一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具及方法，所述夹具包括外部支撑单元、内部支撑单元和尾座单元，所述外部支撑单元用于对工件的外廓面进行接触定位，所述内部支撑单元用于对工件的内廓面进行接触定位，所述尾座单元用于对工件的外廓面左端球形端面进行接触定位。由于本发明专利技术采用了中心顶杆、第一支撑件及柔性支撑、第二支撑件及柔性支撑、外部支架及柔性支撑、尾顶锥及其附属零件对非回转体锥形薄壁零件从内外两侧多处进行支撑与夹持，可以对非回转体锥形薄壁零件进行牢固可靠的装夹。本发明专利技术采用了可随工件外形精确成形的柔性支撑对工件进行较大面积定位，实现了定位调整过程效率高，定位精度高。定位精度高。定位精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具及方法


[0001]本专利技术属于机械加工夹具领域，涉及一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具及方法。

技术介绍

[0002]天线罩是一个大型锥形薄壁零件，是用在航空飞行器上的零件之一，其材料为熔融石英，莫氏硬度为7，维氏硬度HV260，弹性模量约为72.4
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103MPa，抗拉强度为34.4MPa，具有高的硬度、低的弹性模量、高的抗压强度和低的抗拉强度、以及塑性韧性差、耐热性能好的特点。锥形薄壁零件的形状特征使得该零件沿轴向抗压能力强，沿径向夹持易变形；针对此类零件的传统定位方式采用零散的盖板进行组合，将工件(3)进行限制自由度后需要不断调整各个盖板的相对位置，此类夹持方式使得加持零件定位精度低，且在测量或者加工过程因需要经常变换天线罩的位置，以满足不同位置的测试姿态，需要人工对夹具进行拆卸，将天线罩重新调整好位置后，再装上相对应的夹具并重新划线定位，此种操作流程使得加工效率极低。传统加工方式采用人工定点测量后，用砂轮加工直到临近干涉的局部区域，再依次更换刀具并重新改变零件相对于夹具的位置，此种加工方式使得加工精度低，一致性较差。随着现如今雷达技术的发展，与之配套的天线罩需要大量生产，此时也需要专利技术新型夹具，使得满足雷达系统天线罩零件的需求量。
[0003]中国专利CN112207465B公开了“锥形薄壁回转件内外壁面激光加工夹具及装夹方法”，采用夹紧部件对锥形薄壁零件的大端夹紧定位，利用工作台的旋转带动夹具实现工件(3)外表面的加工，但这种装夹方法只对工件(3)的大端夹紧定位，容易使工件(3)在加工过程中出现较大的变形。
[0004]中国专利CN112338831B公开了“一种适用于锥形薄壁零件的夹具”，采用压紧杆与档杆分别从锥形薄壁零件的内外两侧对零件进行夹持与支撑。压紧杆与档杆可以随锥形薄壁零件的锥形角度摆动，可适用于对多种锥形角度的锥形薄壁零件的加工，但这种装夹方法，因砂轮与夹具的干涉问题，无法实现对锥形薄壁零件的整个外廓面进行加工，因而不能很好的解决锥形薄壁零件外廓面的加工问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种装夹牢固可靠、定位精度高和加工效率高的用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具及方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具，包括外部支撑单元、内部支撑单元和尾座单元，所述外部支撑单元用于对工件的外廓面进行接触定位，所述内部支撑单元用于对工件的内廓面进行接触定位，所述尾座单元用于对工件的外廓面左端球形端面进行接触定位，所述尾座单元、外部支撑单元和内部支撑单元均固定床身底座上；
[0008]所述尾座单元包括尾座、尾顶锥、导轨钳制器和滑块B；
[0009]所述尾座通过螺纹配合与尾顶锥的左端固定连接；尾座底部分别通过螺栓与导轨钳制器B和滑块B固定连接；所述滑块B与导轨滑动连接、沿导轨往返移动，所述导轨通过螺栓固定在床身底座上；当对尾座限位时，所述导轨钳制器B将尾座锁紧在导轨上；
[0010]所述尾顶锥为管装结构，右端设置锥形孔，用于与工件接触定位；
[0011]所述外部支撑单元包括上柔性支撑连接板、上柔性支撑、外部支架、导轨钳制器A、滑块A、下柔性支撑、下柔性支撑连接板、左柔性支撑、左柔性支撑连接板、右柔性支撑和右柔性支撑连接板；
[0012]所述外部支架为L型结构，包括梯形板和固定板；
[0013]所述梯形板的上部设置通孔，通孔的直径与工件距左端/
‑
/长度处的最大尺寸相同；
[0014]在通孔外侧的梯形板上、沿通孔周向依次固定连接上柔性支撑连接板、左柔性支撑连接板、下柔性支撑连接板和右柔性支撑连接板；所述上柔性支撑连接板、下柔性支撑连接板、左柔性支撑连接板和右柔性支撑连接板的内侧分别固定上柔性支撑、下柔性支撑、左柔性支撑和右柔性支撑，所述上柔性支撑、下柔性支撑、左柔性支撑和右柔性支撑的内端均与工件的外廓面接触；
[0015]所述固定板下部通过螺栓分别与导轨钳制器A和滑块A固定连接；所述滑块A与导轨滑动连接、沿导轨往返移动；当对外部支架限位时，所述导轨钳制器A将外部支架锁紧在导轨上；
[0016]所述内部支撑单元包括顶杆旋转主轴、中心顶杆、第二支撑件、第二柔性支撑A、第二柔性支撑连接板A、第一支撑件、第一柔性支撑A、第一柔性支撑连接板A、限位环紧固螺栓、第一支撑件紧固螺栓、键、数控转台、顶杆固定螺栓、内部支撑管、限位环、顶杆连接螺母、球轴承A、球轴承B、外隔套、内隔套、球轴承C、后隔套、顶杆锁紧螺母、第二柔性支撑连接板B、第二柔性支撑B、第二柔性支撑连接板C、第二柔性支撑C、第二柔性支撑D、第二柔性支撑连接板D、第一支撑件紧固螺栓、第一柔性支撑连接B、第一柔性支撑B、第一柔性支撑连接板C、第一柔性支撑C、第一柔性支撑连接板D和第一柔性支撑D；
[0017]所述内部支撑管为圆管结构，左端与第二支撑件固定连接，中部与第一支撑件连接、右端设置有凸台，所述凸台上通过螺栓螺母与数控转台固定连接；
[0018]所述第一支撑件与内部支撑管通过键连接，限制第一支撑件的环向转动；
[0019]所述限位环位于第一支撑件的右方，所述限位环与内部支撑管通过键连接，限制限位环环向转动；
[0020]所述第一支撑件左段为圆管，圆管内径与内部支撑管外径相等，圆管内圆面与内部支撑管外圆面连接；第一支撑件右段为板状结构，其外廓面的形状和锥度与工件对应位置的内廓面匹配、并与工件的内廓面接触定位；板状结构右端面分别与第一柔性支撑连接板A、第一柔性支撑连接板B、第一柔性支撑连接板C和第一柔性支撑连接板D固定连接；所述第一柔性支撑连接板A、第一柔性支撑连接板B、第一柔性支撑连接板C和第一柔性支撑连接板D的外侧分别固定连接第一柔性支撑A、第一柔性支撑B、第一柔性支撑C和第一柔性支撑D，所述第一柔性支撑A、第一柔性支撑B、第一柔性支撑C和第一柔性支撑D的外端均与工件的内廓面接触；
[0021]所述第二支撑件为板状结构，其外廓面的形状和锥度与工件对应位置的内廓面匹
配、并与工件的内廓面接触定位；第二支撑件左端面分别与第二柔性支撑连接板A、第二柔性支撑连接板B、第二柔性支撑连接板C和第二柔性支撑连接板D固定连接；所述第二柔性支撑连接板A、第二柔性支撑连接板B、第二柔性支撑连接板C和第二柔性支撑连接板D的外侧分别固定连接第二柔性支撑A、第二柔性支撑B、第二柔性支撑C和第二柔性支撑D，所述第二柔性支撑A、第二柔性支撑B、第二柔性支撑C和第二柔性支撑D的外端均与工件的内廓面接触；
[0022]所述中心顶杆嵌套在内部支撑管内，两端均伸出内部支撑管外；中心顶杆通过顶杆固定螺栓与内部支撑管固定连接；
[0023]所述中心顶杆左端中心处设置三段阶梯孔，左段为螺纹孔、与顶杆连接螺母通过螺纹连接；中段为光孔，依次与球轴承A、球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非回转体锥形薄壁零件外廓面加工的夹具，其特征在于：包括外部支撑单元、内部支撑单元和尾座单元，所述外部支撑单元用于对工件(3)的外廓面进行接触定位，所述内部支撑单元用于对工件(3)的内廓面进行接触定位，所述尾座单元用于对工件(3)的外廓面左端球形端面进行接触定位，所述尾座单元、外部支撑单元和内部支撑单元均固定床身底座(29)上；所述尾座单元包括尾座(1)、尾顶锥(2)、导轨钳制器(27)和滑块B(28)；所述尾座(1)通过螺纹配合与尾顶锥(2)的左端固定连接；尾座(1)底部分别通过螺栓与导轨钳制器B(27)和滑块B(28)固定连接；所述滑块B(28)与导轨(26)滑动连接、沿导轨(26)往返移动，所述导轨(26)通过螺栓固定在床身底座(29)上；当对尾座(1)限位时，所述导轨钳制器B(27)将尾座(1)锁紧在导轨(26)上；所述尾顶锥(2)为管装结构，右端设置锥形孔，用于与工件(3)接触定位；所述外部支撑单元包括上柔性支撑连接板(5)、上柔性支撑(6)、外部支架(7)、导轨钳制器A(22)、滑块A(23)、下柔性支撑(24)、下柔性支撑连接板(25)、左柔性支撑(30)、左柔性支撑连接板(31)、右柔性支撑(32)和右柔性支撑连接板(33)；所述外部支架(7)为L型结构，包括梯形板和固定板；所述梯形板的上部设置通孔，通孔的直径与工件(3)距左端1/4
‑
1/3长度处的最大尺寸相同；在通孔外侧的梯形板上、沿通孔周向依次固定连接上柔性支撑连接板(5)、左柔性支撑连接板(31)、下柔性支撑连接板(25)和右柔性支撑连接板(33)；所述上柔性支撑连接板(5)、下柔性支撑连接板(25)、左柔性支撑连接板(31)和右柔性支撑连接板(33)的内侧分别固定上柔性支撑(6)、下柔性支撑(24)、左柔性支撑(30)和右柔性支撑(32)，所述上柔性支撑(6)、下柔性支撑(24)、左柔性支撑(30)和右柔性支撑(32)的内端均与工件(3)的外廓面接触；所述固定板下部通过螺栓分别与导轨钳制器A(22)和滑块A(23)固定连接；所述滑块A(23)与导轨(26)滑动连接、沿导轨(26)往返移动；当对外部支架限位时，所述导轨钳制器A(23)将外部支架锁紧在导轨(26)上；所述内部支撑单元包括顶杆旋转主轴(4)、中心顶杆(8)、第二支撑件(9)、第二柔性支撑A(10)、第二柔性支撑连接板A(11)、第一支撑件(12)、第一柔性支撑A(13)、第一柔性支撑连接板A(14)、限位环紧固螺栓(15)、第一支撑件紧固螺栓(16)、键(17)、数控转台(18)、顶杆固定螺栓(19)、内部支撑管(20)、限位环(21)、顶杆连接螺母(34)、球轴承A(35)、球轴承B(36)、外隔套(37)、内隔套(38)、球轴承C(39)、后隔套(40)、顶杆锁紧螺母(41)、第二柔性支撑连接板B(42)、第二柔性支撑B(43)、第二柔性支撑连接板C(44)、第二柔性支撑C(45)、第二柔性支撑D(46)、第二柔性支撑连接板D(47)、第一支撑件紧固螺栓(48)、第一柔性支撑连接B(49)、第一柔性支撑B(50)、第一柔性支撑连接板C(51)、第一柔性支撑C(52)、第一柔性支撑连接板D(53)和第一柔性支撑D(54)；所述内部支撑管(20)为圆管结构，左端与第二支撑件(9)固定连接，中部与第一支撑件(11)连接、右端设置有凸台，所述凸台上通过螺栓螺母与数控转台(18)固定连接；所述第一支撑件(12)与内部支撑管(18)通过键(17)连接，限制第一支撑件(12)的环向转动；
所述限位环(21)位于第一支撑件(12)的右方，所述限位环(21)与内部支撑管(20)通过键(17)连接，限制限位环(21)环向转动；所述第一支撑件(12)左段为圆管，圆管内径与内部支撑管(20)外径相等，圆管内圆面与内部支撑管(20)外圆面连接；第一支撑件(12)右段为板状结构，其外廓面的形状和锥度与工件(3)对应位置的内廓面匹配、并与工件(3)的内廓面接触定位；板状结构右端面分别与第一柔性支撑连接板A(14)、第一柔性支撑连接板B(49)、第一柔性支撑连接板C(51)和第一柔性支撑连接板D(53)固定连接；所述第一柔性支撑连接板A(14)、第一柔性支撑连接板B(49)、第一柔性支撑连接板C(51)和第一柔性支撑连接板D(53)的外侧分别固定连接第一柔性支撑A(13)、第一柔性支撑B(50)、第一柔性支撑C(52)和第一柔性支撑D(54)，所述第一柔性支撑A(13)、第一柔性支撑B(50)、第一柔性支撑C(52)和第一柔性支撑D(54)的外端均与工件(3)的内廓面接触；所述第二支撑件(9)为板状结构，其外廓面的形状和锥度与工件(3)对应位置的内廓面匹配、并与工件(3)的内廓面接触定位；第二支撑件(9)左端面分别与第二柔性支撑连接板A(11)、第二柔性支撑连接板B(42)、第二柔性支撑连接板C(44)和第二柔性支撑连接板D(47)固定连接；所述第二柔性支撑连接板A(11)、第二柔性支撑连接板B(42)、第二柔性支撑连接板C(44)和第二柔性支撑连接板D(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱祥龙，康仁科，董志刚，张志远，张津豪，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：