[实用新型]一种柔性机床夹具

说明书

技术领域

本发明属于机械制造及机床夹具领域，具体涉及一种柔性机床夹具。

背景技术

随着我国航空航天和汽车制造业的迅速发展，多轴联动数控机床，特别是多轴铣削加工中心广泛应用于各种复杂零件的加工中。铣削加工待加工工件过程中，工件加工质量的重要保证之一是优质的机床夹具系统。目前，在航空和汽车制造领域内，工件相对于机床工装台的装夹定位加紧大多通过T形块、压板以及工作台的T形槽之间的机械配合及相应的螺纹预紧来实现，该种方法的优点在于，夹具成本低、组合形式多样、操作相对简单。在工业制造初期，该种形式的机床夹具被广泛应用，在制造精度要求并不苛刻的环境下，该类型的夹具在航空制造业中发挥了巨大的作用。然而，随着高速、高精加工需求的不断增长，组合压板类夹具的弊端不断涌现。特别在加工大型复杂薄壁结构件的过程中，压板夹紧了的控制存在很大难度，过大的夹紧力容易造成零件局部变形或引起加工应力集中，夹紧力不足又会使得零件在加工过程中容易振动或发生微小滑动。对于一些特殊结构的加工件，在加工的某个阶段往往还需要停机进行加工应力释放，以消除工件变形。组合压板类夹具在实现该种操作时，不仅效率低效而且极易因操作不当引起工件移位，造成加工定位基准漂移从而引起加工误差。

为解决压板组合类夹具加紧力控制困难及加工应力释放存在操作危险的不足，本发明提出了一种柔性机床夹具。该种机床夹具通过圆锥螺纹销轴和圆锥缺口套可实现零间隙定位，圆锥缺口套与低温合金的熔化-凝固相变可实现零间隙紧固，从而确保整个工件与工装的零间隙定位紧固。当可控底座内腔的低温合金处于熔化状态时，圆锥缺口套的底部外伸端可以在可控底座内腔空间里具有较大的活动空间，从而在工件定位加紧的初期，为该种夹具提供了大柔性的容差调节能力。在加工过程的特定阶段，可以通过自动控制某些可控底座内的低温合金熔化来消除装夹系统的过约束力，从而消除加工应力提高加工精度。该发明专利所提出的机床夹具可应用于各类铣削加工加工中心，自动化控制调节与紧固，调节方便省时，定位加紧稳定性好，具有广阔的应用前景。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种柔性机床夹具。

一种柔性机床夹具，其特征在于包括：待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉，所述待加工工件毛坯、圆锥螺纹销轴、可控底座、机床工作台和机械螺钉相互连接，所述待加工工件毛坯设置在机床工作台上，所述可控底座通过机械螺钉设置在机床工作台上，所述圆锥螺纹销轴设置在可控底座上，所述可控底座通过圆锥螺纹销轴进一步地紧固在机床工作台上，所述待加工工件毛坯通过可控底座紧固在机床工作台上，所述可控底座上还设置有与圆锥螺纹销轴成套的圆锥缺口套，所述圆锥缺口套的下方还设置有多个定位合金颗粒。

所述待加工工件毛坯还包括：待加工工件毛坯定位孔、待加工工件毛坯定位孔上端面和待加工工件毛坯定位孔下端面。

所述圆锥螺纹销轴还包括：圆锥螺纹销轴压紧面、圆锥螺纹销轴圆锥面和圆锥螺纹销轴螺纹轴。

所述可控底座还包括：可控底座上端定位面、可控底座冷却管道、可控底座加热电阻丝和可控底座腔壁褶皱。

所述圆锥缺口套还包括：圆锥缺口内部圆锥表面、圆锥缺口套外部圆柱表面、圆锥缺口套定位端面、圆锥缺口套底部圆柱凸起褶皱、圆锥缺口套变形缺口、圆锥缺口套底部螺纹孔和圆锥缺口套缺口。

工作原理：

（1）零间隙定位系统。本专利所述的一种柔性机床夹具零间隙定位系统具体的机械系统描述如下。

该零间隙定位系统由待加工工件毛坯，圆锥螺纹销轴，圆锥缺口套共同组成。圆锥缺口套外部圆柱表面穿过待加工工件毛坯定位孔，并将圆锥缺口套定位端面与待加工工件毛坯定位孔下端面贴合。圆锥螺纹销轴螺纹轴旋入圆锥缺口套底部螺纹孔，在通过扳手用力旋入圆锥螺纹轴的同时，圆锥螺纹销轴圆锥面与圆锥缺口内部圆锥表面贴合，并进一步使得圆锥缺口套上部的四片悬臂片通过圆锥缺口套变形缺口和圆锥缺口套缺口产生变形向外扩张，从而使得圆锥缺口套外部圆柱表面压紧在工件毛坯定位孔上，与此同时圆锥螺纹销轴压紧面压紧在待加工工件毛坯定位孔上端面。整个装配过程使得待加工工件毛坯的定位孔相对于圆锥缺口套轴向无串动径向无间隙，从而形成了零间隙定位系统。