另一端夹脚设置有横向的螺栓孔，并配套设置有宽脚螺栓，通过调节宽脚螺栓从另一侧压紧几字形制件。
[0012]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，所述径向压紧装置包括支撑杆、拉力板和钢棒，安装时将所述钢棒从弧形定位板的弧形凹槽下方横向穿过，将压紧垫板置于几字形制件上，支撑杆置于压紧垫板上，拉力板将钢棒和支撑杆从两侧同时套住，并从径向压紧制件。
[0013]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，所述拉力板上端设置有挂孔，下端设置有挂钩，支撑杆的两端分别套入两根拉力板的挂孔，两根拉力板下端的挂钩勾住钢棒两端以径向固定制件。
[0014]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，所述径向压紧装置还包括压紧垫板和顶压螺栓，所述压紧垫板置于支撑杆和制件之间，支撑杆中部设置有横向的螺孔，顶压螺栓从支撑杆螺孔中向下旋入顶住压紧垫板实现对制件的径向压紧。
[0015]本专利技术所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，所述斜支撑为直角三角形状，其两直角边设置有连接固定用裙边，并在连接固定用裙边处通过螺栓与底座和弧形定位板进行固定连接；所述底座上设置有定位销孔，可通过定位销固定在机床工作台上。
[0016]一种利用柔性定位夹紧装置用于大中型几字弧形薄壁件缺口的制作方法，包括如下步骤：
[0017]步骤1：用制件缺口检测样板划出首件产品缺口形状线；根据制件内形尺寸选取相应厚度的定位垫板；将制件放在弧形定位板上，确定定位垫板和径向压紧装置的安装位置和数量，定位垫板和径向压紧装置安装位置应在两个待加工的相邻缺口之间；
[0018]步骤2：取下制件，在弧形定位板两侧的弧形凹槽内安装石棉板；然后在弧形定位
板的弧形凹槽内安装定位垫板；
[0019]步骤3：将径向压紧装置的钢棒插入弧形定位板弧形凹槽下方的圆孔内；将制件再次放在弧形定位板上，取径向压紧装置将制件压紧在弧形定位板之上；用弓形夹在定位垫板位置实施制件厚度方向的夹紧；
[0020]步骤4：制件三维建模；生成激光切割程序，坐标转换，查找激光切割头与该专利技术装置是否有干涉并修改激光切割程序；
[0021]步骤5：以步骤1所划的缺口外形线进行程序定位，并记录坐标点,手动运行切割程序，查找激光切割头与该专利技术装置是否有干涉并修改激光切割程序；
[0022]步骤6：回到激光切割程序起割点位置，启动激光切割程序完成首件加工，并将激光切割头回到激光机绝对坐标原点；取下制件并检测缺口的正确性，按需调整切割程序；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：所述夹紧装置包括底座、弧形定位板、斜支撑、横向固定装置和径向固定装置；所述弧形定位板上部圆弧面的弧度与弧形薄壁件的弧度保持一致，弧形定位板通过斜支撑垂直固定在底座上；所述横向固定装置用于制件在厚度方向的定位和夹紧，所述径向固定装置用于将制件在径向的固定；所述弧形定位板的两侧面设置有弧形凹槽，弧形凹槽内间隔的设置有若干对定位垫板，在定位垫板与弧形凹槽之间设置有石棉板。2.根据权利要求1所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：在每组所述定位垫板中，一侧定位垫板设有台阶孔，相对的另一侧设有螺纹孔，并在弧形定位板的对应位置设有通孔，并通过螺栓将两侧的定位垫板固定于弧形凹槽，且所述定位垫板设置有不同的厚度规格，可根据制件的不同内形尺寸进行匹配。3.根据权利要求2所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：在每组定位垫板处还配套设置有弓形夹，可将几字形制件紧压固定在弧形定位板上；所述弓形夹的一端夹脚设有加宽的平面，可紧贴几字形制件的一侧外表面；弓形夹的另一端夹脚设置有横向的螺栓孔，并配套设置有宽脚螺栓，通过调节宽脚螺栓从另一侧压紧几字形制件。4.根据权利要求1所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：所述径向压紧装置包括支撑杆、拉力板和钢棒，安装时将所述钢棒从弧形定位板的弧形凹槽下方横向穿过，将压紧垫板置于几字形制件上，支撑杆置于压紧垫板上，拉力板将钢棒和支撑杆从两侧同时套住，并从径向压紧制件。5.根据权利要求4所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：所述拉力板上端设置有挂孔，下端设置有挂钩，支撑杆的两端分别套入两根拉力板的挂孔，两根拉力板下端的挂钩勾住钢棒两端以径向固定制件。6.根据权利要求5所述的用于大中型几字弧形薄壁件缺口制作的柔性定位夹紧装置，其特征在于：所述径向压紧装置还包括顶压螺栓，所述压紧垫板置于支撑杆和制件之间，支撑杆中部设置有横向的螺孔，顶压螺栓从支撑杆螺孔中向下旋入顶住压紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪跃忠，刘秀，洪磊，杨林，唐军，刘维龙，凃强，
申请(专利权)人：四川航天长征装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：