一种基于磁力基座的移动组合工装及其使用方法与流程

本发明涉及数控加工技术领域，具体的说，是一种基于磁力基座的移动组合工装及其使用方法。

背景技术：

在飞机结构件数控加工过程中，需要使用工装实现零件定位装夹可靠，从而保证零件加工质量，由于飞机零件结构类型多、复杂程度高，一般零件加工需要使用与零件结构匹配的专用工装，工装通用性差，提高工装的柔性化程度以减少工装数量，对于降低生产成本具有重要意义。

目前，在飞机结构件数控加工过程中使用的工装大部分采用销子定位、螺钉或者压板压紧的方式实现零件的定位装夹，均需要在零件上设置工艺凸台用于装夹，增加了零件尺寸，而且工艺凸台需要钳工进行下断，并对连接表面进行打磨，劳动强度大、质量风险高。另外，由于零件尺寸和结构类型存在差异，工装定位面的形状、定位孔和压紧孔位置不同，限制了工装的通用性。为提高工装的通用性，有以下几种尝试：

(1)通用的孔系平台：通用孔系平台上设置有按一定间距排列的压紧孔，以及用于与定位销配合的定位槽，可以用于不同尺寸的零件的装夹，但是为实现装夹可靠需要在零件四周设置有工艺凸台，从而使用螺钉压紧，工艺凸台的设置必须考虑通用孔系平台上压紧孔的位置，会导致为了使用压紧孔而不得不进一步增加零件尺寸的情况，造成成本浪费。

(2)磁力吸附工装：磁力吸附工装可以通过电源开启磁力状态，通过吸附力实现磁性材料零件的装夹，但是飞机结构件中，大部分为铝合金和钛合金等非磁性材料的零件，磁力工装无法直接吸附零件，限制了磁力吸附工装的使用。

由于现有工装不能满足飞机结构件数控加工过程的柔性化和通用化需求，以及磁力工装使用受非磁性材料限制的问题，亟需开发用于铝合金和钛合金材料零件的柔性可靠磁力装夹系统，以及能够有效减少零件尺寸的装夹方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于磁力基座的移动组合工装及其使用方法，有效的解决了铝合金和钛合金等非磁性材料零件数控加工的柔性无凸台装夹，有效减少了专用工装数量；满足飞机结构件数控加工过程的柔性化和通用化需求，有效的解决了磁力工装使用受非磁性材料限制的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于磁力基座的移动组合工装，包括磁力基座、多个定位基座、多个真空吸附基座、多个缘条压紧基座以及多个螺钉磁性组件；所述定位基座、多个真空吸附基座、多个缘条压紧基座、多个螺钉磁性组件分别与磁力基座磁性连接，多个缘条压紧基座形成一个腔体，所述真空吸附基座设置在腔体内；多个所述定位基座分别设置在相邻的两个缘条压紧基座之间和腔体内。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述缘条压紧基座包括与磁力基座磁性连接的a底座、安装在a底座上的缘条夹持部，所述缘条夹持部包括安装在a底座上且设置有夹紧凹槽的凸台、安装在夹紧凹槽内的夹紧部。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述夹紧部包括安装在夹紧凹槽内的挡板、与凸台螺纹连接且与挡板靠近凹槽侧壁的一侧铰接的异型螺钉。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述真空吸附基座包括包括与磁力基座磁性连接的b底座、安装在b基座上的真空腔体以及安装在真空腔体远离b底座一侧的密封圈，所述真空腔体上设置有抽气孔。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述b底座靠近真空腔体的一侧设置有球铰，所述真空腔体通过球铰与b底座连接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述定位基座包括与磁力基座磁性连接的底板、安装在底板上的支撑柱以及与支撑柱远离底板一侧远离的面板，所述底板与面板的平行度＜0.1mm，所述底板和面板的平面度分别＜0.1mm。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述螺钉磁性组件包括设置有沉头孔的挡块、与沉头孔配合使用的螺钉，所述挡块与磁力基座磁性连接。

一种基于磁力基座的移动组合工装的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：在零件上钻螺纹孔并安装螺钉磁性组件；

步骤s2：通过磁力吸附螺钉磁性组件实现零件装夹，通过找正零件的第一表面并建立粗加工基准进行粗加工，在粗加工过程中铣出第一面x、y、z方向的第一表面基准面；

步骤s3：对零件的第二面粗、细加工，铣出第二面在x、y、z方向的基准面；

步骤s4：将零件翻面，按照步骤s3所示的方法装夹零件，进行第一面精加工。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31：拆除螺钉磁性组件，将零件翻面；

步骤s32：将第一面放置在定位底座模块、真空吸附基座和缘条压紧基座上，定位底座的面板与步骤s2中铣出的z方向基准面配合，实现z方向定位；

步骤s33：开启真空吸附基座支撑零件的腹板，拧紧缘条压紧基座的异型螺钉装夹零件的缘条；

步骤s34：开启磁力基座，找正基准面建立加工坐标系，进行零件第二面粗、精加工，铣出x、y、z方向的基准面。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明有效的解决了铝合金和钛合金等非磁性材料零件数控加工的柔性无凸台装夹；

（2）本发明有效减少了专用工装数量；

（3）本发明满足飞机结构件数控加工过程的柔性化和通用化需求；

（4）本发明有效的解决了磁力工装使用受非磁性材料限制的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的使用状态图；

图3为本发明中真空吸附基座结构示意图；

图4为本发明中缘条压紧基座结构示意图。

图5是本发明中螺钉磁性组件安装示意图。

图6是本发明中螺钉磁性组件结构示意图。

其中1-磁力基座，2-缘条压紧基座，3-定位基座，4-真空吸附基座，5-零件，6-真空腔体，7-密封圈，8-抽气孔，9-挡板，10-异型螺钉，11-挡块，12-螺钉，13-沉头孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1-图6所示，一种基于磁力基座的移动组合工装，包括磁力基座1、多个定位基座3、多个真空吸附基座4、多个缘条压紧基座2以及多个螺钉磁性组件；所述定位基座3、多个真空吸附基座4、多个缘条压紧基座2、多个螺钉磁性组件分别与磁力基座1磁性连接，多个缘条压紧基座2形成一个腔体，所述真空吸附基座4设置在腔体内；多个所述定位基座3分别设置在相邻的两个缘条压紧基座2之间和腔体内。

需要说明的是，通过上述改进，螺钉磁性组件使用磁性材料制作

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化如图4所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述缘条压紧基座2包括与磁力基座1磁性连接的a底座、安装在a底座上的缘条夹持部，所述缘条夹持部包括安装在a底座上且设置有夹紧凹槽的凸台、安装在夹紧凹槽内的夹紧部。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述夹紧部包括安装在夹紧凹槽内的挡板9、与凸台螺纹连接且与挡板9靠近凹槽侧壁的一侧铰接的异型螺钉10。

需要说明的是，通过上述改进，a底座放置在磁力基座1上用于模块的磁力吸附固定；夹紧部由挡板9和异型螺钉10组成，挡板9靠近异型螺钉10的一侧设置有安装槽，异型螺钉10靠近一端设置有球铰，球铰安装在安装槽内从而实现挡板9与异型螺钉10铰接，异型螺钉10通过螺纹与基座连接，拧紧螺钉12可以驱动挡板9压紧零件5缘条，缘条另一侧和基座配合，实现零件5装夹；缘条压紧基座2的数量根据零件5尺寸进行选用，一般间距为200~300mm需要设置一个缘条压紧基座2。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图3所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述真空吸附基座4包括包括与磁力基座1磁性连接的b底座、安装在b基座上的真空腔体6以及安装在真空腔体6远离b底座一侧的密封圈7，所述真空腔体6上设置有抽气孔8。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述b底座靠近真空腔体6的一侧设置有球铰，所述真空腔体6通过球铰与b底座连接。

需要说明的是，通过上述改进，b底座放置在磁力基座1上用于模块的磁力吸附固定；真空腔体6与基座通过球铰的方式连接；密封圈7与零件5腹板下表面配合密封，与真空腔体6一起形成真空腔；

真空吸附基座4还包括导管、气泵，导管一端连接气泵，一端连接抽气孔8。

气泵抽出真空腔内的气体形成负压环境，实现对零件5的腹板的支撑，提高腹板刚性，防止悬空腹板弱刚性导致的切削振动不稳定、表面质量差的情况产生；真空吸附基座4的数量根据零件5需要支4撑的腹板数量进行选用。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述定位基座3包括与磁力基座1磁性连接的底板、安装在底板上的支撑柱以及与支撑柱远离底板一侧远离的面板，所述底板与面板的平行度＜0.1mm，所述底板和面板的平面度分别＜0.1mm。

需要说明的是，通过上述改进，底板与磁力基座1表面配合，面板与零件5上的基准面配合，定位面的平面度<0.1mm，平行度<0.1mm；定位基座3具有不同的上定位面尺寸规格，以适应零件5槽腔等结构大小；定位基座3具有不同的高度规格，保证零件5板材猫婆定位后下端具有足够的空间放置真空吸附基座4和缘条压紧基座2。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图5、图6所示，进一步地，为了更好的实现本发明，所述螺钉磁性组件包括设置有沉头孔13的挡块11、与沉头孔13配合使用的螺钉12，所述挡块11与磁力基座1磁性连接。

需要说明的是，通过上述改进，螺钉磁性组件包括螺钉12和挡块11，螺钉12和挡块11均使用磁性材料制作，挡块11上有沉头孔13，螺钉12一端与零件5上的螺纹孔连接，另一端通过异型沉头孔13压紧挡块11，用于零件5粗加工时的磁力装夹。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1-图6所示，一种基于磁力基座的移动组合工装的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤s1：在零件5上钻螺纹孔并安装螺钉磁性组件；

步骤s2：通过磁力吸附螺钉磁性组件实现零件5装夹，通过找正零件5的第一表面并建立粗加工基准进行粗加工，在粗加工过程中铣出第一面x、y、z方向的第一表面基准面；

将步骤s1中零件5已经安装螺钉磁性组件的面朝下放置在磁力基座11上，开启磁力基座11实现零件55吸附固定，然后进行零件5的第一面粗加工。这里设定零件5与螺钉磁性组件连接的面为第二面；与第二面对称的面为第一面。

步骤s3：对零件5的第二面粗、细加工，铣出第二面在x、y、z方向的基准面；

所述步骤s3具体包括以下步骤：

步骤s31：拆除螺钉磁性组件。

步骤s32：将零件5的第一面放置在定位基座3模块、真空吸附基座4和缘条压紧基座2上，定位基座3的面板与步骤s2中铣出的z方向基准面配合，实现z方向定位；

步骤s33：开启真空吸附基座4支撑零件5的腹板，拧紧缘条压紧基座2的异型螺钉10装夹零件5的缘条；

步骤s34：开启磁力基座1，找正基准面建立加工坐标系，进行零件5第二面粗、精加工，铣出x、y、z方向的基准面，完成第二面加工。

步骤s4：将零件5翻面，按照步骤s3所示的方法装夹零件5，进行第一面精加工；具体包括以下步骤：

步骤s41：将零件5的第二面放置在定位基座3模块、真空吸附基座4和缘条压紧基座2上，定位基座3的面板与步骤s2中铣出的z方向基准面配合，实现z方向定位；

步骤s42：开启真空吸附基座4支撑零件5的腹板，拧紧缘条压紧基座2的异型螺钉10装夹零件5的缘条；

步骤s43：开启磁力基座1，找正基准面建立加工坐标系，进行零件5第一面粗、精加工，铣出x、y、z方向的基准面；完成第一面加工。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。