本發(fā)明涉及機(jī)加夾具，特別是一種異形火箭艙段機(jī)加夾具。

背景技術(shù)：

異形火箭艙段包括徑向截面形狀為非圓形的火箭艙段件。異形火箭艙段類殼體零件內(nèi)外型面特征加工主要通過艙段的端面(車削加工過的)裝夾固定，找正外圓后再加工。首先，將艙段的小端面貼工作臺，找正中心后將大端面所有孔加工到位，包括兩處銷孔；其次，在工藝墊板上加工兩處銷孔（與艙段大端面銷孔一致）；最后將艙段殼體與工藝墊板上的銷孔連接定位，加工小端面所有對接孔。

目前現(xiàn)有的裝夾方式不能一步裝夾到位，每次裝夾，都需要人工對工件進(jìn)行找正定位，由于工件的尺寸和重量都比較大，從而造成了人工定位工件的困難性。現(xiàn)有的裝夾方式自動化程度低，通用性較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種異形火箭艙段機(jī)加夾具，它解決了目前現(xiàn)有的裝夾定位方式不能一次裝夾到位，需要多次人工找正定位，費(fèi)時費(fèi)力，自動化程度低的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：異形火箭艙段機(jī)加夾具，包括基座、步進(jìn)電機(jī)、回轉(zhuǎn)支承、中間圓板、回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)、端面接觸臺、徑向夾緊裝置及軸向壓緊裝置；

基座上表面中心處設(shè)有回轉(zhuǎn)支承安裝環(huán)；

步進(jìn)電機(jī)固定安裝在基座上；

回轉(zhuǎn)支承整體安裝在基座的回轉(zhuǎn)支承安裝環(huán)內(nèi)，其包括內(nèi)圈和設(shè)在內(nèi)圈外側(cè)的外圈，外圈與內(nèi)圈可相對轉(zhuǎn)動，內(nèi)圈與基座固接；

中間圓板固接在回轉(zhuǎn)支承的外圈上端；

回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在步進(jìn)電機(jī)與中間圓板之間，其將步進(jìn)電機(jī)的動力傳遞至中間圓板，進(jìn)而驅(qū)動中間圓板轉(zhuǎn)動；

端面接觸臺固接在中間圓板的上端，其上設(shè)有四個用于容納徑向夾緊裝置的定位槽，四個定位槽沿中間圓板的中心環(huán)形均布在端面接觸臺上；

徑向夾緊裝置有四組，分別安裝在端面接觸臺的四個定位槽內(nèi)；徑向夾緊裝置包括保護(hù)殼、伺服電機(jī)、軸承座、絲杠、螺母、滑軌a及卡爪；保護(hù)殼安裝在端面接觸臺的定位槽內(nèi)，并與端面接觸臺相對固定，其上端設(shè)有條形孔；伺服電機(jī)和軸承座均固定安裝在保護(hù)殼內(nèi)；絲杠一端通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)的機(jī)軸連接，另一端通過軸承安裝在軸承座上；螺母螺紋連接在絲杠上；滑軌a固定安裝在保護(hù)殼上端且平行于絲杠，其與端面接觸臺的上端面齊平或低于端面接觸臺的上端面；卡爪活動安裝在滑軌a上，其下端穿過保護(hù)殼上端的條形孔而伸入保護(hù)殼內(nèi)部并與螺母固接；

軸向壓緊裝置有四組，分別安裝在四組徑向夾緊裝置的保護(hù)殼上，軸向壓緊裝置包括滑軌b、缸座及氣動杠桿缸；滑軌b固定安裝在保護(hù)殼上端且平行于滑軌a，其與端面接觸臺的上端面齊平或低于端面接觸臺的上端面；缸座活動安裝在滑軌b上，并與卡爪活動連接；氣動杠桿缸固接在缸座上。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸桿減速箱、齒輪a、齒輪b；渦輪蝸桿減速箱固定安裝在基座上，其動力輸入軸通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)的機(jī)軸連接；齒輪b固接在蝸輪蝸桿減速箱的動力輸出軸上；齒輪a固接在中間圓板中心區(qū)域的下端面上，并與齒輪b嚙合。

本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是：軸向壓緊裝置的缸座通過鏈環(huán)與徑向夾緊裝置的卡爪連接；相應(yīng)的，軸向壓緊裝置的缸座上設(shè)有設(shè)有鏈環(huán)孔a；徑向夾緊裝置的卡爪上設(shè)有鏈環(huán)孔b，鏈環(huán)穿過鏈環(huán)孔a和鏈環(huán)孔b而將缸座和卡爪活動連接。

本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：中間圓板的中心處設(shè)有中心孔，基座的外側(cè)邊緣處設(shè)有貫穿基座上下表面的弧形槽，基座在下表面與弧形槽相對的位置設(shè)有供扳手伸入的缺口；

其還包括第一銷鎖定裝置和第二銷鎖定裝置；

第一銷鎖定裝置包括支架a、滑塊a、氣動擴(kuò)徑定位銷a、彈簧a及電磁鐵a；支架a固定安裝在基座上，其上設(shè)有滑槽a；滑塊a活動安裝在支架a的滑槽a內(nèi)，其上設(shè)有用于安裝氣動擴(kuò)徑定位銷a的定位坑a；氣動擴(kuò)徑定位銷a安裝在滑塊a的定位坑a內(nèi)；彈簧a安裝在滑塊a的定位坑a內(nèi)，并位于氣動擴(kuò)徑定位銷a與滑塊a之間；電磁鐵a固定安裝在滑塊a的下端，以控制氣動擴(kuò)徑定位銷a的升降，彈簧a隨著氣動擴(kuò)徑定位銷a的升降同步伸長和縮短；

第二銷鎖定裝置包括轉(zhuǎn)軸、滑塊c、支架b、滑塊b、氣動擴(kuò)徑定位銷b、彈簧b及電磁鐵b；轉(zhuǎn)軸下端固接在基座上端面的中心處，上端從中間圓板的中心孔中伸出；滑塊c活動安裝在基座的弧形槽內(nèi)；支架b一端活動套裝在轉(zhuǎn)軸上端，另一端與滑塊c連接，支架b上設(shè)有滑槽b，當(dāng)支架b繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，可同步帶動滑塊c在基座的弧形槽內(nèi)做弧線軌跡運(yùn)動；滑塊b活動安裝在支架b的滑槽b內(nèi)，其上設(shè)有用于安裝氣動擴(kuò)徑定位銷b的定位坑b；氣動擴(kuò)徑定位銷b安裝在滑塊b的定位坑b內(nèi)；彈簧b安裝在滑塊b的定位坑b內(nèi)，并位于氣動擴(kuò)徑定位銷b與滑塊b之間；電磁鐵b固定安裝在滑塊b的下端，以控制氣動擴(kuò)徑定位銷b的升降，彈簧b隨著氣動擴(kuò)徑定位銷b的升降同步伸長和縮短。

本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：其還包括蓋裝在端面接觸臺內(nèi)側(cè)上邊緣處的擋屑蓋板。

本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：基座的弧形槽上設(shè)有角度刻度；支架a的滑槽a上設(shè)有長度刻度；支架b的滑槽b上設(shè)有長度刻度。

本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：其還包括plc可編程控制器、集控操作臺、電氣控制柜；plc可編程控制器上設(shè)有信號輸入接口和信號輸出接口；集控操作臺與plc可編程控制器的信號輸入接口電連接；電氣控制柜與plc可編程控制器的信號輸出接口電連接，還分別與步進(jìn)電機(jī)、四組軸向壓緊裝置的氣動杠桿缸、四組徑向夾緊裝置的伺服電機(jī)、第一銷鎖定裝置的電磁鐵a、第二銷鎖定裝置的電磁鐵b電連接。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過異形火箭艙段的內(nèi)孔為基準(zhǔn)，通過四組徑向夾緊裝置的四個卡爪實(shí)現(xiàn)快速自動定心，同時通過四組軸向壓緊裝置將工件壓緊，再通過第一銷鎖定裝置和第二銷鎖定裝置實(shí)現(xiàn)工件端面上的銷孔自動定位，從而達(dá)到快速裝夾定位找正的目的。裝夾過程自動化程度高，可靠性好，易實(shí)現(xiàn)工裝夾具的自動化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。

2、軸向壓緊裝置采用了氣動杠桿缸，在加工過程中意外失去氣源的情況下，仍可以在保持的力作用下，繼續(xù)軸向夾緊工件，保證了加工的安全性。

以下結(jié)合圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)在基座上的安裝位置示意圖；

圖3為第一銷鎖定裝置和第二銷鎖定裝置在基座上的安裝位置示意圖；

圖4為端面接觸臺在中間圓板上的安裝位置示意圖；

圖5為徑向夾緊裝置和軸向夾具裝置的相互位置關(guān)系及結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為中間圓板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為擋屑蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為基座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為第一銷鎖定裝置的氣動擴(kuò)徑定位銷a的安裝位置示意簡圖；

圖10為第二銷鎖定裝置的氣動擴(kuò)徑定位銷b的安裝位置示意簡圖；

圖11為本發(fā)明裝夾工件時的狀態(tài)示意圖。

說明：為了便于顯示回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，圖2中的中間圓板剖開了一個扇形缺口；為了便于展示徑向夾緊裝置的結(jié)構(gòu)，圖5中的保護(hù)殼在長度方向上被剖切開。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1-10所示，異形火箭艙段機(jī)加夾具，包括基座1、步進(jìn)電機(jī)2、回轉(zhuǎn)支承、中間圓板4、回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)、端面接觸臺6、徑向夾緊裝置、軸向壓緊裝置、第一銷鎖定裝置、第二銷鎖定裝置、plc可編程控制器、集控操作臺及電氣控制柜。

基座1上表面中心處設(shè)有回轉(zhuǎn)支承安裝環(huán)11，基座1的外側(cè)邊緣處設(shè)有貫穿基座1上下表面的弧形槽12，基座1在下表面與弧形槽12相對的位置設(shè)有供扳手伸入的缺口13。

步進(jìn)電機(jī)2固定安裝在基座1上，并位于基座1的回轉(zhuǎn)支承安裝環(huán)11內(nèi)。

回轉(zhuǎn)支承整體安裝在基座1的回轉(zhuǎn)支承安裝環(huán)11內(nèi)，其包括內(nèi)圈31和設(shè)在內(nèi)圈31外側(cè)的外圈32，外圈32與內(nèi)圈31可相對轉(zhuǎn)動，內(nèi)圈31與基座1通過螺栓固接。

中間圓板4通過螺栓固接在回轉(zhuǎn)支承的外圈32上端，其中心處設(shè)有中心孔41。

回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在步進(jìn)電機(jī)2與中間圓板4之間，其將步進(jìn)電機(jī)2的動力傳遞至中間圓板4，進(jìn)而驅(qū)動中間圓板4轉(zhuǎn)動?；剞D(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)包括渦輪蝸桿減速箱51、齒輪a52及齒輪b53。渦輪蝸桿減速箱51固定安裝在基座1上，其動力輸入軸通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)2的機(jī)軸連接。齒輪b53固接在蝸輪蝸桿減速箱51的動力輸出軸上。齒輪a52通過螺栓固接在中間圓板4中心區(qū)域的下端面上，并與齒輪b53嚙合。

端面接觸臺6焊接固定在中間圓板4的上端，其上設(shè)有四個用于容納徑向夾緊裝置的定位槽61，四個定位槽61沿中間圓板4的中心環(huán)形均布在端面接觸臺6上。

徑向夾緊裝置有四組，分別安裝在端面接觸臺6的四個定位槽61內(nèi)。徑向夾緊裝置包括保護(hù)殼71、伺服電機(jī)72、軸承座73、絲杠74、螺母75、滑軌a76及卡爪77。保護(hù)殼71安裝在端面接觸臺6的定位槽61內(nèi)，并與端面接觸臺6相對固定，其上端設(shè)有條形孔711。伺服電機(jī)72和軸承座73均固定安裝在保護(hù)殼71內(nèi)。絲杠74一端通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)72的機(jī)軸連接，另一端通過軸承安裝在軸承座73上。螺母75螺紋連接在絲杠74上?；塧76固定安裝在保護(hù)殼71上端且平行于絲杠74，其與端面接觸臺6的上端面齊平或低于端面接觸臺6的上端面?？ㄗ?7活動安裝在滑軌a76上，其下端穿過保護(hù)殼71上端的條形孔711而伸入保護(hù)殼71內(nèi)部并與螺母75固接。

軸向壓緊裝置有四組，分別安裝在四組徑向夾緊裝置的保護(hù)殼71上。軸向壓緊裝置包括滑軌b81、缸座82及氣動杠桿缸83?；塨81固定安裝在保護(hù)殼71上端且平行于滑軌a76，其與端面接觸臺6的上端面齊平或低于端面接觸臺6的上端面。缸座82活動安裝在滑軌b81上，并與卡爪77活動連接。氣動杠桿缸83固接在缸座82上。

第一銷鎖定裝置包括支架a91、滑塊a92、氣動擴(kuò)徑定位銷a93、彈簧a94及電磁鐵a95。支架a91固定安裝在基座1上，其上設(shè)有滑槽a911。滑塊a92活動安裝在支架a91的滑槽a911內(nèi)，其上設(shè)有用于安裝氣動擴(kuò)徑定位銷a93的定位坑a921。氣動擴(kuò)徑定位銷a93安裝在滑塊a92的定位坑a921內(nèi)。彈簧a94安裝在滑塊a92的定位坑a921內(nèi)，并位于氣動擴(kuò)徑定位銷a93與滑塊a92之間。電磁鐵a95固定安裝在滑塊a92的下端，以控制氣動擴(kuò)徑定位銷a93的升降，彈簧a94隨著氣動擴(kuò)徑定位銷a93的升降同步伸長和縮短。

第二銷鎖定裝置包括轉(zhuǎn)軸101、滑塊c102、支架b103、滑塊b104、氣動擴(kuò)徑定位銷b105、彈簧b106及電磁鐵b107。轉(zhuǎn)軸101下端固接在基座1上端面的中心處，上端從中間圓板4的中心孔41中伸出?；瑝Kc102活動安裝在基座1的弧形槽12內(nèi)。支架b103一端活動套裝在轉(zhuǎn)軸101上端，另一端與滑塊c102連接，支架b103上設(shè)有滑槽b1031，當(dāng)支架b103繞轉(zhuǎn)軸101轉(zhuǎn)動時，可同步帶動滑塊c102在基座1的弧形槽12內(nèi)做弧線軌跡運(yùn)動?；瑝Kb104活動安裝在支架b103的滑槽b1031內(nèi)，其上設(shè)有用于安裝氣動擴(kuò)徑定位銷b105的定位坑b1041。氣動擴(kuò)徑定位銷b105安裝在滑塊b104的定位坑b1041內(nèi)。彈簧b106安裝在滑塊b104的定位坑b1041內(nèi)，并位于氣動擴(kuò)徑定位銷b105與滑塊b104之間。電磁鐵b107固定安裝在滑塊b107的下端，以控制氣動擴(kuò)徑定位銷b105的升降，彈簧b106隨著氣動擴(kuò)徑定位銷b105的升降同步伸長和縮短。

plc可編程控制器(圖中未示出)上設(shè)有信號輸入接口和信號輸出接口。

集控操作臺(圖中未示出)與plc可編程控制器的信號輸入接口電連接。

電氣控制柜(圖中未示出)與plc可編程控制器的信號輸出接口電連接，還分別與步進(jìn)電機(jī)2、四組軸向壓緊裝置的氣動杠桿缸83、四組徑向夾緊裝置的伺服電機(jī)72、第一銷鎖定裝置的電磁鐵a95、第二銷鎖定裝置的電磁鐵b107電連接。電氣控制柜還用于控制第二銷鎖定裝置的氣動擴(kuò)徑定位銷b105和第一銷鎖定裝置的氣動擴(kuò)徑定位銷a93的通氣狀態(tài)。

plc可編程控制器、集控操作臺、電氣控制柜均為現(xiàn)有技術(shù)，四者之間的電連接關(guān)系及控制方式也均為本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，文中不做詳細(xì)贅述。

優(yōu)選，軸向壓緊裝置的缸座82通過鏈環(huán)(圖中未示出)與徑向夾緊裝置的卡爪77連接。相應(yīng)的，軸向壓緊裝置的缸座82上設(shè)有鏈環(huán)孔a821。徑向夾緊裝置的卡爪77上設(shè)有鏈環(huán)孔b771。鏈環(huán)穿過鏈環(huán)孔a821和鏈環(huán)孔b771而將缸座82和卡爪77活動連接。

優(yōu)選，異形火箭艙段機(jī)加夾具還包括蓋裝在端面接觸臺6內(nèi)側(cè)上邊緣處的擋屑蓋板100，擋屑蓋板100可防止加工工件的內(nèi)壁時切削碎屑落在回轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)上。

優(yōu)選，基座1的弧形槽12上設(shè)有角度刻度；支架a91的滑槽a911上設(shè)有長度刻度；支架b103的滑槽b1031上設(shè)有長度刻度。

簡述工件的裝夾過程：

1、將夾具安裝在或加工中心上，然后劃線找正(基座1與機(jī)床工作臺面通過螺栓固接)。

2、根據(jù)工件的參數(shù)調(diào)整氣動擴(kuò)徑定位銷a93和氣動擴(kuò)徑定位銷b105的位置。

3、將工件吊裝至夾具上方，要求工件定位銷孔與夾具體定位銷的位置大致相同，手動調(diào)節(jié)其位置在±5°以內(nèi)后，將工件放置在夾具臺面上，工件的下端面與端面接觸臺6接觸。

4、工件放置在夾具臺面上之后，根據(jù)集控操作臺輸入的工件定位內(nèi)孔的尺寸參數(shù)，系統(tǒng)將會控制徑向夾緊裝置的伺服電機(jī)72啟動，使四個卡爪77均沿各自的滑軌a76向外運(yùn)動，直至分別與工件內(nèi)孔孔壁接觸，從而實(shí)現(xiàn)工件的自動定心?？ㄗ?7初始位置是四個卡爪77圍成最小圓時所處的位置，系統(tǒng)帶有回“原點(diǎn)”功能，可以使卡爪回到初始位置，自動校準(zhǔn)系統(tǒng)值，有利于精確控制卡爪行程。系統(tǒng)會讓卡爪77的比設(shè)定的運(yùn)動行程多0.01mm，以起到徑向夾緊工件的作用。

5、徑向向夾緊之后，系統(tǒng)控制軸向壓緊裝置的氣動杠桿缸83進(jìn)行產(chǎn)生動作，使壓緊部件壓緊在工件內(nèi)孔中的臺階面上(參看圖11)，從而實(shí)現(xiàn)軸向壓緊。

6、軸向壓緊完成后，系統(tǒng)控制第一銷鎖定裝置的電磁鐵a95和第二銷鎖定裝置的電磁鐵b107斷電，彈簧a94在彈力作用下將氣動擴(kuò)徑定位銷a93往上頂，彈簧b106在彈力作用下將氣動擴(kuò)徑定位銷b105往上頂。然后系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)2啟動，步進(jìn)電機(jī)2通過步進(jìn)電機(jī)2帶動中間圓板4轉(zhuǎn)動，從而帶動工件發(fā)生旋轉(zhuǎn)，當(dāng)工件端面上的兩個銷孔分別與氣動擴(kuò)徑定位銷a93和氣動擴(kuò)徑定位銷b105對準(zhǔn)時，氣動擴(kuò)徑定位銷a93和氣動擴(kuò)徑定位銷b105分別在彈簧a94和彈簧b107的作用下插入工件的銷孔之中，然后將這一信號反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)隨即控制步進(jìn)電機(jī)2停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工件裝夾完成。

系統(tǒng)通過控制外部氣源進(jìn)而控制氣動擴(kuò)徑定位銷a、b進(jìn)行擴(kuò)徑動作，從而實(shí)現(xiàn)銷與銷孔的緊密配合。