[发明专利]用于保形整流罩外表面精密加工的装夹装置及装夹方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于保形整流罩外表面精密加工的装夹装置及装夹方法，属于机械加工装夹装置技术领域。

背景技术

为了适应高速飞行器的发展，平衡飞行器的空气动力学要求、隐身与光学性能之间的矛盾，保形光学元件应运而生，即：以提高系统空气动力学性能为目的平滑地适应系统平台外部形状的光学窗口。在保形光学元件应用中的首要关键元件为飞行器的整流罩，相对于传统半球形整流罩，保形整流罩可以显著地降低飞行器的飞行阻力，改善飞行器周围的空气流场，减小气动光学效应对飞行器内部成像质量的影响。

保形整流罩的非常规形状与传统半球形整流罩相比具有不可比拟的优势，但这也给其精密、超精密加工带来了极大的困难和挑战。在保形整流罩精密、超精密加工过程中存在着深度大、陡度高、加工力大、工件易变形等问题。此外保形整流罩通常为薄壁硬脆材料，无法进行光学非球面加工中常用的直接真空吸附装夹或中空粘结装夹。现有的用于保形整流罩外表面加工的装夹装置及装夹方法为将整流罩内表面与装夹装置完全贴合的结构形式，这在一定程度上能保证整流罩的总变形量，但是由于整流罩内表面和装夹装置都不可避免地具有一定的面型误差，因此二者的接合面为局部接触甚至点接触，造成了不可预知的总体变形量，而且局部的应力集中很可能会导致整流罩的表面材料崩碎，造成局部损伤。

综上，现有的用于保形整流罩外表面加工的装夹装置及装夹方法是将整流罩内表面与装夹装置完全贴合的结构形式，由于整流罩内表面和装夹装置都不可避免地具有一定的面型误差，加工精度低。

发明内容

本发明为解决现有的用于保形整流罩外表面加工的装夹装置及方法是将整流罩内表面与装夹装置完全贴合的结构形式，存在加工精度低的问题，进而提供一种用于保形整流罩精密加工的装夹装置及其装夹方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的用于保形整流罩外表面精密加工的装夹装置包括底座、装夹基体和若干个接触单元，底座为圆环形底座，装夹基体呈筒状，装夹基体的一端固装在底座的一端面上，装夹基体的外侧壁上沿其圆周方向及其轴向矩阵排布有若干个接触单元，若干个接触单元的外表面均在同一曲面上，且该曲面的曲线方程与保形整流罩的内表面的曲线方程一致，相邻两列接触单元之间形成一条纵向通槽，相邻两排接触单元之间形成一条横向通槽，纵向通槽与横向通槽之间横纵交织相互连通设置，装夹基体的中心通孔、纵向通槽和横向通槽共同形成填充单元，接触单元与装夹基体固装为一体，装夹基体上与底座的连接处加工有环形凹槽，底座一端面安装在机床主轴上。

本发明的用于保形整流罩外表面精密加工的装夹方法步骤如下：

步骤一、固定整流罩：将保形整流罩直接罩在装夹基体上并使保形整流罩的内表面与接触单元紧密接触，利用粘结胶将保形整流罩开口端与环形凹槽相粘接；

步骤二、倒置填充：将保形整流罩粘接固定后倒置，将液态或半固态的填充剂从填充单元的中心通孔注入，液态或半固态的填充剂会沿着横向通槽和纵向通槽将填充单元充满；

步骤三、凝固后连接固定：待填充剂凝固后，采用螺钉穿过安装通孔将底座与机床主轴进行连接，从而实现保形整流罩的加工装夹。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明的用于保形整流罩外表面精密加工的装夹装置及装夹方法能有效满足保形整流罩装夹时的高精度要求，减小加工时由加工力引起的变形，使整流罩在精密加工过程中的总变形量小于1μm，减小整流罩装夹后的局部应力集中，从而大大提高整流罩的加工精度；本发明对于提高保形整流罩的加工精度具有重要作用。

附图说明

图1是本发明的用于保形整流罩外表面精密加工的装夹装置的立体图；

图2是本发明的装夹装置与保形整流罩的安装主剖视图。

具体实施方式