[发明专利]一种自适应偏心夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应偏心夹具，它是一种利用偏心机构做辅助支撑使机床装夹力不作用在弱刚性叶片，并利用球面自适应机构实现在叶片定位面位置发生变化时一直能适应这种变化而保证叶片不发生过定位的夹具。属于机加工装夹具技术领域。

背景技术

飞机发动机叶片由于采用薄壁结构，精度要求高，加工刚度较差，在切削加工时，极易产生变形,造成型面扭转、翘曲变形及尺寸超差等现象。除了机床几何与运动控制误差、机床热变形误差，这些主要是工件与夹具和机床之间的装夹误差、工件与夹具之间接触区域的弹性变形误差、切削力引起的让刀变形误差、残余应力导致的工件扭曲变形误差、以及数控编程误差等等。

近些年来，大量研究工作致力于如何确定并消除所有这些误差来源。一方面由于受到机床运动加速度的限制，叶片加工区域应该尽可能布置在回转中心附近，并且由于叶片刚性较差，种类繁多，得通过各式成套夹具构成最佳装夹方案，另一方面，切削力、残余应力等导致的加工变形误差却不是仅仅通过改进机床结构设计就可以完全避免的，从而在很大程度上限制了高精度数控机床的应用。这些矛盾在切削加工薄壁零件的过程中尤为显著。

现有夹具在叶片发生扭转、弯曲变形导致双端基准不一致时，装夹位置还保持不变，从而使叶片在加工过程中憋劲，造成新的内应力。本发明使叶片处于自然状态进行无应力夹紧，即夹具和工件之间不存在严重的安装应力；并且利用偏心机构提供辅助支撑，使得机床装夹力不作用在叶片上。

发明内容

1、目的：本发明的目的是提供一种自适应偏心夹具，它是利用偏心机构提供辅助支撑的无应力自适应双端装夹夹具。

2、技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案的特征是：一种自适应偏心夹具，它包括：一个偏心夹具基体、两个结构相同但安装方向相反的随行夹具块、两套将随行夹具块连接于夹具基体上的夹具块固定装置、一个用于将夹具基体连接于机床上的柔性连接装置；它们之间的位置连接关系是：一对随行夹具块安装在偏心夹具基体定位面上，并且随行夹具块中心与整个偏心夹具基体回转轴同轴；夹具块固定装置中的定位板和压紧板设置在偏心夹具基体定位面两侧。柔性连接装置安装在偏心夹具基体左侧定位轴上，并且在柔性连接装置和偏心夹具基体之间设置有夹具块固定装置。叶片通过双端定位基准安装在两随行夹具块上，整个夹具系统一侧通过柔性连接装置与机床回转工作台连接，另一侧由液压顶尖直接定心顶紧。

所述偏心夹具基体，见图4，是倒几字半开框式凹形结构，它主要为弱刚性薄壁叶片类零件提供辅助支撑；其上设置有矩形状的定位板和压紧板，可将随行夹具块准确安装在偏心夹具基体上。叶片通过双端定位基准安装在两随行夹具块上，整个夹具系统一侧通过柔性连接装置与机床回转工作台连接，另一侧由液压顶尖顶紧来实现夹具基体和机床水平转台回转轴的同步转动。