用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置及裝夾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置及裝夾方法，屬于機械加工裝夾裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了適應高速飛行器的發(fā)展，平衡飛行器的空氣動力學要求、隱身與光學性能之間的矛盾，保形光學元件應運而生，即:以提高系統(tǒng)空氣動力學性能為目的平滑地適應系統(tǒng)平臺外部形狀的光學窗口。在保形光學元件應用中的首要關(guān)鍵元件為飛行器的整流罩，相對于傳統(tǒng)半球形整流罩，保形整流罩可以顯著地降低飛行器的飛行阻力，改善飛行器周圍的空氣流場，減小氣動光學效應對飛行器內(nèi)部成像質(zhì)量的影響。
[0003]保形整流罩的非常規(guī)形狀與傳統(tǒng)半球形整流罩相比具有不可比擬的優(yōu)勢，但這也給其精密、超精密加工帶來了極大的困難和挑戰(zhàn)。在保形整流罩精密、超精密加工過程中存在著深度大、陡度高、加工力大、工件易變形等問題。此外保形整流罩通常為薄壁硬脆材料，無法進行光學非球面加工中常用的直接真空吸附裝夾或中空粘結(jié)裝夾。現(xiàn)有的用于保形整流罩外表面加工的裝夾裝置及裝夾方法為將整流罩內(nèi)表面與裝夾裝置完全貼合的結(jié)構(gòu)形式，這在一定程度上能保證整流罩的總變形量，但是由于整流罩內(nèi)表面和裝夾裝置都不可避免地具有一定的面型誤差，因此二者的接合面為局部接觸甚至點接觸，造成了不可預知的總體變形量，而且局部的應力集中很可能會導致整流罩的表面材料崩碎，造成局部損傷。
[0004]綜上，現(xiàn)有的用于保形整流罩外表面加工的裝夾裝置及裝夾方法是將整流罩內(nèi)表面與裝夾裝置完全貼合的結(jié)構(gòu)形式，由于整流罩內(nèi)表面和裝夾裝置都不可避免地具有一定的面型誤差，加工精度低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明為解決現(xiàn)有的用于保形整流罩外表面加工的裝夾裝置及方法是將整流罩內(nèi)表面與裝夾裝置完全貼合的結(jié)構(gòu)形式，存在加工精度低的問題，進而提供一種用于保形整流罩精密加工的裝夾裝置及其裝夾方法。
[0006]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明的用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置包括底座、裝夾基體和若干個接觸單元，底座為圓環(huán)形底座，裝夾基體呈筒狀，裝夾基體的一端固裝在底座的一端面上，裝夾基體的外側(cè)壁上沿其圓周方向及其軸向矩陣排布有若干個接觸單元，若干個接觸單元的外表面均在同一曲面上，且該曲面的曲線方程與保形整流罩的內(nèi)表面的曲線方程一致，相鄰兩列接觸單元之間形成一條縱向通槽，相鄰兩排接觸單元之間形成一條橫向通槽，縱向通槽與橫向通槽之間橫縱交織相互連通設置，裝夾基體的中心通孔、縱向通槽和橫向通槽共同形成填充單元，接觸單元與裝夾基體固裝為一體，裝夾基體上與底座的連接處加工有環(huán)形凹槽，底座一端面安裝在機床主軸上。
[0008]本發(fā)明的用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾方法步驟如下:
[0009]步驟一、固定整流罩:將保形整流罩直接罩在裝夾基體上并使保形整流罩的內(nèi)表面與接觸單元緊密接觸，利用粘結(jié)膠將保形整流罩開口端與環(huán)形凹槽相粘接；
[0010]步驟二、倒置填充:將保形整流罩粘接固定后倒置，將液態(tài)或半固態(tài)的填充劑從填充單元的中心通孔注入，液態(tài)或半固態(tài)的填充劑會沿著橫向通槽和縱向通槽將填充單元充滿；
[0011]步驟三、凝固后連接固定:待填充劑凝固后，采用螺釘穿過安裝通孔將底座與機床主軸進行連接，從而實現(xiàn)保形整流罩的加工裝夾。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明的用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置及裝夾方法能有效滿足保形整流罩裝夾時的高精度要求，減小加工時由加工力引起的變形，使整流罩在精密加工過程中的總變形量小于Ιμπι，減小整流罩裝夾后的局部應力集中，從而大大提高整流罩的加工精度;本發(fā)明對于提高保形整流罩的加工精度具有重要作用。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置的立體圖；
[0015]圖2是本發(fā)明的裝夾裝置與保形整流罩的安裝主剖視圖。
【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】一:如圖1?2所示，本實施方式的用于保形整流罩外表面精密加工的裝夾裝置包括底座1、裝夾基體3和若干個接觸單元2，底座I為圓環(huán)形底座，裝夾基體3呈筒狀，裝夾基體3的一端固裝在底座I的一端面上，裝夾基體3的外側(cè)壁上沿其圓周方向及其軸向矩陣排布有若干個接觸單元2，若干個接觸單元2的外表面均在同一曲面上，且該曲面的曲線方程與保形整流罩6的內(nèi)表面的曲線方程一致，相鄰兩列接觸單元2之間形成一條縱向通槽4-2，相鄰兩排接觸單元2之間形成一條橫向通槽4-3，縱向通槽4-2與橫向通槽4-3之間橫縱交織相互連通設置，裝夾基體3的中心通孔4-1、縱向通槽4-2和橫向通槽4-3共同形成填充單元4，接觸單元2與裝夾基體3固裝為一體，裝夾基體3上與底座I的連接處加工有環(huán)形凹槽5，底座I 一端面安裝在機床主軸上。
[0017]【具體實施方式】二:如圖1所示，本實施方式接觸單元2的接觸面輪廓為多邊形或圓形。如此設計，用于直接與保形整流罩6接觸，該曲面的曲線方程與保形整流罩6的內(nèi)表面的曲線方程一致，減小了保形整流罩6裝夾后的局部應力集中。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0018]【具體實施方式】三:如圖1所示，本實施方式接觸單元2的接觸面輪廓為矩形、梯形或三角形。如此設計，用于直接與保形整流罩6接觸，該曲面的曲線方程與保形整流罩6的內(nèi)表面的曲線方程一致，減小了保形整流罩6裝夾后的局部應力集中。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】二相同。
[0019]【具體實施方式】四:如圖2所示，本實施方式裝夾基體3的高度為保形整流罩6的高度的2/3?3/4。如此設計，即可以進一步減小裝夾裝置與保形整流罩6內(nèi)表面的接觸面積從而減小保形整流罩6的接觸變形，又可以保證在加工過程中裝夾裝置對保形整流罩6具有足夠的支撐作用。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二或三相同。
[0020]【具體實施方式】五:如圖1?2所示，本實施方式中心通孔4-1的直徑為保形整流罩6最大直徑的1/2?3/4，縱向通槽4-2和橫向通槽4-3的槽深范圍均為3mm?10mm。如此設置，即可以保證裝夾裝置具有足夠的剛度，又可以保證填充單元4具有足夠的空間使填充劑7流入直至完成填充。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】四相同。
[0021 ]【具體實施方式】六:如圖1?2所示，本實施方式底座I的外緣沿圓周方向均布加工有多個安裝通孔1-1，安裝通孔1-1的數(shù)量為6個。如此設計，采用螺釘穿過6個安裝通孔1-1將底座I與機床主軸進行連接。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二、三或五相同。
[0022]【具體實施方式】七:如圖1?2所示，本實施方式所述裝夾裝置的材料為低熱膨脹系數(shù)金屬材料，所述裝夾裝置的熱膨脹系數(shù)小于10。如此設計，低熱膨脹系數(shù)金屬材料具