本發(fā)明涉及薄壁回轉類零件的加工，尤其涉及一種薄壁回轉類零件的加工方法和用于加工的柔性夾具。

背景技術：

現有薄壁回轉類零件在加工時，多是在加工平臺或機床上，利用夾具將薄壁回轉類零件夾持固定住，然后加工的刀具按照加工要求對零件進行加工，夾具多是使用的磁性卡盤、多爪卡盤或脹套式夾具。這些夾具將薄壁回轉類零件從一面夾持，裝夾和加工過程中，為保證加工過程保持足夠的剛度，零件會受到一定擠壓，而且這些類型的夾具雖然對薄壁回轉類零件的加工適用，可以解決一部分的擠壓變形問題，但不適用裝夾薄壁球形或類球形關節(jié)零件。由于磁性卡盤、多爪卡盤或脹套式夾具是從零件一面進行夾持，球形或類球形關節(jié)零件在裝夾和加工上就比較困難，如果裝夾過緊，又會因為受力太大發(fā)生擠壓變形，影響零件的加工，從而限制了薄壁球形或類球形關節(jié)零件的加工。

薄壁球形或類球形關節(jié)零件因其獨特的結構特點和工作特性在機器人和含有球形關節(jié)零件的場合得到廣泛應用。但是,在薄壁球形或類球形關節(jié)零件的加工過程中，由于薄壁球形或類球形關節(jié)零件剛度低,加工工藝性差，在現有的卡盤式或賬套式夾具的夾緊力和切削力的作用下容易產生不利的彈、塑性變形,影響薄壁球形或類球形關節(jié)零件的加工質量。

設計合理的夾具可以保證工件準確定位和穩(wěn)定夾緊,把工件的變形控制在精度要求范圍之內是確保薄壁球形或類球形關節(jié)零件加工精度的關鍵。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于薄壁回轉類零件加工的力適應性柔性夾具和加工方法，解決現在的夾具和加工方法不適用裝夾薄壁球形或類球形關節(jié)零件,加工中容易產生變形,影響加工質量的缺陷。

技術方案

一種用于薄壁回轉類零件加工的力適應性柔性夾具，其特征在于：包括安裝支架和設置在安裝支架前方的圓弧形支撐架,在所述圓弧形支撐架內側設置有多組柔性夾具單元,用于夾住薄壁回轉類零件的圓弧形截面上,所述柔性夾具單元包括與圓弧形支撐架連接的連接件、連接件連接的橫梁、安裝在橫梁兩端的柔性卡爪，所述柔性卡爪的內側為圓弧面，在所述橫梁和柔性卡爪之間設置有柔性承壓件。

進一步，所述安裝在橫梁兩端的柔性卡爪分別為由多個柔性小卡爪組成的一組柔性卡爪組。

所述一組柔性卡爪組包括兩個柔性小卡爪。

所述柔性小卡爪由兩個半圓形卡爪連接組成，中間連接部分為弧形連接面，柔性小卡爪通過中間連接部分的柔性卡爪固定點與柔性承壓件相連。

進一步，所述柔性夾具單元設置有上中下三組。

進一步，所述圓弧形支撐架為由平行的兩個圓弧形支撐子架連接組成，兩個平行的圓弧形支撐子架之間由能拉伸和回縮的伸縮連接梁連接，所述柔性夾具單元的連接件也設置有兩個，分別連接兩個圓弧形支撐子架和柔性夾具單元的橫梁，通過力適應性原理調整相互間位置和姿態(tài)。

所述柔性夾具單元橫向設置在所述圓弧形支撐架上。

一種應用上述的力適應性柔性夾具加工薄壁回轉類零件的加工方法，其特征在于：把薄壁回轉類零件裝夾在加工機床的夾具上，然后把所述柔性夾具的安裝支架固定在加工機床的側面的導軌上，使柔性夾具從側面通過柔性夾具單元的柔性卡爪輔助支撐所述薄壁回轉類零件，從薄壁回轉類零件的圓弧形截面上直接對零件進行夾緊，避免或減緩在加工過程中產生的擠壓變形。

進一步，通過調整柔性夾具單元的橫梁兩端的柔性卡爪的夾緊度，調節(jié)柔性夾具對所述薄壁回轉類零件施加的夾緊力。

有益效果

采用本發(fā)明的用于薄壁回轉類零件加工的力適應性柔性夾具，把球形或類球形薄壁類零件裝夾在磁性卡盤上后，然后把安裝支架固定在加工機床的側面的導軌上后，能夠通過調整兩個圓弧形支撐子架之間的伸縮連接梁從而調整柔性夾具單元的橫梁和兩個圓弧形支撐子架之間的位置來調節(jié)柔性夾具對零件施加的夾緊力，能夠使零件在圓弧形截面上直接被牢固地夾緊，從而能夠增加加工時的承壓能力，方便加工，又因為柔性卡爪和柔性承壓件能夠減緩加工中對于球形或類球形薄壁零件的沖擊力，減少其變形，提高加工精度和質量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的柔性夾具應用在加工機床上的示意圖；

圖2為本發(fā)明柔性夾具裝置安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明柔性夾具示意圖；

圖4為本發(fā)明中柔性夾具單元放大示意圖；

圖5為本發(fā)明中柔性卡爪與柔性承壓件連接放大示意圖；

圖6為本發(fā)明柔性夾具截面受力分析示意圖；

圖7為本發(fā)明柔性夾具用于其它回轉體類零件的零件示意圖。

其中：1-安裝支架，2-圓弧形支撐架，3-柔性夾具單元，31-連接件，32-橫梁，33-柔性卡爪，34-柔性承壓件，35-柔性卡爪固定點，4-導軌，5-伸縮連接梁，6-薄壁回轉類零件，7-刀盤，8-刀柄，9-刀具，10-待加工的薄壁回轉類零件，11-主軸箱，12-磁性卡盤，13-機床防護罩。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發(fā)明。

本發(fā)明是提出一種用于薄壁回轉類零件加工的力適應性柔性夾具和加工方法，柔性夾具用于輔助現有的夾具(如磁性卡盤等夾持方式)支撐球形或類球形薄壁類零件，使其能夠在零件的圓弧形截面上輔助支撐和夾緊，從而避免或減緩薄壁類球形關節(jié)零件在加工過程中產生的不利彈、塑性變形，實現加工薄壁類球形關節(jié)零件的新方法，提高薄壁類球形關節(jié)零件的加工質量。

一種用于薄壁回轉類零件加工的柔性夾具，包括安裝支架1和設置在安裝支架前方的圓弧形支撐架2,在所述圓弧形支撐架2內側設置有多組柔性夾具單元3,用于夾住薄壁回轉類零件的圓弧形截面上,所述柔性夾具單元3包括與圓弧形支撐架連接的連接件31、連接件連接的橫梁32、安裝在橫梁兩端的柔性卡爪33，所述柔性卡爪33的內側為圓弧面，在所述橫梁32和柔性卡爪33之間設置有柔性承壓件34，安裝支架1固定在機床的導軌4上，用于支撐柔性夾具單元3，為柔性夾具單元3提供穩(wěn)定可靠的支撐平臺。如附圖2所示意為安裝示意圖。

所述安裝在橫梁兩端的柔性卡爪33分別為由多個柔性小卡爪組成的一組柔性卡爪組。所述一組柔性卡爪組包括兩個柔性小卡爪。所述柔性小卡爪由兩個半圓形卡爪連接組成，中間連接部分為弧形連接面，柔性卡爪通過中間連接部分的柔性卡爪固定點35與柔性承壓件34相連。如附圖4和附圖5柔性夾具單元放大圖所示意。

所述圓弧形支撐架2為由平行的兩個圓弧形支撐子架連接組成，兩個平行的圓弧形支撐子架之間由能拉伸和回縮的伸縮連接梁5連接，所述柔性夾具單元的連接件31也設置有兩個，分別連接兩個圓弧形支撐子架和柔性夾具單元的橫梁32。

所述柔性夾具單元3橫向設置在所述圓弧形支撐架2上，且所述柔性夾具單元3設置有上中下三組。如附圖3中示意。

根據薄壁類球形關節(jié)零件的尺寸大小選擇對應加工范圍的柔性夾具裝置。把球形薄壁類零件裝夾在磁性卡盤12上，然后把柔性夾具裝置的安裝支架1固定在機床的導軌4上，并在安裝支架上安裝柔性夾具部件。通過調整兩個圓弧形支撐子架之間的伸縮連接梁5從而調整柔性夾具單元3的橫梁32和兩個圓弧形支撐子架之間的位置，來調節(jié)柔性夾具對薄壁類球形關節(jié)零件施加的夾緊力，調節(jié)完成后，即可開始薄壁類球形或類球形回轉零件的加工。

在裝夾穩(wěn)定后，柔性夾具單元3的每個柔性卡爪33都會與球型或類球形薄壁零件的圓形截面穩(wěn)定接觸，以實現球型或類球形薄壁零件的定位與裝夾。

每個柔順卡爪33可以包括多個柔性小卡爪，使得夾具在裝夾穩(wěn)定后，夾具每個接觸點的裝夾力較小，能有效緩解夾緊力給球型薄壁零件造成的裝夾變形。

把柔性夾具單元3的每個柔性小卡爪等效成扭簧后，本發(fā)明柔性夾具單元與薄壁類球形或類球形回轉零件的彈性系統(tǒng)模型如附圖6所示意。在裝夾過程中，當不同柔性小卡爪受力不同時柔性夾具會自動調節(jié)夾具與工件的裝夾關系，使得夾具與工件的每個接觸處受力大小相同，實現工件的定位與夾緊，且對工件造成的變形較小。

本柔性夾具可通過增加支撐點，即柔性卡爪單元或柔性小卡爪的數量和位置，可以用于幾乎任意曲線回轉體的支撐夾具，從而輔助加工定位。附圖7為一種類球形曲線回轉薄壁零件，也能采用本發(fā)明的柔性夾具，實現更好的加工精度。

應用上述的柔性夾具加工薄壁回轉類零件的加工方法，如附圖1所示意，將薄壁回轉類零件裝夾在加工機床的夾具上，本附圖中采用的是磁性卡盤12，主軸箱11帶動磁性卡盤12在一端固定薄壁回轉類零件，然后把柔性夾具的安裝支架1固定在加工機床的側面的導軌4上，使柔性夾具從側面通過柔性夾具單元3的柔性卡爪33輔助支撐所述薄壁回轉類零件，從薄壁回轉類零件的圓弧形截面上直接對零件進行夾緊，避免或減緩在加工過程中產生的擠壓變形，對面的刀具9對薄壁回轉類零件進行加工，機床外設置有機床防護罩13。

使用時，通過調整柔性夾具單元3的橫梁32兩端的柔性卡爪33的夾緊度，能夠調節(jié)柔性夾具對所述薄壁回轉類零件施加的夾緊力。從而能將薄壁回轉類零件輔助固定好。把薄壁回轉類零件裝夾在加工機床的夾具上，柔性夾具的柔性卡爪33提供給機床輔助支撐，尤其為機床磁性卡盤上零件提供徑向支撐，大大減少了機床卡爪的夾持力，減少被加工零件變形，適用于精密加工。

本發(fā)明的柔性夾具和加工方法能夠輔助現有夾具(或磁性卡盤)使薄壁回轉類零件在較小徑向夾持力條件下被牢固地固定，方便加工，還因為柔性卡爪和柔性承壓件能夠減緩加工中對于球形、類球形、回轉體薄壁零件的沖擊力，減少其變形，提高加工精度和質量。