[发明专利]一种自适应偏心夹具

摘要

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；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；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可调整法兰组件与机床回转工作台连接，另一侧由液压顶尖直接定心顶紧。该夹具主要用于弱刚性类叶片的加工。

主权项

一种自适应偏心夹具装置，其特征在于：该装置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和一个用于将夹具基体连接于机床上的柔性连接装置；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，是倒几字半开框式凹形结构，它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；所述随行夹具块，是双端带伸出轴的四面对称方形结构，其对称中心通过回转轴中心，与水平放置的叶片工件的左右两端的轴相连接，随同叶片在不同机床中转移或在上述夹具基体上变换成其它安装状态，用于叶片的无应力精确定位自适应装夹；它是由压紧螺帽、柔性关节轴承、轴向压紧锥套、限位过渡套、滚珠限位螺母、方销、方形带轴定位块和密封组件组成，限位过渡套与柔性关节轴承外圈端面紧靠在一起安装于轴向压紧锥套内孔中，并且使柔性关节轴承锥面与轴向压紧锥套内孔前端锥面配合，轴向压紧锥套、限位过渡套、柔性关节轴承组成的组件一起安装到方形带轴定位块的内孔中，方销从方形带轴定位块上的方孔和轴向压紧锥套的长方孔中穿过，滚珠限位螺母通过方形带轴定位块另一轴端小孔与轴向压紧锥套尾端螺纹连接；该压紧螺帽是内孔一侧设置有凸台，限制柔性关节轴承偏离该随行夹具块；该柔性关节轴承的外圈的外表面为锥面，内外圈被分别分割成极薄的环状三瓣结构，其作用是夹紧叶片工件基准轴；该限位过渡套是套筒类结构，为限定柔性关节轴承的位置；轴向压紧锥套、限位过渡套、滚珠限位螺母、方形带轴定位块组成压紧松开机构，其中的轴向压紧锥套和限位过渡套通过方销连接于随动夹具块本体上，但轴向压紧锥套上的轴向长槽容许该套在滚珠限位螺母驱动下相对本体作轴向双向移动；滚珠限位螺母的正反向旋转驱动轴向压紧锥套沿轴线方向前进或后退，通过其端部内锥面压紧或放松球面轴承，达到压紧或放松叶片工件上的轴颈的目的，在压紧过程中柔性关节轴承只做径向运动，不做周向转动和轴向移动；两个随行夹具块中的柔性关节轴承容许叶片上两端的轴在不同轴的情况下实现自由定位或自适应定位，确保叶片在安装于夹具上时不存在安装应力，该轴向压紧锥套是管状柔性花瓣结构，一端内孔为锥面，一端为螺纹，并且在上面切有方形长孔，其作用是为其内部的柔性关节轴承定心并提供夹紧力；该方销是截面为四方形的长销，其作用是通过将方形带轴定位块和轴向压紧锥套连接，从而使前者和后者之间无相对转动；该方形带轴定位块是四面对称并垂直的方块，方块两侧带有伸出轴，伸出轴位于方块中心，长端伸出轴开有大孔，其作用是对随行夹具块在偏心夹具基体上定位并牢固夹紧；该滚珠限位螺母是是宝塔式阶梯结构，前端小阶梯设置有螺纹，根部有半环 状滚珠槽，其作用是通过旋转螺纹使轴向压紧锥套在该随行夹具块孔内来回滑动；其上的方形带轴定位块四面互相垂直，相对两面互相对称，四个面都可作为定位面，且基准一致，通过翻转，实现叶片四个工位的转换，从而使叶片的叶盆、叶背、进、排气边都能在最佳切削工位；随行夹具块安装在定位板与压紧板中间，定位板与压紧板通过同一螺栓拉紧，在拉紧过程中，两者同时向中间运动，实现自动定心，完成对方块定位组件Y方向与绕Z旋转方向的定位夹紧；该密封组件是由密封塑料套筒、防尘塑料盖组成，防尘塑料盖放置在密封塑料套筒里，其作用是防止切削过程中的切屑进入方形定位组件内；所述柔性连接装置，是由定心法兰、调整法兰和柔性防转簧片组合而成的回转类法兰结构，将整个偏心夹具基体定心安装在机床回转工作台上，并且只传递扭矩，提高了夹具在机床上使用的互换性；定心法兰圆周上有四个均布的阶梯孔，螺钉通过这四个阶梯孔将整个自适应偏心夹具与机床回转工作台紧固连接，定心法兰、调整法兰、柔性防转簧片按顺序依次连接，未装调整法兰前，将定心法兰定位锥芯轴与夹具体固定侧中心孔紧密配合，测量出定心法兰端面与柔性防转簧片端面之间的实际距离，将调整法兰厚度磨削至上述尺寸即可；柔性防转簧片具有低的轴向刚性和高的周向刚性，确保传递运动的准确性和不与双顶尖定位系统的干涉；所述夹具块固定装置是通过两对柔性压板—即定位板和压紧板和两组螺栓实现两个随行夹具块在夹具基体上的定位和固定；它由偏心夹具基体、定位板、压紧板和螺栓、螺母构成，定位板和压紧板分别位于随行夹具块两侧并安装在夹具基体上；该定位板是其上设有连接通孔并开有沟槽的矩形板料；该压紧板是其上设有连接通孔并开有沟槽的矩形板料。