[發明專利]一種碳纖維圓筒薄壁件群孔的加工夾具及裝夾方法

有效

• 申請號: 202010881910.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112140198B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 龔清洪;袁信滿;周良明;李質彬;王嘉穎;陳泊行;周進;張也
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B26D7/02
• 分類號: B26D7/02;B26D7/00;B26F1/16
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本發明公開一種碳纖維圓筒薄壁件群孔的加工夾具及裝夾方法，所述加工夾具主要包括底座、真空吸附裝置；其中底座和真空吸附裝置通過零點定位系統聯接；真空吸附裝置具有膨脹與收縮功能；毛氈通過膠帶內嵌于真空吸附裝置表面凹槽；貼膜裝置安裝在真空吸附裝置的底部滑軌上。通過在真空腔內放置毛氈，分隔零件與真空吸附裝置，同時保證真空透氣，對零件提供支撐；采用真空吸附裝置的膨脹收縮功能，張緊零件，實現薄壁件的固持；在加工過程中，用貼膜裝置鋪設粘性薄膜覆蓋孔洞，避免已加工孔漏氣失效，保證真空吸附系統氣密性；實現了鉆孔加工高效穩定。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，特別是涉及碳纖維圓筒薄壁件群孔的加工。

背景技術

碳纖維復合材料是一種新型多功能特種工程材料，因其輕量化、高比強的優越特性被廣泛應用于航空航天領域。航空發動機中時常見碳纖維圓筒薄壁構件，為滿足降噪要求，常需在這種構件上數控鉆制大量小直徑陣列群孔，這種薄壁圓筒特殊結構的群孔加工對傳統的夾具和方法提出了新的挑戰。

傳統機械固持方案是在夾具體上制作避讓下陷，使用分段式卡箍箍緊零件，這種方法在使用過程中存在明顯不足。首先，因避讓下陷密集，鉆孔部位缺少有效支撐，鉆頭制孔中碳纖維容易撕裂和分層；其次，固持力集中在卡箍周圍，卡箍遠處的薄壁零件在鉆頭退刀時容易形變拉起，從而導致刮傷孔壁；最后，卡箍遮擋加工孔位，加工過程中需多次拆裝卡箍，操作復雜繁瑣，加工效率低。

另外，目前傳統真空吸附夾具無法對此類零件進行裝夾。首先，傳統真空吸附中夾具需與零件無縫貼合，因而夾具表面外形與零件一致，這時大直徑圓筒薄壁構件難以裝夾操作；其次，真空吸附夾具表面鋪設有真空裝夾管道，鉆孔時會破壞真空管道；最后，薄壁零件鉆孔后真空氣密性不足，真空吸附固持失效。綜上所述，設計一種便捷有效的專用工裝，解決碳纖維圓筒薄壁構件小直徑群孔加工的固持難題，對提高碳纖維圓筒薄壁構件群孔的加工質量和加工效率有重要意義。

通過查閱現有專利和學術論文，未發現有與本專利相同的內容。

發明內容

本發明提出了一種用于碳纖維圓筒薄壁構件小直徑群孔加工的夾具及方法，該發明能夠實現碳纖維圓筒薄壁構件小直徑群孔加工中的真空吸附，保證零件的有效固持，實現高效穩定鉆孔。

本發明所采用的技術方案是：

一種碳纖維圓筒薄壁件群孔的加工夾具，所述加工夾具主要包括底座1、真空吸附裝置2；所述真空吸附裝置2安裝固定于底座1上；所述真空吸附裝置2為環形，并分為至少四瓣吸附腔，所述吸附腔可沿徑向移動，使真空吸附裝置2直徑增大或縮小；所述吸附腔外徑上制有凹槽，凹槽中貼有毛氈3；所述真空吸附裝置2底部沿外徑設有滑軌10，在滑軌10上安裝有可沿滑軌移動的貼膜裝置4，貼膜裝置4沿軸向貼合真空吸附裝置2上，貼膜裝置4上卷有粘性薄膜6，貼膜裝置4沿滑軌移動時將粘性薄膜6貼敷于真空吸附裝置2上。

所述真空吸附裝置2的吸附腔通過膨脹芯軸裝置徑向移動。

所述真空吸附裝置2上設置有定位銷7。

一種碳纖維圓筒薄壁件群孔加工的裝夾方法，包括以下步驟：

步驟一、將底座1固定在機床工作臺上；

步驟二、將真空吸附裝置2固定在底座1上；

步驟三、在真空吸附裝置2上粘貼合適尺寸的毛氈3；

步驟四、利用膨脹芯軸裝置收縮真空吸附裝置2，將毛坯5套進工裝并定位，擴張真空吸附裝置2，固定毛坯5；

步驟五、啟動真空吸附裝置，使毛坯5有效固持在工裝上，完成零件裝夾。

步驟六、鉆制群孔：貼膜裝置4跟隨機床加工頭轉動對制出的孔貼膜覆蓋，封閉漏氣部位，保持真空系統氣密性，保證真空吸附裝置有效；