[发明专利]一种轴对称薄壁悬空结构的铣削装夹装置

说明书

本发明实施例提供了一种轴对称薄壁悬空结构的铣削装夹装置，轴对称薄壁悬空结构包括轴以及基于轴对称的平面或槽特征，包括步骤：采用三爪卡盘，装夹轴对称薄壁悬空结构的零件，粗车轴端面及外圆，留有余量；线切割加工固定形状的槽并去除平面多余的加工余量，留工艺余量1～3mm；制两顶尖孔或倒角孔；车端面，并在槽内以及轴对称薄壁悬空结构的轴端面钻顶尖孔或制倒角孔；双顶尖孔或倒角孔在同一轴线上；将轴对称薄壁悬空结构的零件装夹到车削工装，三爪卡盘装夹工装定位柱的柱面，工装平面侧面的顶尖顶住零件凹槽底部的顶尖孔，另一端用车床尾座的顶尖顶住顶尖孔或倒角孔，精加工零件外圆的各档尺寸；研磨顶尖孔；精铣悬臂对称两平面。

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，特别涉及轴对称薄壁悬空结构零件的精密机械加工。

背景技术

在航天领域，轴对称薄壁悬空结构比较常见，零件属于典型弱刚性零件，加工薄壁平面过程中易产生变形和切削颤振，加工尺寸精度和对称度指标控制难度大；结构上平面与圆柱相结合，形状不规则，装夹准备时间很长；两面薄壁基于圆柱的轴心基准对称，在加工过程中既要控制悬臂结构的尺寸，又要保证两个薄壁悬空平面基于轴心对称，给工艺设计和零件加工带来较大的挑战。

在以往的加工过程中，对称平面铣削分为粗铣和精铣，铣削是采用V形块和内撑板结合，加工准备时间长，对称两平面的加工要二次装夹，而且第二面的加工工艺要求每一件都必须对零件进行矫正，以保证对称度的要求，加工效率很低，而且工装可靠性不高，产品尺寸极容易超差。

为了提高产品的加工效率，能够满足类似结构不同型号、不同尺寸的产品加工，本发明提出了一种轴对称薄壁悬空结构的精密制造方法及柔性装夹装置。该加工方法优化了现有的加工流程，而且通过铣削装夹装置，一次装夹可以实现正反两个面的加工，大幅提高了加工效率和定位精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴对称薄壁悬空结构的加工方法，所述轴对称薄壁悬空结构包括轴以及基于轴对称的平面或槽特征，其特征在于，包括步骤：

步骤1：粗车；采用三爪卡盘，装夹轴对称薄壁悬空结构的零件，粗车轴端面及外圆，留有余量，轴作为后续加工的粗基准；

步骤2：线切割；线切割槽和平面；线切割加工固定形状的槽并去除平面多余的加工余量，根据平面大小，留工艺余量1～3mm；

步骤3：制两顶尖孔或倒角孔；车端面，并在轴对称薄壁悬空结构的槽内以及轴对称薄壁悬空结构的轴端面钻顶尖孔或制倒角孔；双顶尖孔或倒角孔在同一轴线上；

步骤4：精车轴外圆；将轴对称薄壁悬空结构的零件装夹到车削工装，三爪卡盘装夹工装定位柱的柱面，工装平面侧面的顶尖顶住零件凹槽底部的顶尖孔，另一端用车床尾座的顶尖顶住顶尖孔或倒角孔，精加工零件外圆的各档尺寸；

步骤5：研磨顶尖孔，作为后续加工的精基准；

步骤6：铣削平面；精铣悬臂对称两平面。

本发明实施例还提供了一种轴对称薄壁悬空结构的车削工装，用于将轴对称薄壁悬空结构在机床上进行空间位置限定，其特征在于，所述车削工装包括板和轴，所述板固定安装于所述轴上，板相对于轴的轴线基准对称；所述轴与所述轴对称薄壁悬空结构的轴共轴线；

所述车削工装的板与所述轴对称薄壁悬空结构的槽间隙配合，所述板放置于所述轴对称薄壁悬空结构的两个薄壁形成的槽内，所述板相对于轴对称薄壁悬空结构的轴线基准对称。

优选地，所述板远离所述圆柱的一侧边，设置有顶尖，顶尖所在的轴线与轴的轴线基准平行；所述顶尖安装于所述轴对称薄壁悬空结构的薄壁内侧顶壁的顶尖孔内，用于调整固定所述车削工装与所述轴对称薄壁悬空结构的横向相对位置，使所述轴与所述轴对称薄壁悬空结构的轴重合。

本发明实施例还提供了一种轴对称薄壁悬空结构的铣削装夹装置，用于装夹轴对称薄壁悬空结构，其特征在于，所述铣削柔性装夹装置包括：