CN112975507B - 非回转工件装夹工装、起落架外筒装夹工装及装夹工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非回转工件装夹工装、起落架外筒装夹工装及装夹工艺，涉及飞机起落架加工技术领域，非回转工件装夹工装包括夹持芯轴，夹持芯轴的一端套接有内衬套，内衬套的一端设置有若干开口槽，内衬套的另一端通过拉紧螺母扣接后连接于夹持芯轴上，内衬套上设置有外倒角和内倒角，内倒角能够与设置于夹持芯轴对应端的定位倒角锥面配合，外倒角向远离轴心方向倾斜且与内倒角在径向上相对设置。起落架外筒装夹工装在非回转工件装夹工装的夹持芯轴上套接有向两侧延伸的支撑座，支撑座的两端分别连接有胀紧装置。解决了现有技术中非回转类工件在机械加工过程中无法夹持或夹持效果不好的问题。

Description

非回转工件装夹工装、起落架外筒装夹工装及装夹工艺

技术领域

本发明涉及飞机起落架加工技术领域，特别是涉及一种非回转工件装夹工装、飞机起落架外筒装夹工装及装夹工艺。

背景技术

对于回转类零件，在机械加工过程中，可以采用机床上的三爪卡盘或四爪卡盘与顶尖配合的方式进行装夹，但是，对于像飞机起落架外筒这一类的非回转零件，由于在圆周上结构不对称，采用机床自带的夹持机构夹持则会夹持不稳定、难以找准轴中心、加工过程中影响加工精度甚至损毁零件表面等问题。

飞机起落架是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力、承受相应载荷的装置，起落架在飞机飞行时需要收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，而飞机着陆时再将起落架放下，起落架要实现可收放的功能需要油缸的伸缩以及连杆机构的传动，所以飞机起落架外筒7的结构如图5所示，具有主轴孔71和副轴孔72用来安装不同的具有伸缩功能的结构或连杆，整个飞机起落架外筒7通常会采用铸造等方式一体成型，使得飞机起落架外筒7的外圆需要精准加工后才能满足飞机起落架的装配要求。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种非回转工件装夹工装、飞机起落架外筒装夹工装及装夹工艺，解决了现有技术中非回转类工件在机械加工过程中无法夹持或夹持效果不好的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种非回转工件装夹工装，其包括夹持芯轴，夹持芯轴的一端套接有内衬套，内衬套的一端设置有若干开口槽，内衬套的另一端通过拉紧螺母扣接后连接于夹持芯轴上，开口槽外可调节连接有锁紧环；

内衬套设置有开口槽的一端设置有外倒角和内倒角，内倒角能够与设置于夹持芯轴对应端的定位倒角锥面配合，外倒角向远离轴心方向倾斜且与内倒角在径向上相对设置。

提供一种飞机起落架外筒装夹工装，其包括上述的非回转工件装夹工装，夹持芯轴上套接有向两侧延伸的支撑座，支撑座的两端分别连接有胀紧装置。

提供一种飞机起落架外筒装夹工艺，其包括使用上述的飞机起落架外筒装夹工装，具体为：

S1，通过机床的卡盘固定夹持芯轴并对夹持芯轴的悬端找正；

S2，将支撑座套于夹持芯轴上并移动至邻近卡盘的一端，以夹持芯轴悬端为中心定位装入内衬套，将拉紧螺母套于内衬套上并滑动拉紧螺母使拉紧螺母连接于夹持芯轴的螺纹上；

S3，将锁紧环套于内衬套上并旋转移动至拉紧螺母一侧；

S4，将内衬套装入飞机起落架外筒的主轴孔中，旋转拉紧螺母拉紧内衬套，内倒角向定位倒角的大径端移动使内衬套胀开使外倒角与主轴孔的端部倒角贴合而定位；

S5，反向转动锁紧环使其移动至靠近开口槽的一端；

S6，将螺柱和套筒穿过飞机起落架外筒的副轴孔连接到支撑座上，使变径部位于副轴孔中，将胀套套接于变径部上，然后将调节装置连接于螺柱上并转动调节装置使调节装置推动胀套向变径部的大径端移动直至胀套胀紧副轴孔。

本发明的有益效果为：

1、本方案中的非回转工件装夹工装利用夹持芯轴***工件的主轴孔中，机床对夹持芯轴进行夹持，对夹持芯轴找正后，依靠内衬套上的内倒角和外倒角，内倒角与夹持芯轴端部的定位倒角锥面配合，外倒角与工件主轴孔端部的倒角配合，使得夹持芯轴一旦找正，拉紧螺母施加给内衬套轴向拉力后能够快速地通过内衬套使工件与夹持芯轴的轴心线精确定位，能够大大提高加工效率和加工精度。本非回转工件装夹工装结构简单，操作容易，在机械加工领域中所有的轴孔和轴的端部都会加工倒角，本非回转工件装夹工装利用这些倒角，经过巧妙的结构设计，实现对非回转工件的定位装夹，使非回转工件的外圆也可以通过加工精度高的车床进行加工。

2、本方案中的飞机起落架外筒装夹工装通过非回转工件装夹工装实现对主轴孔的轴心线定位装夹，通过支撑座两端的胀紧装置实现对飞机起落架外筒主轴孔两侧对称的副轴孔的装夹，提高副轴孔与主轴孔装夹的一体性，提高飞机起落架外筒随着机床主轴转动时的平衡性，提高了加工的精度和装夹强度。

3、本方案中的飞机起落架外筒装夹工艺对飞机起落架外筒装夹工装各部件的安装顺序进行叙述，夹持芯轴采用普通轴类工件的装夹及找正方式安装到机床上实现夹持芯轴的定位，然后以芯轴为定位基础，完成其它部件的安装，通过本方案中的安装顺序能够提高飞机起落架外筒与机床主轴的同轴度，保证加工精度，提高加工效率，使得非回转结构的飞机起落架外筒可以夹持安装到回转类车床上进行外圆加工。

附图说明

图1为非回转工件装夹工装的主视图。

图2为图1中A-A方向的剖视图。

图3为图2中B处的放大图。

图4为飞机起落架外筒装夹工装沿夹持芯轴轴向的剖视图。

图5为飞机起落架外筒装夹工装与飞机起落架外筒装夹时的结构图。

图6为图5中C处的轴剖图。

其中，1、夹持芯轴；11、定位倒角；12、夹持端；13、悬端；2、内衬套；21、开口槽；22、外倒角；23、内倒角；24、套接孔；241、孔配合面；25、避空槽；26、挡环；3、拉紧螺母；31、挂台部；32、螺套部；4、锁紧环；5、支撑座；6、胀紧装置；61、螺柱；62、套筒；621、变径部；63、胀套；64、调节装置；641、垫块；642、调节螺母；7、飞机起落架外筒；71、主轴孔；72、副轴孔。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1~图3所示，该非回转工件装夹工装包括夹持芯轴1，包括夹持端12和悬端13，夹持端12供机床的卡盘夹持，悬端13用于安装内衬套2，夹持端12的外径大于悬端13的外径。

内衬套2套接在悬端13上，内衬套2与悬端13为轴孔间隙配合，内衬套2上沿轴向贯穿设置有供夹持芯轴1***的套接孔24，套接孔24的中部设置有避空槽25，避空槽25为加工于套接孔24轴向中部的环形槽，环形槽的两端与套接孔24的内壁圆滑过渡。通过避空槽25可以提高套接孔24与悬端13的配合精度，降低加工难度和装配难度。位于避空槽25靠近夹持端12一侧的套接孔24的内壁面为孔配合面241，开口槽21不能延伸至孔配合面241上。

内衬套2远离夹持端12的一端加工有若干开口槽21，开口槽21在轴向上从内衬套2的一端延伸至其中部，开口槽21在径向上贯穿内衬套2的侧壁。若干开口槽21沿圆周均布于内衬套2上，使得该端的内衬套2能够从内部被均匀胀开。避空槽25设置于开口槽21的内侧。

开口槽21外可调节连接有锁紧环4，锁紧环4优选锁紧螺母，通过锁紧环与加工在内衬套2外壁上的外螺纹螺纹连接，在内衬套2***工件并固定好工件以后，通过锁紧环4的锁紧，可以提高设置开口槽21处内衬套2的刚度，提高内衬套2对工件的固定能力。

内衬套2的端部固定有挡环26，拉紧螺母3上设置有从内衬套2另一端套入并与挡环26抵接的挂台部31，拉紧螺母3远离挂台部31的一端设置有与夹持芯轴1螺纹连接的螺套部32。

具体地，内衬套2远离开口槽21的一端的外壁上加工有挡环26，挡环26用于供拉紧螺母3上的挂台部31扣接来沿轴向拉动内衬套2。拉紧螺母3上的螺套部32上加工有内螺纹，内螺纹与加工于夹持端12上的外螺纹螺纹连接，转动拉紧螺母3，拉紧螺母3随着螺纹传动沿着轴向移动，从而使内衬套2在轴向上产生一定距离的移动直至拉紧，拉紧的产生是由于内衬套2上的内倒角23与夹持芯轴1端部的定位倒角11抵紧而无法再继续移动拉紧螺母3产生的。

内衬套2设置有开口槽21的一端加工有外倒角22和内倒角23，内倒角23能够与加工于夹持芯轴1对应端的定位倒角11锥面配合，外倒角22向远离轴心方向倾斜且与内倒角23在径向上相对设置。具体地，内倒角23与内衬套2轴线的夹角为10°~30°；外倒角22与内衬套2轴线的夹角为25°~45°。

在机械加工过程中，为了去除毛刺、飞边等外形缺陷，以及为了装配方便，在轴或孔的端部都会加工倒角。内倒角23与夹持芯轴1端部的定位倒角11配合实现定位，保证了内衬套与夹持芯轴1的同轴度；在内衬套2上加工外倒角22与工件主轴孔端部的倒角配合来实现定位，保证了内衬套2与工件的同轴度，使得只要完成夹持芯轴1与机床装夹的同轴度就能够保证工件装夹的同轴度，可以按照轴类零件夹持到机床上进行找正即可保证夹持芯轴1与机床主轴的同轴度。

外倒角22向远离轴心方向倾斜，使得外倒角22凸出于内衬套2与工件主轴孔的配合面。加工时，使外倒角22的最大尺寸小于工件主轴孔径，以便于内衬套2能够***工件主轴孔中，待***以后，转动拉紧螺母3使拉紧螺母3向机床卡盘一端移动，内倒角23向定位倒角11大径端移动，从而胀开设置有开口槽21的内衬套2，使内衬套2的外径增大，继续通过拉紧螺母3拉动内衬套2，内衬套2上的外倒角22与工件主轴孔端部的倒角抵拢并锥面配合后滑动，直至无法继续拉动内衬套2即完成对工件的固定。

夹持芯轴1优先采用合金钢制作，以保证高强度、高硬度和良好的塑韧性，可承受中型或大型异形零件的重量和加工过程中的振动，以及克服不对称件加工时的偏心离心力。内衬套2优先采用高的比强度、比刚度的铝合金，以大大减轻零件的重量，提高结构的稳定性，同时便于夹持芯轴1的内撑和锁紧环4的锁紧。拉紧螺母3和锁紧环4优先采用不锈钢制造，不锈钢材料不仅具有高的强度和硬度，而且具有良好的耐磨性和优良的耐蚀性，能够承受润滑油的腐蚀，可显著提高工装的使用寿命。

如图4所示，一种飞机起落架外筒装夹工装，包括上述的非回转工件装夹工装，夹持芯轴1上套接有向两侧延伸的支撑座5，支撑座5的两端分别连接有胀紧装置6。

胀紧装置6包括与支撑座5连接的螺柱61，螺柱61上套接有一端嵌入支撑座5中的套筒62，套筒62远离支撑座5的一端设置有变径部621，变径部621外套接有胀套63，变径部621为锥形部，胀套63内孔中设置有与变径部配合的锥面，胀套63上同样通过设置开口槽的方式，来让变径部621沿着轴向移动来改变胀套63的外径，从而实现对飞机起落架外筒副轴孔72的胀紧固定。螺柱61上连接有推动胀套63沿着变径部621轴向移动后并锁紧的调节装置64。调节装置64包括垫块641和调节螺母642。

如图4~图6所示，一种飞机起落架外筒装夹工艺，包括使用上述的飞机起落架外筒装夹工装，具体为：

S1，通过机床的卡盘固定夹持芯轴1并对夹持芯轴1的悬端找正；

S2，将支撑座5套于夹持芯轴1上并移动至邻近卡盘的一端，以夹持芯轴悬端为中心定位装入内衬套2，将拉紧螺母3套于内衬套2上并滑动拉紧螺母3使拉紧螺母3连接于夹持芯轴1的螺纹上；

S3，将锁紧环4套于内衬套2上并旋转移动至拉紧螺母3一侧；

S4，将内衬套2装入飞机起落架外筒的主轴孔中，旋转拉紧螺母3拉紧内衬套2，内倒角23向定位倒角11的大径端移动使内衬套2胀开使外倒角22与主轴孔的端部倒角贴合而定位；

S5，反向转动锁紧环4使其移动至靠近开口槽21的一端；

S6，将螺柱61和套筒62穿过飞机起落架外筒的副轴孔连接到支撑座5上，使变径部621位于副轴孔中，将胀套63套接于变径部621上，然后将调节装置64连接于螺柱61上并转动调节装置64使调节装置64推动胀套63向变径部621的大径端移动直至胀套63胀紧副轴孔。

Claims (9)

1.一种非回转工件装夹工装，其特征在于，包括夹持芯轴（1），所述夹持芯轴（1）的一端套接有内衬套（2），所述内衬套（2）的一端设置有若干开口槽（21），所述内衬套（2）的另一端通过拉紧螺母（3）扣接后连接于所述夹持芯轴（1）上，所述开口槽（21）外可调节连接有锁紧环（4）；

所述内衬套（2）设置有所述开口槽（21）的一端设置有外倒角（22）和内倒角（23），所述内倒角（23）能够与设置于所述夹持芯轴（1）对应端的定位倒角（11）锥面配合，所述外倒角（22）向远离轴心方向倾斜且与所述内倒角（23）在径向上相对设置。

2.根据权利要求1所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述内衬套（2）上沿轴向贯穿设置有供所述夹持芯轴（1）***的套接孔（24），所述套接孔（24）的中部设置有避空槽（25），所述避空槽（25）设置于所述开口槽（21）的内侧。

3.根据权利要求2所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述套接孔（24）远离所述开口槽（21）的一端为孔配合面（241），所述孔配合面（241）位于所述避空槽（25）的一侧。

4.根据权利要求1所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述内倒角（23）与所述内衬套（2）轴线的夹角为10°~30°。

5.根据权利要求1所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述外倒角（22）与所述内衬套（2）轴线的夹角为25°~45°。

6.根据权利要求1所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述内衬套（2）的端部固定有挡环（26），所述拉紧螺母（3）上设置有从所述内衬套（2）另一端套入并与所述挡环（26）抵接的挂台部（31），所述拉紧螺母（3）远离所述挂台部（31）的一端设置有与所述夹持芯轴（1）螺纹连接的螺套部（32）。

7.一种飞机起落架外筒装夹工装，包括权利要求1~6任一所述的非回转工件装夹工装，其特征在于，所述夹持芯轴（1）上套接有向两侧延伸的支撑座（5），所述支撑座（5）的两端分别连接有胀紧装置（6）。

8.根据权利要求7所述的飞机起落架外筒装夹工装，其特征在于，所述胀紧装置（6）包括与所述支撑座（5）连接的螺柱（61），所述螺柱（61）上套接有一端嵌入所述支撑座（5）中的套筒（62），所述套筒（62）远离所述支撑座（5）的一端设置有变径部（621），所述变径部（621）外套接有胀套（63），所述螺柱（61）上连接有推动所述胀套（63）沿着所述变径部（621）轴向移动后并锁紧的调节装置（64）。

9.一种飞机起落架外筒装夹工艺，包括使用权利要求8中所述的飞机起落架外筒装夹工装，其特征在于，具体为：

S1，通过机床的卡盘固定夹持芯轴（1）并对夹持芯轴（1）的悬端找正；

S2，将支撑座（5）套于夹持芯轴（1）上并移动至邻近卡盘的一端，以夹持芯轴悬端为中心定位装入内衬套（2），将拉紧螺母（3）套于内衬套（2）上并滑动拉紧螺母（3）使拉紧螺母（3）连接于夹持芯轴（1）的螺纹上；

S3，将锁紧环（4）套于内衬套（2）上并旋转移动至拉紧螺母（3）一侧；

S4，将内衬套（2）装入飞机起落架外筒的主轴孔中，旋转拉紧螺母（3）拉紧内衬套（2），内倒角（23）向定位倒角（11）的大径端移动使内衬套（2）胀开使外倒角（22）与主轴孔的端部倒角贴合而定位；

S5，反向转动锁紧环（4）使其移动至靠近开口槽（21）的一端；

S6，将螺柱（61）和套筒（62）穿过飞机起落架外筒的副轴孔连接到支撑座（5）上，使变径部（621）位于副轴孔中，将胀套（63）套接于变径部（621）上，然后将调节装置（64）连接于螺柱（61）上并转动调节装置（64）使调节装置（64）推动胀套（63）向变径部（621）的大径端移动直至胀套（63）胀紧副轴孔。

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