一种多通桁架接头抛磨矢量装夹装置及装夹方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种夹具，具体设及一种多通巧架接头抛磨矢量装夹装置及装夹方 法。
【背景技术】
[0002] 碳纤维复合材料具有比强度高、比模量高、各向同性等优点，广泛应用于当今航空 航天产品当中。卫星就是运当中发展最为迅速的产品之一。伴随卫星技术的发展，大量采 用先进复合材料研制的巧架式结构运用到了卫星结构中，有效地减轻结构整体质量并提高 卫星的承载能力。复合材料巧架式卫星结构主要是由方（圆）管形连杆和多通巧架接头组 成的，连杆与接头之间主要采用胶结或胶接+馴接的连接方式，克服了原有金属螺纹连接 缺点；杆件和接头的配合间隙介于0. 1~0. 3mm，W达到较高的胶接强度，提高巧架结构的 稳定性和安全性。为了提高胶结质量，就必须对多通巧架接头与连杆装配的结合面进行抛 磨，能够去除毛刺，达到较高的表面精度。利用高速主轴（速度达600(K)r/minW上）带动 直径小于10mm的CBN微磨头，对多通巧架接头头部进行高速微细研磨，可使接头平面度达 到 0. 16mmW下。
[0003] 一般说来多通巧架接头形状比较复杂，W接头中屯、点出发，伸出部分有的是沿正 交平面伸展，有的则是向空间沿某一特定角度伸展；且为了配合连杆，伸出部分又可分为不 同直径的圆管型结构或不同长宽比的方管型结构。因此，各种多通碳纤维巧架接头的装夹 定位成为自动化抛磨首要解决的问题。对现有技术文献检索，至今未发现面向多通接头抛 磨工艺装夹的公开报道。
[0004] 当前，对多通碳纤维巧架接头的头部接合处进行抛磨基本上都是人工手持砂纸靠 经验来完成的。随之带来的问题有：（1)不可避免地出现人为因素，难免保证巧架接头头部 表面质量和精度；（2)繁重作业任务一定程度上增加了工人的劳动强度，进而影响加工效 率和整体研制周期。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种多通巧架接头抛磨 矢量装夹装置及装夹方法，将其应用于数控微细磨床系统中，即可W方便接头抛磨前后的 装夹，降低工人劳动强度，显著提高加工效率，又可W提高了多通巧架接头头部的装夹精 度。
[0006] 技术方案：为实现上述目的，本发明的多通巧架接头抛磨矢量装夹装置，包括底 座、位于底座上方的圆形的水平码盘和位于水平码盘上方的立柱，所述水平码盘通过第一 旋转装置安装在底座上，第一旋转装置上安装有第一锁紧装置，底座上安装有水平码尺条， 水平码盘上对称的安装有两个立柱，立柱通过水平移动装置安装在水平码盘上，立柱的顶 端安装有夹持工件的夹具头，夹具头通过第二旋转装置安装在立柱上，第二旋转装置上安 装有第二锁紧装置；通过两个立柱上的夹具头夹持工件，通过转动水平码盘调整工件水平 角度，通过转动夹具头调整工件竖直角度。
[0007] 作为优选，所述第一旋转装置包含中屯、支柱，中屯、支柱为阶梯轴，中屯、支柱固定安 装在底座上，在中屯、支柱上套有第一轴承，第一轴承的内圈与中屯、支柱过盈配合，轴承的外 圈位于水平码盘的凹槽内，轴承的外圈与水平码盘过盈配合。
[0008] 作为优选，所述第一锁紧装置包含锁紧扳手、胀套内环和胀套外环，所述锁紧扳手 通过螺纹套在中屯、支柱上，锁紧扳手的下方依次设有压紧盖、胀套内环、胀套外环和轴承 盖，所述胀套内环和胀套外环为模形面配合，轴承盖位于轴承上，轴承盖固定安装在水平码 盘上，通过调节锁紧扳手，使压紧盖下移，挤压胀套内环，带动胀套外环外径增大，从而撑紧 轴承盖，达到锁紧的目的。
[0009] 作为优选，所述水平移动装置包含上托板、下托板和T型螺杆，所述下托板固定安 装在水平码盘上，下托板设有空屯、槽，T型螺杆穿过空屯、槽，T型螺杆通过第二轴承安装在 下托板上，螺杆一端安装有手轮，在空屯、槽内安装有T型螺母，T型螺母安装在T型螺杆上， T型螺母固定安装在上托板上，立柱安装在上托板上，通过转动手轮带动T型螺杆转动，T型 螺杆转动带动T型螺母沿T型螺杆移动，从而实现上托板相对下托板移动的目的。
[0010] 作为优选，所述第二旋转装置包含第Ξ轴承、夹具头壳体和夹具头端盖，所述夹具 头一端延伸有具有阶梯状的凸台，第Ξ轴承的内圈通过过盈配合套在凸台上，凸台的顶部 安装有竖直码盘，第Ξ轴承的外圈位于立柱凹槽内，第Ξ轴承的外圈与立柱凹槽为过盈配 合，在第Ξ轴承的外圈上安装有夹具头壳体，夹具头壳体固定安装在立柱上，夹具头壳体上 安装有夹具头端盖，夹具头端盖上安装有外码环。
[0011] 作为优选，所述第二锁紧装置包含锁紧螺钉、摩擦体和内螺纹套，所述内螺纹套通 过焊接固定在夹具头壳体上，内螺纹套通过螺纹与螺旋端盖连接，螺旋端盖通过螺纹与锁 紧螺钉连接，锁紧螺钉的头部可顶住摩擦体，通过锁紧螺钉的旋入，锁紧螺钉的一端顶住摩 擦体，摩擦体顶住凸台达到锁紧凸台的目的。
[0012] 作为优选，所述摩擦体包含圆弧块和圆筒，圆筒固定在圆弧块上，圆弧块的内径与 所对应凸台处的直径相同。
[0013] 一种上述的多通巧架接头抛磨矢量装夹装置的装夹方法，包括W下步骤：
[0014](1)计算多通巧架接头各分支接头管轴空间分解矢量A和5，W多通巧架接头各 分支管理论交汇点作为原点0,方形支管作为X，Y，Z轴矢量方向，按右手螺旋规则建立笛卡 尔直角坐标系，在该坐标系下，对要抛磨的巧架接头管轴矢量玄进行X0Y平面和ζ0Z平面 投影分解成矢量A和I，ζ0Ζ平面为通过巧架接头管轴并与Χ0Υ平面垂直的定义平面，即C=Λ+ -目，其中A= (。。，。| ,0)'Β= ;
[0015] (2)完成多通巧架接头在矢量装夹装置上的局部冗余自由度轴固定；
[0016] (3)调节装夹装置水平转动角度ΘA并进行锁定；
[0017] (4)调节装夹装置竖直转动角度ΘB并进行锁定；
[0018] (5)完成定位装夹。
[0019] 作为优选，所述步骤（2)包括W下步骤：
[0020] (a)旋转工件一侧的手轮，通过手轮调节立柱至一初始合适位置1。;手持多通巧架 接头，选定一端接口，套嵌定位在夹具头外侧；
[0021] (b)旋转工件另一侧的手轮，使得立柱前移，使夹具头塞嵌到多连通巧架接头另一 端内腔；
[0022] (C)微动调节手轮，直至夹具头顶住多通巧架接头止面，记录此时位置li;得到两 夹具头之间管接头贯通长度1 =I12-1。I+ll，其中12为滑动平台的有效距离，完成对多通接 头沿丝杆方向的冗余自由度轴固定，确保夹具头与多通巧架接头固连在一起。
[0023] 作为优选，所述步骤（3)包括W下步骤：
[0024] (a)松开锁紧扳手，旋转第一旋转装置中的水平码盘；
[002引 化）观察水平码条尺中"0"刻度线指向水平矢量角度Θ=90-0,，其中Θα= arctan(ai/a0)；
[0026] (c)反向旋紧锁紧扳手，固定水平码盘。
[0027] 作为优选，所述步骤（4)包括W下步骤：
[0028] (a)松开锁紧螺钉，旋转第二旋转装置中的竖直码盘；
[002引 化）观察竖直码盘中"0"刻度线指向竖直矢量角度Θ= 90-Θe，其中
[0030] (C)反向扭紧锁紧螺钉，固定夹具头组件与多连通巧架接头的联合体。
[0031] 有益效果：本发明的多通巧架接头抛磨矢量装夹装置及装夹方法，具有W下优 占. y?、、 ·
[0032] (1)相比较人工手持加工，采用此装夹装置，提高了多通