一种夹具工装的制作方法

1.本实用新型涉及飞机制造技术领域，尤其涉及一种夹具工装。


背景技术：

2.在飞机的整体结构中，长桁结构具有重要作用，此类结构主要采用碳纤维固化成型的高性能复合材料，具有强度高、可设计性强、耐腐蚀等特点，但此类结构一般呈细长型，长度不一，在长桁的加工过程中，装夹难度较大。
3.目前，在长桁的上缘条侧壁以及下缘条侧壁铣切加工过程中，主要以真空吸附的方式固定长桁，此方式所使用的工装结构复杂，安装时间较长，安装效率较低，而且上述工装不能安装于不同机床的加工平台，导致在不同机床上加工长桁时，需要不同的工装，生产成本较高。
4.基于此，亟需一种夹具工装用来解决如上提到的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种夹具工装，以适用于装夹不同长度尺寸的长桁，也实现安装在不同机床的加工平台上，提高安装效率和生产效率，又能够保证长桁的合格率。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种夹具工装，用于装夹长桁，包括基座，所述基座上开设有用于与机床的加工平台连接的连接孔，所述基座的顶面上设置有多个沿第一方向间隔排布的夹具组件，所述夹具组件与所述基座可拆卸连接，所述夹具组件包括沿第二方向排布的固定件和活动件，所述活动件朝向所述固定件的一端浮动设置有接触头，所述活动件能够沿所述第二方向靠近或远离所述固定件，以夹紧或放松位于所述固定件与所述接触头之间的所述长桁，所述第一方向与所述第二方向相互垂直且均平行于所述基座的顶面。
8.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述接触头朝向所述活动件一端的端面上沿所述第二方向开设有台阶孔，所述台阶孔包括同轴连通的第一孔和第二孔，所述第一孔位于所述第二孔相背于所述固定件的一端，所述第一孔的孔径小于所述第二孔的孔径，所述活动件的第一端伸入所述台阶孔内并与所述第一孔间隙配合，所述第一端的侧壁上环设有环部，所述环部位于所述第二孔内并与所述第二孔间隙配合，且所述环部沿所述第二方向的长度小于所述第二孔的轴向长度，所述环部的直径大于所述第一孔的孔径。
9.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述活动件的侧壁上环向开设有环槽，所述环槽与所述第一端的端面之间形成所述环部，所述第一孔与所述环槽正对设置，所述第一孔的孔径大于所述活动件位于所述环槽处的外径，所述第一孔的孔壁与所述第二孔的孔壁之间形成台阶面，所述环槽沿所述第二方向相对两侧的槽侧壁分别能够与所述台阶面以及所述台阶孔的开孔面抵触。
10.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述固定件朝向所述活动件的一侧侧壁上凸
出设置有接触部，所述接触部与所述接触头沿所述第二方向正对设置，所述接触部与所述接触头分别与所述长桁的腹板沿所述第二方向的相对两侧抵触。
11.作为一种夹具工装的可选技术方案，多个所述夹具组件中，设定位于沿所述第一方向相对两端的两个所述夹具组件为边缘夹具，至少一个所述边缘夹具中的所述固定件的所述接触部上开设有定位孔，所述定位孔沿所述第二方向贯通所述接触部，所述腹板的端部上开设有工件定位孔，限位销能够依次穿过所述定位孔以及被夹紧于所述接触部与所述接触头之间的所述腹板上的所述工件定位孔。
12.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述夹具组件还包括连接座，所述连接座与所述基座可拆卸连接，所述连接座上沿所述第二方向开设有螺纹孔，所述活动件为螺纹杆，所述活动件与所述螺纹孔螺纹连接；和/或，
13.所述固定件与所述基座可拆卸连接。
14.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述基座的顶面上开设有多组连接孔组，多组所述连接孔组沿所述第一方向排布，所述夹具组件能够选择性地通过其中一组所述连接孔组与所述基座可拆卸连接。
15.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述基座的顶面上开设有条形槽，所述条形槽沿所述第一方向贯通所述基座，所述夹具组件置于所述条形槽内。
16.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述基座包括平台、连接板和支撑架，所述平台连接于所述支撑架的顶部，所述连接板连接于所述支撑架的底部，所述连接板上开设所述连接孔，所述平台的顶面上设置所述夹具组件。
17.作为一种夹具工装的可选技术方案，所述连接板的底面上开设有凹槽，所述凹槽沿所述第一方向贯通所述连接板，所述连接板的底面用于与所述加工平台贴合；和/或，
18.所述连接板沿所述第一方向间隔设置有多个；和/或，
19.所述连接孔为条形孔，且所述连接孔沿所述第一方向延伸。
20.本实用新型的有益效果：本实用新型提供的夹具工装，其包括基座、夹具组件和接触头。基座上设置有多组夹具组件，长桁能够通过多组夹具组件同时夹紧，保证了装夹的可靠性，保证了长桁的加工精度以及合格率。夹具组件与基座可拆卸连接，能够根据长桁长度的不同调整夹具组件的数量，实现适用于装夹不同长度尺寸的长桁。而且夹具工装可通过基座上的连接孔与不同机床的加工平台上的t型槽连接，利于夹具工装实现安装在不同机床的加工平台上，提高了夹具工装通用性，扩大了适用范围，也避免了逐个夹具组件分别与加工平台连接，提高了安装效率，提高了生产效率，降低了生产成本。此外，接触头与活动件之间的浮动设置，在接触头与固定件夹紧长桁的过程中，接触头相对于活动件活动并活动至端面与长桁的侧面贴合，起到了夹具工装自适应的效果，降低了长桁被接触头抵压变形的可能性，进一步保证了长桁的合格率。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的夹具工装的结构示意图；
22.图2是图1中a处的局部放大图；
23.图3是本实用新型实施例提供的第二边缘夹具的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例提供的基座的结构示意图；
25.图5是图4中b处的局部放大图；
26.图6是本实用新型实施例提供的夹具工装装夹长桁后的结构示意图；
27.图7是本实用新型实施例提供的夹具工装装夹长桁后的剖示图；
28.图8是图7中c处的局部放大图。
29.图中：
30.10、长桁；101、腹板；102、上缘条；103、下缘条；
31.1、基座；11、平台；111、条形槽；12、连接板；121、连接孔；122、凹槽；13、支撑架；131、方框；132、连接型材；133、加强梁；
32.2、夹具组件；2a、第一边缘夹具；2b、第二边缘夹具；21、固定件；211、接触部；212、基准孔；22、活动件；221、环部；222、环槽；23、连接座；24、转接板；241、第一通孔；242、第二通孔；25、操作杆；
33.3、接触头；31、台阶孔；311、第一孔；312、第二孔；32、台阶面；
34.4、连接孔组；41、分支孔组；411、第三通孔；412、第四通孔；
35.5、定位孔；6、定位销；7、螺栓。
具体实施方式
36.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
40.本实施例提供了一种夹具工装，用于装夹长桁10。具体地，如图1-图8所示，夹具工装包括基座1，基座1上开设有用于与机床的加工平台连接的连接孔121，基座1的顶面上设置有多个沿第一方向间隔排布的夹具组件2，夹具组件2与基座1可拆卸连接，夹具组件2包括沿第二方向排布的固定件21和活动件22，活动件22朝向固定件21的一端浮动设置有接触头3，活动件22能够沿第二方向靠近或远离固定件21，以夹紧或放松位于固定件21与接触头3之间的长桁10，第一方向与第二方向相互垂直且均平行于基座1的顶面。其中，第一方向与
第二方向均为水平方向。
41.本实施例提供的夹具工装，其包括基座1、夹具组件2和接触头3。基座1上设置有多组夹具组件2，长桁10能够通过多组夹具组件2同时夹紧，保证了装夹的可靠性，保证了长桁10的加工精度以及合格率。夹具组件2与基座1可拆卸连接，能够根据长桁10长度的不同调整夹具组件2的数量，实现适用于装夹不同长度尺寸的长桁10。而且夹具工装可通过基座1上的连接孔121与不同机床的加工平台上的t型槽连接，利于夹具工装实现安装在不同机床的加工平台上，提高了夹具工装通用性，扩大了适用范围，也避免了逐个夹具组件2分别与加工平台连接，提高了安装效率，提高了生产效率，降低了生产成本。而此外，接触头3与活动件22之间的浮动设置，在接触头3与固定件21夹紧长桁10的过程中，接触头3相对于活动件22活动并活动至端面与长桁10的侧面贴合，起到了夹具工装自适应的效果，降低了长桁10被接触头3抵压变形的可能性，进一步保证了长桁10的合格率。
42.本实施例提供的夹具工装，用于在铣削长桁10的上缘条102以及下缘条103的侧壁过程中装夹长桁10。长桁10被夹具组件2夹持后，长桁10的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向。在其他实施例中，夹具工装也可在其他加工过程中装夹长桁10，或装夹其他长条状的工件，在此不作限定。
43.具体地，基座1包括平台11、连接板12和支撑架13，平台11连接于支撑架13的顶部，连接板12连接于支撑架13的底部，连接板12上开设连接孔121，平台11的顶面上设置夹具组件2。上述结构设置，使得基座1的高度较高，能够抬高装夹于基座1顶面的长桁10，缩短铣刀下降的行程，进一步提高了生产效率，而且也避免操作人员较大幅度的弯腰，便于操作人员操作，降低了疲劳程度，从而保证了生产效率。
44.在本实施例中，平台11水平设置且沿第一方向延伸，支撑架13沿第一方向延伸，连接板12沿第一方向间隔设置有多个，保证了基座1在长桁10的铣削过程中的平稳性，保证了长桁10的加工精度以及合格率。
45.优选地，平台11的顶面上开设有条形槽111，条形槽111沿第一方向贯通基座1，夹具组件2置于条形槽111内。设置条形槽111，能够确定夹具组件2的安装位置，提高了夹具工装的安装效率，从而提高了生产效率。
46.优选地，连接板12水平设置且沿第二方向延伸，连接板12沿第二方向的两端伸出支撑架13，连接孔121开设在连接板12伸出支撑架13的部分上。连接板12的两端分别开设有一个连接孔121，能够通过穿设于连接孔121的螺纹紧固件与加工平台上的t型槽连接。上述结构设置，保证了基座1具有较多的连接位置，进一步保证了基座1与加工平台之间的连接可靠程度，保证了长桁10的加工精度。
47.进一步地，连接孔121为条形孔并沿第一方向延伸，能够进一步沿第一方向调节基座1在加工平台上的位置，保证了铣刀能够铣削长桁10上的准确位置，进一步保证了长桁10的合格率。
48.作为优选方案，连接板12的底面上开设有凹槽122，凹槽122沿第一方向贯通连接板12，连接板12的底面用于与加工平台贴合。设置凹槽122，能够减少连接板12与加工平台之间的接触面积，降低了对于连接板12的加工精度要求，降低了加工成本。凹槽122位于连接板12的中间位置，两个连接孔121分别位于凹槽122的两侧。
49.具体地，支撑架13包括多个方框131，多个方框131沿第一方向间隔设置。方框131
呈长方形，其包括两个横边以及两个竖边。横边水平设置，竖边竖直设置，横边与竖边均为铝型材。相邻两个方框131之间连接有四根连接型材132，连接型材132沿第一方向延伸，连接型材132的两端分别连接于两个方框131同一侧的拐角处。
50.优选地，支撑架13还包括多个加强梁133，相邻两个方框131之间均连接有加强梁133，加强梁133倾斜于竖直方向与水平方向设置，增加了支撑架13的结构强度，保证了基座1的结构可靠程度。
51.在本实施例中，夹具组件2还包括连接座23，活动件22沿第二方向活动穿设于连接座23，连接座23与平台11可拆卸连接，固定件21与平台11可拆卸连接，以实现夹具组件2与基座1之间的可拆卸连接。
52.具体地，基座1的顶面上开设有多组连接孔组4，多组连接孔组4沿第一方向排布，夹具组件2能够选择性地通过其中一组连接孔组4与基座1可拆卸连接。上述结构设置，能够调整任一夹具组件2在基座1上的位置，调整相邻两个夹具组件2之间的间距，保证了根据不同装夹需求装夹长桁10，同时也利于夹具工装进一步适用于装夹不同长度尺寸的长桁10，扩大了适用范围。
53.进一步地，夹具组件2还包括转接板24，固定件21以及连接座23的底部均固定连接有转接板24，转接板24用于与平台11连接，转接板24水平设置。转接板24的边缘沿周向间隔开设有多个第一通孔241，转接板24上开设有至少一个第二通孔242。连接孔组4包括两组分支孔组41，两组分支孔组41沿第二方向间隔设置。每组分支孔组41均包括多个第三通孔411以及至少一个第四通孔412。当夹具组件2通过其中一组连接孔组4与基座1可拆卸连接时，夹具组件2中的两个转接板24分别与连接孔组4的两个分支孔组41正对设置，且每个转接板24上的多个第一通孔241与每组分支孔组41上的多个第三通孔411一一正对设置，每个转接板24上的至少一个第二通孔242与每组分支孔组41上的至少一个第四通孔412一一正对设置。螺栓7能够依次穿过正对设置的第一通孔241与第三通孔411并与螺母连接，实现转接板24与平台11之间的可拆卸连接，从而实现了夹具组件2与基座1之间的可拆卸连接。定位销6能够依次穿过正对设置的第二通孔242与第四通孔412，实现转接板24与平台11之间的定位，从而实现了夹具组件2与基座1之间的定位。上述结构设置，简化了夹具组件2与基座1之间的连接结构，也保证了连接可靠性。当向基座1上安装夹具组件2时，能够先通过定位销6定位转接板24，再通过螺栓7连接转接板24以及平台11。其中，第一通孔241、第二通孔242、第三通孔411与第四通孔412的数量可适应性设置，在此不作限定。
54.在本实施例中，转接板24沿第一方向的两侧均开设有两个第一通孔241，位于转接板24沿第一方向一侧的两个通孔241为圆孔，位于转接板24沿第一方向另一侧的两个通孔241为条形孔，条形孔沿第一方向延伸。上述结构设置，能够降低对于每组分支孔组41上第三通孔411的开设位置的精度需求，降低了加工成本。
55.为了便于移动活动件22，基座1上多个夹具组件2的活动件22均位于基座1同一侧，基座1上多个夹具组件2的固定件21均位于基座1远离活动件22的一侧。
56.优选地，固定件21的顶面上竖直开设有基准孔212，基准孔212均开设在固定件21顶面的同一位置，通过至少两个基准孔212轴线之间的水平连线确定长桁10的长度方向(第一方向)，从而也可得出长桁10的宽度方向(第二方向)。设置基准孔212，便于机床利用刀具、激光或其他方式确定长桁10的长度方向以及宽度方向，保证机床刀具按照正确的进给
方向加工长桁10。可以理解的是，多个夹具组件2与基座1连接后，全部基准孔212的轴线沿第一方向排列。且基准孔212的公差应尽可能小，保证长桁10的加工精度。
57.优选地，固定件21朝向活动件22的一侧侧壁上凸出设置有接触部211，接触部211沿第二方向延伸，接触部211与接触头3沿第二方向正对设置，接触部211与接触头3分别与长桁10的腹板101沿第二方向的相对两侧抵触。减少了固定件21用于与长桁10的接触面积，便于接触部211伸入长桁10上缘条102和下缘条103之间以与长桁10的腹板101抵触，实现接触部211与接触头3通过腹板101夹紧长桁10，保证了夹具工装装夹长桁10的可靠性，保证了长桁10的加工精度，同时也降低了长桁10的上缘条102与下缘条103受挤压变形的可能性，保证了长桁10的合格率。
58.可以理解的是，本夹具工装所适用的长桁10中最小高度的腹板101的高度尺寸应大于接触部211以及接触头3的高度尺寸。接触部211的端面竖直设置，且全部接触部211的端面均位于同一沿第一方向延伸的竖直平面上。当长桁10装夹在夹具组件2上时，腹板101竖直设置，上缘条102与下缘条103水平设置，且上缘条102位于接触部211和接触头3的上方，下缘条103位于接触部211和接触头3的下方。
59.为了便于实现长桁10在不同工装上的准确定位，腹板101的端部通常开设有工件定位孔，工件定位孔垂直贯通腹板101。为了便于描述，在基座1上设置的多个夹具组件2中，设定位于沿第一方向相对两端的两个夹具组件2为边缘夹具，至少一个边缘夹具中的固定件21的接触部211上开设有定位孔5，定位孔5沿第二方向贯通接触部211，限位销能够依次穿过定位孔5以及被夹紧于接触部211与接触头3之间的腹板101上的工件定位孔，便于在装夹长桁10前，实现长桁10在本夹具工装上的准确定位，保证了长桁10的加工精度。
60.在本实施例中，两个边缘夹具上均开设有定位孔5。设定两个边缘夹具分别为第一边缘夹具2a以及第二边缘夹具2b。第一边缘夹具2a与第二边缘夹具2b上均开设有定位孔5。其中，第一边缘夹具2a上的定位孔5为圆孔，第二边缘夹具2b上的定位孔5为条形孔，条形孔沿第一方向延伸，降低了对于夹具工装上两个定位孔5开设位置的精度要求，降低了夹具工装的加工成本。
61.优选地，连接座23上沿第二方向开设有螺纹孔，活动件22为螺纹杆，活动件22与螺纹孔螺纹连接。上述结构设置，结构简单，能够通过旋拧活动件22，调整对于腹板101的夹紧力，避免了夹紧力过大造成的腹板101变形，保证了长桁10的合格率，又简化了操作过程，也能够根据腹板101的厚度调节接触头3与接触部211之间的间距，进一步扩大了夹具工装适用的长桁10的尺寸范围。
62.具体地，活动件22远离固定件21的一侧开设有穿孔，穿孔垂直于活动件22的轴向，穿孔内穿设有操作杆25，便于旋拧活动件22，进一步简化了操作过程。
63.在本实施例中，操作杆25与穿孔间隙配合，操作杆25两端的侧壁上凸出设置有凸出环部，防止操作杆25脱离活动件22。操作杆25上的凸出环部可通过镦粗工序实现。在其他实施例中，还可以在操作杆25两端套设有圆环，或将操作杆25固定连接于活动件22，在此不作限定。
64.作为优选方案，接触头3朝向活动件22一端的端面上沿第二方向开设有台阶孔31，台阶孔31包括同轴连通的第一孔311和第二孔312，第一孔311位于第二孔312相背于固定件21的一端，第一孔311的孔径小于第二孔312的孔径，活动件22的第一端伸入台阶孔31内并
与第一孔311间隙配合，第一端的侧壁上环设有环部221，环部221位于第二孔312内并与第二孔312间隙配合，且环部221沿第二方向的长度小于第二孔312的轴向长度，环部221的直径大于第一孔311的孔径。上述结构设置，使得接触头3能够相对活动件22活动，实现了接触头3与活动件22之间的浮动设置，也避免了利用其它结构实现浮动连接，简化了结构，也避免了扩大夹具工装的占用空间。
65.具体地，活动件22的侧壁上环向开设有环槽222，环槽222与第一端的端面之间形成环部221，第一孔311与环槽222正对设置，第一孔311的孔径大于活动件22位于环槽222处的外径，第一孔311的孔壁与第二孔312的孔壁之间形成台阶面32，环槽222沿第二方向相对两侧的槽侧壁分别能够与台阶面32以及台阶孔31的开孔面抵触。通过在活动件2上加工环槽222形成环部221，相较于在活动件2上凸出设置环部221，利于缩小活动件22的径向尺寸，也利于缩小接触头3的径向尺寸，避免了扩大夹具工装的占用空间。
66.在本实施例中，接触头3为块状。接触头3采用金属材质，具有一定的弹性，利于通过接触头3本身的弹性实现接触头3与活动件22之间的装配。
67.为了保护长桁10，接触头3的外侧壁上包覆有尼龙层，降低了长桁10被划伤的可能性，保证了长桁10的合格率。尼龙层可通过胶层与接触头3粘接。
68.为了便于理解，本实施例提供的夹具工装的使用过程如下：
69.首先，根据长桁10的尺寸，确定夹具组件2的数量以及相邻两个夹具组件2之间的间距，将夹具组件2安装于基座1上，并将基座1安装在加工平台上。其次，限位销穿过工件定位孔以及定位孔5，限制长桁10与夹具工装之间的相对位置。再次，旋拧活动件22，直至腹板101被接触部211以及接触头3夹紧。然后，利用铣刀加工长桁10。最后，长桁10加工完成后，旋拧活动件22，松开腹板101，并取出长桁10。
70.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。