[发明专利]锥形薄壁回转件内外壁面激光加工夹具及装夹方法

权利要求书

1.一种锥形薄壁回转件内外壁面激光加工夹具，其特征在于，该夹具由座体支撑部件、定位夹紧部件和翻转部件三部分组成；

所述座体支撑部件为左右对称结构，底座(1)为大圆盘形，其中心孔有螺纹；两个底座臂(7)设计为Z型；底座臂(7)的一端分别通过底座臂定位销(5)和螺栓(6)对称安装在底座(1)的两端；两个下T形导轨(10)通过两个导轨定位销(8)和导轨固定螺栓(9)分别安装在两个底座臂(7)的另一端上；两个上T形导轨(13)通过导轨定位销(8)和导轨固定螺栓(9)分别安装在两个下T形导轨(10)上，上、下T形导轨(13、10)固定连接成一体；两个L形滑块(15)上加工有带键槽轴孔(15a)、螺纹孔(15b)、T形槽(15c)、两个定位孔(15d)，滑块(15)通过T形槽(15c)安装在上T形导轨(13)上，并用滑块紧固螺栓(14)分别固定在上T形导轨(13)上；左、右挡销(18a、18b)安装在定位孔(15d)中；带键槽阶梯心轴(16)上加工有左定位面(16a)、右定位面(16b)、键槽(16c)，键(27)安装在键槽(16c)中，心轴(16)安装在滑块(15)上的带键槽轴孔(15a)和安装板带键槽定位孔(11a)中，夹紧螺栓(17)通过螺纹孔(15b)和安装板螺纹孔(11b)固定在安装板(11)上；

辅助支撑座(2)上部为圆盘形，下部为突出的空心圆轴具有螺纹，辅助支撑座(2)通过螺纹配合的方式安装在底座(1)的中心孔中；三个对称分布的辅助支撑柱(3)通过辅助支撑定位销(4)以一面两销的定位方式安装在辅助支撑座(2)上表面上；

所述翻转部件中，圆环座(19)上有两个安装板(11)和三个定位板(12)，两个安装板(11)在圆环座(19)上呈180°布置，每个安装板(11)上加工有安装板带键槽定位孔(11a)和两个安装板螺孔；三个定位板(12)均布在圆环座(19)上，每个定位板(12)上加工有定位板定位孔(12a)、定位板固定螺纹孔(12b)、定位板螺纹孔(12c)，定位板螺纹孔(12c)周围有刻度(12d)；

所述定位夹紧部件中，有三个夹紧块(22)分别与三个定位板(12)通过定位销(23)和紧定螺栓(24)和螺母固定连接，每个夹紧块(22)上加工有定位面(22a)、弧形夹紧面(22b)、夹紧块螺纹孔(22c)和夹紧块定位孔(22d)；特制的带螺纹定位销(25)的端部为球形定位面(25a)，带螺纹定位销(25)的头部刻有指针(25c)；特制的带螺纹定位销(25)通过螺纹与定位板螺纹孔(12c)连接，指针(25c)与定位板(12)上的刻度(12d)配合指示带螺纹定位销(25)转动的角度；紧定螺栓(24)穿过定位板固定螺纹孔(12b)、夹紧块螺纹孔(22c)、垫片(21)，用螺母(20)将定位板(12)和夹紧块(22)锁紧固定。

2.一种锥形薄壁回转件内外壁面激光加工装夹方法，其特征在于，该方法采用特制的专用夹具进行装夹，利用专用夹具中的三个固定的具有精确相互位置关系的定位夹紧部件实现锥形薄壁回转件的定位和夹紧，并通过特制的带键槽阶梯心轴与挡销配合实现工件翻转前后的定位，实现锥形薄壁回转件在一次安装的条件下完成内外壁面位置对应图案的高精度激光加工；装夹方法的具体步骤如下：

步骤一在双轴数控转台基座上安装专用夹具和待加工工件；

将已安装好的专用夹具的底座(1)使用螺栓螺母固定在双轴数控转台基座上，转动带键槽阶梯心轴(16)，使心轴(16)的左定位面(16a)与右挡销(18b)接触，完成圆环座(19)的定位紧固；

将待加工工件(26)安装到夹具中，大口朝上；转动辅助支撑座(2)，调整辅助支撑柱(3)的高度，使得与工件(26)球形底面接触；工件(26)的大端通过三个夹紧块(22)和圆环座(19)上的三个定位板(12)定位夹紧；具体为工件(26)的上表面紧贴夹紧块(22)的定位端面(22a)，实现工件的轴向定位；夹紧块(22)下端为弧形凸起夹紧面(22b)，与工件(26)内表面接触，转动特制带螺纹定位销(25)使球形定位面(25a)与工件(26)外表面接触，实现工件(26)的径向定位；利用带螺纹定位销(25)的指针(25c)与定位板(12)上的刻度(12d)配合，指示带螺纹定位销(25)转动的角度；在定位工件(26)时，需保证三个带螺纹定位销(25)转过相同的角度，即移过相同的径向位移，避免工件(26)因受力不均匀发生扭曲变形；紧定螺栓(24)穿过定位板固定螺纹孔(12b)、夹紧块螺纹孔(22c)、垫片(21)，用螺母(20)锁紧固定，完成工件(26)径向夹紧固定后，进行工件的内壁面加工；

步骤二手动翻转工件，定位夹紧完成后进行工件的外壁加工；

工件(26)内壁面加工完毕后，松开夹紧螺栓(17)，手动翻转工件(26)至带键槽阶梯心轴(16)的右定位面(16b)与左挡销(18a)接触，再将夹紧螺栓(17)通过螺纹孔(15b)和安装板螺纹孔(11b)将安装板(11)和滑块(15)夹紧固定；松开滑块紧固螺栓(14)，将滑块(15)下滑至下T形导轨(10)位置，再锁紧滑块紧固螺栓(14)，完成工件(26)翻转后的定位夹紧；然后，再松开导轨固定螺栓(9)，拔出两个导轨定位销(8)，移除上T形导轨(13)，避免上T形导轨(13)干涉激光扫描路径，进行工件(26)的外壁面加工。