CN109500739B - 一种复合材料灌封试验件固定夹具及其固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合材料灌封试验件固定夹具，包括基座、基础板、第一定位块、第二定位块、压板组件，基座的底部与工作平台固定，基础板一侧面与基座的一侧面连接，压板组件设有两组，平行间隔设置于基础板另一侧面上，其中一组压板组件的上方和一侧方分别设有第一定位块、第二定位块，第一定位块与基础板的上表面连接，第二定位块在两组压板组件之间与基础板另一侧面连接。本发明还公开了使用该夹具夹紧零件的固定方法。本发明优点是：通过基础板与基座的可拆卸设计，使装夹有零件的基础板能够实现整体翻转，从而避免零件在端面机械加工过程中需进行二次定位夹紧，保证了复合材料灌封试验件机械加工后的端面平行度及加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及固定夹具及固定方法，尤其是涉及一种复合材料灌封试验件固定夹具及其固定方法。
背景技术
在目前的航空材料制造技术领域，复合材料灌封试验件在其固化完成后，由于其外形型面、零件四周外形尺寸不能一次成型达到零件设计要求，因此需通过进一步的机械加工才能符合要求。
在金属件机械加工中，由于金属材料的材质性能硬度符合机械加工的硬度要求，因此，使用一般压板夹持就能解决在加工过程中切屑力的问题，且加工出的零件形状、尺寸都能符合要求。但是，对于复合材料灌封试验件而言，此种夹持方式很不适用，无法保证复合材料灌封试验件的可靠夹持，使得在端铣机械加工后，复合材料灌封试验件的平行度精度经常与要求相差甚远，且粗糙度还达不到设计理想要求，加工报废率极高。虽然可以采用进口数控高精度磨床加工以满足要求，但是因成本昂贵且设备数量有限，使加工成本和周期得不到保证。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种复合材料灌封试验件固定夹具，以及使用该夹具固定复合材料灌封试验件的固定方法，使复合材料灌封试验件在机械加工时能够被牢靠固定，从而增强加工精度并降低成本。
技术方案：一种复合材料灌封试验件固定夹具，包括基座、基础板、第一定位块、第二定位块、压板组件，所述基座的底部与工作平台固定，所述基础板一侧面与所述基座的一侧面连接，所述压板组件设有两组，平行间隔设置于所述基础板另一侧面上，其中一组所述压板组件的上方和一侧方分别设有所述第一定位块、所述第二定位块，所述第一定位块与所述基础板的上表面连接，所述第二定位块在两组所述压板组件之间与所述基础板另一侧面连接。
第一定位块、第二定位块用作零件在装入本夹具时的定位，零件在两组压板组件之间被夹紧固定，在放入零件时，使零件的端头部位与第一定位块贴合，一侧面与第二定位块贴合，从而使零件被定位，再通过两组压板组件分别与零件的相对两侧面紧密压合夹紧零件，通过第二定位块定位的零件的一侧面即为其中一组压板组件精密压合的零件的一侧面。零件夹紧后，通过磨床对零件的其中一端进行加工，加工完毕后，将基础板与基座分离，将本夹具除基座以外的部件连同零件一起旋转180°，使零件两端的位置互换，通过磨床对零件的另一端进行加工。由于是整体翻转180°，因此，无需将零件进行重新定位及夹紧，从而能够保证零件两个加工端面的平行度，保证了零件的加工精度，降低成本。
进一步的，所述基座的一侧面上开设有由多条间隔排列的横槽与多条间隔排列的纵槽依次十字相交构成的安装槽组，所述基础板的一侧面上设有定位键组，所述定位键组与所述安装槽组配合连接。
进一步的，所述定位键组包括多个定位键，所述定位键在所述基础板上分散设置并与所述安装槽组位置匹配。
最佳的，所述横槽、所述纵槽均为T型槽。
进一步的，本夹具还包括T型螺栓，所述基础板上间隔开设有四个呈2×2矩阵分布的通孔，每个所述通孔中穿设有一个所述T型螺栓，所述基础板通过所述T型螺栓与所述基座固定。
在将基础板安装固定到基座上时，T型螺栓的头部首先被卡设在基座上的横槽或纵槽中的对应位置，然后，将基础板上的定位键插入基座上的横槽或纵槽中实现基础板与基座的定位，此时，T型螺栓对应插入基础板上的通孔中，最后安装并拧紧螺帽，基础板被固定。
进一步的，所述压板组件包括至少两个压板，所述压板沿所述基础板竖向间隔排列并分别通过一个标准螺栓一与所述基础板连接。
压板使零件上至少有四处位置被压紧固定，从而保证零件的牢靠夹紧。
进一步的，本夹具还包括限位板，所述限位板在其中一组所述压板组件处设置于相邻两个所述压板之间，所述限位板通过一个标准螺栓二与所述基础板连接。限位板对零件的另一侧面起到辅助限位的作用。
进一步的，所述第二定位块在所述基础板上间隔排列设有两个，所述第二定位块的一侧面上设有T型键，所述基础板对应设有定位槽，所述T型键与所述定位槽配合，所述第二定位块通过螺丝与所述基础板连接。第二定位块与基础板的定位方式为键槽定位。
上述的一种使用复合材料灌封试验件固定夹具固定该种零件的固定方法，包括以下步骤：
步骤一：将本夹具上的所述基座与其他部件分离，将所述基座通过磁力吸附或夹持的方式固定在工作平台上；
步骤二：取零件，在零件与所述基础板的接触面上分别平粘双面胶；
步骤三：将零件从两组所述压板组件之间放入，使零件的端头部位与第一定位块紧密贴合，零件的一侧面与第二定位块紧密贴合，缓慢推进使零件粘接到所述基础板上：
步骤四：将粘接有零件的所述基础板固定到所述基座上；
步骤五：将其中一组所述压板组件向零件推进，使两组所述压板组件分别紧密贴合零件的相对两侧面，将所述压板组件在所述基础板上锁紧，使零件夹紧于两组所述压板组件之间；
步骤六：通过磨床加工零件的一端；
步骤七：零件的一端加工完毕后，再次分离所述基座与其他部件，将粘接有零件的所述基础板旋转180°后，将所述基础板再次固定到所述基座上，通过磨床加工零件的另一端。
最佳的，在步骤二中，所述双面胶带为布基双面胶，所述双面胶的宽度为45mm～60mm，厚度为0.6mm～0.8mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：通过基础板与基座的可拆卸设计，使装夹有零件的基础板能够实现整体翻转，从而避免零件在端面机械加工过程中需进行二次定位夹紧，从而避免误差的产生，使复合材料灌封试验件机械加工后的端面平行度得到保证，保证了零件的加工精度，降低成本；本夹具能够保证零件被稳定夹紧，结构简单，使用方便，易于操作。
附图说明
图1为本固定夹具的立体结构示意图；
图2为本固定夹具的主视图；
图3为图2的E-E剖视图；
图4为本固定夹具的右视图；
图5为图4的D-D剖视图；
图6为本固定夹具的俯视图；
图7为本固定夹具去除基座后的后视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种复合材料灌封试验件固定夹具，如图1～7所示，包括基座1、基础板2、第一定位块3、第二定位块4、压板组件5、T型螺栓6、限位板8。
基座1的底部与工作平台固定，基座1的一侧面上开设有由多条间隔排列的横槽11与多条间隔排列的纵槽12依次十字相交构成的安装槽组，横槽11、纵槽12均为T型槽，基础板2的一侧面上设有定位键组，定位键组包括多个定位键21，定位键21在基础板2上分散设置，如可以分别设置在基础板2上靠近四个顶角的位置处以及基础板2的中部，定位键21与安装槽组位置匹配，定位键21嵌入对应的横槽11或纵槽12中。
基础板2上间隔开设有四个呈2×2矩阵分布的通孔22，每个通孔22中穿设有一个T型螺栓6，T型螺栓6的头部卡设于横槽11或纵槽12中，T型螺栓6的尾端通过螺帽拧紧，使基础板2一侧面通过T型螺栓6与基座1的一侧面固定，拧紧后，螺帽位于基础板2上的通孔22中，通常情况下，螺帽需用可调数显扭力扳手控制螺帽紧固力量，紧固力量需控制在1.5N.m～2.3N.m。
压板组件5设有两组，平行间隔设置于基础板2的另一侧面上，压板组件5包括至少两个压板51，压板51沿基础板2竖向间隔排列并分别通过一个标准螺栓一7与基础板2连接，在其中一组压板组件5的上方和一侧方分别设有第一定位块3、第二定位块4，第二定位块4位于该组压板组件5的下方，第二定位块4在两组压板组件5之间与基础板2另一侧面连接，第二定位块4在基础板2沿其竖向间隔排列设有两个，第二定位块4的一侧面上设有T型键，基础板2对应位置设有定位槽，T型键与定位槽配合使，第二定位块4与基础板2通过键槽定位，第二定位块4通过螺丝10与基础板2连接，第一定位块3与基础板2的上表面连接，连接后，第一定位块3的上表面的高度比基座1上表面的高度高8mm～10mm；限位板8设置于另一组压板组件5处，限位板8在相邻两个压板51之间通过一个标准螺栓二9与基础板2连接。
第一定位块、第二定位块用作零件100在装入本夹具时的定位，零件100在两组压板组件之间被夹紧固定，在放入零件100时，使零件100的端头部位与第一定位块贴合，两个第二定位块分别与零件100同一侧面贴合，从而使零件100被定位，再通过两组压板组件分别与零件100的相对两侧面紧密压合夹紧零件100，压板使零件上至少有四处位置被压紧固定，从而保证零件的牢靠夹紧，通过第二定位块定位的零件100的一侧面即为其中一组压板组件精密压合的零件100的一侧面。零件100夹紧后，通过磨床对零件100的其中一端进行加工，加工砂轮用黑色碳化硅系列，砂轮目数为46#～60#之间，加工工作台移动速度需控制在8m/min～11m/min之间，加工完毕后，将基础板与基座分离，将本夹具除基座以外的部件连同零件100一起旋转180°，使零件100两端的位置互换，再次将基础板固定好基座上，通过磨床对零件100的另一端进行加工。由于是整体翻转180°，因此，无需将零件100进行重新定位及夹紧，从而能够保证零件100两个加工端面的平行度，保证了零件100的加工精度，降低成本。
使用本固定夹具固定复合材料灌封试验件的固定方法，包括以下步骤：
步骤一：将本夹具上的基座与其他部件分离，将基座通过磁力吸附或夹持的方式固定在工作平台上；
步骤二：取零件，在零件与基础板的接触面上分别平粘双面胶，双面胶带为布基双面胶，双面胶的宽度为45mm～60mm，厚度为0.6mm～0.8mm；
步骤三：将零件从两组压板组件之间放入，使零件的端头部位与第一定位块紧密贴合，零件的一侧面与两个第二定位块同时紧密贴合，缓慢推进轻轻压紧零件，使零件粘接到基础板上：
步骤四：将T型螺栓的头部卡设在基座上的横槽或纵槽中的对应位置，将基础板上的定位键插入基座上的横槽或纵槽中实现基础板与基座的定位，此时，使T型螺栓对应插入基础板上的通孔中，最后使用可调数显扭力扳手安装并拧紧螺帽，使粘接有零件的基础板固定到基座上；
步骤五：将其中一组压板组件向零件推进，使所述压板组件分别紧密贴合零件的相对两侧面，将压板组件在基础板上锁紧，使零件夹紧于两组所述压板组件之间；
步骤六：通过磨床加工零件的一端；
步骤七：零件的一端加工完毕后，拆卸螺帽再次分离基座与其他部件，将粘接有零件的基础板整体旋转180°后，将基础板以同样的方式再次固定到基座上，通过磨床加工零件的另一端。
通过本固定夹具固定复合材料灌封试验件的方法十分方便，易于操作且固定牢靠，能够避免零件在端面机械加工过程中需进行二次定位夹紧，从而避免误差的产生，确保了复合材料灌封试验件机械加工后的端面平行度，保证了零件的加工精度，降低成本。
Claims (6)
1.一种复合材料灌封试验件固定夹具，其特征在于：包括基座（1）、基础板（2）、第一定位块（3）、第二定位块（4）、压板组件（5），所述基座（1）的底部与工作平台固定，所述基础板（2）一侧面与所述基座（1）的一侧面连接，所述压板组件（5）设有两组，平行间隔设置于所述基础板（2）另一侧面上，其中一组所述压板组件（5）的上方和一侧方分别设有所述第一定位块（3）、所述第二定位块（4），所述第一定位块（3）与所述基础板（2）的上表面连接，所述第二定位块（4）在两组所述压板组件（5）之间与所述基础板（2）另一侧面连接；
所述基座（1）的一侧面上开设有由多条间隔排列的横槽（11）与多条间隔排列的纵槽（12）依次十字相交构成的安装槽组，所述基础板（2）的一侧面上设有定位键组，所述定位键组与所述安装槽组配合连接；
所述定位键组包括多个定位键（21），所述定位键（21）在所述基础板（2）上分散设置并与所述安装槽组位置匹配；所述横槽（11）、所述纵槽（12）均为T型槽；所述基础板（2）上间隔开设有四个呈2×2矩阵分布的通孔（22），每个所述通孔（22）中穿设有一个T型螺栓（6），所述基础板（2）通过所述T型螺栓（6）与所述基座（1）固定，
具体为：将零件从两组压板组件（5）之间放入，使零件的端头部位与第一定位块（3）紧密贴合，零件的一侧面与两个第二定位块（4）同时紧密贴合，推进压紧零件，使零件粘接到基础板（2）上；
将T型螺栓（6）的头部卡设在基座（1）上的横槽或纵槽中的对应位置，将基础板（2）上的定位键（21）插入横槽或纵槽中实现基础板（2）与基座（1）的定位，并使 T 型螺栓（6）对应插入基础板上的通孔（22）中，拧紧螺帽，使粘接有零件的基础板（2）固定到基座（1）上；
拆卸螺帽分离基座（1）与粘接有零件的基础板（2），并将基础板（2）整体旋转 180°后再次固定到基座（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料灌封试验件固定夹具，其特征在于：所述压板组件（5）包括至少两个压板（51），所述压板（51）沿所述基础板（2）竖向间隔排列并分别通过一个标准螺栓一（7）与所述基础板（2）连接。
3.根据权利要求2所述的一种复合材料灌封试验件固定夹具，其特征在于：还包括限位板（8），所述限位板（8）在其中一组所述压板组件（5）处设置于相邻两个所述压板（51）之间，所述限位板（8）通过一个标准螺栓二（9）与所述基础板（2）连接。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料灌封试验件固定夹具，其特征在于：所述第二定位块（4）在所述基础板（2）上间隔排列设有两个，所述第二定位块（4）的一侧面上设有T型键，所述基础板（2）对应设有定位槽，所述T型键与所述定位槽配合，所述第二定位块（4）通过螺丝（10）与所述基础板（2）连接。
5.一种使用权利要求1～4任一所述的复合材料灌封试验件固定夹具的固定方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将本夹具上的所述基座与其他部件分离，将所述基座通过磁力吸附或夹持的方式固定在工作平台上；步骤二：取零件，在零件与所述基础板的接触面上分别平粘双面胶；步骤三：将零件从两组所述压板组件之间放入，使零件的端头部位与第一定位块紧密贴合，零件的一侧面与第二定位块紧密贴合，缓慢推进使零件粘接到所述基础板上：步骤四：将粘接有零件的所述基础板固定到所述基座上；步骤五：将其中一组所述压板组件向零件推进，使两组所述压板组件分别紧密贴合零件的相对两侧面，将所述压板组件在所述基础板上锁紧，使零件夹紧于两组所述压板组件之间；步骤六：通过磨床加工零件的一端；步骤七：零件的一端加工完毕后，再次分离所述基座与其他部件，将粘接有零件的所述基础板旋转180°后，将所述基础板再次固定到所述基座上，通过磨床加工零件的另一端。
6.根据权利要求5所述的一种复合材料灌封试验件固定夹具的固定方法，其特征在于：在步骤二中，所述双面胶为布基双面胶，所述双面胶的宽度为45mm～60mm，厚度为0.6mm～0.8mm。
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