[发明专利]锥形薄壁回转件测量加工一体化装夹装置

说明书

本发明锥形薄壁回转件测量加工一体化装夹装置属于机械加工领域，涉及一种具有特殊加工要求的锥形薄壁回转体覆层零件的精密装夹装置，该装置可在二维回转工作台或者机械臂法兰盘上进行可靠夹紧及精密定位。该装夹装置由初步定位部件、定位夹紧部件和安装部件组成。定位夹紧部件具有四个组成完全相同的定位夹紧构件定位夹紧构件与工件为点接触，利用四个定位夹紧部件的相互配合对工件进行完全定位与可靠夹紧。该装置能有效保证锥形薄壁回转体零件的定位与夹紧，并能够实现工件在一次装夹下完成夹紧力与支撑反力的测量以及零件内外表面的精密加工，整体装置操作简单，性能可靠，对零件的高质、高精加工起到关键作用。

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种具有特殊加工要求的锥形薄壁回转体覆层零件的精密装夹装置，该装置可在二维回转工作台或者机械臂法兰盘上进行可靠夹紧及精密定位。

背景技术

在航空航天领域存在一类内外表面金属覆层均需激光加工的锥形薄壁回转体覆层零件，为保证该零件的高性能要求，要求在加工中保证工件内外表面加工图案具有严格的位置对应关系。目前主要采用五轴联动数控加工装备加工锥形薄壁回转体覆层零件，但由于工作台运动空间约束及普通工装结构限制，难以实现一次装夹下完成薄壁覆层零件的内外表面精密加工，导致加工过程中难以保证工件内外表面金属覆层加工图案严格的位置对应关系。同时由于零件本身具有低刚度的特点，装夹过程中极易产生非规则的装夹变形。据此，需设计合理的工装方法保证一次装夹下完成工件内外表面金属覆层的精密加工，其中若选用工件内表面作为定位基准面，夹具本身会对工件内表面金属覆层加工造成极大的干涉，故只能选用外表面中不需要加工的表面作为定位基准面进行工件的定位和夹持。综上所述需要设计可在二维回转工作台或机械臂法兰盘上使用的具有稳定装夹和定心能力的专用夹具，以实现零件一次安装下内外表面金属覆层的精密加工。

对于这类薄壁回转体零件，常规装夹方法是以工件外表面或内表面为定位基准面，利用带定心功能的三爪卡盘或弹性胀套对工件进行定位夹紧并依次进行两次安装实现零件内外表面加工。但该方法应用到有特殊加工要求的锥形薄壁回转体覆层零件时，无法实现一次安装下精密加工内外表面，导致零件内外表面图案严格的位置对应关系难以得到保证。发明人阎秋生等人的专利：“一种U形薄壁回转件快速定心定位夹紧装置”，专利公告号为CN105382692的专利中，通过径向移动楔块与轴向移动楔块的相互配合实现薄壁回转件的自动定心定位，但这种装夹方法仅适合工件底面为平面的柱状回转类薄壁件的单面加工，故该方法具有很大的局限性，无法实现锥形薄壁回转体零件的表面加工。发明人赵凯等人专利：“低硬度薄壁回转体覆层零件精密装夹装置”，公告号为CN103273346的专利中，提供了一种可在二维回转工作台上对一种带内边沿低刚度薄壁回转体覆层零件进行可靠夹紧及精密定位的装夹方法，通过弹性胀套定位零件内表面，利用连杆进行机械压紧，但这种装夹方法只能用来加工特殊零件的外表面，因而不能很好地解决锥形薄壁回转体零件的装夹问题。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有装夹方案的缺陷，针对锥形薄壁回转体覆层零件一次安装下精密加工内外表面的问题，发明了锥形薄壁回转件测量加工一体化装夹装置，该装置由初步定位部件，定位夹紧部件，安装部件三部分组成。通过四个定位夹紧构件中的传感器分别测量工件接触反力大小和夹紧力大小，利用四个定位夹紧构件的相互配合对工件进行完全定位与可靠夹紧。该装置可在二维回转工作台或者机械臂法兰盘上实现工件的精确定位及可靠装夹，保证工件在一次装夹下完成夹紧力与支撑反力的测量以及零件内外表面的高精加工。

本发明所采取的技术方案是锥形薄壁回转件测量加工一体化装夹装置，其特征是，该装置由初步定位部件Ⅰ，定位夹紧部件Ⅱ，安装部件Ⅲ三部分组成；