CN102862080A

CN102862080A - 一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装及方法

Info

Publication number: CN102862080A
Application number: CN2012103434412A
Authority: CN
Inventors: 汪强; 胡勇; 赵平; 张剑; 王浩; 杨宗仰; 石开健; 刘丽
Original assignee: YIBIN SICHUAN PUSH HEAVY MACHINERY CO Ltd
Current assignee: YIBIN SICHUAN PUSH HEAVY MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-09-17
Filing date: 2012-09-17
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装,用于与四轴数控镗铣床配合使用来加工挖掘机平台工件，包括底座、左护板、右护板，底座上有用来将所述工装固定在四轴数控镗铣床上的旋转台的固定机构，左护板和右护板互相平行固定在底座的两边，之间的距离略大于待加工的挖掘机平台工件的宽度，左护板和右护板分上半部分和下半部分，左右护板的下半部分的背部与底座的连接处开有凹陷，下半部分的中央还开有第一窗口，左护板和右护板的背部还有用于夹紧待加工的挖掘机平台工件的夹紧机构，左护板和右护板的高度相同且都低于待加工挖掘机平台工件长度的2/3。本发明所述的挖掘机平台加工工装，用一次工装装夹即可完成加工过程，提高了生产效率和质量。

Description

一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装及方法

技术领域

本发明涉及一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装及方法。

背景技术

挖掘机平台是制造挖掘机的核心部件，挖掘机平台位于挖掘机底盘和上层之间，安装有回转机构、油缸、发动机等众多装置，因此挖掘机平台形状不规律，内部结构复杂，加工程序繁多，加工出高质量的挖掘机平台工件是制造挖掘机过程中的难点。

挖掘机平台工件在铆焊完成后需加工三个不同平面的区域，即位于平台底面的回转支撑安装区域、平台侧面的油缸孔安装区域、平台尾部上平面的发动机安装区域。现有的技术方法是将加工过程分成三次，分别对平台底面，平台侧面和平台尾部上平面在机床上进行加工，

第一次为加工平台底面回转支撑安装区域，加工设备为龙门加工中心；第二次为加工平台侧面油缸孔安装区域，加工设备为四轴交互式镗铣加工中心；第三次为加工平台尾部上平面发动机安装区域，加工设备为龙门加工中心。每次加工都需要对挖掘机平台工件进行重新装夹，每次装夹时间都在2小时以上，装夹时间过长影响生产效率，增大生产成本，而且三次加工分别采用不同的装夹也导致工件的加工误差增大。

发明内容

为克服现有技术对挖掘机平台工件加工方法中存在的加工时间过长，加工误差增大的技术问题，本发明提供一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装。

本发明的技术方案如下: 一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装,用于与四轴数控镗铣床配合使用来加工挖掘机平台工件，包括底座，左护板，右护板，底座上有用来将所述工装固定在四轴数控镗铣床上的旋转台的固定机构，左护板和右护板互相平行固定在底座的两边，之间的距离大于待加工的挖掘机平台工件的宽度，左护板和右护板分上半部分和下半部分，左右护板的下半部分的背部与底座的连接处开有凹陷，下半部分的中央还开有第一窗口，左护板和右护板的背部还有用于夹紧待加工的挖掘机平台工件的夹紧机构，左护板和右护板的高度相同且都低于待加工挖掘机平台工件长度的2/3。

具体的，所述固定机构为分布在底座下表面边缘区域间隔均匀的多块机床压板。

具体的，所述夹紧机构为分布在左、右护板背部上下部分的共四块压板。

优选的，底座上在左护板和右护板的后方区域还各有一个支撑体，加强对工件的支撑。

优选的，所述左护板和右护板的高度为待加工的挖掘机平台工件的一半，可以降低工装的重心，增强稳固性。

优选的，所述左护板和右护板的上半部分开有第二窗口，减少工装上部的重量，增强工装稳固性。

优选的，左右护板的顶部用拉筋连接，增大左右护板的固定强度。

优选的，所述下半部分开的第一窗口为矩形形状，第一窗口与所述凹陷靠近的角为圆心位于矩形内部的四分之一圆周，以增大凹陷处的机械强度。

本发明还提供一种使用四轴数控镗铣床加工挖掘机平台工件的方法，待加工的挖掘机平台工件包括位于三个不同立面的回转支撑安装区域、油缸孔安装区域和发动机安装区域，包含如下步骤:

a.将待加工的挖掘机平台工件安装在如前文所述的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装上;随后整体安装在四轴数控镗铣床的可旋转加工平台上；

b.按照一定顺序加工回转支撑安装区域，油缸孔安装区域，发动机安装区域每次调整加工区域前，调整四轴数控镗铣床的刀头，旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台，使刀头朝向待加工的加工区域。

所述使用四轴数控镗铣床加工挖掘机平台工件的方法中，具体的，所述b步骤可以为:

b1.调整四轴数控镗铣床的刀头，旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台，使刀头朝向回转支撑安装区域,加工回转支撑安装区域；

b2.旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，使四轴数控镗铣床刀头面向所述油缸孔安装区域，加工油缸孔安装区域；

b3. 旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，随后在垂直方向移动四轴数控镗铣床刀头，使刀头面向所述发动机安装区域，加工发动机安装区域。

采用本发明所述的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装和方法，用一次工装装夹加工代替原来三次装夹加工，不仅减少产品装夹时间，而且避免了因多次装夹造成的误差，提高了生产效率和生产质量。

附图说明

图1示出本发明的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装的示意图；

图2示出挖掘机平台工件及各加工区域的示意图；

图3示出挖掘机平台工件的各加工区域对应的三个加工方向的示意图；

图4示出本发明的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装在装夹上挖掘机平台工件时加工回转支撑安装区域的示意图；

图5示出本发明的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装在装夹上挖掘机平台工件时加工油缸孔安装区域的示意图；

图6示出本发明的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装在装夹上挖掘机平台工件时加工发动机安装区域的示意图；

各图中附图标记名称为：1.挖掘机平台工件 2.底座 3.左护板 4.右护板 5.拉筋 6.第一窗口 7.第二窗口 8.凹陷 9夹紧机构 10.固定机构 11.支撑体 12.板形构造 13.驼峰形构造 14.刀头 15. 回转支撑安装区域 16. 油缸孔安装区域 17. 发动机安装区域。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图2所示，待加工的挖掘机平台工件（以下简称工件）按形状大致分为板形构造12和驼峰形构造13两部分，其中板形构造12分前后两部分，前半部分尺寸较大，将安装挖掘机回转底盘，因此在板形构造的前半部分将加工回转底板的安装区，即回转支撑安装区域，板形构造的后半部分尺寸较小，大致呈规则的矩形，板形构造的后半部分需要安装挖掘机发动机，发动机安装区域位于板形构造的后半部分，回转支撑安装区域和发动机安装区域分别位于板型构造的两个相对的不同平面上。驼峰形构造13位于板型构造尺寸较大的前半部分，与发动机安装区域处于相同平面，驼峰形构造的两侧需要安装驱动挖掘机伸缩臂用的油缸，油缸孔安装区域即位于驼峰形构造的两侧。

如图3所示，加工时，机床的刀头需要从三个不同的方向分别加工回转支撑安装区域、油缸孔安装区域和发动机安装区域，工件不能直接安装在四轴数控镗铣床的旋转平台上，因此传统加工方法每变换一次加工方向，都需要重新卸下工件，再重新装夹固定工件，然后利用机床加工，不仅费时费力，而且三次加工在不同的装夹环境下进行，装夹的位置存在细微的不同，增大了加工误差。

本发明提供一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装（以下简称工装），用于与四轴数控镗铣床配合使用来加工挖掘机平台工件，如图1和图4至6所示，包括底座2、左护板3、右护板4，底座上有用来将所述工装固定在四轴数控镗铣床上的旋转台的固定机构10，左护板和右护板互相平行固定在底座的两边，之间的距离大于待加工的挖掘机平台工件的宽度，左护板和右护板分上半部分和下半部分，左右护板的下半部分的背部与底座的连接处开有凹陷8，下半部分的中央还开有第一窗口6，左护板和右护板的背部还有用于夹紧待加工的工件的夹紧机构9，左护板和右护板的高度相同且都低于待加工挖掘机平台工件长度的2/3。

左、右护板采用双层钢板制造，两层钢板之间用拉筋铆接，这种方式提高了左、右护板的柔韧性和强度，节省了材料。左护板和右护板之间的空间用于夹持工件，因此距离不能小于工件的宽度，但太大也不利于夹持的牢固性。左护板和右护板下半部分的窗口和凹陷都是为了在加工工件时，供刀头伸入工装对工件进行加工，需要保证一定的尺寸大小。左右护板的高度不超过工件的2/3,高度太高不仅导致工装重心过高，容易侧翻，而且不利于加工时刀头对工件板形构造的后半部分进行加工。

本发明提供的工装对工件的固定方法如下，将待加工的工件的板形构造12垂直于工件的左右护板放置在工装底座上，板形构造的前半部分卡进工装的左右护板之间，并用所述的夹紧机构将待加工的工件固定夹紧在工装上，前半部分的末端支撑在工装的底座上，工件的驼峰形构造13伸入挖掘机平台加工工装的左右护板之间的空间，工件的板形构造的后半部分向上伸出。

具体的，所述固定机构10为多块机床压板，均匀分布在底座的边界上，用以将工装牢固固定在机床的旋转平台上。

具体的，位于左右护板背部的夹紧机构9为四块压板，每个护板背部的上下部分各有一块压板，如图4至6所示，这样四块压板在工件的下半部分靠近边缘的区域大致对称间隔布置，提高了夹紧的稳固性。

具体的，所述下半部分开的第一窗口6为矩形形状，第一窗口6与所述护板背部靠近底座的凹陷8靠近的角外凸的圆弧形，圆弧的圆心位于矩形内部，圆弧的圆心角为90度，即圆弧长度为四分之一圆周，圆弧的设计增大了凹陷处与窗口的最小距离，增强了凹陷处的机械强度。

优选的，左右护板的高度为工件长度，即工件板形构造长度的一半，不仅节省材料，降低了重心，而且能保证工装夹持工件的牢固度。

优选的，左护板和右护板的后方还各有一个支撑体11，用于支撑工件，防止工装的底座被磨损破坏，本发明优选设计成一种截面为截角长方形的柱形结构，被截角的截面用于支撑工件，由于截面方向与重力方向存在一定夹角，将工件的重力部分分解为朝向工装的力，使工件的夹紧更牢固。

工件加工时，工件竖直放置，重心较高，为加强加工时的稳定性，最好降低工装的重心，优选的，左右护板的上半部分为直角梯形，相对下半部分重量有所减轻，左右护板的上半部分可以开有第二窗口7，以进一步减轻上半部分重量，降低重心。

由于左右护板需要牢固夹持重达数吨重的工件，优选的，在左右护板的顶部设置有连接左右护板的拉筋，拉筋宽160毫米，厚20毫米，两头用螺栓固定在左右护板的顶端；以提高工装的稳定性和强度。

加工过程开始时，将待加工的工件1安装在工装上;随后整体安装在四轴数控镗铣床的可旋转加工平台上，夹紧底座下部的固定结构10，使安装了工件的工装牢固固定在可旋转加工平台上，调整四轴数控镗铣床的刀头位置，并使四轴数控镗铣床刀头14面向所述回转支撑安装区域15；随后开始加工挖掘机平台工件的回转支撑安装区域15；加工回转支撑安装区域15完成后，旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，使四轴数控镗铣床刀头14面向所述油缸孔安装区域16，加工油缸孔安装区域16；加工油缸孔安装区域16完成后，再次旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，随后在垂直方向移动四轴数控镗铣床刀头14，使刀头14面向所述发动机安装区域17，加工发动机安装区域17。最终完成整个加工过程。

显然，上述加工过程中，加工三个不同区域的顺序是可以自由调换的，只要在每次调整加工区域前，调整四轴数控镗铣床的刀头14，旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台，使刀头14朝向待加工的加工区域即可。

通过使用本发明所述工装和方法，由三次装夹改为一次装夹，减少装夹找正次数，缩短产品装夹找正时间4小时，提高了生产效率和设备有效利用时间，加快了产品流转速度，目前取得的直接经济效益为每台挖掘机生产成本降低了400元。并且用一次工装装夹加工代替原来三次装夹加工，减少了因多次装夹造成的误差，使加工时的挖掘机平台工件的三个不同加工立面在同一基准上，产品的质量提升上了一个台阶。

前文所述的为本发明的各个优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装,用于与四轴数控镗铣床配合使用加工挖掘机平台工件，包括底座（2）、左护板（3）、右护板（4），底座（2）上有用来将所述挖掘机平台加工工装固定在四轴数控镗铣床上的旋转台的固定机构（10），左护板（3）和右护板（4）互相平行固定在底座的两边，之间的距离大于待加工的挖掘机平台工件的宽度，左护板（3）和右护板（4）分上半部分和下半部分，左右护板的下半部分的背部与底座（2）的连接处开有凹陷（8），下半部分的中央还开有第一窗口（6），左护板和右护板的背部还有用于夹紧待加工的挖掘机平台工件的夹紧机构（9），左护板和右护板的高度相同且都低于待加工挖掘机平台工件长度的2/3。

2.如权利要求1所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述固定机构（10）为分布在底座（2）下表面边缘区域间隔均匀的多块机床压板。

3.如权利要求1所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述夹紧机构（9）为分布在左、右护板背部上下部分的共四块压板。

4.如权利要求1所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述底座（2）上的左护板和右护板的后方区域各有一个支撑体（11）。

5.如权利要求1所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述左护板和右护板的高度为待加工的挖掘机平台工件的一半。

6.如权利要求1所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述左护板和右护板的上半部分开有第二窗口（7）。

7.如权利要求1至6任意一项所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：左右护板的顶部用拉筋（5）连接。

8.如权利要求1至6任意一项所述四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装，其特征在于：所述下半部分开的第一窗口（6）为矩形形状，第一窗口（6）与所述凹陷（8）靠近的角为圆心位于矩形内部的四分之一圆周。

9.一种使用四轴数控镗铣床加工挖掘机平台工件的方法，所述挖掘机平台工件的待加工区域包括位于三个不同立面的回转支撑安装区域（15），油缸孔安装区域（16），发动机安装区域（17），其特征在于：包含如下步骤:

a.将待加工的挖掘机平台工件（1）装夹在如权利要求1-8任意一项所述的四轴数控镗铣床用的挖掘机平台加工工装上;随后整体安装在四轴数控镗铣床的可旋转加工平台上；

b.按照一定顺序加工回转支撑安装区域（15），油缸孔安装区域（16），发动机安装区域（17）每次调整加工区域前，调整四轴数控镗铣床的刀头（14），旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台，使刀头（14）朝向待加工的加工区域。

10.一种如权利要求9所述的使用四轴数控镗铣床加工挖掘机平台工件的方法，其特征在于：所述b步骤为:

b1.调整四轴数控镗铣床的刀头（14），旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台，使刀头（14）朝向回转支撑安装区域（15）,加工回转支撑安装区域（15）；

b2.旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，使四轴数控镗铣床刀头（14）面向所述油缸孔安装区域（16），加工油缸孔安装区域（16）；

b3. 旋转四轴数控镗铣床的可旋转加工平台90度，随后在垂直方向移动四轴数控镗铣床刀头（14），使刀头（14）面向所述发动机安装区域（17），加工发动机安装区域（17）。