一種多通桁架接頭拋磨矢量裝夾裝置及裝夾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種夾具，具體設(shè)及一種多通巧架接頭拋磨矢量裝夾裝置及裝夾方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳纖維復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高、各向同性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于當(dāng)今航空 航天產(chǎn)品當(dāng)中。衛(wèi)星就是運(yùn)當(dāng)中發(fā)展最為迅速的產(chǎn)品之一。伴隨衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，大量采 用先進(jìn)復(fù)合材料研制的巧架式結(jié)構(gòu)運(yùn)用到了衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中，有效地減輕結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量并提高 衛(wèi)星的承載能力。復(fù)合材料巧架式衛(wèi)星結(jié)構(gòu)主要是由方（圓）管形連桿和多通巧架接頭組 成的，連桿與接頭之間主要采用膠結(jié)或膠接+馴接的連接方式，克服了原有金屬螺紋連接 缺點(diǎn)；桿件和接頭的配合間隙介于0. 1~0. 3mm，W達(dá)到較高的膠接強(qiáng)度，提高巧架結(jié)構(gòu)的 穩(wěn)定性和安全性。為了提高膠結(jié)質(zhì)量，就必須對(duì)多通巧架接頭與連桿裝配的結(jié)合面進(jìn)行拋 磨，能夠去除毛刺，達(dá)到較高的表面精度。利用高速主軸（速度達(dá)600(K)r/minW上）帶動(dòng) 直徑小于10mm的CBN微磨頭，對(duì)多通巧架接頭頭部進(jìn)行高速微細(xì)研磨，可使接頭平面度達(dá) 到 0. 16mmW下。
[0003] 一般說(shuō)來(lái)多通巧架接頭形狀比較復(fù)雜，W接頭中屯、點(diǎn)出發(fā)，伸出部分有的是沿正 交平面伸展，有的則是向空間沿某一特定角度伸展；且為了配合連桿，伸出部分又可分為不 同直徑的圓管型結(jié)構(gòu)或不同長(zhǎng)寬比的方管型結(jié)構(gòu)。因此，各種多通碳纖維巧架接頭的裝夾 定位成為自動(dòng)化拋磨首要解決的問(wèn)題。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索，至今未發(fā)現(xiàn)面向多通接頭拋 磨工藝裝夾的公開報(bào)道。
[0004] 當(dāng)前，對(duì)多通碳纖維巧架接頭的頭部接合處進(jìn)行拋磨基本上都是人工手持砂紙靠 經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成的。隨之帶來(lái)的問(wèn)題有：（1)不可避免地出現(xiàn)人為因素，難免保證巧架接頭頭部 表面質(zhì)量和精度；（2)繁重作業(yè)任務(wù)一定程度上增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，進(jìn)而影響加工效 率和整體研制周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種多通巧架接頭拋磨 矢量裝夾裝置及裝夾方法，將其應(yīng)用于數(shù)控微細(xì)磨床系統(tǒng)中，即可W方便接頭拋磨前后的 裝夾，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著提高加工效率，又可W提高了多通巧架接頭頭部的裝夾精 度。
[0006] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的多通巧架接頭拋磨矢量裝夾裝置，包括底 座、位于底座上方的圓形的水平碼盤和位于水平碼盤上方的立柱，所述水平碼盤通過(guò)第一 旋轉(zhuǎn)裝置安裝在底座上，第一旋轉(zhuǎn)裝置上安裝有第一鎖緊裝置，底座上安裝有水平碼尺條， 水平碼盤上對(duì)稱的安裝有兩個(gè)立柱，立柱通過(guò)水平移動(dòng)裝置安裝在水平碼盤上，立柱的頂 端安裝有夾持工件的夾具頭，夾具頭通過(guò)第二旋轉(zhuǎn)裝置安裝在立柱上，第二旋轉(zhuǎn)裝置上安 裝有第二鎖緊裝置；通過(guò)兩個(gè)立柱上的夾具頭夾持工件，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)水平碼盤調(diào)整工件水平 角度，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)夾具頭調(diào)整工件豎直角度。
[0007] 作為優(yōu)選，所述第一旋轉(zhuǎn)裝置包含中屯、支柱，中屯、支柱為階梯軸，中屯、支柱固定安 裝在底座上，在中屯、支柱上套有第一軸承，第一軸承的內(nèi)圈與中屯、支柱過(guò)盈配合，軸承的外 圈位于水平碼盤的凹槽內(nèi)，軸承的外圈與水平碼盤過(guò)盈配合。
[0008] 作為優(yōu)選，所述第一鎖緊裝置包含鎖緊扳手、脹套內(nèi)環(huán)和脹套外環(huán)，所述鎖緊扳手 通過(guò)螺紋套在中屯、支柱上，鎖緊扳手的下方依次設(shè)有壓緊蓋、脹套內(nèi)環(huán)、脹套外環(huán)和軸承 蓋，所述脹套內(nèi)環(huán)和脹套外環(huán)為模形面配合，軸承蓋位于軸承上，軸承蓋固定安裝在水平碼 盤上，通過(guò)調(diào)節(jié)鎖緊扳手，使壓緊蓋下移，擠壓脹套內(nèi)環(huán)，帶動(dòng)脹套外環(huán)外徑增大，從而撐緊 軸承蓋，達(dá)到鎖緊的目的。
[0009] 作為優(yōu)選，所述水平移動(dòng)裝置包含上托板、下托板和T型螺桿，所述下托板固定安 裝在水平碼盤上，下托板設(shè)有空屯、槽，T型螺桿穿過(guò)空屯、槽，T型螺桿通過(guò)第二軸承安裝在 下托板上，螺桿一端安裝有手輪，在空屯、槽內(nèi)安裝有T型螺母，T型螺母安裝在T型螺桿上， T型螺母固定安裝在上托板上，立柱安裝在上托板上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)T型螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，T型 螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)T型螺母沿T型螺桿移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)上托板相對(duì)下托板移動(dòng)的目的。
[0010] 作為優(yōu)選，所述第二旋轉(zhuǎn)裝置包含第Ξ軸承、夾具頭殼體和夾具頭端蓋，所述夾具 頭一端延伸有具有階梯狀的凸臺(tái)，第Ξ軸承的內(nèi)圈通過(guò)過(guò)盈配合套在凸臺(tái)上，凸臺(tái)的頂部 安裝有豎直碼盤，第Ξ軸承的外圈位于立柱凹槽內(nèi)，第Ξ軸承的外圈與立柱凹槽為過(guò)盈配 合，在第Ξ軸承的外圈上安裝有夾具頭殼體，夾具頭殼體固定安裝在立柱上，夾具頭殼體上 安裝有夾具頭端蓋，夾具頭端蓋上安裝有外碼環(huán)。
[0011] 作為優(yōu)選，所述第二鎖緊裝置包含鎖緊螺釘、摩擦體和內(nèi)螺紋套，所述內(nèi)螺紋套通 過(guò)焊接固定在夾具頭殼體上，內(nèi)螺紋套通過(guò)螺紋與螺旋端蓋連接，螺旋端蓋通過(guò)螺紋與鎖 緊螺釘連接，鎖緊螺釘?shù)念^部可頂住摩擦體，通過(guò)鎖緊螺釘?shù)男耄i緊螺釘?shù)囊欢隧斪∧?擦體，摩擦體頂住凸臺(tái)達(dá)到鎖緊凸臺(tái)的目的。
[0012] 作為優(yōu)選，所述摩擦體包含圓弧塊和圓筒，圓筒固定在圓弧塊上，圓弧塊的內(nèi)徑與 所對(duì)應(yīng)凸臺(tái)處的直徑相同。
[0013] 一種上述的多通巧架接頭拋磨矢量裝夾裝置的裝夾方法，包括W下步驟：
[0014](1)計(jì)算多通巧架接頭各分支接頭管軸空間分解矢量A和5，W多通巧架接頭各 分支管理論交匯點(diǎn)作為原點(diǎn)0,方形支管作為X，Y，Z軸矢量方向，按右手螺旋規(guī)則建立笛卡 爾直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系下，對(duì)要拋磨的巧架接頭管軸矢量玄進(jìn)行X0Y平面和ζ0Z平面 投影分解成矢量A和I，ζ0Ζ平面為通過(guò)巧架接頭管軸并與Χ0Υ平面垂直的定義平面，即C=Λ+ -目，其中A= (。。，。| ,0)'Β= ;
[0015] (2)完成多通巧架接頭在矢量裝夾裝置上的局部冗余自由度軸固定；
[0016] (3)調(diào)節(jié)裝夾裝置水平轉(zhuǎn)動(dòng)角度ΘA并進(jìn)行鎖定；
[0017] (4)調(diào)節(jié)裝夾裝置豎直轉(zhuǎn)動(dòng)角度ΘB并進(jìn)行鎖定；
[0018] (5)完成定位裝夾。
[0019] 作為優(yōu)選，所述步驟（2)包括W下步驟：
[0020] (a)旋轉(zhuǎn)工件一側(cè)的手輪，通過(guò)手輪調(diào)節(jié)立柱至一初始合適位置1。;手持多通巧架 接頭，選定一端接口，套嵌定位在夾具頭外側(cè)；
[0021] (b)旋轉(zhuǎn)工件另一側(cè)的手輪，使得立柱前移，使夾具頭塞嵌到多連通巧架接頭另一 端內(nèi)腔；
[0022] (C)微動(dòng)調(diào)節(jié)手輪，直至夾具頭頂住多通巧架接頭止面，記錄此時(shí)位置li;得到兩 夾具頭之間管接頭貫通長(zhǎng)度1 =I12-1。I+ll，其中12為滑動(dòng)平臺(tái)的有效距離，完成對(duì)多通接 頭沿絲桿方向的冗余自由度軸固定，確保夾具頭與多通巧架接頭固連在一起。
[0023] 作為優(yōu)選，所述步驟（3)包括W下步驟：
[0024] (a)松開鎖緊扳手，旋轉(zhuǎn)第一旋轉(zhuǎn)裝置中的水平碼盤；
[002引 化）觀察水平碼條尺中"0"刻度線指向水平矢量角度Θ=90-0,，其中Θα= arctan(ai/a0)；
[0026] (c)反向旋緊鎖緊扳手，固定水平碼盤。
[0027] 作為優(yōu)選，所述步驟（4)包括W下步驟：
[0028] (a)松開鎖緊螺釘，旋轉(zhuǎn)第二旋轉(zhuǎn)裝置中的豎直碼盤；
[002引 化）觀察豎直碼盤中"0"刻度線指向豎直矢量角度Θ= 90-Θe，其中
[0030] (C)反向扭緊鎖緊螺釘，固定夾具頭組件與多連通巧架接頭的聯(lián)合體。
[0031] 有益效果：本發(fā)明的多通巧架接頭拋磨矢量裝夾裝置及裝夾方法，具有W下優(yōu) 占. y?、、 ·
[0032] (1)相比較人工手持加工，采用此裝夾裝置，提高了多通