CN114770169B - 空气分配管铣床夹具及装夹方法 - Google Patents

空气分配管铣床夹具及装夹方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空气分配管铣床夹具及装夹方法，铣床夹具包括安装底架、定位挡板、第一压紧弧板、第二压紧弧板、压紧铝板、顶紧螺钉和标准件。安装底架上设置有支撑斜面、底面和压紧面，第一压紧弧板、第二压紧弧板将空气分配管压紧在支撑斜面位置，定位挡板将空气分配管定位、限位在安装底架上，而顶紧螺钉、压紧铝板从两侧将空气分配管压紧。采用本发明的铣床夹具和装夹方法，方便调整定位加工，提升了工作效率，保证了产品性能一致性，同时提升了产品外观质量。

Description

空气分配管铣床夹具及装夹方法
技术领域
本发明涉及数控铣切加工技术领域，具体地说是一种用于确保大飞机上出口***空气分配管组件满足性能要求的夹具及装夹方法。
背景技术
作为大飞机上出口******中的一个部分，空气分配管是重要组件，空气分配管是簿壁加工零件，制造质量的一致性特别重要，重量要求比较严格，特别是外观质量更重要。若采用传统方法找正调节、定位装夹方式，不仅找正装夹困难，产品质量不好，而且很容易造成组件装夹加工变形，造成产品报废，为了生产实际需要，急需设计一套空气分配管铣床夹具。
发明内容
本发明旨在提供一种空气分配管铣床夹具及装夹方法，通过夹具组合定位、锁紧后压紧待加工的空气分配管，然后进行待加工面的数控铣切加工，用于确保大飞机上的出口***满足性能要求，装夹后方便调整定位加工，提升工作效率，保证产品性能一致性，同时提升产品外观质量。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
空气分配管铣床夹具，所述空气分配管包括圆柱面状的主管体，主管体表面延伸出分配支管，分配支管的轴线与主管体轴线共面且夹角为第一夹角，分配支管的末端端面为待加工面，待加工面与主管体轴线平行，铣床夹具包括，
安装底架，所述安装底架上包括支撑斜面、压紧面和底面，支撑斜面与底面之间的夹角为第二夹角，第二夹角与第一夹角互余，空气分配管的主管体紧贴在支撑斜面上，两个压紧面平行、间隔分布在支撑斜面的两侧；
定位挡板，所述定位挡板位于安装底架下端且与支撑斜面向下的延伸面相交，定位挡板与安装底架可拆卸连接；
第一压紧弧板，所述第一压紧弧板可拆卸连接在支撑斜面上且靠近定位挡板；
第二压紧弧板，所述第二压紧弧板可拆卸连接在支撑斜面上且远离定位挡板；
压紧铝板，所述压紧铝板置于压紧面和空气分配管之间；
顶紧螺钉，所述顶紧螺钉螺纹连接在压紧面上，且顶紧螺钉的移动路径与压紧铝板相交；
当空气分配管与铣床夹具装夹时，空气分配管的主管***于第一压紧弧板、第二压紧弧板、底面与两个压紧面之间，此时分配支管位于第二压紧弧板和第一压紧弧板之间，且分配支管的末端待加工面与第一压紧弧板、第二压紧弧板同时位于支撑斜面的同一侧。
进一步，所述安装底架呈五棱柱形状，且包括，
位于五棱柱顶面的第一侧板；
位于五棱柱底面的第二侧板，第二侧板平行于第一侧板，第二侧板和第一侧板共同形成了安装底架上的两个压紧面；
第一侧面，所述第一侧面为五棱柱的五个侧面之一，第一侧面形成支撑斜面；
第二侧面，所述第二侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面不相连的两个侧面之一，第二侧面形成底面；
第三侧面，所述第三侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面相连的两个侧面之一，第三侧面上可拆卸连接着定位挡板。
进一步，所述定位挡板为一块平板，且通过平板两端的开孔、螺钉与安装底架连接。
进一步，所述第一压紧弧板的两端各有一个开孔，第一压紧弧板通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第一压紧弧板上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致。
进一步，所述第二压紧弧板的两端各有一个开孔，第二压紧弧板通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第二压紧弧板上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致。
进一步，所述压紧铝板为两侧表面均为平面的平板。
进一步，所述顶紧螺钉为表面带有滚花的螺钉。
一种采用上述铣床夹具的空气分配管装夹方法，包括，
步骤一，将第一压紧弧板和第二压紧弧板从铣床夹具上卸下，并且将空气分配管装入安装底架的支撑斜面上，分配支管与第一压紧弧板、第二压紧弧板位于支撑斜面的同一侧，利用定位挡板初步限位、定位；
步骤二，将压紧铝板放置在安装底架压紧面和空气分配管之间，利用顶紧螺钉初步定位、预紧空气分配管；
步骤三，利用第一压紧弧板和第二压紧弧板进行限位压紧和锁紧空气分配管；
步骤四，利用顶紧螺钉定位、压锁紧空气分配管；
步骤五，将空气分配管和铣床夹具一起放入铣床上定位、压紧；
步骤六，铣加工空气分配管的待加工面(按图纸要求和工艺规程要求进行铣加工)；
步骤七，按工艺要求进行加工过程检查，完成加工，将完成加工的空气分配管从铣床夹具中卸下，清理交检。
与现有技术相比，本发明有以下特点：
1、空气分配管铣床夹具不仅制造相对简单，而且在使用过程中较为方便；
2、将空气分配管单独装入铣床夹具中，较为方便地调整协调限位，特别是将空气分配管的主管体轴线倾斜放置，使得分配支管的轴线垂直于铣床工作平台(图6)，由于分配支管的主体为圆柱面，这样的夹持方式使得铣削待加工面时能够确保分配支管的轴线与主管体的轴线夹角不发生大的偏转，满足后续成品的安装角度要求(因为此时铣削的作用力沿着分配支管的轴向，而分配支管轴向的刚性更好，更能抗压变形，如果铣削的作用力与分配支管的轴向有一个夹角，分配支管便会相对其自身轴线发生一定程度的弯曲变形，导致最终与主管体轴线的夹角偏离设计夹角值)；同时，待加工面为平面状态，铣削时更容易控制，降低了对壁厚不均匀的影响；
3、利用顶紧螺钉压锁紧空气分配管，保证产品加工尺寸的要求，该铣床夹具机构简单紧凑，定位夹紧操作方便，调节定位装夹便利，非常适用于空气分配管的铣削；当压紧铝板从主管体两侧进行压紧时，其施加的压紧作用力起到了预变形的作用(主管体有被压扁的趋势)，能够抵消一部分铣削分配支管待加工面时作用力对主管体的变形影响(铣刀进刀方向沿着分配支管轴线方向，轴向的作用力使得主管体的变形方向与压紧铝板压紧力的变形方向相反)；
4、空气分配管铣床夹具便于重新复位，使用效果很好，质量可靠稳定，确保空气分配管的外观质量要求，满足产品空气分配管的重量要求；
5、空气分配管铣床夹具不仅确保产品有质量的顺利交付，同时创造良好的经济效益。
附图说明
图1～图4为空气分配管铣床夹具装置示意图；
图5为空气分配管立体图；
图6为空气分配管侧视图以及主管体轴线与分配支管轴线之间的夹角；
图7～图9为空气分配管铣床夹具装置上装有空气分配管的示意图；
图10～图13为安装底架示意图；
图14～图15为定位挡板示意图；
图16～图17为第一压紧弧板示意图；
图18～图19为第二压紧弧板示意图；
图20～图21为压紧铝板示意图；
图22和图23为顶紧螺钉示意图；
图中：1-安装底架、2-定位挡板、3-第一压紧弧板、4-第二压紧弧板、5-压紧铝板、6-顶紧螺钉、7-标准件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
如图5和图6所示，空气分配管包括圆柱面状的主管体，主管体表面延伸出分配支管，分配支管的轴线与主管体轴线共面且夹角为第一夹角(47.6°)，分配支管的末端端面为待加工面，待加工面与主管体轴线平行，加工时，主管体轴线与铣床工作台平面之间的夹角为42.4°±5’。
空气分配管铣床夹具包括安装底架1、定位挡板2、第一压紧弧板3、第二压紧弧板4、压紧铝板5、顶紧螺钉6和标准件7。
空气分配管铣床夹具的简图见图1～图4，铣床夹具的设计结合了空气分配管的安装姿态，还考虑了定位面和限位面的选定(主管体的夹持限位)、压紧面和压紧方式的选择(主管体两侧压紧，上压紧下支撑)、辅助定位和辅助压紧(单侧末端定位挡板限位)、夹具与铣床工作台面的关系(夹角关系)、夹具的重量等因素。
空气分配管铣床夹具上装有空气分配管产品时的简图见图7～图9。
如图10～图13，为安装底架1的结构示意图，安装底架1是空气分配管铣床夹具中用于空气分配管安装定位的支架，其主要功能是安装定位并调节、限位空气分配管组件；安装底架1上包括支撑斜面、压紧面和底面，支撑斜面与底面之间有一个第二夹角(42.4°±5’)，空气分配管的主管体轴线沿着支撑斜面放置(即空气分配管的主管体轴线与底面夹角为42.4°±5’)，两个压紧面平行、间隔分布在支撑斜面的两侧。具体的，安装底架1呈五棱柱形状，且包括，
位于五棱柱顶面的第一侧板11；
位于五棱柱底面的第二侧板12，第二侧板12平行于第一侧板11，第二侧板12和第一侧板11共同形成了安装底架1上的两个压紧面；
第一侧面，第一侧面为五棱柱的五个侧面之一，第一侧面形成支撑斜面；
第二侧面，第二侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面不相连的两个侧面之一，第二侧面形成底面；
第三侧面，第三侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面相连的两个侧面之一，第三侧面上可拆卸连接着定位挡板2。
如图12，安装底架1上进行了减重设计，例如减重孔。
如图14～图15，为定位挡板2，定位挡板2是空气分配管铣床夹具中用于空气分配管装配、限位的组件，其主要功能是安装定位空气分配管，并从空气分配管下端进行定位、限位，保证空气分配管的正确定位限位、装夹。
如图16～图17，为第一压紧弧板3，第一压紧弧板3是空气分配管铣床夹具中的定位压紧部件之一，其主要功能是压锁紧产品在铣床夹具上；第一压紧弧板3的两端各有一个开孔，第一压紧弧板3通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第一压紧弧板3上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致(圆柱面)。
如图18～图19，为第二压紧弧板4，第二压紧弧板4是空气分配管铣床夹具中的定位压紧部件之一，其主要功能是压锁紧产品在铣床夹具上；第二压紧弧板4的两端各有一个开孔，第二压紧弧板4通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第二压紧弧板4上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致(圆柱面)。
如图20和图21，压紧铝板5是空气分配管铣床夹具中的定位压紧和保护空气分配管的部件，其主要功能是隔离空气分配管主管体和顶紧螺钉6，当产品被顶紧螺钉6从两侧顶紧在铣床夹具上时起到保护产品作用；压紧铝板5为两侧表面均为平面的平板。
如图22和图23，顶紧螺钉6是空气分配管铣床夹具中的调节锁紧部件，其主要功能调节锁紧并限位好空气分配管的位置，防止数铣加工时空气分配管发生位移；顶紧螺钉6为表面带有滚花的螺钉。
标准件7是空气分配管铣床夹具中的连接锁紧零件，其主要功能是连接锁紧和压紧连接件，本实施例中采用的标准件7为压紧螺栓，用于压紧和锁紧第一压紧弧板3、第二压紧弧板4。
如图1～图4，安装底架1、定位挡板2、第一压紧弧板3、第二压紧弧板4、压紧铝板5、顶紧螺钉6和标准件7(压紧螺栓)是依据下列结构组装在一起的：1、将定位挡板2组合安装在安装底架1上，且位置靠近安装底架1的底面；
2、将顶紧螺钉6安装在安装底架1的压紧面上；
3、将第一压紧弧板3安装在安装底架1的支撑斜面上，压紧、定位空气分配管；4、将第二压紧弧板4安装在安装底架1的支撑斜面上，压紧、定位空气分配管；5、分别将两块压紧铝板5放置在安装底架1和空气分配管之间，利用顶紧螺钉6定位压(锁)紧空气分配管；
6、最后用标准件7(压紧螺栓)连接锁紧和压紧第一压紧弧板3、第二压紧弧板4。
使用本发明的空气分配管铣床夹具进行装夹的步骤包括：
1、将第一压紧弧板3和第二压紧弧板4从铣床夹具上卸下，并且将产品(空气分配管)装入铣床夹具的支撑斜面位置，利用定位挡板2初步限位、定位好；2、分别将两块压紧铝板5放置在安装底架1压紧面和空气分配管之间，利用顶紧螺钉6初步定位、预紧空气分配管；
3、利用第一压紧弧板3和第二压紧弧板4进行限位压紧和锁紧空气分配管；
4、利用顶紧螺钉6定位压锁紧空气分配管；
5、将空气分配管和铣床夹具一起放入铣床上定位压紧；
6、按图纸要求和工艺规程要求进行加工；
7、按工艺要求进行加工过程检查，完成加工，将完成加工的空气分配管从铣床夹具卸下，清理交检。
上述实施例并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种空气分配管装夹方法，所述空气分配管包括圆柱面状的主管体，主管体表面延伸出分配支管，分配支管的轴线与主管体轴线共面且夹角为第一夹角，分配支管的末端端面为待加工面，待加工面与主管体轴线平行，其特征在于：
采用的铣床夹具包括，
安装底架(1)，所述安装底架(1)上包括支撑斜面、压紧面和底面，支撑斜面与底面之间的夹角为第二夹角，第二夹角与第一夹角互余，空气分配管的主管体紧贴在支撑斜面上，两个压紧面平行、间隔分布在支撑斜面的两侧；
定位挡板(2)，所述定位挡板(2)位于安装底架(1)下端且与支撑斜面向下的延伸面相交，定位挡板(2)与安装底架(1)可拆卸连接；
第一压紧弧板(3)，所述第一压紧弧板(3)可拆卸连接在支撑斜面上且靠近定位挡板(2)；
第二压紧弧板(4)，所述第二压紧弧板(4)可拆卸连接在支撑斜面上且远离定位挡板(2)；
压紧铝板(5)，所述压紧铝板(5)置于压紧面和空气分配管之间；
顶紧螺钉(6)，所述顶紧螺钉(6)螺纹连接在压紧面上，且顶紧螺钉(6)的移动路径与压紧铝板(5)相交；
当空气分配管与铣床夹具装夹时，空气分配管的主管***于第一压紧弧板(3)、第二压紧弧板(4)、底面与两个压紧面之间，此时分配支管位于第二压紧弧板(4)和第一压紧弧板(3)之间，且分配支管的末端待加工面与第一压紧弧板(3)、第二压紧弧板(4)同时位于支撑斜面的同一侧；
装夹方法包括，
步骤一，将第一压紧弧板(3)和第二压紧弧板(4)从铣床夹具上卸下，并且将空气分配管装入安装底架(1)的支撑斜面上，分配支管与第一压紧弧板(3)、第二压紧弧板(4)位于支撑斜面的同一侧，利用定位挡板(2)初步限位、定位；
步骤二，将压紧铝板(5)放置在安装底架(1)压紧面和空气分配管之间，利用顶紧螺钉(6)初步定位、预紧空气分配管；
步骤三，利用第一压紧弧板(3)和第二压紧弧板(4)进行限位压紧和锁紧空气分配管；
步骤四，利用顶紧螺钉(6)定位、压锁紧空气分配管；
步骤五，将空气分配管和铣床夹具一起放入铣床上定位、压紧；
步骤六，铣加工空气分配管的待加工面；
步骤七，按工艺要求进行加工过程检查，完成加工，将完成加工的空气分配管从铣床夹具中卸下，清理交检。
2.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述安装底架(1)呈五棱柱形状，且包括，
位于五棱柱顶面的第一侧板(11)；
位于五棱柱底面的第二侧板(12)，第二侧板(12)平行于第一侧板(11)，第二侧板(12)和第一侧板(11)共同形成了安装底架(1)上的两个压紧面；
第一侧面，所述第一侧面为五棱柱的五个侧面之一，第一侧面形成支撑斜面；
第二侧面，所述第二侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面不相连的两个侧面之一，第二侧面形成底面；
第三侧面，所述第三侧面为五棱柱的五个侧面中与第一侧面相连的两个侧面之一，第三侧面上可拆卸连接着定位挡板(2)。
3.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述定位挡板(2)为一块平板，且通过平板两端的开孔、螺钉与安装底架(1)连接。
4.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述第一压紧弧板(3)的两端各有一个开孔，第一压紧弧板(3)通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第一压紧弧板(3)上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致。
5.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述第二压紧弧板(4)的两端各有一个开孔，第二压紧弧板(4)通过开孔、螺钉与支撑斜面连接，第二压紧弧板(4)上还包括一条压紧表面，压紧表面的曲率与空气分配管的主管体表面曲率一致。
6.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述压紧铝板(5)为两侧表面均为平面的平板。
7.根据权利要求1所述的空气分配管装夹方法，其特征在于：所述顶紧螺钉(6)为表面带有滚花的螺钉。
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