本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件加工技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種薄壁變形零件的車(chē)削夾具。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述薄壁變形零件的車(chē)削夾具的薄壁變形零件的車(chē)削固定方法。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造過(guò)程中經(jīng)常需要加工一些精度要求很高的薄壁零件，但是零件自身的結(jié)構(gòu)和厚度決定了零件的剛性較差，在加工過(guò)程中容易產(chǎn)生應(yīng)力變形，給實(shí)際加工增加了較高的制造難度。同時(shí)零件在穩(wěn)定處理等過(guò)程中，零件的尺寸、平面在熱處理退應(yīng)力的作用下會(huì)發(fā)生變化，而且這個(gè)變化值具有隨機(jī)性，這造成了按傳統(tǒng)的車(chē)削夾具設(shè)計(jì)出的夾具定位元件其定位圓與零件定位部分之間存在大的間隙。加工過(guò)程中為防止零件松動(dòng)，操作者一般會(huì)用力擰緊壓緊機(jī)構(gòu)螺母，壓緊零件迫使零件端面與夾具支靠平面貼緊；用力壓緊零件面后支靠端面產(chǎn)生了彈性變形，從而使零件加工尺寸與圓度在機(jī)床上測(cè)量合格而零件卸下后尺寸、圓度、平面度不一致甚至超差的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種薄壁變形零件的車(chē)削夾具及車(chē)削固定方法，以解決現(xiàn)有薄壁變形零件使用拼裝夾具，采用壓緊方式固定容易導(dǎo)致零件端面產(chǎn)生彈性變形，會(huì)造成加工的零件尺寸、圓度在機(jī)床上測(cè)量合格，零件卸下后尺寸、圓度、平面度不一致甚至超差的技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種薄壁變形零件的車(chē)削夾具，包括用于承載待加工零件并裝配在機(jī)床主軸上隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的底座以及用于將待加工零件壓緊于底座上的壓緊機(jī)構(gòu)，底座上設(shè)有多組偏心裝配于底座上用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)以沿待加工零件徑向與產(chǎn)生應(yīng)力變形后的待加工零件的定位面緊密接觸并通過(guò)鎖緊以對(duì)待加工零件形成徑向限定的偏心定位機(jī)構(gòu)；多組偏心定位機(jī)構(gòu)從至少三個(gè)方向?qū)Υ庸ち慵M(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)接觸和鎖緊固定。

進(jìn)一步地，偏心定位機(jī)構(gòu)包括用于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)并與待加工零件內(nèi)圓定位面緊密接觸的調(diào)節(jié)接觸部以及用于將調(diào)節(jié)接觸部偏心裝配于底座上并進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件；調(diào)節(jié)接觸部上與待加工零件的接觸面為圓弧面。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)接觸部采用偏心裝配于底座上的偏心塊、偏心條、偏心板、偏心環(huán)中的一種。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)接觸部上與轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件連接的部位沉入底座中形成凸出旋轉(zhuǎn)部，以使得調(diào)節(jié)接觸部的受力直接傳導(dǎo)至底座，從而確保待加工零件的加工位置精度。

進(jìn)一步地，調(diào)節(jié)接觸部與底座之間的轉(zhuǎn)角接觸部位均設(shè)置成為用于消除轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力集中的倒角構(gòu)造和/或凹槽構(gòu)造。

進(jìn)一步地，底座的待加工零件的裝配面上開(kāi)設(shè)有用于方便待加工零件裝配并限制待加工零件徑向活動(dòng)范圍的限位圓槽。

進(jìn)一步地，底座上開(kāi)設(shè)有多個(gè)用于方便調(diào)節(jié)偏心定位機(jī)構(gòu)并減輕底座自重的開(kāi)窗，多個(gè)開(kāi)窗沿底座的周向均勻布設(shè)。

進(jìn)一步地，開(kāi)窗與偏心定位機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)布設(shè)，偏心定位機(jī)構(gòu)處于開(kāi)窗的可視范圍內(nèi)。

進(jìn)一步地，壓緊機(jī)構(gòu)采用通過(guò)緊固件緊固于底座上的壓板。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種薄壁變形零件的車(chē)削固定方法，其包括上述薄壁變形零件的車(chē)削夾具，包括以下步驟：先將車(chē)削夾具安裝在機(jī)床上，打表使得車(chē)削夾具中心與機(jī)床中心重合，隨后固定車(chē)削夾具；然后在車(chē)削夾具上裝配待加工零件，待加工零件在車(chē)削夾具的限位圓槽的約束下活動(dòng)，通過(guò)打表并調(diào)整待加工零件位置以保證待加工零件的中心與機(jī)床的中心在同一條直線上，帶緊壓板從而固定待加工零件；然后分別旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)處于不同方向的調(diào)節(jié)接觸部，使得調(diào)節(jié)接觸部的圓弧面與待加工零件的內(nèi)圓定位面緊密接觸，消除調(diào)節(jié)接觸部的圓弧面與待加工零件的內(nèi)圓定位面之間的定位間隙后擰緊調(diào)節(jié)接觸部上的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件，再次緊固壓板，將待加工零件最終固定；最后打表待加工零件的外圓，確認(rèn)是否達(dá)到工藝規(guī)程上所要求的跳動(dòng)，不滿足要求則重復(fù)上述步驟繼續(xù)調(diào)整待加工零件位置，滿足要求即可開(kāi)始校刀加工待加工零件。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明薄壁變形零件的車(chē)削夾具，在原有底座上設(shè)置壓緊待加工零件的壓緊機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增設(shè)對(duì)待加工零件進(jìn)行可調(diào)節(jié)的相互接觸，并且對(duì)待加工零件進(jìn)行徑向限位、定位的偏心定位機(jī)構(gòu)；通過(guò)偏心定位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)而沿待加工零件的徑向與待加工零件的定位面進(jìn)行緊密接觸，并通過(guò)鎖緊偏心定位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)部分，以構(gòu)成對(duì)待加工零件的徑向鎖緊定位；通過(guò)偏心定位機(jī)構(gòu)從待加工零件的多個(gè)方位對(duì)待加工零件進(jìn)行徑向限位，從而精確鎖定待加工零件的位置，有效防止待加工零件在加工過(guò)程中的位移，由于偏心定位機(jī)構(gòu)并非垂直作用于薄壁零件的薄壁上，而改為作用于薄壁零件的徑向?qū)捄穸ㄎ幻嫔希瑥亩軌虮苊獯庸ち慵断萝?chē)削夾具后的彈性變形。采用壓緊機(jī)構(gòu)軸向定位與偏心定位機(jī)構(gòu)徑向定位相結(jié)合的立體固定定位方式，以降低對(duì)待加工零件軸向壓緊力的同時(shí)對(duì)待加工零件進(jìn)行牢靠的固定定位，從而消減待加工零件在從車(chē)削夾具上拆卸后的彈性變形，保證待加工零件加工后的尺寸、圓度、平面度等精度，避免超差問(wèn)題。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的薄壁變形零件的車(chē)削夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的g-g剖視圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的偏心定位機(jī)構(gòu)得受力示意圖。

圖例說(shuō)明：

1、底座；101、限位圓槽；102、開(kāi)窗；2、壓緊機(jī)構(gòu)；201、緊固件；202、壓板；3、偏心定位機(jī)構(gòu)；301、調(diào)節(jié)接觸部；3011、圓弧面；302、轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件；303、凸出旋轉(zhuǎn)部；4、待加工零件；5、倒角構(gòu)造；6、凹槽構(gòu)造。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的薄壁變形零件的車(chē)削夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的g-g剖視圖；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的偏心定位機(jī)構(gòu)得受力示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例的薄壁變形零件的車(chē)削夾具，包括用于承載待加工零件4并裝配在機(jī)床主軸上隨機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的底座1以及用于將待加工零件4壓緊于底座1上的壓緊機(jī)構(gòu)2，底座1上設(shè)有多組偏心裝配于底座1上用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)以沿待加工零件4徑向與產(chǎn)生應(yīng)力變形后的待加工零件4的定位面緊密接觸并通過(guò)鎖緊以對(duì)待加工零件4形成徑向限定的偏心定位機(jī)構(gòu)3；多組偏心定位機(jī)構(gòu)3從至少三個(gè)方向?qū)Υ庸ち慵?進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)接觸和鎖緊固定。本發(fā)明薄壁變形零件的車(chē)削夾具，在原有底座1上設(shè)置壓緊待加工零件4的壓緊機(jī)構(gòu)2的基礎(chǔ)上，增設(shè)對(duì)待加工零件4進(jìn)行可調(diào)節(jié)的相互接觸，并且對(duì)待加工零件4進(jìn)行徑向限位、定位的偏心定位機(jī)構(gòu)3；通過(guò)偏心定位機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)而沿待加工零件4的徑向與待加工零件4的定位面進(jìn)行緊密接觸，并通過(guò)鎖緊偏心定位機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)部分，以構(gòu)成對(duì)待加工零件4的徑向鎖緊定位；通過(guò)偏心定位機(jī)構(gòu)3從待加工零件4的多個(gè)方位對(duì)待加工零件4進(jìn)行徑向限位，從而精確鎖定待加工零件4的位置，有效防止待加工零件4在加工過(guò)程中的位移，由于偏心定位機(jī)構(gòu)3并非垂直作用于薄壁零件的薄壁上，而改為作用于薄壁零件的徑向?qū)捄穸ㄎ幻嫔希瑥亩軌虮苊獯庸ち慵?卸下車(chē)削夾具后的彈性變形。采用壓緊機(jī)構(gòu)2軸向定位與偏心定位機(jī)構(gòu)3徑向定位相結(jié)合的立體固定定位方式，以降低對(duì)待加工零件4軸向壓緊力的同時(shí)對(duì)待加工零件4進(jìn)行牢靠的固定定位，從而消減待加工零件4在從車(chē)削夾具上拆卸后的彈性變形，保證待加工零件4加工后的尺寸、圓度、平面度等精度，避免超差問(wèn)題。多組偏心定位機(jī)構(gòu)3從至少三個(gè)方向?qū)Υ庸ち慵?進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)接觸和鎖緊固定，其中“至少三個(gè)方向”是指在對(duì)待加工零件4的至少三個(gè)徑向方向上，即指偏心定位機(jī)構(gòu)3在至少在三個(gè)不同線的點(diǎn)部位置對(duì)待加工零件4進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)接觸和鎖緊固定?？蛇x地，多組偏心定位機(jī)構(gòu)3均處于待加工零件4的外周面位置?？蛇x地，多組偏心定位機(jī)構(gòu)3均處于待加工零件4的內(nèi)周面位置?？蛇x地，多組偏心定位機(jī)構(gòu)3中，部分偏心定位機(jī)構(gòu)3處于待加工零件4的外周面位置，部分偏心定位機(jī)構(gòu)3處于待加工零件4的內(nèi)周面位置。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中，偏心定位機(jī)構(gòu)3包括用于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)并與待加工零件4內(nèi)圓定位面緊密接觸的調(diào)節(jié)接觸部301以及用于將調(diào)節(jié)接觸部301偏心裝配于底座1上并進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件302。調(diào)節(jié)接觸部301上與待加工零件4的接觸面為圓弧面3011。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)接觸部301采用偏心裝配于底座1上的偏心塊、偏心條、偏心板、偏心環(huán)中的一種?？梢愿鶕?jù)待加工零件與車(chē)削夾具之間的空間，選擇不同的調(diào)節(jié)接觸部301，以對(duì)待加工零件進(jìn)行固定定位的同時(shí)不對(duì)待加工零件的裝夾構(gòu)成阻礙。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)接觸部301上與轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件302連接的部位沉入底座1中形成凸出旋轉(zhuǎn)部303，以使得調(diào)節(jié)接觸部301的受力直接傳導(dǎo)至底座1，從而確保待加工零件4的加工位置精度。

如圖2所示，本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)接觸部301與底座1之間的轉(zhuǎn)角接觸部位均設(shè)置成為用于消除轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力集中的倒角構(gòu)造5和/或凹槽構(gòu)造6。

如圖1所示，本實(shí)施例中，底座1的待加工零件4的裝配面上開(kāi)設(shè)有用于方便待加工零件4裝配并限制待加工零件4徑向活動(dòng)范圍的限位圓槽101。

如圖1所示，本實(shí)施例中，底座1上開(kāi)設(shè)有多個(gè)用于方便調(diào)節(jié)偏心定位機(jī)構(gòu)3并減輕底座1自重的開(kāi)窗102。多個(gè)開(kāi)窗102沿底座1的周向均勻布設(shè)。方便對(duì)偏心定位機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)以及轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止操作。

如圖1所示，本實(shí)施例中，開(kāi)窗102與偏心定位機(jī)構(gòu)3一一對(duì)應(yīng)布設(shè)。偏心定位機(jī)構(gòu)3處于開(kāi)窗102的可視范圍內(nèi)。方便對(duì)偏心定位機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)以及轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止操作。方便對(duì)每一個(gè)偏心定位機(jī)構(gòu)3的檢修維護(hù)。

如圖1所示，本實(shí)施例中，壓緊機(jī)構(gòu)2采用通過(guò)緊固件201緊固于底座1上的壓板202。

本實(shí)施例的薄壁變形零件的車(chē)削固定方法，采用上述薄壁變形零件的車(chē)削夾具，包括以下步驟：先將車(chē)削夾具安裝在機(jī)床上，打表使得車(chē)削夾具中心與機(jī)床中心重合，隨后固定車(chē)削夾具；然后在車(chē)削夾具上裝配待加工零件4，待加工零件4在車(chē)削夾具的限位圓槽101的約束下活動(dòng)，通過(guò)打表并調(diào)整待加工零件4位置以保證待加工零件4的中心與機(jī)床的中心在同一條直線上，帶緊壓板202從而固定待加工零件4；然后分別旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)處于不同方向的調(diào)節(jié)接觸部301，使得調(diào)節(jié)接觸部301的圓弧面3011與待加工零件4的內(nèi)圓定位面緊密接觸，消除調(diào)節(jié)接觸部301的圓弧面3011與待加工零件4的內(nèi)圓定位面之間的定位間隙后擰緊調(diào)節(jié)接觸部301上的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊件302，再次緊固壓板202，將待加工零件4最終固定；最后打表待加工零件4的外圓，確認(rèn)是否達(dá)到工藝規(guī)程上所要求的跳動(dòng)，不滿足要求則重復(fù)上述步驟繼續(xù)調(diào)整待加工零件4位置，滿足要求即可開(kāi)始校刀加工待加工零件4。

實(shí)施時(shí)，提供一種薄壁變形零件的車(chē)削夾具，采用偏心定位機(jī)構(gòu)3使待加工零件在徑向有承受切削力的作用，這樣可以減少軸向壓緊力，防止待加工零件4端面產(chǎn)生彈性變形，使待加工零件4加工尺寸、圓度、平面度在機(jī)床上測(cè)量合格與零件卸下后尺寸、圓度、平面度相一致，確保薄壁零件的加工質(zhì)量。

在底座1的定位圓的支靠面上添加至少三個(gè)可以手動(dòng)偏轉(zhuǎn)的長(zhǎng)條圓弧面(偏心定位機(jī)構(gòu)3的調(diào)節(jié)接觸部301)，長(zhǎng)條端面(偏心定位機(jī)構(gòu)3的調(diào)節(jié)接觸部301)沉入定位底座(底座1)中，使得長(zhǎng)條端面(偏心定位機(jī)構(gòu)3的調(diào)節(jié)接觸部301)的圓弧面的受力能直接傳導(dǎo)到定位底座(底座1)上。

偏心定位機(jī)構(gòu)3的工作原理，如下：

如圖3所示，待加工零件4隨車(chē)床主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具與待加工零件4接觸時(shí)會(huì)給待加工零件4(圖中雙點(diǎn)畫(huà)線)一個(gè)切削力(f1)，切削力(f1)可分解為兩個(gè)分力(f2、f3)。f3與待加工零件4外圓相切，形成一個(gè)去表面材料的切削力f3。分力f2會(huì)迫使待加工零件4產(chǎn)生移動(dòng)，這不利于待加工零件4的加工。增加偏心定位機(jī)構(gòu)3后，長(zhǎng)條圓弧塊(調(diào)節(jié)接觸部301)與待加工零件4內(nèi)圓接觸，并將分力f2直接傳導(dǎo)至底座1(旋轉(zhuǎn))。底座1通過(guò)與偏心塊(調(diào)節(jié)接觸部301)圓弧接觸產(chǎn)生一個(gè)抵抗力f4，f4可以分解為兩個(gè)分力(如圖f2反，f3反)來(lái)抵抗車(chē)削力。與此同時(shí)，主壓板組(壓緊機(jī)構(gòu)2)也會(huì)與待加工零件4接觸，由壓緊摩擦力來(lái)抵抗車(chē)削力。相對(duì)于傳統(tǒng)夾具靠壓板與零件之間壓緊產(chǎn)生的摩擦力來(lái)抵抗分力f2，本發(fā)明采用全新的偏心定位機(jī)構(gòu)3具有抵抗車(chē)削力的優(yōu)勢(shì)。從而可以減輕主壓板組(壓緊機(jī)構(gòu)2)的壓緊力，減小待加工零件4的彈性變形，提高待加工零件4的加工質(zhì)量。

本發(fā)明車(chē)削夾具的操作步驟，具體如下：

先將車(chē)削夾具安裝在機(jī)床上，打表使得車(chē)削夾具中心與機(jī)床中心重合，隨后固定好車(chē)削夾具。然后往車(chē)削夾具上裝上待加工零件4，待加工零件4在車(chē)削夾具定位圓的約束下可活動(dòng)范圍不大，通過(guò)打表反復(fù)敲擊調(diào)整即可保證待加工零件4的中心與機(jī)床的中心在同一條直線上，稍微帶緊壓板從而固定好待加工零件4。然后旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)方形轉(zhuǎn)條(調(diào)節(jié)接觸部301，可配扭力扳手來(lái)控制好力度)，將長(zhǎng)條圓弧面(圓弧面3011)與待加工零件4定位面緊密接觸(三點(diǎn)接觸完全定位)，消除定位間隙后擰緊其附帶的螺栓，再次擰緊壓板202，將待加工零件4最終固定好。最后打表待加工零件4的外圓，確認(rèn)是否達(dá)到工藝規(guī)程上所要求的跳動(dòng)。滿足要求即可開(kāi)始校刀加工。

本發(fā)明車(chē)削夾具，能補(bǔ)償零件熱處理產(chǎn)生的端面變形，尺寸變化大的問(wèn)題。為以后的夾具修理提供可行性參考即通過(guò)加偏心機(jī)構(gòu)解決夾具定位部分(磨損大到無(wú)法直接修理原夾具定位元件問(wèn)題)，達(dá)到廢物利用，節(jié)約生產(chǎn)成本。

本發(fā)明薄壁變形零件的車(chē)削夾具的有益效果：

1、采用不同的夾具加工薄壁零件的平面度前后對(duì)比：

表1平面度前后加工的對(duì)比

2、采用不同的夾具加工薄壁零件的圓度前后對(duì)比：

表2圓度前后加工的對(duì)比

通過(guò)上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出采用偏心機(jī)構(gòu)后，零件加工出來(lái)的平面度、圓度明顯改善，滿足加工技術(shù)要求。通過(guò)創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的夾具使用解決了之前薄壁零件加工時(shí)尺寸與圓度在機(jī)床上測(cè)量合格而零件卸下后尺寸、圓度、平面度不一致甚至超差的問(wèn)題。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。