[发明专利]低刚度薄壁腔体零件气动式精密装夹装置

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种低硬度薄壁腔体覆层零件精密装夹装置，该装置具有在二维回转工作台上对零件进行可靠夹紧及精密定位功能。

背景技术

在对薄壁、低刚度、封闭腔体式的零件表面涂覆层进行五轴加工时，需要工件进行加减速度大、运动速度快的直线、回转及偏摆等运动，为了保持零件在加工过程中不窜动、不脱离、不倾斜，就要求零件工装具有可靠的夹紧力和定心能力。同时由于零件本身具有低刚度薄壁腔体的特点，夹紧力施加过大会引起零件变形导致加工质量不合格。此外，该零件除底部外其他表面均已涂覆待加工覆层，导致外表面全部为待加工面不能进行夹持。综上所述需要设计可在二维回转工作台上使用的专用安装夹具,以实现零件稳定装卡并可与转台同心高速运动。

对于这类特殊零件，常规装夹方法是利用带定心功能的三爪卡盘对工件进行夹紧，但该方法应用到薄壁零件时极易造成工件的变形。专利公告号为CN102179538名称为：“一种用于低硬度材料加工的夹具设计方法及夹具装置”的专利中，通过加宽三爪卡盘的方式使塑料或橡胶产品装夹在夹具上，以保证产品的外观和尺寸不会因为装夹的方式产生影响，但这种方式仍然未摆脱传统接触式装夹中夹持应力集中导致的工件变形问题，此外该方式在二维工作台上无法实现工件与转台的精密定心。专利公告号为CN101972943名称为：“一种薄壁回转体零件的车工定位夹具及装夹方法”的专利中，发明了一种薄壁回转体零件的车工定位夹具，该夹具的结构设计使得零件在装夹时主要受轴向力，径向力很小并且受力均匀，有较强的实用性，但该装夹装置由于采用接触式装夹，仍没有很好解决对低刚度薄壁材料夹持变形问题，且不适用于二维双轴转台，无法提供与回转台保持精密同心的定心功能，因而亦不能很好地解决该类零件的装夹问题。

发明内容

本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明了一种低刚度薄壁腔体类零件精密装夹装置，装置采用气动夹紧方式，并配合精密微进给机构进行定位微调整，该装置可实现在二维回转工作台上对工件进行可靠夹紧及精密定位。本发明将夹紧装置和调整装置集成为一体，并根据工件材料的力学特性对夹紧力进行气动调整，安装方便，结构紧凑，定心精度高。

本发明解决该问题所采用的技术方案是一种气动式精密装夹装置，其特征是，该装置由初步定位部件Ⅰ、气动夹紧部件Ⅱ和精密调整部件Ⅲ三部分组成。

所述初步定位部件Ⅰ由上夹具体1、下夹具体2组成，两者间在接触表面涂覆增加密封效果的高分子密封材料聚四氟乙烯；下夹具体2通过法兰8固定在工作台上；

所述夹紧部件Ⅱ采用真空吸附技术，将工件内腔的气体通过内气道5吸走，内气道5通过O型密封圈4与下夹具体2形成气密封，在下夹具体2与内气道5间安装精密推力球轴承3，轴承的内圈分别用衬套6，紧固螺纹套7固定至内气道5上，在下夹具体2上把轴承的外圈用法兰8固定；

所述精密调整部件Ⅲ是由围绕在下夹具体2上的4个环形支架13，4个螺旋微进给机构18和固定支架15组成，固定支架15通过T型槽螺栓14和T型槽螺栓紧固螺母16固定在工作台上；环形支架13通过环型支架紧固螺栓12，环型支架紧固螺母17与固定支架15连接，螺旋微进给机构18的调整头顶在上夹具体1的外壁上。

本发明的有益效果是，保证低刚度薄壁腔体类零件的精密定位以及可靠夹紧，通过调整，能够达到微米级别的定心精度，由于采用气动式压紧的方式，避免了工件刚度过低而导致的夹紧变形，同时由于该装置整体结构紧凑，整体高度低，有效降低了工件在摆动过程中转台可倾轴的误差放大，整体装置操作简单，性能可靠。

附图说明

图1是夹具整体外观图，图2是该装夹装置主体部分的全剖视图。其中：1-上夹具体，2-下夹具体，3-精密推力球轴承，4-O型密封圈，5-内气道，6-衬套，7-紧固螺纹套，8-法兰，9-紧固螺栓，10-垫圈，11-工作台，12-环型支架紧固螺栓，13-环形支架，14-T型槽螺栓，15-固定支架，16- T型槽螺栓紧固螺母，17-环型支架紧固螺母，18-螺旋微进给机构，19-压板支板，20-压板。Ⅰ-定位部件，Ⅱ-夹紧部件，Ⅲ-调整部件。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施。该装夹装置由初步定位部件、气动夹紧部件和精密调整部件组成，其中初步定位部件可对工件进行初步定位，并限制住工件水平方向的自由度，气动夹紧部件令工件腔体内部形成真空环境，将工件吸附在夹具表面，限制住工件垂直方向的自由度，最后通过调整精密进给部件实现零件的精密定心。