一种夹紧机构及其非完整圆弧形工件的双向矫正装置的制作方法

本发明涉及一种双向矫正装置的夹紧机构，尤其涉及一种非完整圆弧形工件的双向矫正装置的夹紧机构、以及该双向矫正装置。

背景技术：

非完整圆弧形工件主要用于飞机机舱、火箭燃料贮箱多段箱体连接，主要由L型截面铝合金型材弯曲加工而成，但由于材料回弹等现象，弯曲后工件表面容易产生褶皱鼓包等缺陷，需要人工对鼓包和褶皱部位进行局部敲击矫正，由于工件尺寸较大，人工敲击矫正工作量大、而且保证加工质量及精度。

技术实现要素：

针对上述技术缺陷，本发明提供一种非完整圆弧形工件的双向矫正装置的夹紧机构、以及该双向矫正装置，该夹紧机构可方便双向矫正装置在对非完整圆弧形工件敲击矫正时，用于从非完整圆弧形工件的水平上表面和圆弧形侧表面夹紧，使双向矫正装置能够方便的代替人工修正圆弧形工件表面缺陷，提高工件修正后的精度与质量。

本发明的解决方案是：一种非完整圆弧形工件的双向矫正装置的夹紧机构，其用于从非完整圆弧形工件的水平上表面和圆弧形侧表面夹紧，该夹紧机构包括可移动的水平面固定夹紧平台、可移动的弧面固定夹紧平台；两个夹紧平台结构相同，安装位置根据非完整圆弧形工件的不同待加工表面而进行调整；每个夹紧平台包括底座以及均固定在底座上的夹紧气缸、圆柱形楔块、压爪、及复位弹簧；圆柱形楔块的一端呈圆柱形共轴固定在夹紧气缸的输出活塞上，另一端呈楔形，圆柱形楔块由夹紧气缸驱动移动；压爪的中部转动安装在底座上，压爪的一端安装滚动轮，另一端为卡持非完整圆弧形工件的卡持端；滚动轮位于圆柱形楔块的楔形面上，在夹紧气缸驱动圆柱形楔块移动时，圆柱形楔块在旋转滚动轮的同时，还抬高滚动轮的高度，以降低压爪的卡持端的高度，起到夹紧非完整圆弧形工件的作用；复位弹簧的一端固定在底座上，另一端固定在压爪的卡持端上，在降低卡持端的高度时，复位弹簧被卡持端拉长而存储形变力，并在圆柱形楔块复位时释放该形变力，使压爪复位。

作为上述方案的进一步改进，压爪的中部通过转动轴转动安装在底座上。

进一步地，该转动轴为销轴一。

作为上述方案的进一步改进，压爪通过销轴二安装滚动轮。

作为上述方案的进一步改进，底座上设置安装台，压爪和复位弹簧均通过安装台与底座间接固定。

作为上述方案的进一步改进，底座上设置有导引块，圆柱形楔块穿过导引块以由导引块导引再作用在滚动轮上。

作为上述方案的进一步改进，该夹紧机构还包括螺杆平台；螺杆平台用于调整两个夹紧平台相对非完整圆弧形工件的位置。

进一步地，螺杆平台包括基座、支撑台、平移螺杆、驱动块、两条滑轨、两个凸台、两个滑条；基座的相对两侧固定有凸台，每个凸台上固定滑条，滑条上配合有滑轨；所有的夹紧平台安装在两个滑轨上；基座上还固定有位于两个凸台之间的两个支撑台，平移螺杆的两端由两个支撑台分别支撑；两个夹紧平台固定在驱动块上，平移螺杆的中部与驱动块螺合，通过旋转平移螺杆来使驱动块移动，驱动块的移动推动两个夹紧平台在滑轨的导引下沿滑条滑行。

再进一步地，螺杆平台还包括平板，两个夹紧平台固定在平板上，平板的底部固定在驱动块上。

本发明还提供一种非完整圆弧形工件的双向矫正装置，其用于实现非完整圆弧形工件的水平上表面和圆弧形侧表面的敲击矫正，其包括夹紧机构，该夹紧机构用于从非完整圆弧形工件的水平上表面和圆弧形侧表面夹紧；该夹紧机构为上述任意夹紧机构。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：该该夹紧机构可方便双向矫正装置在对非完整圆弧形工件敲击矫正时，用于从非完整圆弧形工件的水平上表面和圆弧形侧表面夹紧，使双向矫正装置能够方便的代替人工修正圆弧形工件表面缺陷，敲击方向可调，自由度高，使用方便，提高工件修正后的精度与质量。

附图说明

图1为本发明非完整圆弧形工件的双向矫正装置的立体结构示意图。

图2为图1中双向矫正装置的其中一个视角的视图。

图3为图1中双向矫正装置的回转驱动机构在其中一个视角的视图，其中，为了清楚展示回转驱动机构的主要构件，移走了位于外围的直径较大的导轨。

图4为图3中的局部放大示意图，其中为了清除展示其结构关系，对局部区域进行了剖视。

图5为图1中双向矫正装置的夹紧机构的结构示意图，其中为了清除展示其结构关系，对局部区域进行了剖视。

图6为图1中双向矫正装置的双向锤击机构，除去支架调整平台后的结构示意图。

图7为图1中双向矫正装置的双向锤击机构的支架调整平台的结构示意图，其中为了清除展示其结构关系，对局部区域进行了剖视。

图8为图1中双向矫正装置的双向锤击机构的支架调整平台的结构示意图，其中为了清除展示其结构关系，对另一个局部区域进行了剖视。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1及图2，本发明的非完整圆弧形工件的双向矫正装置用于实现非完整圆弧形工件4的上表面41和侧表面42的敲击矫正，非完整圆弧形工件4由于是非完整的圆弧形，因此，上表面41可为水平表面，侧表面42可为弧形表面。该双向矫正装置主要包括三大部分：回转驱动机构1、夹紧机构2、双向锤击机构3。

请结合图3及图4，回转驱动机构1的主要作用，是为了实现该双向矫正装置能够围绕回非完整圆弧形工件4移动。回转驱动机构1包括驱动装置、承载座13、两条导轨14、润滑块15、若干轴承16。驱动装置可包括电机11、减速器12、齿轮机构(未标示)。

减速器12固定于承载座13的一侧上，减速器12上安装电机11，若干轴承16固定在承载座13的相对另一侧上，因而减速器12和轴承16分别位于承载座13的相对两侧上。减速器12可通过若干紧固件17(如螺栓、螺母)固定于承载座13的一侧上，若干轴承16也可通过若干紧固件17(如螺栓、螺母)固定在承载座13的相对另一侧上。

承载座13的安装位置则是由两条导轨14决定。两条导轨14具有同一圆心不同半径的特征，承载座13活动安装在两条导轨14上，并由电机11提供动力，以驱动承载座13沿两条导轨14往返移动。在本实施例中，承载座13通过若干轴承16活动安装在两条导轨14上。轴承16的外侧壁上设置有V型槽一161，两条导轨14之间正对的两侧面上设置有与V型槽一161相配合的V型凸缘141。承载座13在安装时，承载座13底部的轴承16，其V型槽一161在两条导轨14的尽头收容两条导轨14的V型凸缘141，从而使轴承16卡在两条导轨14之间，使得轴承16可以在两条导轨14上滑行，最终带动承载座13移动。

因此，两条导轨14一方面支撑承载滑座13，使其在导轨14上运动，另一方面，导轨14顶部的V型凸缘141和轴承16的V型槽一161相配合，使V型槽一161沿着V型凸缘141运动。在本实施例中，轴承16的数量为三个，故三个V型槽一161使相应的轴承16分别安装于两条导轨14之间，保证了运动的平稳性。

润滑块15可位于两个轴承16之间，润滑块15可通过螺栓安装于承载座13上，润滑块15上可开设有与导轨14的V型凸缘141相配合的V型槽二(图未示)，这样承载座13在导轨14上滑行时，润滑块15也可随之在导轨14上滑行，从而润滑导轨14，减少轴承16与导轨在14之间的摩擦。

如图4所示，齿轮机构的齿轮一19安装在减速器12的输出轴110上，最外围导轨14的外侧壁设置为齿轮二18，齿轮一19与最外围导轨14的外侧壁上的齿轮二18相啮合，以将减速器12的动力传递给轴承16，使轴承16在两条导轨14上滑行，带动承载座13的周向运动。

轴承16安装在承载座13上时，在承载座13面向轴承16的一侧上开设腰形阶梯孔，这样方便调节轴承16在承载座13上的安装位置。可通过螺栓螺母配合该腰形阶梯孔而将轴承16固定在承载座13上。

请结合图5，夹紧机构2安装在承载座13上，其用于夹紧非完整圆弧形工件4。在本发明中，夹紧机构2通过对呈水平表面的上表面41、呈弧形表面的侧表面42的分别夹紧，实现对整个非完整圆弧形工件4的夹紧。

夹紧机构2包括可移动的水平面固定夹紧平台200、可移动的弧面固定夹紧平台201、以及整体移动两个夹紧平台的螺杆平台202。水平面固定夹紧平台200卡持在非完整圆弧形工件4的上表面41上，弧面固定夹紧平台201卡持在非完整圆弧形工件4的侧表面42上。两个夹紧平台均包括底座22以及均固定在底座22上的夹紧气缸21、圆柱形楔块29、压爪214、及复位弹簧213。

圆柱形楔块29的一端呈圆柱形共轴固定在夹紧气缸21的输出活塞216上，另一端呈楔形，圆柱形楔块29由夹紧气缸21驱动移动。压爪214的中部通过销轴一212作为转动轴转动安装在底座22的安装台221上，压爪214的一端通过销轴二211安装滚动轮210，压爪214的另一端为卡持非完整圆弧形工件4的卡持端。滚动轮210位于圆柱形楔块29的楔形面上，在夹紧气缸21驱动圆柱形楔块29移动时，圆柱形楔块29在旋转滚动轮210的同时，还抬高滚动轮210的高度，从而通过销轴一212的传动，降低压爪214的卡持端的高度，以顶住非完整圆弧形工件4，起到夹紧非完整圆弧形工件4的作用。

复位弹簧213的一端固定在底座22上，另一端固定在压爪214的卡持端上，在降低卡持端的高度时，复位弹簧213被卡持端拉长而存储形变力，并在圆柱形楔块29复位时释放该形变力，使压爪214复位。在本实施例中，复位弹簧213的一端固定在安装台221上，另一端固定在压爪214的卡持端上，在降低卡持端的高度时，复位弹簧213被卡持端拉长，从而产生形变，并在圆柱形楔块29复位时，压爪214通过复位弹簧213的形变力恢复到初始位置，因而离开非完整圆弧形工件4。

由于两个夹紧平台需要夹持非完整圆弧形工件4的两个不同的面，因此两个夹紧平台的结构虽然大致相同，但是安装位置会存在差异，根据非完整圆弧形工件4的不同表面进行调整。另外，为了不使圆柱形楔块29跑偏，可在底座22上设置导引块222，圆柱形楔块29穿过导引块222以由导引块222导引再作用在滚动轮210上。

螺杆平台202用于调整两个夹紧平台相对非完整圆弧形工件4的位置，当然，两个夹紧平台相对非完整圆弧形工件4的位置也可以通过移动承载座13的方式来调整，移动承载座13属于粗调整，采用螺杆平台202属于细调整。螺杆平台包括基座26、支撑台28、平移螺杆27、平板215、两条滑轨23、两个凸台261、两个滑条24。

基座26固定在承载座13上，为了调整基座26在承载座13上的高度，可在基座26和承载座13之间设置垫块217。基座26的相对两侧固定有凸台261，每个凸台261上固定滑条24，滑条24上配合有滑轨23。推动滑轨23，滑轨23就能在滑条24上滑行。平板215固定在两条滑轨23上，两个夹紧平台安装在平板215上。

基座26上还固定有位于两个凸台261之间的两个支撑台28，平移螺杆27的两端由两个支撑台28分别支撑。平板215的底部固定有驱动块218，平移螺杆27的中部与驱动块218螺合，通过旋转平移螺杆27来使驱动块218移动，从而推动平板215使滑轨23在滑条24上滑行。因此，螺杆平台由平移螺杆27驱动，可以调节两个夹紧平台在横向上的位置，托板215也可以不设置，托板215安装在两平行的滑动导轨203上，方便移动。滑条24、支撑台28等部件的固定，可以采用若干紧固件如螺钉25。

请结合图6、图7及图8，双向锤击机构3整体固定在承载座13上，用于敲击矫正非完整圆弧形工件4的上表面41和侧表面42。双向锤击机构3包括支架调整平台31、C型支架33、两个冲击气缸32、卸荷螺杆34。通过两个冲击气缸32实现对非完整圆弧形工件4的水平上表面41和圆弧形侧表面42同时进行锤击矫正。

两个冲击气缸32分别固定在C型支架33的顶部和侧部上，C型支架33的顶部和侧部上各开设一个方形孔，冲击气缸32的敲击工作部穿过相应方形孔，冲击气缸32的缸体用螺钉与C型支架33固定。两个冲击气缸32的活塞上均安装锤击用的零器件即敲击工作部，以便对非完整圆弧形工件4的上表面41和侧表面42进行敲击矫正。

卸荷螺杆34固定在C型支架33的底部，用于在非完整圆弧形工件4加工时，从C型支架33的底部顶住砧板5，砧板5上安置有非完整圆弧形工件4，卸载非完整圆弧形工件4时，只需反转卸荷螺杆34即可轻松实现。

支架调整平台31用于使C型支架33做局部范围移动(也即小范围移动)及旋转调整，支架调整平台31包括L型肘板320、旋转结构、直线移动结构。旋转结构包括平台基座313、空心阶梯轴318及压盘319，直线移动结构包括螺杆座311、移动钳块315、移动螺杆312、螺母块317、锁紧螺母314。

L型肘板320的一端固定在C型支架33上，另一端固定在移动钳块315上，使C型支架33通过L型肘板320与移动钳块315的连接而与支架调整平台31固定。移动螺杆312安装在螺杆座311上，螺母块317螺合在移动螺杆312上，这样旋转移动螺杆312可使螺母块317相对移动螺杆312水平移动。移动钳块315可通过若干固定件316(如螺栓等)固定在螺母块317上，以通过螺母块317带动移动钳块315移动。

空心阶梯轴318一端固定在螺杆座311的底部，另一端活动插接在平台基座313上，因此旋转螺杆座311即可带动空心阶梯轴318旋转，实现螺杆座311与平台基座313之间的相对旋转。空心阶梯轴318远离平台基座313的一侧安装压盘319，平台基座313的另一侧安装锁紧盘310，锁紧盘310配有锁紧螺母314。工作时，转到合适位置，拧住锁紧螺母314，使锁紧螺母314顶住锁紧盘310，进而压盘319压住空心阶梯轴318，压盘319和平台基座313从两侧压制空心阶梯轴318，从而限制空心阶梯轴318转动。之后调节移动螺杆312使C型支架33移动到合适位置(也即目标位置)，再旋转卸荷螺杆34顶住砧板5，用以卸荷。两个冲击气缸32的敲击工作部通过相应气压驱动，对非完整圆弧形工件4的上表面41和侧表面42实施敲击矫正。为了加强C型支架33的结构强度，可在C型支架33内侧的转角处设置加强板331。

工作时，通过控制电机11，驱动整个装置移动到指定的敲击位置，调整夹紧机构2，先调整平移螺杆27，使托板215调整到合适位置完成定位，之后驱动夹紧气缸21，带动压爪214，压紧非完整圆弧形工件4，再调整C型支架33到合适角度，顶紧螺杆34，完成敲击机构的定位，便可以进行局部敲击矫正。敲击完毕后，夹紧气缸21卸荷，压爪214复位，驱动直流电机11到下一个位置，重复上述敲击过程。

综上所述，回转驱动机构1可通过齿轮齿圈将整个装置移动到工作位置，敲击机构通过支架调整平台31调整到合适角度，进而进行敲击加工，压爪214通过移动螺杆312移动到合适夹紧位置，再通过增力机构(即夹紧气压缸21推动圆柱形楔块29再驱动压爪214)完成对非完整圆弧形工件4夹紧。

本发明的非完整圆弧形工件的双向矫正装置，用于实现对加工不合格的非完整圆弧形工件4进行敲击矫正。双向矫正装置在整体结构上可包括用于水平面与弧面两面敲击的敲击部件(即双向锤击机构3)、用于局部固定并夹紧工件的夹具(即夹紧机构2)、用于辅助敲击部件及夹具沿弧形表面移动的移动部件(即回转驱动机构1)。敲击部件可主要包括两个冲击气缸32(即弧面冲击气缸、水平面冲击气缸)、固定两个冲击气缸32的C型支架33以及可使C型支架33在移动部上做小范围调整的支架调整平台31和用于加工时顶住加工砧板用以卸荷的卸荷螺杆34。夹具可主要包括两个夹紧机构2(即可移动的水平面固定夹具及弧面固定夹具)，通过气压驱动，由专用锁紧机构(如压爪214)完成非完整圆弧形工件4的局部固定和锁紧，当然事先需要对非完整圆弧形工件4进行整体上的固定和锁紧，本发明的固定和锁紧是指在敲击矫正过程中的辅助固定和锁紧。移动部件可主要包括两段弧形导轨14、承载座13以及驱动装置。驱动装置通过驱动齿轮之间的啮合，实现承载座13在导轨14上的运动。本发明采用可调气锤敲击，敲击力度，敲击方向均可调，自由度高，使用方便；本发明夹紧平台效果明显，装夹力可控，可有效适应工件表面状况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。