复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法技术

本发明专利技术复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法属于复杂曲面壳件装夹技术领域，涉及复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法

【技术实现步骤摘要】
复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法


[0001]本专利技术属于复杂曲面壳件装夹
，涉及一种复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法
。

技术介绍

[0002]复杂曲面壳件是多种高端装备的关键部件，多功能涂层加工是实现壳件耐环境性能
、
防静电
、
低红外发射等功能的核心步骤
。
由此，在刮涂腻子前和喷涂底漆前需要对壳件半成品进行高精磨抛，通过控制合适的表面粗糙度和材料去除深度，以保证涂层结合强度和厚度均匀性
。
不同型号复杂曲面壳件装夹要求不同，装夹难度大
。
回转类产品具有内型腔深度大
、
封闭
、
狭窄等特征，装夹区域要求设置在壳件开口端位置，由于没有准确的定位基准面和可靠的装夹型面，在装夹过程中容易出现变形，会对产品加工精度产生影响
。
异形类产品具有尺寸大
、
刚度弱
、
重量沉等特征，内型面存在筋板
、
凹槽等复杂结构，装夹区域要求设置在壳件左右两端位置，不同型号产品两端结构存在差异，需要分别配置多种形状夹具；异形件装夹后中间悬空区域较大，磨抛加工时抵抗外力作用较弱，需要配合下端支撑保证足够的刚度
。
同时，由于不同型号壳件的产品尺寸
、
材料特性
、
型面特点各不相同，装夹方法需要具备足够的柔性和适用性
。
[0003]目前针对复杂曲面壳件磨抛加工的专用装夹工装及方法主要适用于回转类产品，授权公布号为
CN112975404B
的专利“一种半锥形透波天线罩加工装置及方法”，设计一套适用于整罩车削加工和半罩配合面铣削加工方案和专用装置，保证加工精度的同时显著提高加工效率，但是卧式装夹方案使得夹具数量多，装夹费时费力，并且无法实现壳件的自动旋转和翻转变位
。
授权公布号为
CN109227304B
的专利“一种异形封闭深腔天线罩的机械加工装置及方法”，设计包括支撑定位工装
、
立式铣床和
90
°
转接头的铣磨加工装置，能够满足回转类产品连续高精密加工需求，但是该工装不具备通用性，无法实现回转类和异形类产品的通用装夹和翻转变位
。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术中存在的问题，专利技术了一种复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装及设计方法
。
工装由柔性夹具模块
、
旋转模块
、
翻转模块
、
升降模块
、
下端支撑模块以及变位工装地轨组成；针对回转类产品的结构特点，设计了双轴气缸推动仿形硅胶块的立式装夹方式，针对异形类产品的结构特点，设计了尼龙夹具和尼龙模具相互配合的柔性装夹方式
。
其中，柔性夹具模块用于夹持工件，保证装夹稳固并维持面形；旋转模块用于带动回转类产品绕竖直轴旋转角度磨抛；翻转模块用于实现工件绕水平轴翻转，进入内型面磨抛工位
。
升降模块可以带动柔性夹具模块
、
旋转模块和翻转模块一起上下移动，实现工件竖直方向位置调整；下端支撑模块与工件下表面贴合，保证支撑力恒定并减小受力变形；变位工装地轨设置在升降模块底部，通过水平滑动实现不同尺寸产品的通用装夹与定位
。
通过设计专用柔性夹具并配合旋转模块
、
翻转模块
、
升降模块以及下端支撑模块，实现不同型
号回转类和异形类产品的稳定装夹与定位，有效提升了装夹效率和稳定性
。
[0005]本专利技术采用的技术方案是一种复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装，该工装由柔性夹具模块
1、
旋转模块
2、
翻转模块
3、
升降模块
4、
下端支撑模块5以及变位工装地轨6组成；
[0006]所述柔性夹具模块1由双轴气缸
1.1、
仿形硅胶块
1.2、
空心支撑模具
1.3、
尼龙模具
1.4、
尼龙夹具
1.5、
安装块
1.6、
锁紧螺母
1.7、
异形支撑模具
1.8
构成；双轴气缸
1.1
安装在空心支撑模具
1.3
上，仿形硅胶块
1.2
安装在双轴气缸
1.1
前端，通过双轴气缸推动仿形硅胶块实现回转件
A
的柔性装夹；尼龙模具
1.4、
尼龙夹具
1.5
和安装块
1.6
安装在异形支撑模具
1.8
上；锁紧螺母
1.7
安装在安装块
1.6
上，通过锁紧尼龙夹具
1.5
和尼龙模具
1.4
实现对异形件
B
的稳定装夹
。
[0007]所述旋转模块2由空心旋转平台
2.1、
转轮套
2.2、
凸轮轴承随动器
2.3、
旋转轴伺服电机
2.4、
旋转轴减速器
2.5、
电机支架
2.6、
旋转轴主动同步带轮
2.7、
旋转轴从动同步带轮
2.8、
旋转轴同步带
2.9
构成；空心旋转平台
2.1
内侧套接转轮套
2.2
，转轮套
2.2
上下凹面处安装凸轮轴承随动器
2.3
；旋转轴主动同步带轮
2.7
与旋转轴减速器
2.5
相连，旋转轴从动同步带轮
2.8
安装在转轮套
2.2
下端，通过旋转轴同步带
2.9
连接两个带轮；旋转轴伺服电机
2.4
和旋转轴减速器
2.5
通过电机支架
2.6
支撑，下端连接旋转轴主动同步带轮
2.7
；单个旋转模块2中凸轮轴承随动器
2.3
设置六个，每两个凸轮轴承随动器
2.3
呈夹角
60
°
对称安装在转轮套
2.2
上下凹面处，相邻两个凸轮轴承随动器
2.3
螺柱头部和螺杆部朝向相反，保证转轴套
2.2
只做绕竖直轴的旋转运动；
[0008]所述翻转模块3由翻转盘
3.1、
转盘轴
3.2、
外球面球轴承
3.3、
翻转法兰
3.4、
翻转轴主动同步带轮
3.5、
翻转轴从动同步带轮...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种复杂曲面壳件磨抛加工的装夹与翻转变位工装，其特征在于，该工装由柔性夹具模块
(1)、
旋转模块
(2)、
翻转模块
(3)、
升降模块
(4)、
下端支撑模块
(5)
以及变位工装地轨
(6)
组成；所述柔性夹具模块
(1)
由双轴气缸
(1.1)、
仿形硅胶块
(1.2)、
空心支撑模具
(1.3)、
尼龙模具
(1.4)、
尼龙夹具
(1.5)、
安装块
(1.6)、
锁紧螺母
(1.7)、
异形支撑模具
(1.8)
构成；双轴气缸
(1.1)
安装在空心支撑模具
(1.3)
上，仿形硅胶块
(1.2)
安装在双轴气缸
(11)
前端，通过双轴气缸
(1.1)
推动仿形硅胶块
(1.2)
实现回转件
(A)
的柔性装夹；尼龙模具
(1.4)、
尼龙夹具
(1.5)
和安装块
(1.6)
安装在异形支撑模具
(1.8)
上；锁紧螺母
(1.7)
安装在安装块
(1.6)
上，通过锁紧尼龙夹具
(1.5)
和尼龙模具
(1.4)
实现异形件
(B)
的稳定装夹；所述旋转模块
(2)
由空心旋转平台
(2.1)、
转轮套
(2.2)、
凸轮轴承随动器
(2.3)、
旋转轴伺服电机
(2.4)、
旋转轴减速器
(2.5)、
电机支架
(2.6)、
旋转轴主动同步带轮
(2.7)、
旋转轴从动同步带轮
(2.8)、
旋转轴同步带
(2.9)
构成；空心旋转平台
(2.1)
内侧套接转轮套
(2.2)
，转轮套
(2.2)
上下凹面处安装凸轮轴承随动器
(2.3)
；旋转轴主动同步带轮
(2.7)
与旋转轴减速器
(2.5)
相连，旋转轴从动同步带轮
(2.8)
安装在转轮套
(2.2)
下端，通过旋转轴同步带
(2.9)
连接两个带轮；旋转轴伺服电机
(2.4)
和旋转轴减速器
(2.5)
通过电机支架
(2.6)
支撑，下端连接旋转轴主动同步带轮
(2.7)
；单个旋转模块
(2)
中凸轮轴承随动器
(2.3)
设置六个，每两个凸轮轴承随动器
(2.3)
呈夹角
60
°
对称安装在转轮套
(2.2)
上下凹面处，相邻两个凸轮轴承随动器
(2.3)
螺柱头部和螺杆部朝向相反，保证转轴套
(2.2)
只做绕竖直轴的旋转运动；所述翻转模块
(3)
由翻转盘
(3.1)、
转盘轴
(3.2)、
外球面球轴承
(3.3)、
翻转法兰
(3.4)、
翻转轴主动同步带轮
(3.5)、
翻转轴从动同步带轮
(3.6)、
翻转轴同步带
(3.7)、
翻转轴伺服电机
(3.8)、
翻转轴直角减速器
(3.9)
构成；翻转盘
(3.1)
与空心旋转平台
(2.1)
外侧相连，转盘轴
(3.2)
与翻转盘
(3.1)
同轴连接，并通过外球面球轴承
(3.3)
与翻转法兰
(3.4)
内侧相连；翻转轴主动同步带轮
(3.5)
安装在翻转轴直角减速器
(3.9)
的输出端；翻转轴从动同步带轮
(3.6)
与翻转盘
(3.1)
同轴相连，通过翻转轴同步带
(3.7)
带动两个带轮旋转；翻转轴伺服电机
(3.8)
与翻转轴直角减速器
(3.9)
连接后安装在翻转法兰
(3.4)
外侧；所述升降模块
(4)
由固定立柱
(4.1)、
移动立柱
(4.2)、
移动板
(4.3)、
升降模组
(4.4)、
导轨滑块
(4.5)、
升降轴伺服电机
(4.6)、
升降轴减速器
(4.7)
构成；固定立柱
(4.1)
下端固连在变位工装地轨
(6)
上，移动立柱
(4.2)
下端安装移动板
(4.3)
，通过移动板
(4.3)
带动移动立柱
(4.2)
在变位工装地轨
(6)
上水平滑动；升降模组
(4.4)
分别安装在固定立柱
(4.1)
和移动立柱
(4.2)
内侧，导轨滑块
(4.5)
内侧嵌入升降模组
(4.4)
，外侧连接翻转法兰
(3.4)
，通过导轨滑块
(4.5)
在升降...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建伟，曾祥瑞，袁航，张倩，刘辰烁，闫惠腾，张树梅，孙晨晋，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：