CN113182896A - 一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置及装夹方法，零件的上下表面分别沿平行边长设置有双排且半悬空的凸台；所述零件的端头开敞区设置有端头开敞区域压紧装置，所述零件的上表面、下表面分别设置有顶面凸台压紧装置、底面定位凸台压紧装置，且中部设置有中间腹板孔区域压紧装置，用于对零件的腹板进行双面压紧。所述装夹装置可有效增强精铸件类零件的刚性，减少加工过程中因零件刚性不足而引起的弹刀、震动等问题，保证加工过程的稳定、可靠；所述装夹方法适用于大型薄壁框架式精铸类零件，可以提高零件弱刚性结构加工过程稳定性，是一种稳定、可靠、灵活的装夹方法，具有较好的实用性。

Description

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置及装夹方法

技术领域

本发明属于铸类零件装夹的技术领域，具体涉及一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置及装夹方法。

背景技术

精铸件在充分利用金属材料自身的许多优异性能的同时实现大型薄壁复杂结构的精确成型，有效的提高材料利用率，减少机械加工量，从而降低生产成本并缩短生产周期。随着近年来精铸件技术的发展，大型、薄壁、复杂、整体、精密铸件制造已经成为国外航空航天飞行器用精铸结构件制造技术的发展趋势，这类铸件整体结构性好、可靠性高、质量轻、加工成本低，在航空航天领域内的应用越来越广泛。

然而，由于该类铸件呈开敞、半开敞式结构，存在大量薄壁槽腔，铸件整体刚性较差，数控加工中振动大、变形严重，从而导致零件表面质量较差。受铸造水平、机加工艺水平限制，对于大型薄壁框架式精铸件，一般设计时将整体铸件分解成几个尺寸相对较小、结构相对简单的子铸件，在子铸件分别完成数控加工后，最后通过焊接、铆接的方式装配在一起，铸件分解过程如图1所示。虽然该工艺方法降低了整体毛坯的铸造、加工难度，但是带来了以下几个方面的问题，严重了整机装配，无法满足当前航空结构件的整体设计要求：

■加工零件数量变多，加工成本、周期增加；

■采用焊接工艺装配时，焊缝一般需要二次加工，加工成本、难度较大；

■铆接装配会造成零件应力集中，影响整体外观及性能；

■装配精度低，零件协调关系难以保证。

因此，大型薄壁框架式精铸件采用整体成型与加工是保证零件加工质量的有效措施，但是，整体成型的大型薄壁框架式精铸件存在零件刚性差、变形大等加工瓶颈，亟需稳定可靠的装夹装置与方法来提高零件弱刚性结构加工过程稳定性，从而保证零件加工质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，实现对大型薄壁框架式精铸件的稳固夹持。

本发明的目的在于提供一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，旨在解决上述问题。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，零件放置在工装垫板上，零件的上下表面分别沿平行边长设置有双排且半悬空的凸台；所述零件的端头开敞区设置有端头开敞区域压紧装置，所述零件的上表面设置有顶面凸台压紧装置；所述零件的底部设置有底面定位凸台压紧装置；所述零件的中部设置有中间腹板孔区域压紧装置，用于对零件的腹板进行双面压紧。

所述凸台根据零件的结构特征设置位置以及排列方式，所述凸台压紧装置分为顶面凸台压紧装置和底面定位凸台压紧装置。所述端头开敞区域压紧装置用于增强端头区域刚性，提高加工过程稳定性，所述端头开敞区域压紧装置可以贴合端头内外型面压紧。所述中间腹板孔区域压紧装置用于双面压紧腹板，增强腹板孔区域刚性。

精铸件毛坯多处尺寸已经到位，一般不具备可直接压紧的结构或凸台，在毛坯铸造前，需确定所需的凸台位置及大小。而该类铸件尺寸较大，高度方向一般为600mm，整体刚性较差。本发明设置上下双面、左右双侧凸台，可保证铸件上下表面、左右两侧均有压紧连接装置，从而保证铸件的整体刚性。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述端头开敞区域压紧装置包括安装座以及设置在安装座上的上端压紧装置、下端压紧装置，所述上端压紧装置与下端压紧装置之间固定夹持零件；还包括支座、支架，所述支架的顶部与安装座连接，且底部通过插销与支座连接，所述支座与工装垫板可拆卸连接。

铸件端头区域处于完全开敞的结构，自身刚性较弱，加工中震动、变形大。在零件上表面采用固定压板压紧，且在下表面采用可调压块顶紧。压紧装置固定在支架上，支架通过两根φ20的插销固定在支座上，整套装置安装、拆卸极其方便。所述端头开敞区域压紧装置增强了零件开敞端结构刚性，可有效减少加工过程中让刀、震动等问题，提高零件的加工质量。整套装置拆卸方便、灵活，可根据实际加工需要，安装、拆卸装置附件。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述上端压紧装置包括压板、螺柱、导向螺钉、螺母，所述螺柱、导向螺钉平行设置在安装座上，且压板分别与螺柱、导向螺钉滑动连接，且螺柱穿过压板并与螺母连接；所述下端压紧装置包括压紧螺钉、压块、压紧螺母，所述压紧螺钉的一端穿过安装座并与压块转动连接，所述压紧螺母通过固定插销与压紧螺钉固定连接，所述压紧螺钉与安装座螺纹连接；所述压板与压块之间夹持零件。

所述压块通过冷缩压入的方式安装到压紧螺钉上，可以在高度方向微调并360°旋转。本发明可以通过旋转压紧螺母来调节压紧螺钉的上下位置，从而顶紧零件。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述中间腹板孔区域压紧装置包括支柱、调节螺母、垫圈、圆形压板，所述支柱设置在零件内部，所述支柱的底部穿过零件并与工装垫板连接，且顶部向上穿过零件的腹板并与圆形压板连接，螺钉穿过圆形压板并与支柱的顶部螺纹连接；位于零件腹板下方的支柱上从上至下依次设置有垫圈、调节螺母，所述垫圈滑动安装在支柱上，且调节螺母与支柱螺纹连接。

铸件上下面中间区域均有大直径孔，属于整个铸件刚性最弱的区域，本发明适用于超高、存在大直径孔结构压紧，零件采用双面压紧的方式，底面是通过调节螺母和垫圈相互配合，达到支撑的效果，顶面是通过螺钉压紧圆形压板的方式压紧，两种压紧方式相互配合，从而达到零件压紧、增强刚性的效果。所述中间腹板孔区域压紧装置可有效增强弱刚性悬空结构的震动，减少加工震动，稳定零件质量。

本发明在使用过程中，所述调节螺母与腹板底面之间放置带有U型开口及减轻孔的垫圈，调整调节螺母位置向上顶紧腹板底面；腹板顶面压紧结构螺钉与支柱上的内螺纹连接，通过带有减轻孔的圆形压板向下压紧腹板顶面。在加工零件腹板孔区域形面时，首先通过调整调节螺母和垫圈位置顶紧零件下表面，然后精铣加工零件外形面，最后使用螺钉和圆形压板压紧零件上表面。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述顶面凸台压紧装置包括锁紧螺栓、悬伸支臂，所述悬伸支臂的顶部与零件顶面的凸台悬空处压紧连接，所述锁紧螺栓穿过悬伸支臂并与零件顶面的凸台螺纹连接，所述悬伸支臂的顶部的锁紧螺栓上设置有一个螺母，且悬伸支臂与凸台之间的锁紧螺栓上依次设置有两个螺母；所述悬伸支臂的底部通过插销与支座连接，所述支座与工装垫板连接。

该类铸件一般尺寸较大，高度方向一般为600mm，铸件上部分处于半自由状态，加工中存在较大震动。先在凸台上制螺纹孔，然后通过螺钉压紧外部悬伸的支架，悬伸的支架通过两根φ20的插销固定在支座上。当此处凸台制螺纹孔或者进行其他加工时，取下插销即可拆除支架。所述顶面凸台压紧装置通过顶面凸台压紧装置有效增强弱刚性超高结构的刚性，降低加工过程中因刚性不足而引起的震动，从而保证加工的可靠性。同时，该装置也为超高弱刚性结构的刚性补强提供了一种新的方案。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述底面定位凸台压紧装置包括压紧压板、螺柱、导向螺钉，所述压紧压板与零件底面的凸台悬空处连接，所述螺柱、导向螺钉分别平行设置在工装垫板上，所述压紧压板分别与螺柱、导向螺钉滑动连接，所述螺柱穿过压紧压板并与螺母连接，所述压紧压板对应螺柱设置有腰型孔。

由于零件结构、毛坯铸造精度问题，不能保证铸件底面完全处于同一个平面上，因此，本发明使用了凸台定位及压紧的方案，在零件装夹时，使用压板压紧底面凸台。本发明增强了压紧的可靠性。相比于螺钉压紧方式，采用所述底面定位凸台压紧装置不仅可以减小凸台尺寸，降低毛坯成本，同时可增加装夹操作的可达性与便利性，从而降低机床占用时间。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述凸台的尺寸为：长L₁＝50～55mm、宽W₁＝30～35mm、高H₁＝25～30mm；所述零件上表面的凸台悬空尺寸L₃＝25～28mm，且相邻凸台之间的间距L₂＝250～300mm；所述零件下表面的凸台悬空尺寸L₄＝20～25mm。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述零件底面的凸台设置在零件底面筋条与缘条相交的位置。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，采用上述的装夹装置进行装夹，包括以下步骤：

步骤S1：在代加工的零件的上下表面分别设置双排、半悬空的凸台，所述凸台在零件精铸过程中制成；

步骤S2：预压紧中间腹板孔区域压紧装置，中间腹板孔区域压紧装置的螺钉、调节螺母不拧紧，且保持中间腹板孔区域压紧装置处于可微调状态；

步骤S3：压紧顶面凸台压紧装置，且沿零件长度方向依次压紧，避免应力集中；

步骤S4：压紧中间腹板孔区域压紧装置，拧紧中间腹板孔区域压紧装置的螺钉、调节螺母；

步骤S5：压紧端头开敞区域压紧装置；

步骤S6：压紧底面定位凸台压紧装置，零件底面凸台的压紧顺序与零件顶面凸台的压紧顺序保持一致，以避免应力集中。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S5中，先加工零件下表面B面，然后安装下端压紧装置，再加工零件上表面A面，最后安装上端压紧装置。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤S4中，首先，在支柱上安装调节螺母与垫圈，然后精铣零件腹板的上表面，最后在支柱上安装圆形压板与螺钉。

本发明的有益效果：

(1)所述装夹装置可有效增强精铸件类零件的刚性，减少加工过程中因零件刚性不足而引起的弹刀、震动等问题，保证加工过程的稳定、可靠，从而提高精铸件类零件的数控加工水平；

(2)本发明设置上下双面、左右双侧凸台，可保证铸件上下表面、左右两侧均有压紧连接装置，从而保证铸件的整体刚性；

(3)所述端头开敞区域压紧装置增强了零件开敞端结构刚性，可有效减少加工过程中让刀、震动等问题，提高零件的加工质量。整套装置拆卸方便、灵活，可根据实际加工需要，安装、拆卸装置附件；

(4)所述中间腹板孔区域压紧装置可有效增强弱刚性悬空结构的震动，减少加工震动，稳定零件质量；

(5)所述顶面凸台压紧装置通过顶面凸台压紧装置有效增强弱刚性超高结构的刚性，降低加工过程中因刚性不足而引起的震动，从而保证加工的可靠性。同时，实现对超高弱刚性结构的刚性补强；

(6)相比于螺钉压紧方式，采用所述底面定位凸台压紧装置不仅可以减小凸台尺寸，降低毛坯成本，同时可增加装夹操作的可达性与便利性，从而降低机床占用时间；

(7)所述装夹方法适用于大型薄壁框架式精铸类零件，可以提高零件弱刚性结构加工过程稳定性，是一种稳定、可靠、灵活的装夹方法。

附图说明

图1为现有整体铸件分解过程示意图；

图2为零件与凸台的连接结构示意图；

图3为相邻凸台的距离尺寸示意图；

图4为凸台的结构示意图；

图5为凸台相对零件的悬空示意图；

图6为零件整体压紧结构示意图；

图7为上端压紧装置、下端压紧装置的结构示意图；

图8为端头开敞区域压紧装置示意图；

图9为底面定位凸台压紧装置的结构示意图；

图10为零件底面凸台的安装结构示意图；

图11为顶面凸台压紧装置的结构示意图；

图12为悬伸支臂与锁紧螺栓的连接结构示意图；

图13为零件底面的凸台的悬空结构示意图；

图14为中间腹板孔区域压紧装置的结构示意图；

图15为立柱与圆形压板的连接结构示意图；

图16为圆形压板的结构示意图；

图17为垫圈的结构示意图；

图18为调节螺母的结构示意图；

图19为端头开敞区域压紧装置的安装流程图；

图20为压紧中间腹板孔区域压紧装置的安装流程图。

图中，1、凸台；2、端头开敞区域压紧装置；3、底面定位凸台压紧装置；4、顶面凸台压紧装置；5、中间腹板孔区域压紧装置；6、工装垫板；7、零件；8、支座；9、螺钉；10、插销；11、支架；12、导向螺钉；13、压板；14、螺母；16、螺柱；17、压块；18、压紧螺钉；19、压紧螺母；20、固定插销；21、锁紧螺栓；22、悬伸支臂；23、单元支座；24、圆形压板；25、垫圈；26、调节螺母；27、支柱；001、筋条；002、缘条。

具体实施方式

实施例1：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，零件7放置在工装垫板6上，如图2所示，零件7的上下表面分别沿平行边长设置有双排且半悬空的凸台1；如图6所示，所述零件7的端头开敞区设置有端头开敞区域压紧装置2，所述零件7的上表面设置有顶面凸台压紧装置4；所述零件7的底部设置有底面定位凸台压紧装置3；所述零件7的中部设置有中间腹板孔区域压紧装置5，用于对零件7的腹板进行双面压紧。

本发明设置上下双面、左右双侧凸台1，可保证铸件上下表面、左右两侧均有压紧连接装置，从而保证铸件的整体刚性。所述凸台1根据零件7的结构特征设置位置以及排列方式，所述凸台1压紧装置分为顶面凸台压紧装置4和底面定位凸台压紧装置3。所述端头开敞区域压紧装置2用于增强端头区域刚性，提高加工过程稳定性，所述端头开敞区域压紧装置2可以贴合端头内外型面压紧。所述中间腹板孔区域压紧装置5用于双面压紧腹板，增强腹板孔区域刚性。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，如图7、图8所示，所述端头开敞区域压紧装置2包括安装座以及设置在安装座上的上端压紧装置、下端压紧装置，所述上端压紧装置与下端压紧装置之间固定夹持零件7；还包括支座8、支架11，所述支架11的顶部与安装座连接，且底部通过插销10与支座8连接，所述支座8与工装垫板6可拆卸连接。

进一步地，如图7、图8所示，所述上端压紧装置包括压板13、螺柱16、导向螺钉12、螺母14，所述螺柱16、导向螺钉12平行设置在安装座上，且压板13分别与螺柱16、导向螺钉12滑动连接，且螺柱16穿过压板13并与螺母14连接；所述下端压紧装置包括压紧螺钉18、压块17、压紧螺母19，所述压紧螺钉18的一端穿过安装座并与压块17转动连接，所述压紧螺母19通过固定插销20与压紧螺钉18固定连接，所述压紧螺钉18与安装座螺纹连接；所述压板13与压块17之间夹持零件7。

铸件端头区域处于完全开敞的结构，自身刚性较弱，加工中震动、变形大。在零件7上表面采用固定压板13压紧，且在下表面采用可调压块17顶紧。压紧装置固定在支架11上，支架11通过两根φ20的插销10固定在支座8上，整套装置安装、拆卸极其方便。所述端头开敞区域压紧装置2增强了零件7开敞端结构刚性，可有效减少加工过程中让刀、震动等问题，提高零件7的加工质量。整套装置拆卸方便、灵活，可根据实际加工需要，安装、拆卸装置附件。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图14-图18所示，所述中间腹板孔区域压紧装置5包括支柱27、调节螺母26、垫圈25、圆形压板24，所述支柱27设置在零件7内部，所述支柱27的底部穿过零件7并与工装垫板6连接，且顶部向上穿过零件7的腹板并与圆形压板24连接，螺钉9穿过圆形压板24并与支柱27的顶部螺纹连接；位于零件7腹板下方的支柱27上从上至下依次设置有垫圈25、调节螺母26，所述垫圈25滑动安装在支柱27上，且调节螺母26与支柱27螺纹连接。

铸件上下面中间区域均有大直径孔，属于整个铸件刚性最弱的区域，本发明适用于超高、存在大直径孔结构压紧，零件7采用双面压紧的方式，底面是通过调节螺母26和垫圈25相互配合，达到支撑的效果，顶面是通过螺钉9压紧圆形压板24的方式压紧，两种压紧方式相互配合，从而达到零件7压紧、增强刚性的效果。所述中间腹板孔区域压紧装置5可有效增强弱刚性悬空结构的震动，减少加工震动，稳定零件7质量。

进一步地，本发明在使用过程中，如图17所示，所述调节螺母26与腹板底面之间放置带有U型开口及减轻孔的垫圈25，调整调节螺母26位置向上顶紧腹板底面；腹板顶面压紧结构螺钉9与支柱27上的内螺纹连接，如图16所示，通过带有减轻孔的圆形压板24向下压紧腹板顶面。在加工零件7腹板孔区域形面时，首先通过调整调节螺母26和垫圈25位置顶紧零件7下表面，然后精铣加工零件7外形面，最后使用螺钉9和圆形压板24压紧零件7上表面。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在实施例1-3任一个的基础上进行优化，如图11、图12所示，所述顶面凸台压紧装置4包括锁紧螺栓21、悬伸支臂22，所述悬伸支臂22的顶部与零件7顶面的凸台1悬空处压紧连接，所述锁紧螺栓21穿过悬伸支臂22并与零件7顶面的凸台1螺纹连接，所述悬伸支臂22的顶部的锁紧螺栓21上设置有一个螺母14，且悬伸支臂22与凸台1之间的锁紧螺栓21上依次设置有两个螺母14；所述悬伸支臂22的底部通过插销10与支座8连接，所述支座8与工装垫板6连接。

进一步地，所述支座8通过单元支座23与工装垫板6连接。

铸件上部分处于半自由状态，加工中存在较大震动。先在凸台1上制螺纹孔，然后通过螺钉9压紧外部悬伸的支架11，悬伸的支架11通过两根φ20的插销10固定在支座8上。当此处凸台1制螺纹孔或者进行其他加工时，取下插销10即可拆除支架11。所述顶面凸台压紧装置4通过顶面凸台压紧装置4有效增强弱刚性超高结构的刚性，降低加工过程中因刚性不足而引起的震动，从而保证加工的可靠性。同时，该装置也为超高弱刚性结构的刚性补强提供了一种新的方案。

进一步地，如图9所示，所述底面定位凸台压紧装置3包括压紧压板13、螺柱16、导向螺钉12，所述压紧压板13与零件7底面的凸台1悬空处连接，所述螺柱16、导向螺钉12分别平行设置在工装垫板6上，所述压紧压板13分别与螺柱16、导向螺钉12滑动连接，所述螺柱16穿过压紧压板13并与螺母14连接，所述压紧压板13对应螺柱16设置有腰型孔。

由于零件7结构、毛坯铸造精度问题，不能保证铸件底面完全处于同一个平面上，因此，本发明使用了凸台1定位及压紧的方案，在零件7装夹时，使用压板13压紧底面凸台1。本发明增强了压紧的可靠性。相比于螺钉9压紧方式，采用所述底面定位凸台压紧装置3不仅可以减小凸台1尺寸，降低毛坯成本，同时可增加装夹操作的可达性与便利性，从而降低机床占用时间。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例是在实施例1-4任一个的基础上进行优化，如图3-图5、图13所示，所述凸台1的尺寸为：长L₁＝50～55mm、宽W₁＝30～35mm、高H₁＝25～30mm；所述零件7上表面的凸台1悬空尺寸L₃＝25～28mm，且相邻凸台1之间的间距L₂＝250～300mm；如图9所示，所述零件7下表面的凸台1悬空尺寸L₄＝20～25mm。

进一步地，如图10所示，所述零件7底面的凸台1设置在零件7底面筋条001与缘条002相交的位置。

如果零件7底面呈筋、缘条002交叉分布的结构，则将凸台1应设置在筋条001与缘条002相交的位置，增大零件7的定位接触面积，从而增加零件7的装夹刚性。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一个相同，故不再赘述。

实施例6：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，采用上述的装夹装置进行装夹，包括以下步骤：

步骤S1：在代加工的零件7的上下表面分别设置双排、半悬空的凸台1，所述凸台1在零件7精铸过程中制成；

步骤S2：预压紧中间腹板孔区域压紧装置5，中间腹板孔区域压紧装置5的螺钉9、调节螺母26不拧紧，且保持中间腹板孔区域压紧装置5处于可微调状态；

步骤S3：压紧顶面凸台压紧装置4，且沿零件7长度方向依次压紧，避免应力集中；

步骤S4：压紧中间腹板孔区域压紧装置5，拧紧中间腹板孔区域压紧装置5的螺钉9、调节螺母26；

步骤S5：压紧端头开敞区域压紧装置2；

步骤S6：压紧底面定位凸台压紧装置3，零件7底面凸台1的压紧顺序与零件7顶面凸台1的压紧顺序保持一致，以避免应力集中。

进一步地，如图19所示，所述步骤S5中，先加工零件7下表面B面，然后安装下端压紧装置，再加工零件7上表面A面，最后安装上端压紧装置。

进一步地，如图20所示，所述步骤S4中，首先，在支柱27上安装调节螺母26与垫圈25，然后精铣零件7腹板的上表面，最后在支柱27上安装圆形压板24与螺钉9。

实施例7：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，包括以下部件：

1)端头开敞区域压紧装置2

如图6-图8所示，该处装置主要用于压紧零件7的端头开敞区域，工作原理是先顶紧下端的压块17，然后再压紧上端的压板13。下端压紧装置工作原理：压块17是通过冷缩压入的方式安装到压紧螺钉18上，不可取出，但是可以在高度方向微调并360°旋转，从而增加整套机构的灵活性。压紧螺钉18贯穿整个下端压紧机构，螺钉9顶端可以顶紧压块17，底端通过螺纹固定支架11上。压紧螺母19通过螺纹及固定插销20固定在压紧螺钉18上，螺母14可以通过旋转来调节螺钉9上下位置，从而顶紧零件7。上端压紧装置工作原理：上端装置主要通过拧紧带肩六角螺母14压紧压板13，从而压紧零件7。整套压紧装置固定在支架11上，支架11通过两根φ20的插销10固定在支座8上，因此，整套装置拆卸、安装极其方便。

由于零件7端头区域一般是装配套合区，上下表面均需要加工，如图7所示，加工顺序为先加工下表面B面，再加工上表面A面。压紧装置的使用如图19所示。

2)底面定位凸台压紧装置3

如图9所示，该零件7底面采用凸台1定位及压紧的方式，零件7找正后，只需在凸台1处搭压板13压紧。压板13压入零件7的距离L₄＝20～25mm，压紧的平面可以通过毛坯铸造或者后续数控加工制出。

3)顶面凸台压紧装置4

如图11、图12所示，该处装置主要用于压紧顶面的凸台1，其主要工作原理：

①在悬出零件7的凸台1上(L₃区域)制螺纹孔；

②螺栓穿过3处螺母14、悬伸支臂22、凸台1，通过调整3处螺母14压紧凸台1及支臂，如图11、图12所示。

③悬伸支臂22通过两根插销10固定在支座8上，因此拆卸较方便。

4)中间腹板孔区域压紧装置5

如图6、图14、图15所示，该处零件7采用双面压紧的方式，底面主要受力结构为调节螺母26和垫圈25，顶面主要受力结构为内六方螺钉9及圆形压板24。如图14、图18所示，调节螺母26通过螺纹连接安装在支柱27上，其上下位置可调，用于顶紧垫圈25，如图17所示，带有U型开口及减轻孔结构。零件7上表面通过螺钉9压紧圆形压板24，螺钉9压紧对应的内螺纹在支柱27上。

由于零件7该处一般为配合区，上表面为待加工面，零件7加工及装夹顺序如图20所示。

实施例8：

一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，实施步骤如下：

该铸件的整体装夹方案如图6所示，主要分为压紧零件7上弱刚性结构和压紧凸台1两类，图示中共4处压紧装置：端头开敞区域压紧装置2，主要结构如图8所示；底面定位凸台压紧装置3，主要结构如图9所示；顶面凸台压紧装置4，主要结构如图11所示；中间腹板孔区域压紧装置5，主要结构如图14所示。端头开敞区域压紧装置2、底面定位凸台压紧装置3、中间腹板孔区域压紧装置5为可调节式结构，顶面凸台压紧装置4为固定式结构，因此，该铸件的装夹顺序如下：

①预压紧中间腹板孔区域压紧装置5，零件7中间区域刚性最差、变形最大，因此首先固定该处。但是由于顶面凸台压紧装置4位置精度要求较高，因此螺钉9和调节螺母26不拧紧，保持顶面凸台压紧装置4在XY方向处于可以微调的状态。

②压紧顶面凸台压紧装置4，由于顶面凸台压紧装置4采用凸台1上铣螺纹孔、外部螺钉9压紧的方式，因此整套装置对凸台1上螺纹孔、支臂位置要求较高，因此此处装置必须先压紧，沿长度方向依次压紧，避免应力集中。

③压紧中间腹板孔区域压紧装置5。

④压紧端头开敞区域压紧装置2。

⑤压紧底面定位凸台压紧装置3，底面凸台1的压紧顺序和和顶面保持一致，避免应力集中。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，零件（7）放置在工装垫板（6）上，零件（7）的上下表面分别沿平行边长设置有双排且半悬空的凸台（1）；所述零件（7）的端头开敞区设置有端头开敞区域压紧装置（2），所述零件（7）的上表面设置有顶面凸台压紧装置（4）；所述零件（7）的底部设置有底面定位凸台压紧装置（3）；所述零件（7）的中部设置有中间腹板孔区域压紧装置（5），用于对零件（7）的腹板进行双面压紧。

2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述端头开敞区域压紧装置（2）包括安装座以及设置在安装座上的上端压紧装置、下端压紧装置，所述上端压紧装置与下端压紧装置之间固定夹持零件（7）；还包括支座（8）、支架（11），所述支架（11）的顶部与安装座连接，且底部通过插销（10）与支座（8）连接，所述支座（8）与工装垫板（6）可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述上端压紧装置包括压板（13）、螺柱（16）、导向螺钉（12）、螺母（14），所述螺柱（16）、导向螺钉（12）平行设置在安装座上，且压板（13）分别与螺柱（16）、导向螺钉（12）滑动连接，且螺柱（16）穿过压板（13）并与螺母（14）连接；所述下端压紧装置包括压紧螺钉（18）、压块（17）、压紧螺母（19），所述压紧螺钉（18）的一端穿过安装座并与压块（17）转动连接，所述压紧螺母（19）通过固定插销（20）与压紧螺钉（18）固定连接，所述压紧螺钉（18）与安装座螺纹连接；所述压板（13）与压块（17）之间夹持零件（7）。

4.根据权利要求1所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述中间腹板孔区域压紧装置（5）包括支柱（27）、调节螺母（26）、垫圈（25）、圆形压板（24），所述支柱（27）设置在零件（7）内部，所述支柱（27）的底部穿过零件（7）并与工装垫板（6）连接，且顶部向上穿过零件（7）的腹板并与圆形压板（24）连接，螺钉（9）穿过圆形压板（24）并与支柱（27）的顶部螺纹连接；位于零件（7）腹板下方的支柱（27）上从上至下依次设置有垫圈（25）、调节螺母（26），所述垫圈（25）滑动安装在支柱（27）上，且调节螺母（26）与支柱（27）螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述顶面凸台压紧装置（4）包括锁紧螺栓（21）、悬伸支臂（22），所述悬伸支臂（22）的顶部与零件（7）顶面的凸台（1）悬空处压紧连接，所述锁紧螺栓（21）穿过悬伸支臂（22）并与零件（7）顶面的凸台（1）螺纹连接，所述悬伸支臂（22）的顶部的锁紧螺栓（21）上设置有一个螺母（14），且悬伸支臂（22）与凸台（1）之间的锁紧螺栓（21）上依次设置有两个螺母（14）；所述悬伸支臂（22）的底部通过插销（10）与支座（8）连接，所述支座（8）与工装垫板（6）连接。

6.根据权利要求1所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述底面定位凸台压紧装置（3）包括压紧压板（13）、螺柱（16）、导向螺钉（12），所述压紧压板（13）与零件（7）底面的凸台（1）悬空处连接，所述螺柱（16）、导向螺钉（12）分别平行设置在工装垫板（6）上，所述压紧压板（13）分别与螺柱（16）、导向螺钉（12）滑动连接，所述螺柱（16）穿过压紧压板（13）并与螺母（14）连接，所述压紧压板（13）对应螺柱（16）设置有腰型孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述凸台（1）的尺寸为：长L₁=50~55mm、宽W₁=30~35mm、高H₁=25~30mm；所述零件（7）上表面的凸台（1）悬空尺寸L₃=25~28mm，且相邻凸台（1）之间的间距L₂=250~300mm；所述零件（7）下表面的凸台（1）悬空尺寸L₄=20~25mm。

8.根据权利要求7所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹装置，其特征在于，所述零件（7）底面的凸台（1）设置在零件（7）底面筋条（001）与缘条（002）相交的位置。

9.一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，采用权利要求1-8所述的装夹装置进行装夹，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在代加工的零件（7）的上下表面分别设置双排、半悬空的凸台（1），所述凸台（1）在零件（7）精铸过程中制成；

步骤S2：预压紧中间腹板孔区域压紧装置（5），中间腹板孔区域压紧装置（5）的螺钉（9）、调节螺母（26）不拧紧，且保持中间腹板孔区域压紧装置（5）处于可微调状态；

步骤S3：压紧顶面凸台压紧装置（4），且沿零件（7）长度方向依次压紧，避免应力集中；

步骤S4：压紧中间腹板孔区域压紧装置（5），拧紧中间腹板孔区域压紧装置（5）的螺钉（9）、调节螺母（26）；

步骤S5：压紧端头开敞区域压紧装置（2）；

步骤S6：压紧底面定位凸台压紧装置（3），零件（7）底面凸台（1）的压紧顺序与零件（7）顶面凸台（1）的压紧顺序保持一致，以避免应力集中。

10.根据权利要求9所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，其特征在于，所述步骤S5中，先加工零件（7）下表面B面，然后安装下端压紧装置，再加工零件（7）上表面A面，最后安装上端压紧装置。

11.根据权利要求9所述的一种大型薄壁框架式精铸类零件装夹方法，其特征在于，所述步骤S4中，首先，在支柱（27）上安装调节螺母（26）与垫圈（25），然后精铣零件（7）腹板的上表面，最后在支柱（27）上安装圆形压板（24）与螺钉（9）。

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