一种实现零件加工面开敞的多工位模块化快速组合工装的制作方法

本实用新型涉及飞机起落架支柱工装，特别是一种实现零件加工面开敞的多工位模块化快速组合工装。

背景技术：

某飞机起落架的支柱毛坯件，供应厂家不同，提供毛坯件的尺寸有差异；同一厂家不同批次提供的毛坯件尺寸差异也很大，长度方向差异10-20mm，宽度方向整体差异在20-60mm；这种尺寸差异给支柱上、下腔的加工带来很大难度。现有支柱上、下腔加工时，需要有个大底板用来连接、支承支柱毛坯件及其它元件并保持装置总装精度。大底板设计尺寸大概在2300x650x50（最大机床工作台长度尺寸为2200mm），该尺寸的底板加工难度大、吊装安装困难，很容易变形。在支柱毛坯件的大端有一支座和定位销，然后在机床上根据支座中心高度试加垫块，调整支柱中心高；支座中心高度确定后，找到毛坯宽度方向的对称中心，然后在毛坯上表面搭压板夹紧毛坯件，铣削到压板位置时，拆掉影响铣刀运动轨迹的压板，再重新找位置安装压板；铣削下腔时同样的方法。整个加工过程找正、装夹繁琐，铣削中毛坯件在大铣削力下容易偏移，直接影响起落架质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，针对不同厂家提供的起落架支柱锻件毛坯尺寸差异，或同一厂家不同批次提供的毛坯尺寸差异，提供一种能快速对具有尺寸差异的毛坯进行装夹、定位、加工的实现零件加工面开敞的多工位模块化快速组合工装。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种实现零件加工面开敞的多工位模块化快速组合工装，包括左支架、中支架及右支架，所述左支架的两端分别设置定位销安装座；所述中支架的两端分别安装第一支座，各第一支座的顶面安装用于压紧加工零件的侧面固定夹具，各第一支座的顶部外侧面紧固安装支撑板，支撑板上设置用于顶紧侧面固定夹具的第一顶紧结构；所述右支架的两端分别设置第二支座，第二支座的顶部表面设置为第二定位销安装面。

本实用新型改变传统铣削装置的大底板设置方式，设计多个可沿机床工作台移动并在机床工作台的t型键槽定位的支架模块（左支架、中支架及右支架），并随加工需要快速柔性组合、调整，满足所有规格毛坯快速定位、夹紧、加工，适用在多个型号的立式加工中心安装的开敞式柔性快速组合加工大件毛坯的装置，完全解决现场存在问题，将工作效率提高70％，并相对传统大底板的设计，降低了装置制造难度，扩大机床加工范围，各个支架还可以单独使用在其它零件的加工中。

所述侧面固定夹具包括本体，本体的两侧设置腰形孔，本体经设置在腰形孔内的螺钉安装在所述第一支座上；本体的中部一端铰接安装带有夹头的夹臂，本体的中部另一端设置用于驱动夹臂并使夹头压紧加工零件的第二顶紧结构。这样，不仅使侧面固定夹具与第一支座的相对位置可调，还使夹头的支撑角度可随零件的外形调整，并在调整后的位置由第二顶紧结构定位。

所述夹头与所述夹臂紧固连接，且所述夹头为具有不同规格的齿面夹头，从而使夹头能满足不同规格毛坯件的加工。

所述第一支座的顶部设置两套侧面固定夹具安装孔，且两套侧面固定夹具安装孔之间间隔一距离，使侧面固定夹具不仅可通过其腰形孔调整相对第一支座的位置，还可通过两套侧面固定夹具安装孔进一步调整侧面固定夹具相对第一支座的位置。

所述左支架、中支架、右支架的上表面分别设置用于支撑加工零件的千斤顶。

所述定位销安装座和所述第二支座上分别设置用于锁定加工零件宽度方向的第三顶紧结构。

所述定位销安装座包括设置在所述左支架上的半圆座，半圆座的顶部一端铰接半圆压板的一端，半圆座的顶部另一端铰接活节螺栓的一端，半圆压板的另一端设置第一u型槽，活节螺栓的另一端选择性穿过第一u型槽与位于半圆压板顶面的螺母锁固定位，且所述半圆座与所述半圆压板之间设置第一定位销安装孔。

所述第二支座的底板上对角安装定位套，并对角设置两个夹紧通孔，所述右支架上对应定位套和夹紧通孔安装正面接受套，多个球锁轴穿过定位套或夹紧通孔与正面接受套连接。

所述左支架、中支架、右支架上设有与机床工作台初步定位的插销孔和用于与机床工作台进一步定位的第二u型槽。

所述千斤顶包括一底座，底座内经螺纹结合用于抵顶加工零件的钢球组件，且钢球组件上设置锁紧螺母。

与现有技术相比，本实用新型所具有的优点在于：

1、本实用新型改变传统铣削装置的大底板，设计5个可沿机床工作台移动并在t型键槽定位的支架模块（1个左支架、3个中支架、1个右支架），随加工需要而快速柔性组合，满足所有规格毛坯件的加工。

毛坯件长度尺寸在2120+10～20mm、宽度尺寸340+20～60mm内，传统加工毛坯件的装置，需要有个大底板用来连接、支承其它元件并保持装置总装精度。大底板设计尺寸大概在2300x650x50（最大机床工作台长度尺寸为2200mm），该尺寸的底板加工难度大、吊装安装困难，很容易变形。5个支架的设计，降低装置制造难度，扩大机床加工范围，各个支架还可以单独使用在其它零件的加工中。

2、本实用新型能用于不同厂家或同一厂家提供的不同批次的各种尺寸大件毛坯加工。长度方向加工能适用于所有毛坯，宽度方向有三种可调节方式，毛坯单边宽度差在0～45mm范围内都可安装加工。

3、本实用新型加工毛坯上、下腔时，因翻面定位孔中心高差76.66mm，需进行高、低支座切换，高、低支座的定位采用jergens公司的球锁快速定位系统，将更换支座时间控制在3分钟内，能达到±0.015mm的重复定位精度。

如图11所示，高支座21底板上设计有2个用于一级定位套25安装的定位套安装孔212，还设计有两个与球锁轴24间隙配合超过0.76mm的夹紧通孔211，适当的间隙可以保证这些孔不会对定位造成干涉，使两个球锁系统仅用于锁定。球锁系统±0.015mm的重复定位精度无需在安装、更换高支座21、低支座22时找正，使更换支座时间很短。图25所示右支架23的上平板设计有8个正面接受套安装孔233，用于安装图15所示正面接受套26，球锁轴24穿过定位套安装孔212与正面接受套安装孔233锁紧，使球锁系统球锁轴24的定位和锁紧一步完成，最多旋两圈半就完成锁紧，每个球锁轴最大可提供9吨的锁紧力。而一个m12，18mm长的带肩螺栓需旋转十几圈才能锁紧。

4、本实用新型能安装在机床工作台t型槽间距100、150、160的立式加工中心工作台，以满足生产调度的需要。

立式加工中心t型槽间距有100、150、160三种，本实用新型5个支架底板开设第二u型槽122、152、232，第二u型槽的孔距350，宽度50，深度50，可同时兼顾本装置在三种规格t型槽间距机床的安装使用。如若机床工作台t型槽宽度不一样（通常有18、22、24三种），本装置的支架与机床工作台的定位方式，改变传统定位键在机床t型槽中滑动的方式，设计定位插销13，支架安放在机床工作台上，然后再将定位插销13插入到机床中心的t型槽中，保证各个支架和支柱毛坯对机床取得正确位置。定位插销13在本装置中按φ24设计，需要安装在t型槽22或18的机床上时，设计成台阶销，上端φ24，下端φ22或φ18就能满足该装置安装在其它机床上使用。

5、本实用新型采用侧面固定夹具19和图4所示环抱定位轴1的夹紧方式，完全让开加工支柱毛坯型腔时刀具的运动轨迹，不用重复装夹毛坯零件，实现了切削路径全开放，改变原来的由于压板干涉停机换工位程序为连续切削程序，提高工作效率。

本实用新型6个侧面固定夹具19，牢固安装在图2所示第一支座29上。在图7所示顶紧螺钉199作用下，夹臂195带着齿面夹头197可以绕圆柱销196旋转移动10.2mm，有一个向下、向毛坯中心的力量，着力点超过毛坯件分模面5-20mm，将被加工毛坯牢靠夹紧，不用在被加工零件上表面搭压板。每个侧面固定夹具组件加紧力达46000n，容许加紧扭矩130n.m。

6、本实用新型的侧面固定夹具19在使用过程中，设计双重保险确保在加工中不会移位。

如图7所示，侧面固定夹具组件19设计有防偏移内六角紧顶螺钉194，使用中拧入防偏移内六角紧顶螺钉194，直至与螺钉193接触，可防止工作时侧面固定夹具组件19滑动。如图20所示，设计有压紧螺钉17，侧面固定夹具组件19安装到位后，由压紧螺钉17顶在侧面固定夹具本体191上，再由锁紧螺母18锁定，整个侧面固定夹具在加工中不会有任何移位。

7、本实用新型设计高、中、低三种可调千斤顶28，满足所有高度的支撑需要，可以随意移动到所需位置。千斤顶头部采用今尾工夹具标准件的螺栓型钢球组件283，可以随毛坯件形状自适应。千斤顶的使用，改变了传统可调支撑不能移动位置只能调整高度的缺陷，有效地防止被加工工件材质不均、余量不匀引起的铣削力的波动对加工质量的影响。

综上，本实用新型设计的开敞的多工位模块化快速组合装置，既有专用夹具的特点，也有组合夹具的优点。本实用新型的实施完成，研制出适合起落架支柱类零件数控去余量加工，装夹简便、定位准确，结构刚性与稳定性满足要求，能实现零件加工面开敞及零件翻面加工的多工位模块化装置结构，同时优化了装置的找正方式，应用了快速定位压紧技术，实现了切削路径全开放，改变原来的由于压板干涉停机换工位程序为连续切削程序，达到了准备快速，机床利用率高效的目的，将加工支柱零件的工作效率提高70％。该实用新型在提高公司数控加工技术水平的同时为工艺装备快速换装技术的推广提供技术基础积累。

附图说明

图1为本实用新型装置工作状态的二维简图。

图2为本实用新型装置工作状态的三维简图。

图3为本实用新型装置翻面加工的二维简图（换成低支座）。

图4为本实用新型半圆座工作状态的三维简图。

图5为本实用新型压紧螺钉的三维简图。

图6为本实用新型定位销的三维简图。

图7为本实用新型侧面固定夹具的三维简图。

图8为本实用新型侧面固定夹具本体的三维简图。

图9为本实用新型侧面固定夹具的夹臂与夹头组合的三维简图。

图10为本实用新型第二定位销的三维简图。

图11为本实用新型高支座的三维简图。

图12为本实用新型球锁轴的二维简图。

图13为本实用新型球锁轴的三维简图。

图14为本实用新型定位套的三维简图。

图15为本实用新型正面接受套的二维简图。

图16为本实用新型正面接受套的三维简图。

图17为本实用新型千斤顶的三维简图。

图18为本实用新型千斤顶底座简图。

图19为本实用新型钢球组件的简图。

图20为本实用新型第一支座与侧面固定夹具装配关系三维图。

图21为本实用新型第一支座的三维简图。

图22为本实用新型支撑板的三维简图。

图23为本实用新型左支架的三维简图。

图24为本实用新型中支架的简图。

图25为本实用新型右支架的简图。

图中：1、第一定位销；2、半圆压板；3、衬套；4、螺钉；5、带肩螺母；6、活节螺栓；7、销子；8、半圆座；9、压紧螺钉；10、锁紧螺母；11、螺钉；12、左支架；13、定位插销；14、衬套；15、中支架；16、支撑板；17、压紧螺钉；18、锁紧螺母；19、侧面固定夹具；20、第二定位销；21、高支座；22、低支座；23、右支架；24、球锁轴；25、定位套；26、正面接受套；27、螺钉；28、千斤顶；29、第一支座；30、第一u型槽；81、压紧螺钉安装孔；121、151、231、插销孔；122、152、232、第二u型槽；161、压紧螺钉安装孔；191、本体；192、垫圈；193、螺钉；194、防偏移内六角紧顶螺钉；195、夹臂；196、圆柱销；197、齿面夹头；198、螺钉；199、顶紧螺钉；1910、腰形孔；211、夹紧通孔；212、定位套安装孔；213、压紧螺钉安装孔；214、定位销安装面；233、正面接受套安装孔；241、轴体；242、螺栓轴；243、大球；244、小球；281、底座；282、锁紧螺母；283、钢球组件；291、中支架安装孔；292、侧面固定夹具安装孔；293、支撑板安装孔。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系（如：上、下、左、右等）的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

实施例1：

如图1－图25所示，本实用新型实现零件加工面开敞的多工位模块化快速组合工装一实施例包括第一定位销1、半圆压板2、衬套3、螺钉4、带肩螺母5、活节螺栓6、销子7、半圆座8、压紧螺钉9(m24，共6个)、锁紧螺母10(m24)、螺钉11、左支架12、插销13、衬套14、中支架15（共3个）、支撑板16（共6个）、压紧螺钉17(m16)、锁紧螺母18(m16)、侧面固定夹具组件19、第二定位销20(φ60)、高支座21、低支座22、右支架23、球锁轴（共8个）24、一级定位套25（共4个）、正面接受套26（共8个）、螺钉27(共24个)、千斤顶28（3种规格，图17）、第一支座29。其中，左支架12、中支架15、右支架23依次放置在机床工作台上，并分别用插销13穿过各支架上的衬套14插入机床工作台上的t型键槽中，且插销13与衬套14和t型键槽成h8/f7间隙配合。左支架12的两端分别用螺钉11紧固连接一半圆座8，各半圆座8的顶部一端铰接半圆压板2的一端，半圆压板2的另一端设置第一u型槽30，各半圆座8的顶部对应端固定设置销子7，销子7上套设活节螺栓6的一端，活节螺栓6的另一端穿过半圆压板2的第一u型槽30并与位于半圆压板2顶面的带肩螺母5活动锁固定位。使用时，第一定位销1穿设加工零件后置于两半圆座8中，然后再将半圆座8与半圆压板2的一端用带肩螺母5和活节螺栓6锁固定位。中支架15的顶面两端分别经螺钉11安装第一支座29，第一支座29的顶面安装用于压紧加工零件毛坯的侧面固定夹具19，第一支座29的顶部外侧面紧固安装支撑板16，且支撑板16上设置带锁紧螺母18的压紧螺钉17，在侧面固定夹具19压紧加工零件毛坯后，用压紧螺钉17顶紧侧面固定夹具19，再由锁紧螺母18锁定。右支架23的两端分别选择性设置高支座21或低支座22，高支座21或低支座22的顶部表面设置为定位销安装面214。左支架12、中支架15、右支架23的上表面分别设置用于支撑加工零件的千斤顶28。两个半圆座8和两个高支座21或低支座22上分别设置带锁紧螺母10的压紧螺钉9（共4个），以用于锁定加工零件毛坯的宽度方向。

为防止半圆座8与半圆压板2的工作面磨耗，半圆座8与半圆压板2的工作面上分别用螺钉4安装衬套3。

侧面固定夹具19包括本体191，本体191的两侧设置腰形孔1910，腰形孔1910内设置螺钉193，侧面固定夹具19由螺钉193安装在第一支座29上。腰形孔1910的中心距15mm，使螺钉193可在15mm范围内移动并固定本体191。螺钉193在腰形孔1910中调整到位后，用防偏移内六角紧顶螺钉194顶紧。本体191的中部一端设置圆柱销196，圆柱销196上间隙配合安装夹臂195，夹臂195的顶部经螺钉198安装齿面夹头197，本体191的中部另一端经螺纹孔设置顶紧螺钉199，使夹臂195在顶紧螺钉199作用下绕圆柱销196旋转，带动齿面夹头197与加工零件毛坯侧面接触并压紧。齿面夹头197有三种规格可选择更换，在顶紧螺钉199作用下，可移动0～10.2mm。第一支座29上表面设计有间距20mm的2个用于安装侧面固定夹具19的侧面固定夹具安装孔292，使侧面固定夹具19整体安装距离可调节20mm；本实用新型宽度方向单面可调整范围在0-45mm。

高支座21或低支座22的底板上对角安装两个一级定位套25，并对角设置两个夹紧通孔，且一级定位套25与高支座21或低支座22的底板上的安装孔成h7/r6压紧配合。右支架23上用螺钉27安装正面接受套26，球锁轴24穿过高支座21或低支座22的底板上的一级定位套25和夹紧通孔与正面接受套26连接。正面接受套26内设有一锥面a，球锁轴24包括轴体241，轴体241内经螺纹设置螺栓轴242，且螺栓轴242的底部设置大球243和三个小球244，三个小球244间隙配合在轴体241上，并局部伸出轴体241，大球243设置在三个小球244上面，当旋转螺栓轴242时，大球243带动小球244与正面接受套26的锥面a接触并固紧。高、低支座21、22切换时，反向旋转螺栓轴242即可解除球锁轴24与正面接受套26的固紧状态。

千斤顶28包括一底座281，底座281内螺锁结合钢球组件283，且钢球组件283上设置锁紧螺母282。钢球组件283可随加工零件的毛坯形状自行调整适应后，再由锁紧螺母282锁定高度。

本实用新型用于加工零件的正面加工时，首先将装设有半圆座8及半圆压板2的左支架12、装设有侧面固定夹具19和支撑板16的中支架15、装设有高支座21的右支架23依次放置在机床工作台上，保证左支架12、中支架15、右支架23相对于机床工作台宽度方向对中，并分别用插销13穿过各支架上的衬套14插入机床工作台上的t型键槽中。然后将第一定位销1、第二定位销20与加工零件毛坯的粗定位孔成φ106h8/f7、φ60h8/f7间隙配合，插入加工零件毛坯的粗定位孔中，并分别安放在半圆座8和高支座21上。接着，调整左支架12、中支架15、右支架23到满足加工需要的位置后，在左支架12、中支架15、右支架23的第二u型槽内安装t型螺栓和压板（机床自带），以将左支架12、中支架15（包括三个）、右支架23（共5个支架）牢靠固定在机床工作台上。再，在左支架12、中支架15、右支架23的上表面安放千斤顶28，并将千斤顶28调整到所需高度支撑在加工零件毛坯下端面，如图17所示钢球组件283可随毛坯件形状自行调整，再由锁紧螺母28-2锁定高度，使支柱毛坯高度方向位置确定。最后，检测支柱毛坯宽度中心与装置宽度方向的对中性，对中性在±0.05mm内时，拧紧半圆座8和高支座21上的压紧螺钉9（共4个）并由锁紧螺母10锁定加工零件毛坯宽度方向，使支柱毛坯件高度、宽度方向位置得到保证，并进一步旋转侧面固定夹具19的顶紧螺钉199，使夹臂195绕圆柱销196旋转，带动齿面夹头197与加工零件毛坯侧面接触并压紧，同时用压紧螺钉17顶紧侧面固定夹具19，再由锁紧螺母18锁定，使加工中侧面固定夹具19不会移位即可。

本实用新型用于加工零件的反面加工时，方法与正面加工方法相同，只是将高支座21替换为低支座22即可。替换低支座时，将用于将高支架21锁固在右支架23上的球锁轴24的螺栓轴242反向旋转，即可将球锁轴24退出，安放好低支座22后，再用球锁轴24将低支座22与右支架23锁定即可。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。