一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装及方法与流程

本发明创造属于机加工装夹，尤其是涉及一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装及方法。

背景技术：

1、机加工生产过程中，薄壁管状的工件在车削过程中极难加工，尤其是细长比较大的薄壁管状零件，刚性和稳定性不足，车削或钻孔等加工操作时，容易产生振动、变形，零件由于壁薄，在切削力(主要是径向作用力)作用下易产生振动变形，影响工件的尺寸和位置精度以及表面粗糙度，导致产品品质差甚至作废。特别是长度值是直径的三倍以上时，加工所带来的震动甚至会直接导致零件无法加工。传统的管状工件机加工方式是采用中心架进行扶持，以保证其能进行车削，但装卡操作非常困难，夹爪容易对工件造成损伤，且夹爪装卡状态下进行加工，径向力依然容易导致工件变形。因此，有必要设计一种专用的工装，以用于长薄壁工件的加工。

技术实现思路

1、本发明创造要解决的问题是旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装及方法。

2、为解决上述技术问题，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，包括内筒、内筒前端的前导向器和内筒后端的后导向器，内筒上间隔的设有数个承载器；相邻两承载器间形成容纳槽，在每一容纳槽内均可拆卸安装有气囊，各气囊均通过供气管与外部的供气装置连接，供气管可由内筒内部腔体敷设，且各气囊并联布置，当拆卸掉某一个或某几个气囊后，其它气囊的充放气不受影响；

4、所述承载器整体呈圆环形结构，包括两瓣支撑单元，支撑单元包括内垫板和内垫板外侧的支撑板，支撑板外壁设有若干凸条，凸条长度的方向沿承载器轴向布置，两支撑单元间留有调整间隙；所述前导向器包括工作头，工作头前端设有功能部、后端设有插装部，功能部直径小于工作头外径，且在功能部上设有工装姿态自适应调整件，工装姿态自适应调整件外缘直径与凸条外缘直径相同，当工装插入工件内部时，由工装姿态自适应调整件来自适应调整工装姿态，功能部外壁设有环槽，工装姿态自适应调整件包括安装在环槽内的若干配合滚珠，且各个配合滚珠间独立转动；

5、所述后导向器包括主体，主体前端设有配合部，后端设有导向部，在导向部内壁设有导向件，且导向件内缘直径与凸条外缘直径相同，导向部内壁设有凹槽，导向件包括安装在凹槽内的若干导向滚珠，各个导向滚珠间独立转动。

6、进一步，各凸条沿支撑板圆周方向均布设置，支撑板两侧各布置一凸条。

7、进一步，凸条外表面与支撑板弧形一致。

8、进一步，内垫板采用橡胶材料制作。

9、进一步，支撑板具有向内侧的翻折部，翻折部覆盖内垫板厚度1/2-2/3。

10、进一步，凸条可拆卸安装于支撑板，承载器主要用于长薄壁工件的支撑，穿设及使用过程中并不会有较大的沿轴向方向的作用力，因此，支撑板、内垫板等构件并不会沿内筒轴向产生窜动，内垫板与内筒间可胶粘固定或是采用其它方式固定，内垫板与支撑板间可胶粘固定或是采用其它方式固定，不作具体限定。

11、进一步，气囊外表面设有若干防滑纹路或是在气囊外表面设置粗布面。

12、进一步，插装部长度值、配合部长度值，均大于内筒直径值。

13、一种应用上述工装加工长薄壁工件的方法，包括如下步骤：

14、先将前导向器插装于内筒、后导向器插装于待加工的工件末端；

15、将前导向器插入后导向器内，并顺势向待加工的工件内腔推送内筒，此过程中，借助前导向器内的工装姿态自适应调整件对内筒姿态进行自适应调整，前导向器内的配合滚珠自适应转动，随着工装继续向待加工的工件内部推送，承载器上的凸条与待加工的工件内壁产生滑动摩擦，保证工装顺利进入待加工的工件内部；

16、待工装插装到位后，利用供气装置对各气囊分别进行充气，使得各个气囊均贴合于待加工工件内壁，并保持气囊充气状态，

17、对待加工的工件进行机加工，直至完成加工。

18、本发明创造提供的工装，能够有效对长薄壁工件形成支撑，始终保持工件具有良好的圆整度，避免装卡及加工过程中工件形变，无论是车削或是钻孔，均能保证工件结构稳定。并且，通过在内筒前后两端分别设计的前导向器和后导向器，起到导向以及与工件滑动配合的作用，工装插入工件内部的过程中及工件加工过程中，可避免对工件造成损伤，利于加工精度提高，产品质量有保障。

技术特征：

1.一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：包括内筒、内筒前端的前导向器和内筒后端的后导向器，在内筒上间隔的设有数个承载器；相邻两承载器间形成容纳槽，在每一容纳槽内均可拆卸安装有气囊，各气囊均通过供气管与外部的供气装置连接；

2.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：各凸条沿支撑板圆周方向均布设置，支撑板两侧各布置一凸条。

3.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：凸条外表面与支撑板弧形一致。

4.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：内垫板采用橡胶材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：支撑板具有向内侧的翻折部，翻折部覆盖内垫板厚度1/2-2/3。

6.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：凸条可拆卸安装于支撑板。

7.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：气囊外表面设有若干防滑纹路或是在气囊外表面设置粗布面。

8.根据权利要求1所述的一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装，其特征在于：插装部长度值、配合部长度值，均大于内筒直径值。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述工装加工长薄壁工件的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明创造提供一种柔性制造生产中加工长薄壁工件的工装及方法，包括内筒、前导向器和后导向器，内筒上设有数个承载器，相邻两承载器间均安装有气囊，承载器包括两支撑单元，支撑单元包括内垫板和支撑板，支撑板外壁有若干凸条，两支撑单元间留有调整间隙；前导向器的功能部上设有工装姿态自适应调整件，工装姿态自适应调整件外缘直径与凸条外缘直径相同，功能部外壁设有环槽，工装姿态自适应调整件包括环槽内的若干配合滚珠；后导向器的导向部内壁设有导向件，导向部内壁设有凹槽，导向件包括凹槽内的若干导向滚珠。本发明创造能够有效对长薄壁工件形成支撑，始终保持工件良好的圆整度，避免工件形变，利于加工精度提高，产品质量有保障。

技术研发人员：张岩,白贺平,郭敬波
受保护的技术使用者：沈阳航空制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8