一种精密薄板类零件的低应力装夹工装及方法与流程

本发明涉及航空制造领域，具体为一种精密薄板类零件的低应力装夹工装及方法。

背景技术：

在航空平视显示系统中，薄板类零件为其中的光学分组件提供定位、安装基准，因此对零件的形位公差精度要求很高。此类零件多为厚度在5mm左右的薄板，且材料多为难加工的钛合金，加工时要对其进行x、y、z三个方向的加工，由于厚度小、材料难加工，在传统加工过程中极易因切削作用而产生“让刀现象”，造成上厚下薄和尺寸超差现象，加工后变形明显。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种精密钛合金薄板类零件的低应力装夹工装及方法，通过设计低应力装夹工装，并结合合理的装夹方式降低零件装夹应力，使装夹应力均匀分布，减少应力集中，保证此类薄板类零件的加工精度。

本发明的技术方案为：

所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：所述薄板类零件为具有平行四边形夹持面的薄板类零件；

所述工装由左、右两部分组成，两部分主体完全相同，整体为块状；每部分的主体中具有用于夹持的斜边和用于装夹零件的装夹凹槽；

所述装夹凹槽处于主体的正面，为具有侧向开口的、平面形状为三角形的装夹凹槽；装夹凹槽实际存在的两个边之间的夹角等于待加工薄板类零件平行四边形夹持面中的某一夹角；

所述用于夹持的斜边处于主体的侧面；当待加工薄板类零件处于工装的装夹凹槽内后，所述用于夹持的斜边平行于待加工薄板类零件的、装夹凹槽两边夹角所对的对角线。

进一步的优选方案，所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：装夹凹槽的夹角顶点处开让位槽。

进一步的优选方案，所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：装夹凹槽的两条边长度与待加工薄板类零件平行四边形夹持面中两个相邻边的长度成相同比例，且比例系数小于1：lgi＝a×lpi，其中i为装夹凹槽边序号，i为1或2，lgi为装夹凹槽边长，lpi为待加工薄板类零件平行四边形夹持面中对应边长，a为比例系数。

进一步的优选方案，所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：0.8＜a＜0.98。

进一步的优选方案，所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：装夹凹槽深度d：0.5d＜d＜1.5d，其中d为待加工薄板类零件平行四边形夹持面边缘厚度。

进一步的优选方案，所述一种精密薄板类零件的低应力装夹工装，其特征在于：装夹凹槽的底面和侧壁具有高于待加工薄板类零件精度要求的平面度、垂直度、平行度和表面粗糙度要求。

利用上述工装实现精密薄板类零件的低应力装夹方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将装夹工装装入虎钳中，装夹工装左右两部分的装夹凹槽相对放置；

步骤2：将待加工薄板类零件平行四边形夹持面的两个对角分别放置在装夹工装左右两部分的装夹凹槽中；

步骤3：调整虎钳钳口，缓慢夹紧虎钳，同时按压零件上表面，使零件下表面紧贴在装夹凹槽内，直至零件达到夹紧状态。

有益效果

本发明通过设计低应力装夹工装，以平行于待加工薄板类零件平行四边形夹持面对角线方向作为虎钳钳口的夹持方向，能够在降低零件装夹应力的同时，保证零件夹持可靠，同时也使装夹应力均匀分布，减少应力集中，保证了此类薄板类零件的加工精度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

附图1：零件二维示意图；

附图2：零件正面三维示意图；

附图3：零件反面三维示意图；

附图4：低应力装夹工装左半部示意图；

附图5：低应力装夹工装右半部示意图；

附图6：低应力装夹工装组合示意图；

附图7：工装夹持零件示意图；

附图8：工装受力示意图；

附图9：零件受力分解示意图；

附图10：零件均匀受力示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据精密钛合金薄板类零件的外形尺寸，见附图一～三：零件二维、三维示意图，薄板类零件为具有平行四边形夹持面的薄板类零件；设计低应力装夹工装，工装由左、右两部分组成，两部分主体完全相同，整体为块状，见附图四～六：每部分的主体中具有用于夹持的斜边和用于装夹零件的装夹凹槽。

所述装夹凹槽处于主体的正面，为具有侧向开口的、平面形状为三角形的装夹凹槽；装夹凹槽实际存在的两个边之间的夹角等于待加工薄板类零件平行四边形夹持面中的某一夹角。装夹凹槽的夹角顶点处开让位槽，槽可以是圆柱形、长方形、方形均可。

装夹凹槽的两条边长度与待加工薄板类零件平行四边形夹持面中两个相邻边的长度成相同比例，且比例系数小于1：lgi＝a×lpi，其中i为装夹凹槽边序号，i为1或2，lgi为装夹凹槽边长，lpi为待加工薄板类零件平行四边形夹持面中对应边长，a为比例系数，0.8＜a＜0.98。装夹凹槽深度d：0.5d＜d＜1.5d，其中d为待加工薄板类零件平行四边形夹持面边缘厚度。装夹凹槽的底面和侧壁具有高于待加工薄板类零件精度要求的平面度、垂直度、平行度和表面粗糙度要求。

所述用于夹持的斜边处于主体的侧面；当待加工薄板类零件处于工装的装夹凹槽内后，所述用于夹持的斜边平行于待加工薄板类零件的、装夹凹槽两边夹角所对的对角线。

利用上述工装实现精密薄板类零件的低应力装夹方法，包括以下步骤：

步骤1：选择合适钳口的虎钳，将钳口打开到最大，将装夹工装装入虎钳中，装夹工装左右两部分的装夹凹槽相对放置；

步骤2：将待加工薄板类零件平行四边形夹持面的两个对角分别放置在装夹工装左右两部分的装夹凹槽中；

步骤3：调整虎钳钳口，缓慢夹紧虎钳，同时按压零件上表面，使零件下表面紧贴在装夹凹槽内，直至零件达到夹紧状态。

之后即可进行零件铣削、钻削等切削加工。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。