一种适用于镜像铣削曲面薄板类零件的夹具的制作方法

本发明涉及夹具，特别涉及一种适用于镜像铣削曲面薄板类零件的夹具，为曲面薄板类零件提供夹持功能，方便对其进行铣削加工。

背景技术：

在航空航天大型零件加工制造中，许多零件属于大型铝合金复杂薄壁结构件，厚度远小于长宽尺寸，薄壁整体结构件材料切除率高达90％以上，平均厚度8～4mm，局部区域厚度小于2mm。由于薄壁零件刚性差、强度弱，加工中极易变形，导致加工难度较大，难以保证零件的加工质量，且会有镜像铣削加工工序，并且整个表面均为待加工面，普通夹具既不方便夹持，又容易与铣刀发生干涉。

在飞机、航天器、船舶等领域存在大量的曲面薄板类零件，由于此类零件形状各异，且加工环境不同，因此通常采用不同的专用夹具；同时，曲面薄板类零件的表面复杂，难以采用数学表达式准确表示，因此，曲面薄板类零件的加工较为困难，其装配精度难以保证，定位难度大。鉴于该原因，有必要提出一种有效定位并固定曲面板类零件的夹具。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种适用于镜像铣削曲面薄板类零件的夹具，本发明夹具在不损伤薄板的前提下，可灵活布置来适应不同尺寸和曲率的薄板，并且，前后两侧预留空间很大，特别适用于镜像铣削曲面薄板类零件。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于镜像铣削曲面薄板类零件的夹具，包括底座、定位底板、底部定位块、立柱、上部夹持机构、中部夹持机构、下部夹持机构；所述立柱通过所述定位底板固定在所述底座内，以约束所述立柱沿轴线方向的移动；所述底部定位块连接在所述立柱的下部外侧，用于约束所述立柱绕轴线的转动；所述上部夹持机构、中部夹持机构和下部夹持机构分别连接在所述立柱的上、中、下部，并能沿所述立柱滑动，用于夹持曲面薄板类零件的边界位置。

进一步的，所述底座的内开设有转动孔，所述转动孔的边缘位置设置有轴套，所述轴套的内侧为光滑的圆弧形结构，并设置在所述立柱的下部外侧与所述底部定位块相对布置，使得所述立柱能沿所述轴套的内侧转动。

进一步的，所述底座上设置有用于与通用机床加工平台固联的凹槽和安装螺孔。

进一步的，所述立柱分为上下两部分，上部为六边形结构并设置有沿切线方向的方形齿槽，下部为圆柱形结构并设置有沿轴线方向的齿槽；所述立柱的底部设置有用于固定第一螺钉的螺孔，通过所述第一螺钉将所述定位底板与所述立柱固联。

进一步的，所述底部定位块的内侧为圆弧形结构，并设置有与所述立柱下部的沿轴线方向的齿槽相对应的固定齿，所述底部定位块在所述立柱转动至所需位置后通过第二螺钉与所述底座上的轴套紧固，以限制所述立柱的转动。

进一步的，所述上部夹持机构、中部夹持机构和下部夹持机构均包括用于连接在所述立柱上的连接件和用于夹持曲面薄板类零件的夹持件；所述连接件的内圈为与所述立柱上部相匹配的六边形结构，能在所述立柱的上部滑动；所述夹持件包括两片夹持件本体，两片所述夹持件本体相对布置。

其中，所述连接件的两侧均设置有可动的定位滑块，所述定位滑块的内侧设置有与所述立柱上部的方形齿槽对应的方形齿，所述定位滑块的外侧设置有第三螺钉，在所述上部夹持机构、中部夹持机构或下部夹持机构滑动至所需位置后，旋紧所述第三螺钉将所述上部夹持机构、中部夹持机构或下部夹持机构固定在所述立柱上部的任意位置。

其中，所述上部夹持机构的夹持件的上边设置有弯折挡边；所述下部夹持机构的夹持件的下边设置有弯折挡边。

其中，所述夹持件的两片夹持件本体的内侧均设置有活动垫片，两片所述活动垫片之间形成夹持槽；两片所述活动垫片的外侧均设置有第四螺钉，在曲面薄板类零件卡入所述夹持槽内后，旋紧所述第四螺钉夹紧曲面薄板类零件。

其中，所述活动垫片与曲面薄板类零件接触的一侧为软橡胶材质。

本发明的有益效果是：

夹持机构(上部夹持机构、中部夹持机构、下部夹持机构)的布置对应曲面薄板类零件的边界，与薄板接触面为软橡胶材质，能一定程度适应曲面薄板类零件的曲形轮廓，同时可以整片区域的夹紧，不需要在板上打孔连接。可以避免对薄板的损伤。

立柱与夹持机构为移动副连接并有定位滑块，针对不同尺寸的薄板，随意调整夹持机构的位置和底座的位置来固定其边界，有很高的适用性。

立柱与底座为转动副连接并且有底部定位块，针对不同曲率的曲面薄板类零件，在底座固定后，可以转动整个立柱来寻找夹持曲面薄板类零件的最佳角度，整个机构亦可用于普通平面薄板的夹持。整个机构有较好的通用性。

立柱可以按需要定制加长或缩短，同时其上的夹持机构可以成对的增加或减少，整个机构可以作为标准化的工装夹具。

整个夹具的外形尺寸相对较小，且可以灵活布置来适应薄板的尺寸，前后两侧预留空间很大，特别适用于镜像铣削曲面薄板类零件。

附图说明

图1：本发明的夹具结构示意图；

图2：采用本发明夹具夹持曲面薄板类零件示意图；

图3：本发明的立柱与底座的装配示意图；

图4：本发明的夹持机构与立柱的装配示意图。

附图标注：1、底座；2、定位底板；3、底部定位块；4、立柱；5、下部夹持机构；6、中部夹持机构；7、上部夹持机构；8、活动垫片；9、第一螺钉；10、第二螺钉；11、第三螺钉；12、第四螺钉；13、定位滑块；14、曲面薄板类零件。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图1至图4所示，一种适用于镜像铣削曲面薄板类零件的夹具，包括底座1、定位底板2、底部定位块3、立柱4、上部夹持机构7、中部夹持机构6、下部夹持机构5、活动垫片8、定位滑块13、螺钉等。其中，所述定位底板2能约束所述立柱4沿轴线方向的移动，所述底部定位块3能够约束所述立柱4绕轴线的转动，所述下部夹持机构5、中部夹持机构6、上部夹持机构7能夹持曲面薄板类零件14的边界位置并能沿所述立柱4滑动。整个夹具需要成对使用。

所述底座1作为夹具基体，其下表面有3个共面的定位平面(即凹槽)，精加工，可将其放置在机床的加工平台上，并留有六个安装螺孔，可外加螺钉使其与通用机床加工平台固联。所述底座1的内开设有转动孔，所述转动孔的边缘位置设置有轴套，所述轴套的内侧为光滑的圆弧形结构，并设置在所述立柱4的下部外侧与所述底部定位块3相对布置，使得所述立柱4能沿所述轴套的内侧转动。

所述立柱4为空心铸件，分为上下两部分：上部为六边形结构并设置有沿切线方向的方形齿槽，为精加工；下部为圆柱形结构并设置有沿轴线方向的齿槽，也为精加工。将所述立柱4的下部插入所述底座1的转动孔中，且，所述立柱4的底部有设置有三个用于固定第一螺钉9的螺孔，通过所述第一螺钉9将所述定位底板2与所述立柱4固联，这样就将所述立柱4固定在所述底座1的转动孔内，且所述立柱4与所述底座1的转动孔之间为过渡配合。

所述底部定位块3连接在所述立柱4的下部外侧，与所述轴套相对布置。所述底部定位块3的内侧为圆弧形结构，并设置有与所述立柱4下部的沿轴线方向的齿槽相对应的固定齿，所述底部定位块3在所述立柱4转动至所需位置后通过第二螺钉10与所述底座1上的轴套紧固，即可限制所述立柱4的转动。

所述上部夹持机构7、中部夹持机构6和下部夹持机构5分别连接在所述立柱4的上、中、下部，用于夹持曲面薄板类零件14的边界位置。所述上部夹持机构7、中部夹持机构6和下部夹持机构5均包括用于连接在所述立柱4上的连接件和用于夹持曲面薄板类零件14的夹持件。所述连接件的内圈为与所述立柱4上部相匹配的六边形结构，能在所述立柱4的上部滑动；所述连接件的两侧均设置有可动的定位滑块13，所述定位滑块13的内侧设置有与所述立柱4上部的方形齿槽对应的方形齿，为精加工；所述定位滑块13的外侧设置有第三螺钉11，在所述上部夹持机构7、中部夹持机构6或下部夹持机构5滑动至所需位置后，旋紧所述第三螺钉11即可将所述上部夹持机构7、中部夹持机构6或下部夹持机构5固定在所述立柱4上部的任意位置。

所述夹持件包括两片相对布置的夹持件本体，两片所述夹持件本体的内侧均设置有活动垫片8，两片所述活动垫片8之间形成夹持槽；两片所述活动垫片8的外侧均设置有第四螺钉12，在曲面薄板类零件14卡入所述夹持槽内后，旋紧所述第四螺钉12使得两片所述活动垫片8从曲面薄板类零件14的两侧夹紧曲面薄板类零件14。所述活动垫片8与曲面薄板类零件14接触的一侧为软橡胶材质，另一侧为金属材质。此外，所述上部夹持机构7的夹持件的上边设置有弯折挡边；所述下部夹持机构5的夹持件的下边设置有弯折挡边。将曲面薄板类零件14卡入所述夹持槽内后，能对曲面薄板类零件14的上、下、左、右进行定位，旋紧活动垫片8外侧的第四螺钉12即可夹紧曲面薄板类零件14。

本发明夹具可夹持并固定曲面薄板类零件14，并精确定位其位置；在夹持时，夹持机构(上部夹持机构7、中部夹持机构6、下部夹持机构5)可根据情况调整高度达到固定所述曲面薄板类零件14的目的，操作方便，其高度通过测量得到。所夹持的曲面薄板类零件14可被竖直向上取出，并且所述夹具体积小，覆盖曲面薄板类零件14的范围小，与曲面薄板类零件14接触面为软橡胶材质，能一定程度适应曲面薄板类零件14的曲形轮廓，同时可以整片区域的夹紧，不需要在板上打孔连接。可以避免对薄板的损伤，对镜像铣削加工影响较小。夹持机构和立柱4可以根据曲面薄板类零件14的曲率转动角度，能适应各种曲率的薄板同时也能夹持平板。立柱4可以按需要定制加长或缩短，同时其上的夹持机构可以成对的增加或减少，整个机构可以作为标准化的工装夹具。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。