[發明專利]數控加工用柔性夾具及其應用

有效

• 申請號: 201110253481.3
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102328231A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 戎斌;陳明;楊哲倫;明偉偉;蔡曉江;金杰峰;龔英洪;潘新
• 申請（專利權）人: 上海飛機制造有限公司;上海交通大學
• 主分類號: B23Q3/08
• 分類號: B23Q3/08;B23Q3/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理

技術領域

本發明涉及的是一種機械工程技術領域的裝置及應用，具體是一種用于大型客機梁緣條類零件的數控加工用柔性夾具及其應用。

背景技術

在制造業中，制造裝備和工藝裝備被視為實現產品優質、高產、低耗原則的必備硬件條件。其中，夾具作為最為重要的工藝裝備之一是實現工藝路線、保證加工質量、提高生產效率、降低加工成本和工人勞動強度的關鍵環節。航空制造業作為制造業中典型的高技術領域之一，對制造裝備和工藝裝備都提出了更為苛刻的要求。面對航空結構件大型化、結構復雜化、材料多元化、制造精確化的零件特征，以及保證加工質量、提高加工效率、綠色低耗的制造需求，夾具技術必須向著帶氣動、液壓控制系統的自動、柔性夾具的方向發展。

梁緣條零件作為飛機上一類典型的大型整體結構件，是組成飛機機翼、水平尾翼、垂直尾翼的重要零件類型。此類零件的特點是：主要采用高強度航空鋁合金材料；顯著的細長結構特征，機翼緣條的長度可達20米以上；明顯的薄壁特征，壁厚與壁高比可達1/30；在結構形式基本相似的基礎上，大多數緣條零件僅尺寸有差異，甚至只是結構對稱的零件。目前國內梁緣條類零件主要采用整體鍛件毛坯在大型五軸龍門銑床上通過銑削來完成加工，工裝上以傳統手動方式的固定、組合夾具為主。隨著數控裝備技術的快速發展和高速切削技術的逐漸成熟，航空鋁合金材料所能夠達到的金屬切削去除率越來越高，包括梁緣條在內的各種大型結構件的生產準備時間占整個生產周期的比例逐漸上升，提高夾具的自動化水平成為航空制造企業提高效率的一條重要途徑。采用液壓、氣動控制的夾具裝夾效率高、重復性好，成為首選的高效率夾具方案。然而，梁緣條屬于大型航空結構件，其夾具尺寸也相應較大，且基于控制加工變形的考慮一般采用三工位立裝的工藝方案(零件兩次翻身)，若針對每一種緣條零件設計專用的三工位液壓夾具，夾具成本將非常高。因此，針對梁緣條類零件的特點，如何在夾具設計中同時兼顧到高自動化和高柔性，成為保證加工質量、提高生產效率、綠色低耗的關鍵。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種數控加工用柔性夾具及其應用，具有裝夾自動化、工位復合化、結構模塊化的優點，能夠實現快速、可靠性高、重復性高的梁緣條零件的定位和夾緊。本發明針對飛機梁緣條類零件特有的結構特點，通過將傳統三工位立裝中的一工位和三工位夾具復合為一，減少夾具工位數的同時使每個工位的夾具有兼顧加工左右對稱件的柔性能力。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種數控加工用柔性夾具，包括：若干連接板組件以及固定設置于機床工作臺兩端的定位段以及設置于兩個定位段之間的四個公用段，連接板組件分別設置于定位段和公用段之間以及兩個公用段之間。

所述的連接板組件包括：兩個圓柱定位銷及其對應的兩個襯套，其中：襯套和圓柱定位銷分別設置在定位段或公用段的對應兩端，通過將圓柱銷插入相鄰定位段或公用段上的對應襯套實現連接。

所述的定位段包括：頭部定位組件、第一油路蒙頭、第一夾具基座、第一夾具底板、調節支撐機構、第一校刀塊組件、頭部支撐釘、第一原點銷組件以及若干對一工位鉗口組件和三工位鉗口組件，其中：第一夾具基座與機床工作臺銷接，第一油路蒙頭、第一夾具底板和第一夾具基座由上而下依次設置，對刀用的第一原點銷組件和校核刀具用的第一校刀塊組件分別設置于第一夾具底板的兩端，用于完成頭部定位的頭部定位組件、頭部支撐釘、調節支撐機構以及若干對一工位鉗口組件和三工位鉗口組件依次設置于第一夾具基座上。

所述的頭部定位組件包括：定位圓柱銷、定位支撐底座、支撐釘襯套、支撐釘心軸、支撐釘、定位檔銷襯套、定位擋塊和定位檔銷，其中：定位檔銷、用于第三工位梁緣條頭部定位的定位擋塊以及支撐釘均設置于定位支撐底座上，定位檔銷襯套設置于定位檔銷上并用于第一工位梁緣條頭部的定位，支撐釘心軸和支撐釘襯套設置于支撐釘上并用于在工件定位完成之前支撐工件，定位支撐底座通過定位圓柱銷與夾具體定位。

所述的公用段包括：第二油路蒙頭、第二夾具基座、第二夾具底板以及若干對一工位鉗口組件和三工位鉗口組件，其中：第二夾具基座與機床工作臺銷接，第二油路蒙頭、第二夾具底板和第二夾具基座由上而下依次設置，若干對一工位鉗口組件和三工位鉗口組件依次設置于第二夾具基座上。