[发明专利]一种保压式自动内撑夹具及装夹方法

说明书

本发明一种保压式自动内撑夹具及装夹方法属于装夹技术领域，涉及一种保压式自动内撑夹具及装夹方法。该内撑夹具由定位夹紧装置、辅助装置、液压驱动系统组成。装夹方法将工件立式装夹，利用液压系统将液压油输送至夹紧腔与松开腔，驱动活塞运动，继而使得内撑胀套径向移动，将工件撑起。内撑胀套为多瓣、侧面呈锯齿状，相邻内撑胀套可进行啮合，结构简单，实现均匀撑紧，提高工件局部刚度。采用卡爪与橡胶板相结合方式对工件上下未加工区域进行辅助支撑，保证工件整体刚度。采用联接阀控制夹具的夹紧、松开，操作便捷。联接阀可在切断油压源后能长时间保持夹紧路无压力泄露，实现保压功能。可实现对薄壁圆筒件的柔性、快速、可靠装夹。

技术领域

本发明属于装夹技术领域，特别涉及一种保压式自动内撑夹具及装夹方法。

背景技术

薄壁件以其重量轻、结构紧凑、节约材料等特点广泛应用于航空航天领域，但其刚性差，强度弱，在夹紧力及切削力作用下易产生变形，故要保证高可靠装夹。现有装夹方法中，多采用以薄壁件外表面或内表面为定位基准面，利用自带定心功能的三爪卡盘或弹性胀套对其进行定位夹紧。但该方法无法使夹具支撑面与工件表面完全接触，难以保证薄壁件的局部刚度。此外，还有在薄壁件内部填充石蜡或低熔点金属的装夹方法，该方法能有效提高薄壁件的整体刚度，但其需要对薄壁件内部做密封处理，待加工完成后，再加热使填充物流出，过程复杂、能耗高、效率低。

为提高薄壁件装夹效率，实际生产中多采用自动装夹方式，减少使用夹紧速度较慢、夹紧力不稳定、工人劳动强度较高的人工装夹方式。自动装夹主要有三种驱动方式，分别为电机驱动、气压驱动与液压驱动。电机驱动运动精度较高，调速方便，无需额外的工作站。但其驱动力较小，且普通电机转速太高，需要减速器进行减速后，再串联转动-直线运动转换装置输出夹紧力，造成总体结构庞大而复杂。气压驱动是以清洁的压缩空气为动力，驱动迅速，空气易从大气中获得，用过后可直接排到大气中，处理方便，环保无污染。但气压驱动的传动效率较低，此外由于空气具有可压缩特性，因而运动速度的稳定性较差。液压驱动较为平稳，驱动力大，依靠保压特点可在切断油路后仍能保证可靠装夹，节约大量成本。因此，亟需发展一种保压式自动内撑夹具及装夹方法，提高其装夹可靠性和加工效率，满足该类薄壁件高精度、高性能制造的需求。

2016年褚圣祥等人在专利CN106181512A中公开了一种适用于薄壁件轴和端面装夹的夹具，通过油缸拉杆运动，带动压紧件沿径向靠近或远离油缸拉杆，从而实现薄壁件的夹紧与放松。该夹具能快速自定心装夹，提高了同心度，降低了平面跳动度；但支撑面与薄壁件内表面接触面积较少，无法保证薄壁件的局部刚度。2017年张智森等人在专利CN108015570A中公开了一种以内孔进行定位夹紧的薄壁零件加工装夹结构，其利用螺母拉动芯轴上下运动，使得楔块沿芯轴外圆锥面滑动，继而促使楔块做径向运动将薄壁件撑起。该夹具能适用不同尺寸的薄壁件加工，可有效减小加工过程产生的变形。但该结构中，相邻楔块之间撑起后仍存在较大间隙，也无法保证薄壁件加工区域的局部刚度。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是克服现有方法的不足，针对大型薄壁圆筒件在加工过程中对柔性、快速、可靠装夹难题，发明了一种保压式自动内撑夹具及装夹方法。发明设计了多瓣、侧面呈锯齿状的内撑胀套，相邻内撑胀套可进行啮合，其啮合后的重叠部分增加与工件内表面的接触面积，结构简单，大大提高工件的局部刚度。采用刚性内撑胀套与橡胶板相结合方式，达到抑振目的，并实现均匀、可靠撑紧。采用卡爪与橡胶板相结合对工件上下未加工区域进行辅助支撑，通过人工拧动螺栓使卡爪运动，操作方便，可保证工件整体刚度。内撑驱动采用液压系统，驱动力大、平稳性好。采用联接阀控制夹具的夹紧、松开，联接阀可在切断油压源后能长时间保持夹紧路无压力泄露，实现保压功能。可以实现薄壁圆筒件的柔性、快速、可靠装夹。

本发明所采用的技术方案是一种保压式自动内撑夹具，其特征是，该夹具由定位夹紧装置、辅助装置、液压驱动系统组成。