一种锥形结构定位压紧装置的制作方法

本发明涉及一种锥形结构定位压紧装置，属于航空复合材料装配工艺装备领域。

背景技术：

1、复合材料结构件在成型完成后需要进行制孔、装配等工序的操作，操作过程中需要对产品进行定位和压紧，中间过程中可能需要插入其他工序的操作将产品从原来定位好的位置取走，完成操作后再放回该位置，因此就要求工艺装备具备很高的重复定位精度。

2、针对锥形结构复合材料制件的定位方式一般为在根部设置多处符型的定位块，定位块通过销孔配合保证型面的定位精度，再辅助机械压紧装置进行压紧。定位块的拆装依靠人工进行操作，若插入工序较多或者产品批量较大时，频繁的拆装多组定位块将影响生产效率，同时也会导致定位块的磨损；机械压紧装置压紧程度全凭操作人员的感觉，有可能会因为压紧力太大导致压坏产品的状况出现。

技术实现思路

1、发明目的：本发明提供了一种锥形结构定位压紧装置，通过气动装置实现锥形结构的半自动压紧和定位。

2、技术方案：

3、一种锥形结构定位压紧装置，包括：法兰、定位台、气动定位系统以及顶部压紧器；

4、其中，定位台和顶部压紧器分别通过螺钉与销安装在法兰上；气动定位系统的气缸均布在定位台上，顶部压紧器呈倒l型，伸出部可旋转，并能实现0°和90°限位；0°限位位置是指与法兰长边平行的位置，90°限位位置是指与法兰短边平行的位置；伸出部与法兰的长边水平时，伸出部端头中心与定位台中轴线共线，用于实现向下压紧；待加工零件根部被气缸顶住，待加工零件的顶部被伸出部端头顶住，实现定位压紧。

5、气动定位系统包括气源接头管路、手动换向阀、第一进气管路、分配器连接板、分配器、气缸以及第二进气管路；气动定位系统除了气缸的器件安装于法兰；

6、气源接头管路连接外部气源，手动换向阀通过螺钉连接在法兰；第一进气管路和第二进气管路两端分别连接在手动换向阀和分配器两端；分配器固定在分配器连接板上，分配器连接板固定在法兰侧面；两个分配器引出的管路分别连接在气缸的两个接口上，用于控制气缸的前后移动；气缸通过螺钉连接在定位台上。

7、顶部压紧器包括：立柱、支撑杆、手轮、压紧头、角接触球轴承、螺纹套、螺杆；

8、其中，立柱的一端固定于法兰，另一端与支撑杆的一端通过角接触球轴承连接，支撑杆的另一端上开设有带有螺纹套的纵向孔，手轮的键槽与螺杆连接，螺杆穿出纵向孔，并与螺纹套的内螺纹配合，螺杆下端固定有压紧头。

9、顶部压紧器还包括：钢珠紧定弹簧柱塞；

10、支撑杆与立柱的连接端开设有容纳角接触球轴承的通孔，孔壁上从下方向上设置有两个沉孔，两沉孔与通孔圆心连线的角度为90°，沉孔内容纳压缩的钢珠紧定弹簧柱塞；立柱上设置有限位法兰，通孔压在限位法兰上，限位法兰在0°和90°限位的对应位置设置有弧面凹槽，该弧面凹槽用于容纳释放的钢珠紧定弹簧柱塞。

11、顶部压紧器还包括：压盖和深沟球轴承；

12、深沟球轴承安装在螺杆下方，深沟球轴承下方设置有与螺杆固连的挡片；压盖将深沟球轴承封在压紧头的安装空间内。

13、气缸的伸缩杆的距离可以通过后面的螺母调节，这就使得气缸具有很好的重复定位精度，以及通过调节伸缩距离的方式调整压紧力，同时也可以使用与不同的尺寸外形。

14、伸缩杆前端安装聚氨酯头，避免损伤锥形结构。

15、气缸的个数为6。

16、有益效果：

17、本发明提供了一种通过气动装置实现锥形结构的半自动压紧和定位的装置，提高生产效率，减少人工操作，减轻劳动强度以及避免因器件磨损引起的定位精度问题。

技术特征：

1.一种锥形结构定位压紧装置，其特征在于，包括：法兰(ⅰ)、定位台(ⅱ)、气动定位系统(ⅲ)以及顶部压紧器(ⅳ)；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，气动定位系统(ⅲ)包括气源接头管路(1)、手动换向阀(2)、第一进气管路(3)、分配器连接板(4)、分配器(5)、气缸(6)以及第二进气管路(7)；气动定位系统(ⅲ)除了气缸(6)的器件安装于法兰(ⅰ)；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，顶部压紧器(ⅳ)包括：立柱(8)、支撑杆(9)、手轮(11)、压紧头(13)、角接触球轴承(14)、螺纹套(16)、螺杆(17)；

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，顶部压紧器(ⅳ)还包括：钢珠紧定弹簧柱塞(15)；

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，顶部压紧器(ⅳ)还包括：压盖(12)和深沟球轴承(18)；

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，气缸(6)的伸缩杆(20)的距离可以通过后面的螺母(19)调节，这就使得气缸(6)具有很好的重复定位精度，以及通过调节伸缩距离的方式调整压紧力，同时也可以使用与不同的尺寸外形。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，伸缩杆前端安装聚氨酯头(21)，避免损伤锥形结构。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，气缸(6)的个数为6。

技术总结
本发明涉及一种锥形结构定位压紧装置，属于航空复合材料装配工艺装备领域。装置包括：法兰、定位台、气动定位系统以及顶部压紧器；其中，定位台和顶部压紧器分别通过螺钉与销安装在法兰上；气动定位系统的气缸均布在定位台上，顶部压紧器呈倒L型，伸出部可旋转，并能实现0°和90°限位；0°限位位置是指与法兰长边平行的位置，90°限位位置是指与法兰短边平行的位置；伸出部与法兰的长边水平时，伸出部端头中心与定位台中轴线共线，用于实现向下压紧；待加工零件根部被气缸顶住，待加工零件的顶部被伸出部端头顶住，实现定位压紧。

技术研发人员：王奉晨,张天助,张丽
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司济南特种结构研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21