用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空、航天、汽車等產(chǎn)品中，存在著大量的剛度差且具有復(fù)雜曲面外形的薄壁零件，傳統(tǒng)的薄壁零件的切邊、鉆孔、測(cè)量等操作多采用專用工裝，工裝表面具有與薄壁零件一致的曲面外形，每一套工裝只能適用于一種薄壁零件，在各行業(yè)日益增長(zhǎng)的小批量、多品種的需求下，成本過高，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。
[0003]雖然現(xiàn)有一些夾具可以根據(jù)零件形狀尺寸和工藝要求，通過人工調(diào)整的方式實(shí)現(xiàn)薄壁曲面零件的定位支撐，但人工操作的效率低、精度差、難以滿足薄壁曲面零件生產(chǎn)的高效率需求，且其支撐固定單元大多采用固定在工作臺(tái)的T型槽上的方式連接，使支撐固定單元在工作臺(tái)某些方向的距離為固定值，無法調(diào)整；中國專利號(hào)200810056655.5公開了釘高調(diào)整單元的Y向距離通過定位板長(zhǎng)度來確定，X向距離通過基枕上定位孔的距離來確定，兩個(gè)方向上均不可任意調(diào)節(jié)。
[0004]目前國內(nèi)外研制的基于測(cè)量、控制、機(jī)械等學(xué)科的全自動(dòng)柔性工裝采用液壓控制方式來實(shí)現(xiàn)支撐固定單元之間的距離調(diào)整，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)制造難度大，成本高，阻礙了其在企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，面對(duì)上述問題，必須研宄適用于實(shí)際需求的薄壁曲面零件的多點(diǎn)柔性工裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具，特點(diǎn)是:包括支架以及位于其一側(cè)用于對(duì)尾翼中尾部提供定位支撐的調(diào)姿定位裝置，所述支架的上下橫梁上均安裝有用于對(duì)尾翼頭部外側(cè)壓緊的外部支撐裝置，支架的中間橫梁上安裝有用于對(duì)尾翼頭部?jī)?nèi)側(cè)壓緊的內(nèi)部支撐裝置，支架上還安裝有用于對(duì)尾翼頭部固定的主夾緊機(jī)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，上述的用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具，其中，所述支架的上橫梁上安裝的外部支撐裝置與下橫梁上安裝的外部支撐裝置一一相對(duì)，支架的中間橫梁上安裝的內(nèi)部支撐裝置一一相背。
[0009]更進(jìn)一步地，上述的用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具，其中，所述外部支撐裝置包括支撐機(jī)構(gòu)以及鎖緊與解鎖機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)包含氣缸、壓桿、支撐桿、開口導(dǎo)向套和導(dǎo)向座，導(dǎo)向座安裝于固定座上，導(dǎo)向座中安裝有開口導(dǎo)向套，壓桿置于開口導(dǎo)向套中并可沿其滑動(dòng)，氣缸通過支撐桿安裝于導(dǎo)向座上，氣缸的活塞桿與壓桿驅(qū)動(dòng)連接，壓桿的端部設(shè)有壓頭；所述鎖緊與解鎖機(jī)構(gòu)包含伺服電機(jī)、偏心軸、調(diào)節(jié)軸和滾子，所述偏心軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于固定座上的軸承座中，偏心軸由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，沿軸承座的徑向設(shè)有徑向孔，徑向孔中配裝調(diào)節(jié)軸，調(diào)節(jié)軸的上端安裝有與偏心軸的外圓面接觸的滾子，調(diào)節(jié)軸下部的內(nèi)孔中配裝拉桿，拉桿的頂端與滾子的下端相對(duì)，拉桿上依次套裝螺母、擋圈和碟簧組件，拉桿的下部置于支撐套中并可沿其滑動(dòng)，碟簧組件的上端與擋圈的下端面相抵接，碟簧組件的下端與支撐套的上端面相抵接，支撐套固定于導(dǎo)向座上，支撐套與拉桿形成鉗口，鉗口包容開口導(dǎo)向套的開口兩側(cè)；所述導(dǎo)向座上安裝有可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的支撐桿，氣缸的缸座固定于支撐桿上，氣缸的活塞桿與壓桿驅(qū)動(dòng)連接；所述伺服電機(jī)的傳動(dòng)軸與減速機(jī)的輸入軸相連，減速機(jī)安裝于固定座的側(cè)面，減速機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與偏心軸驅(qū)動(dòng)連接；所述支撐套上與開口導(dǎo)向套的開口上側(cè)相對(duì)的至下區(qū)域形成缺口，拉桿上與開口導(dǎo)向套的開口下側(cè)相對(duì)的至下區(qū)域形成凸臺(tái)，拉桿上凸臺(tái)與支撐套形成包容開口導(dǎo)向套開口兩側(cè)的鉗口。
[0010]更進(jìn)一步地，上述的用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具，其中，所述內(nèi)部支撐裝置包含伺服電機(jī)、傳動(dòng)軸、固定座和槽型凸輪，所述傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)自如地支承于固定座上，傳動(dòng)軸的一端由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接，傳動(dòng)軸的另一端通過聯(lián)軸器安裝一槽型凸輪，槽型凸輪端面上設(shè)有導(dǎo)向槽，所述固定座上方固定一導(dǎo)向座，導(dǎo)向座中安裝有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套中設(shè)有可沿其導(dǎo)向孔滑動(dòng)的壓桿，壓桿的頂端固定一傳感器座，傳感器座上依次安裝有測(cè)力傳感器和壓頭，壓桿的內(nèi)孔中部設(shè)有凸臺(tái)，調(diào)節(jié)桿從上至下穿過凸臺(tái)上的通孔，其上套裝一碟簧組件，壓桿的內(nèi)孔下部配裝一碟簧座，調(diào)節(jié)桿的下端嵌裝于碟簧座中，碟簧組件的上端與凸臺(tái)的下端面相抵接，碟簧組件的下端與碟簧座的上端面相抵接，碟簧座的下部通過其內(nèi)螺紋連接一長(zhǎng)度調(diào)節(jié)桿，長(zhǎng)度調(diào)節(jié)桿的下端安裝一銷軸，銷軸的軸線與長(zhǎng)度調(diào)節(jié)桿的軸線相垂直，銷軸嵌入槽型凸輪上的導(dǎo)向槽中，銷軸的軸線與傳動(dòng)軸的軸線相平行；所述測(cè)力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡與計(jì)算機(jī)傳輸連接，計(jì)算機(jī)與PLC傳輸連接，PLC與伺服電機(jī)控制連接；所述伺服電機(jī)的傳動(dòng)軸與減速箱的輸入軸相連，減速箱安裝于固定座的側(cè)面，減速箱的輸出軸與傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接；所述銷軸通過滾子嵌入槽型凸輪上的導(dǎo)向槽中；所述傳動(dòng)軸通過軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承于固定座上。
[0011]更進(jìn)一步地，上述的用于飛機(jī)尾翼垂直安定面加工的夾具，其中，所述調(diào)姿定位裝置包括滑臺(tái)以及布置其上的三組調(diào)整模塊，其中，第一調(diào)整模塊包括X軸傳送單元、Y軸傳送單元和Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)，Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)安裝于Y軸傳送單元上，Y軸傳送單元安裝于X軸傳送單元上；第二調(diào)整模塊包括X軸傳送單元、Y軸自由滑動(dòng)單元和Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)，Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)安裝于Y軸自由滑動(dòng)單元上，Y軸自由滑動(dòng)單元安裝于X軸傳送單元上；第三調(diào)整模塊包括X軸自由滑動(dòng)單元、Y軸自由滑動(dòng)單元和Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)，Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)安裝于Y軸自由滑動(dòng)單元上，Y軸自由滑動(dòng)單元安裝于X軸自由滑動(dòng)單元上；所述每一 Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)上均安裝一球頭浮動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述滑臺(tái)的中間位置布置有重心支撐裝置；所述第一調(diào)整模塊的X軸傳送單元包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)X，其Y軸傳送單元包括Y軸滑軌和控制Y軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)Y，Y軸傳送單元安裝于X軸傳送單元的X軸滑軌上，其Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)安裝于Y軸傳送單元的Y軸滑軌上；所述第二調(diào)整模塊的X軸傳送單元包括X軸滑軌和控制X軸滑軌運(yùn)動(dòng)的電機(jī)X，其Y軸自由滑動(dòng)單元安裝于X軸傳送單元的X軸滑軌上，其Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)安裝于Y軸自由滑動(dòng)單元上；所述重心支撐裝置包含底座、鎖止螺母和絲杠，鎖止螺母通過止推軸承旋轉(zhuǎn)自如地安裝于底座上，鎖止螺母中配裝有垂直的絲杠，鎖止螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠的上下運(yùn)動(dòng)，絲杠的上端設(shè)有絲杠套，絲杠套的頂端安裝有支撐頭；所述Z軸可調(diào)伺服支撐機(jī)構(gòu)包含內(nèi)導(dǎo)向座以及置于其外層的外導(dǎo)向套，介于內(nèi)導(dǎo)向座與外導(dǎo)向套之間設(shè)有可沿其軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向柱，內(nèi)導(dǎo)向座的端部安裝有電機(jī)安裝座，伺服電動(dòng)缸置于內(nèi)導(dǎo)向座中且與電機(jī)安裝座相固定，所述導(dǎo)向柱上安裝有連接座，伺服電動(dòng)缸推桿與連接座相連接，連接座上安裝一支撐球頭，支撐球頭置于球窩支撐座上構(gòu)成球關(guān)節(jié)浮動(dòng)支撐；所述導(dǎo)向柱上固定一防轉(zhuǎn)連接板，外導(dǎo)向套的側(cè)壁固定一防轉(zhuǎn)座，與伺服電動(dòng)缸推桿的軸向平行設(shè)置的防轉(zhuǎn)桿，其一端固定于防轉(zhuǎn)座上，其另一端穿過防轉(zhuǎn)座上的導(dǎo)向孔，可沿導(dǎo)向孔軸向滑動(dòng)；導(dǎo)向柱上固定一擋鐵連接板，外導(dǎo)向套的側(cè)壁固定一擋鐵導(dǎo)向座，與伺服電動(dòng)缸推桿的軸向平行設(shè)置的擋鐵安裝桿，其一端固定于擋鐵連接板上，其另一端穿過擋鐵導(dǎo)向座上的導(dǎo)向孔，擋鐵安裝桿的頂端套裝有上行程死擋鐵，擋鐵安裝桿的底端安裝有下行程死擋鐵；上行程死擋鐵通過調(diào)節(jié)螺母安裝于擋鐵安裝桿上，其在擋鐵安裝桿上的軸向位置可調(diào)。
[0012]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
[0013]①用于飛機(jī)尾翼垂直安定面的定位夾緊，可應(yīng)用于航空業(yè)飛機(jī)大部件加工領(lǐng)域，垂直安定面屬于曲面薄壁零件，實(shí)現(xiàn)了垂直安定面的自動(dòng)定位夾緊，滿足大型、剛性差的零件的定位裝夾需求，其調(diào)姿結(jié)束后，夾緊效果優(yōu)異，零件未因夾緊而變形，調(diào)整效率高，調(diào)整靈活且穩(wěn)定；
[0014]②外部支撐裝置的氣缸推動(dòng)壓桿，支撐力大小可調(diào)；開口導(dǎo)向套徑向鎖緊壓桿，不產(chǎn)生額外支撐力，壓桿位置不隨支撐面的彈性變形而變化，不阻礙支撐面彈性變形后的回復(fù)；蝶形彈簧組件提供鎖緊力，鎖緊力穩(wěn)定，可調(diào)；伺服電機(jī)控制偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度，確保鎖緊機(jī)構(gòu)解鎖可靠；可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)支撐同時(shí)工作或選擇支撐點(diǎn)；
[0015]③內(nèi)部支撐裝置采用凸輪驅(qū)動(dòng)，夾緊行程由設(shè)計(jì)好的凸輪升程確定；夾緊力由壓桿內(nèi)碟簧組件提供，夾緊力大小通過調(diào)