【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空航天制孔加工领域，具体涉及一种可调节的模拟偏心量工装及其方法。
技术介绍
1、轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(cfrp)以及耐交变载荷的金属材料(如钛合金、铝合金等)是航空航天高端装备减重增效的优选。为保障cfrp及其与金属材料叠层结构的高可靠装配、高性能服役，须高效率加工数以万计的多种类连接孔。而在航空航天装备的制孔加工中，扩孔和铰孔是十分重要的工序。扩孔是用扩孔钻对已经钻出、铸出或锻出的孔作进一步加工，以扩大孔径并提高孔的加工质量。铰孔是对扩孔后的工件进行精加工，以满足孔径精度、同轴度和孔壁质量等要求，其加工质量的好坏决定了孔的最终质量，决定了其能否正常使用。
2、然而在实际的加工现场，常常会出现由于加工空间限制、零件自身形状尺寸误差等原因造成工装夹具与待扩、待铰孔偏心的情况，在此情况下若要保证孔的加工质量满足设计要求，会导致加工难度上升，加工效率下降。故为了节约时间和经济成本，需要对实际偏心工况进行模拟测试，通过实验对比在不同偏心工况下使用不同切削参数制孔的孔径精度、同轴度等来分析其各个因素对制孔质量的影响并进行优化，从而提高在实际偏心加工工况下扩铰孔的质量和效率。因此，为了实现上述对不同偏心方向及不同偏心量的测试需求，需开发一种可以实现对实际偏心加工工况进行模拟的工装设备。
3、常州市技鼎机械科技有限公司的苏眉玉等人公开了一种异形零件镗孔加工用偏心工装，该专利号为cn 116237557 a。该偏心工装用于一种特定异形零件镗孔加工，拆装方便。但是其仅能适用于特定的偏心零件，对
4、综上所述，为了满足对不同偏心方向及偏心量的模拟加工，需要设计一套适用于复合材料和金属材料的可以根据实际工况来调节测试条件的扩孔和铰孔加工的夹具工装。
技术实现思路
1、本专利技术为了分析在不同偏心方向和数值下切削参数对于加工质量的影响，提出了一种可调节的模拟偏心量工装。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种可调节的模拟偏心量工装，包括底板1、扩铰钻固定模块2、实验件安装模块3和工件孔位定位销4，其中：
4、所述扩铰钻固定模块2包括钻模板201和扩铰钻拉钉202；扩铰钻拉钉202安装在钻模板201上，钻模板201安装在底板1上；
5、所述实验件安装模块3包括实验件301、实验安装板302、实验件夹紧槽303、橡胶垫片304、实验件安装座305、紧固螺栓306和紧固螺栓垫板307；实验件301为一端带有法兰的套筒结构，实验件安装座305为带有挡边的半圆弧形结构，实验件夹紧槽303为半圆弧形结构的固定板；实验件301安装在实验件安装座305上，实验件301外圆面与实验件安装座305半圆弧面相配合，实验件301的法兰面与实验件305的挡边一侧相配合；橡胶垫片304与实验件压紧槽303通过紧固螺栓306安装在实验件安装座305上，通过实验件压紧槽303的半圆弧面与实验件301贴合实现对实验件301的固定；所述工件孔位定位销4包括定位销固定端401和定位销可换组402；定位销固定端401前端与定位销可换组402通过紧固件进行连接；定位销可换组402前端锥面与实验件301内孔进行配合；旋转定位销固定端401末端，使得定位销可换组402外圆面缺口与实验所需偏心方向一致。
6、一种可调节的模拟偏心量工装方法，包括步骤如下；
7、步骤1，将钻模板201安装在底板1上；
8、步骤2，将橡胶垫片304和实验件压紧槽303通过紧固螺栓306安装在实验件安装座305上；
9、步骤3，使用紧固螺栓306将紧固螺栓垫板307和实验件安装座305安装在实验安装板302上；
10、步骤4，将实验安装板302安装在底板1上；将实验件301伸入实验件安装座305与实验件压紧槽303上的半圆弧形结构之间圆孔中使得实验件301与实验件安装座305紧密贴合；拧紧安装在实验件压紧槽303上的四颗紧固螺栓306，将实验件301夹紧；
11、步骤5，选择实验相对应的定位销可换组402零件，使用螺栓将其与定位销固定端401进行连接；将定位销固定端401沿着后方钻模板201导向孔伸入，使其圆柱面与导向孔配合，定位销可换组402前端锥面与实验件301内孔进行配合；旋转定位销固定端401末端，使得定位销可换组402外圆面缺口竖直朝下；
12、步骤6，将紧固螺栓垫板307上四颗紧固螺栓306拧紧，使得实验件301位置固定；并从后方抽出定位销固定端401。
13、进一步地，安装工件孔位定位销4时，定位销固定端401圆柱面与钻模板201内孔进行配合；定位销固定端401前端阶梯孔与定位销可换组402末端圆柱凸台进行配合；定位销可换组402前端锥面与实验件301孔后边缘进行配合。
14、进一步地，定位销可换组402为一套前端为中空锥面、末端为圆柱凸台的零件，各个零件锥面与圆柱面轴线偏移量不同，根据不同实验中偏心量模拟需求来选择定位销可换组402中相对应的零件；定位销可换组402外表面在偏心方向上设计有标识。
15、进一步地，实验安装板302的通孔内径大于其紧固件外径+最大实验偏心量，实验件安装座305可在其范围内移动。
16、进一步地，钻模板201导向孔周围均布6个安装位置；扩铰钻拉钉202呈180度相位安装在钻模板上，可与钻套前端法兰卡槽进行锁紧，扩铰钻拉钉202可安装在上述6个安装位置中的水平方向两个孔位a中，此时对应扩铰钻在周向上相对于工装安装平面0°时加工的姿态；可将扩铰钻拉钉202在水平方向顺时针旋转60°位置安装孔位b或在水平方向逆时针旋转60°位置安装孔位c，此时分别对应扩铰钻在周向上相对于工装安装平面-60°和60°时加工的姿态。
17、本专利技术的有益效果：本专利技术通过更换定位销可换组，可以同时实现偏心量和偏心方向的调节，使得本工装更普适于实际偏心工况；操作简单便捷，每次调节偏心时仅需将实验件抽出并更换，重新进行定位和夹紧，无需将整体夹具拆除；本可调节的模拟偏心量工装可以实现在实验室对实际偏心加工工况下加工质量的模拟，进而针对不同偏心量进行合理优化，提高在实际偏心加工工况下扩铰孔的质量和效率。
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1.一种可调节的模拟偏心量工装，其特征在于，该可调节的模拟偏心量工装包括底板(1)、扩铰钻固定模块(2)、实验件安装模块(3)和工件孔位定位销(4)，其中：
2.一种可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，包括步骤如下：
3.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，安装工件孔位定位销(4)时，定位销固定端(401)圆柱面与钻模板(201)内孔进行配合；定位销固定端(401)前端阶梯孔与定位销可换组(402)末端圆柱凸台进行配合；定位销可换组(402)前端锥面与实验件(301)孔后边缘进行配合。
4.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，定位销可换组(402)为一套前端为中空锥面、末端为圆柱凸台的零件，各个零件锥面与圆柱面轴线偏移量不同，根据不同实验中偏心量模拟需求来选择定位销可换组(402)中相对应的零件；定位销可换组(402)外表面在偏心方向上设计有标识。
5.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，实验安装板(302)的通孔内径大于其紧固件外径和最大实验偏心量之和，实
6.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，钻模板(201)导向孔周围均布6个安装位置；扩铰钻拉钉(202)呈180度相位安装在钻模板(201)上，与钻套前端法兰卡槽进行锁紧；扩铰钻拉钉(202)安装在上述6个安装位置中的水平方向两个孔位(a)中，此时对应扩铰钻在周向上相对于工装安装平面0°时加工的姿态；将扩铰钻拉钉(202)在水平方向顺时针旋转60°位置安装孔位(b)或在水平方向逆时针旋转60°位置安装孔位(c)，此时分别对应扩铰钻在周向上相对于工装安装平面-60°和60°时加工的姿态；
...【技术特征摘要】
1.一种可调节的模拟偏心量工装，其特征在于，该可调节的模拟偏心量工装包括底板(1)、扩铰钻固定模块(2)、实验件安装模块(3)和工件孔位定位销(4)，其中：
2.一种可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，包括步骤如下：
3.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，安装工件孔位定位销(4)时，定位销固定端(401)圆柱面与钻模板(201)内孔进行配合；定位销固定端(401)前端阶梯孔与定位销可换组(402)末端圆柱凸台进行配合；定位销可换组(402)前端锥面与实验件(301)孔后边缘进行配合。
4.根据权利要求2所述的可调节的模拟偏心量工装方法，其特征在于，定位销可换组(402)为一套前端为中空锥面、末端为圆柱凸台的零件，各个零件锥面与圆柱面轴线偏移量不同，根据不同实验中偏心量模拟需求来选择定位销可换组(402)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺鑫，常宇豪，费浩航，鹿德煜，赵宏伟，陈伯阳，刘宏伟，付饶，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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