一种采用内胀单元的阵列复材管夹持方法及装置

1.本发明涉及装夹技术领域，尤其涉及一种采用内胀单元的阵列复材管夹持方法及装置。


背景技术：

2.阵列复材管是一种典型的蜂窝结构，由单个圆柱壳形的复材管单元通过二维密排制成，结构如附图1所示，具有低密度、高轴向刚度及优异的抗冲击性、减振性、性能可设计性强等优点，可应用于航空航天、化工等工业产品制造中。与蜂窝结构类似，阵列复材管一般以“三明治”结构的形式进行服役，即作为夹层与上下蒙皮装配为夹层结构。当蒙皮具有特定面型需求时，需要通过机械加工的方法将阵列复材管加工成配合的形状。
3.可靠且稳定的装夹是实现阵列复材管高质量加工的基础。但在阵列复材管制备过程中，复材管单元之间存在胶层、复材管外径有误差，因此相邻复材管之间无法同时实现相切，复材管轴线在水平面内的位置会在一定范围内浮动，当使用位置固定的装夹单元对阵列复材管进行装夹时，会引入较大的局部装夹应力，且加工完成后的应力释放和装夹回弹变形会导致已加工表面面形精度的恶化。因此需要一种面内位置自适应的装夹装置及方法，装夹单元在水平面内的位置可根据指定复材管的位置在相应范围内自由浮动，减小装夹应力，提升加工精度。


技术实现要素：

4.根据上述提出的技术问题，而提供一种采用内胀单元的阵列复材管夹持方法及装置。本发明采用的技术手段如下：
5.一种采用内胀单元的阵列复材管夹持装置，包括夹具体和连接在所述夹具体上的内胀单元，所述内胀单元包括心轴和套接在心轴上的可伸缩卡爪，待加工的阵列复材管毛坯放置在夹具体的支撑面上，所述心轴进入到对应的复材管内，所述可伸缩卡爪用于从复材管上方套入心轴后卡接在复材管内部，所述夹具体与心轴之间设有电磁夹紧机构，其用于保证可伸缩卡爪卡紧后的阵列复材管与夹具体保持固定。
6.进一步地，所述电磁夹紧机构包括电磁吸盘和浮动连接盘，所述心轴通过下端的螺纹固定在浮动连接板的螺纹孔处，浮动连接板放置在电磁吸盘上。
7.进一步地，所述可伸缩卡爪包括下锥块、卡爪、上锥块和锥块压板，所述下锥块、卡爪、上锥块和锥块压板依次从复材管上方套入心轴中，所述锥块压板和心轴通过螺纹连接在一起，通过对锥块压板压下位置的调节，完成对复材管的胀紧。
8.本发明还公开了上述一种采用内胀单元的阵列复材管夹持装置的装夹方法，包括如下步骤：
9.步骤1、将待加工的阵列复材管毛坯放置在夹具体的支撑面上，同时保证所有的心轴进入到对应的复材管内，之后将下锥块、卡爪、上锥块、锥块压板依次从复材管上方套入心轴中；
10.步骤2、卡爪膨胀与复材管内表面接触；
11.步骤3、夹紧装置在水平面内的位置根据被装夹复材管在无装夹应力下的位置自动调整；
12.步骤4、通过开启电磁夹紧机构保证阵列复材管与夹具体保持固定。
13.进一步地，所述步骤2中，通过专用扳手转动锥块压板，施加预设的预紧力，使卡爪膨胀。
14.进一步地，所述步骤4中，开启电磁吸盘，电磁吸盘和钢制的浮动连接板之间产生预设的磁场力，二者的磁场力也会增加二者接触面之间的最大静摩擦力，从而限制夹紧装置在水平面内的位置。
15.与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
16.对阵列复材管夹紧过程中内胀单元在面内方向位置可以自适应于对应复材管轴线位置，理论上抑制产生由于复材管轴线面内位置不准确产生的装夹应力。装夹过程简单，使用方便。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明阵列复材管结构示意图。
19.图2为本发明剖视结构示意图。
20.图3为本发明阵列复材管整体装夹剖视示意图。
21.图4为本发明阵列复材管整体装夹轴测示意图。
22.图中：1、电磁吸盘，2、浮动连接板，3、心轴，4、复材管，5、锥块压板，6、上锥块，7、卡爪，8、下锥块，9、夹具体。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.如图2～4所示，本发明实施例公开了一种采用内胀单元的阵列复材管夹持方法及装置，包括夹具体9和连接在所述夹具体上的内胀单元，所述内胀单元包括心轴3和套接在心轴3上的可伸缩卡爪，待加工的阵列复材管毛坯放置在夹具体9的支撑面上，所述心轴3进入到对应的复材管4内，所述可伸缩卡爪用于从复材管4上方套入心轴后卡接在复材管4内部，所述夹具体9与心轴3之间设有电磁夹紧机构，其用于保证可伸缩卡爪卡紧后的阵列复材管4与夹具体9保持固定。
25.所述电磁夹紧机构包括电磁吸盘1和浮动连接板2，所述心轴3通过下端的螺纹固定在浮动连接板2的螺纹孔处，浮动连接板2放置在电磁吸盘1 上，当夹紧装置轴线位置和
所胀紧的复材管轴线位置不一致时，放入卡爪7 后，夹紧装置被复材管对卡爪7的径向力带动。浮动连接板2底面和电磁吸盘1上表面贴合，克服夹紧装置重力产生的最大静摩擦力即可移动，从而使夹紧装置可以在水平面内移动。
26.所述可伸缩卡爪包括下锥块8、卡爪7、上锥块和6锥块压板5，所述下锥块8、卡爪7、上锥块6和锥块压板5依次从复材管4上方套入心轴3中，所述锥块压板5和心轴3通过螺纹连接在一起，通过对锥块压板5压下位置的调节，完成对复材管的胀紧。
27.一种采用内胀单元的阵列复材管夹持装置的装夹方法，包括如下步骤：
28.步骤1、将待加工的阵列复材管毛坯放置在夹具体9的支撑面上，同时保证所有的心轴3进入到对应的复材管4内，之后将下锥块8、卡爪7、上锥块6、锥块压板5依次从复材管上方套入心轴中；
29.步骤2、用专用扳手将锥块压板5中心的螺纹孔旋入到心轴3上端的螺纹，使锥块压板5向下推动上锥块6，上锥块6和下锥块8相互靠近，使得与它们接触的卡爪7被撑开，卡爪7圆柱面与复材管4内表面发生接触并挤压，使复材管4被胀紧；
30.步骤3、夹紧装置在水平面内的位置根据被装夹复材管在无装夹应力下的位置自动调整，该设计可以避免复材管4与夹紧装置的位置度误差导致的装夹应力；
31.步骤4、通过开启电磁夹紧机构保证阵列复材管与夹具体保持固定。
32.所述步骤4中，开启电磁吸盘1，电磁吸盘1和钢制的浮动连接板2之间产生预设的磁场力，该磁场力可使浮动连接板2不会因外力从电磁吸盘1 脱离，同时二者的磁场力也会增加二者接触面之间的最大静摩擦力，从而限制夹紧装置在水平面内的位置。
33.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。