立式舱体类零件柔性工装夹具的制作方法

本发明涉及的是一种航天制造领域的技术，具体是一种用于立式回转舱体类零件的数控加工用柔性夹具及其应用。

背景技术：

航天结构件具有形状结构相似性特点并呈现系列化，其中的薄壁回转舱体结构件在切削加工中零件刚性随大量毛坯材料的去除而变化，其刚性低，结构复杂。传统装夹方式采用机械压板、闷盖夹紧，装夹时间长，装夹可靠性完全依靠工人态度和工作规范性，夹紧力大小和一致性无法保证。因而客观上要求加工中工件夹紧力要实时调整以适应零件整体动态刚度的变化；需要进行多点辅助支撑，以提高加工部位的局部刚度，减少薄壁变形。因此，针对舱体类零件壁面特征，如何设计中实现高自动化、高柔性和多适应性是高效精密加工的核心关键技术。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种立式舱体类零件柔性工装夹具，具有装夹自动化、结构模块化、可重配性高的优点，可满足不同直径和不同长度的舱体类零件夹紧，大幅度降低辅助准备时间。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：由下而上依次设置的定位部分、可变高度的若干支撑部分以及夹紧部分，其中：支撑部分与定位部分之间通过连接组件相连，支撑部分内设有分别与夹紧部分和定位部分相连通的液压通路以实现外部液压驱动。

所述的定位部分包括：夹具底座、设置于夹具底座上的定位组件以及设置于底座内的液压接口回路，其中：液压接口回路与支撑部分内的液压通路相连。

所述的液压接口回路包括：液压表、压力阀、进油块、主油管和副油管，其中：液压表、压力阀、进油块依次设置于夹具底座上，主油管和副油管设置于夹具底座内，主副油管分别设置于进油块上作为入口和出口，其另一端分别与液压表、压力阀和液压缸相连形成通路，进油块与支撑部分液压通路相连接。

所述的夹具底座优选设置于机床工作台上。

所述的夹具底座上均布若干用于吊起移动的吊环螺钉。

所述的定位组件包括：支撑钉及其心轴和衬套、定位圆柱销、定位菱形销及其对应的衬套，其中：支撑钉设置于夹具底座底部，支撑钉心轴和支撑钉衬套设置于支撑钉上。定位销设置于夹具底座上部。

所述的定位销分布在夹具上不同位置适应于不同直径舱体加工，优选为弹性材料制成以达到安装便捷、稳定的效果。

所述的支撑部分包括：若干级支撑座、轴向位移油缸、转接块以及液压通路，其中：支撑座与定位部分相连，位于顶部的轴向位移油缸与液压通路相连通，液压通路的另一端与定位部分内的液压接口回路相连。

所述的支撑座与定位部分的夹具底座通过转接块相连。

所述的支撑座与支撑座之间通过转接块相连。

所述的位于顶部的轴向位移油缸通过转接块和顶部支撑座固定连接。

所述的固定连接采用但不限于在连接处通过螺钉、螺母、垫圈实现固定。

所述的夹紧部分包括：夹持座、杠杆座、活动片、压块、压板，其中：夹持座与支撑部分的轴向位移油缸相连，若干压板通过压块转动设置于杠杆座上，杠杆座与支撑部分相连。

所述的压板的尺寸规格与舱体大小相匹配。

所述的压块上端与压板销接，下端与杠杆座铰接。

所述的杠杆座通过转接块与支撑部分相连。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有装夹自动化、结构模块化、元件标准化，能够实现快速、稳定性高、可调性强的立式舱体类零件的定位和夹紧；针对舱体类零件特征设计液压柔性工装系统，可满足不同直径和不同长度的舱体类零件夹紧，大幅度降低辅助准备时间。

附图说明

图1为本发明结构正视图；

图2为夹紧结构俯视图。

图3为本发明结构等轴视图

图中：1夹具底座、2进油块、3液压表、4支撑座、5转接块、6杠杆座、7压头、8压力阀、9堵头、10吊环螺钉、11共用夹持座、12压板、13圆销、14副油管、15主油管、16定位销、17固定件、18定位部分、19支撑部分、20夹紧部分。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，为本实施例涉及一种立式舱体类零件柔性工装夹具，其中夹具底座1固定设置于机床工作台上，主油管14、副油管15通过进油块2设置于底座内部，固定件17通过螺钉连接在夹具底座1上，同时将液压表3固定，压力阀8、吊环螺钉10也连接在夹具底座上，根据舱体零件长度选择相应的支撑座4，不同支撑座4之间通过转接块连接，支撑座4与夹具底座1也通过转接块连接，油缸安装在内部夹具底座上，通过主油管副油管形成液压驱动控制系统，根据立式舱体直径相应定位销16进行定位，打开油压阀门，直线油缸下拉压头，六个压头7压在立式舱体上端面，将其固定设置于夹具上，即可对立式回转舱体周边加工，加工完成后关闭油压阀门，压头松开，即可将工件取下。

本装置在中间支撑座部位采用分段式设计，可以针对不同加工长度的舱体类实零件现兼顾，在底座上有不同直径的定位销孔，可以满足不同直径零件的安装。

经过具体实际实验，以150bar压力分别对直径300mm长度410mm和直径340mm长度580mm两种回转舱体装夹，均能稳定达到端面加工所需要求，与现有技术相比，本装置满足了不同规格舱体类零件的装夹要求，减少了夹具数量以及辅助加工时间成本，同时采用液压驱动实现了对加紧力更精准的控制。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

技术特征：

1.一种数控加工用立式柔性夹具，其特征在于，包括：由下而上依次设置的定位部分、可变高度的若干支撑部分以及夹紧部分，其中：支撑部分与定位部分之间通过连接组件相连，支撑部分内设有分别与夹紧部分和定位部分相连通的液压通路以实现外部液压驱动；

所述的定位部分包括：夹具底座、设置于夹具底座上的定位组件以及设置于底座内的液压接口回路，其中：液压接口回路与支撑部分内的液压通路相连。

2.根据权利要求1所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的支撑部分包括：若干级支撑座、轴向位移油缸、转接块以及液压通路，其中：支撑座与定位部分相连，位于顶部的轴向位移油缸与液压通路相连通，液压通路的另一端与定位部分内的液压接口回路相连。

3.根据权利要求1所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的夹紧部分包括：夹持座、杠杆座、活动片、压块、压板，其中：夹持座与支撑部分的轴向位移油缸相连，若干压板通过压块转动设置于杠杆座上，杠杆座与支撑部分相连。

4.根据权利要求1所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的液压接口回路包括：液压表、压力阀、进油块、主油管和副油管，其中：液压表、压力阀、进油块依次设置于夹具底座上，主副油管分别设置于进油块上作为入口和出口，其另一端分别与液压表、压力阀和液压缸相连形成通路，进油块与支撑部分液压通路相连接。

5.根据权利要求1所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的夹具底座设置于机床工作台上，夹具底座上均布若干用于吊起移动的吊环螺钉。

6.根据权利要求1所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的定位组件包括：支撑钉及其心轴和衬套、定位圆柱销、定位菱形销及其对应的衬套，其中：支撑钉设置于夹具底座底部，支撑钉心轴和支撑钉衬套设置于支撑钉上，定位销设置于夹具底座上部。

7.根据权利要求2所述的立式柔性夹具，其特征是，所述的支撑座与定位部分的夹具底座之间以及支撑座与支撑座之间通过转接块相连。

8.根据权利要求2或3所述的立式柔性夹具，其特征是，位于顶部的轴向位移油缸通过转接块和顶级支撑座固定连接。

技术总结
一种立式舱体类零件柔性工装夹具，包括由下而上依次设置的定位部分、可变高度的若干支撑部分以及夹紧部分，其中：支撑部分与定位部分之间通过连接组件相连，支撑部分内设有分别与夹紧部分和定位部分相连通的液压通路以实现外部液压驱动。本发明具有装夹自动化、结构模块化、可重配性高的优点，可满足不同直径和不同长度的舱体类零件夹紧，大幅度降低辅助准备时间。

技术研发人员：萧伟锋;孟漪;陈明;黄祥辉;安庆龙;杨长祺;郭国强;明伟伟
受保护的技术使用者：上海工具厂有限公司;上海交通大学;上海航天精密机械研究所
技术研发日：2019.09.11
技术公布日：2019.11.15