CN104148961A - 一种可消除装夹间隙的工件支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种可消除装夹间隙的工件支撑装置，包括底座、活塞杆和缸筒；其中，底座的上部设有导杆部，下部设有高压进油口；活塞杆套置于该导杆部的外周，活塞杆的外周设有锁定段且底面与底座之间形成有推力间隙；缸筒套置于活塞杆的外周且固定于底座上，缸筒的上部为薄壁部，薄壁部的内壁与活塞杆的锁定段形成过盈配合且对活塞杆进行锁定；高压解锁油通过高压进油口和设置于底座和活塞杆内的高压油道进入活塞杆的锁定段，将缸筒的薄壁部撑开且解除该薄壁部对活塞杆的锁定；缸筒设有低压进油口，低压推力油通过低压进油口进入推力间隙，推动活塞杆在缸筒内上下滑动以紧密抵靠工件的支撑面且消除装夹间隙。本发明能够减小装夹间隙和工件变形，提高加工精度，降低劳动强度和提高工效。

Description

一种可消除装夹间隙的工件支撑装置

技术领域

本发明涉及一种机械加工工艺装置，特别是涉及到一种可消除装夹间隙的工件支撑装置，属于机械加工技术领域。

背景技术

大型机械零件在机加工前都要使用支撑装置对其进行支撑定位，再使用夹紧装置对其夹固，然后进行加工。对于大型箱体板架式工件而言，由于自重较大等原因往往需要多个支撑装置支撑在大型工件的不同位置上，而只有所有支撑装置都紧密顶靠工件的表面，才能保证工件装夹的可靠，就是说，必须消除每一支撑装置与工件之间的装夹间隙。目前用于大型工件的支撑装置主要有普通可调支撑和垫块叠加支撑；垫块叠加支撑是经过计算尺寸，采用精密垫块叠加达到所需尺寸来支撑工件；普通可调支撑又分为水平移动的斜楔调节支撑和垂直移动的螺旋可调支撑两种。

对于工件支撑面为毛坯面的情况，由于工件表面轮廓尺寸的差异，使用精密垫块的垫块叠加支撑往往难以完成任务；对于工件支撑面为精加工面的情况，由于机床台面的不平整以及上道工序加工表面存在的平面度误差，使用垫块叠加支撑也会产生装夹间隙。而使用普通可调支撑，无论对于毛坯面还是精加工面，由于斜楔或螺纹的增力作用，往往无法确定各处支撑的预紧力大小，导致装夹后造成工件扭曲变形。

因此无论使用普通可调支撑还是垫块叠加支撑，都很难保证每一个支撑都接触到工件，在这种情况下一旦进行压紧，工件将产生变形；特别是大型箱体板架式工件，变形量传递到上部后会变得非常大，从而无法保证较高的加工精度；此外由于需要逐个调整支撑，所以不仅装夹变形较大，而且操作费时费力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有支撑装置的不足，提供一种简单的可消除装夹间隙的工件支撑装置，能够兼顾工件的毛坯表面以及精加工表面，减小装夹间隙，提高装夹精度，从而减小加工变形量，保证产品质量，同时降低装夹校调难度及时间，达到提高工效的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可消除装夹间隙的工件支撑装置，其包括由内至外逐层套置的底座、活塞杆和缸筒；

所述底座的上部设有导杆部，下部设有高压进油口；

所述活塞杆套置于所述底座的导杆部的外周，该活塞杆的外周设有锁定段且底面与所述底座的下部之间形成有推力间隙；

所述缸筒套置于所述活塞杆的外周且固定于所述底座上，该缸筒的上部为薄壁部，该薄壁部的内壁与所述活塞杆的锁定段形成过盈配合且对所述活塞杆进行锁定；该缸筒的下部设有连通所述推力间隙的低压进油口，低压推力油通过该低压进油口进入所述推力间隙，推动所述活塞杆在所述缸筒内上下滑动以紧密抵靠工件的支撑面且消除装夹间隙；

高压解锁油通过高压进油口和设置于所述底座和活塞杆内的高压油道进入所述活塞杆的锁定段，将所述缸筒的薄壁部撑开且解除该薄壁部对所述活塞杆的锁定。

进一步地，所述的底座的导杆部的外周设有直径小于该导杆部的直径的圆周面，该圆周面与所述活塞杆之间形成一高压通油槽且上下两端各设有一嵌入高压密封圈的密封圈环槽，所述底座内部设有连通所述高压进油口与高压通油槽的油路，下部设有低于底座下部上平面的圆环平面，该圆环平面与所述活塞杆的底面形成所述推力间隙，所述圆环平面的下方设有一嵌入低压密封圈的密封圈环槽。

进一步地，所述的导杆部的顶部设置有密封所述底座内部的油路的密封螺栓。

进一步地，所述的活塞杆的中心设置有容置所述底座的导杆部的导孔，所述锁定段的表面开设有螺旋浅槽，上下两端各设有一嵌入锁定段密封圈的密封圈环槽，所述活塞杆的内部设有连通所述螺旋浅槽与高压通油槽的油道，靠近所述活塞杆的下端设有一嵌入低压密封圈的密封圈环槽。

进一步地，所述的底座内部的油路、所述导杆部与活塞杆之间的高压通油槽、所述活塞杆内部的油道和所述锁定段的螺旋浅槽构成所述的高压油道。

进一步地，所述的缸筒的内孔的下部为直径大于该内孔直径的行程导孔，所述活塞杆的下部设有直径大于该活塞杆上部直径的圆柱部，该圆柱部与所述行程导孔形成滑动配合且限制所述活塞杆的行程。

进一步地，所述的高压密封圈、低压密封圈和锁定段密封圈为带挡圈密封圈。

进一步地，所述的缸筒通过连接螺栓固定于所述底座上。

与现有技术相比，本发明所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置具有以下优点：

1、消除了在工件支撑过程中出现各支撑支紧不一致的现象，避免了空支撑的出现，从而减少了工件装夹变形，提高了加工精度，提高了产品加工质量。

2、设置有锁定段，采用过盈配合对活塞杆进行锁死，并且可以锁死在行程范围内的任意位置，当处于锁死状态时，该支撑与固定垫块一样可靠。

3、本发明由液压驱动，各个支撑无需人工进行调整，因而提高了工件装夹效率，减小了劳动强度。

4、所述工件支撑装置调整到预定位置后，即可断开液压油，无需持续供应动力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明底座的结构示意图。

图4是本发明活塞杆的结构示意图。

图5是本发明缸筒的结构示意图。

图中，

1—连接螺栓，2—底座，3—缸筒，4—密封螺栓，5—活塞杆，6—低压密封圈，7—推力间隙，8—锁定段，9—高压通油槽，10—高压密封圈，11—锁定段密封圈，12—高压进油口，13—低压进油口，201—底座下部，202—导杆部，203—油道，204—密封螺口，205—圆周面，206—密封圈环槽，207—圆环平面，208—底座下部上平面，209—密封圈环槽，301—薄壁部，302—内孔，303—行程导孔，501—导孔，502—油道，503—螺旋浅槽，504—密封圈环槽，505—密封圈环槽，506—圆柱部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请参阅图1和图2，图示可消除装夹间隙的工件支撑装置的外形为圆柱形，其包括由内至外逐层套置的底座2、活塞杆5和缸筒3；所述活塞杆5安装在缸筒3内，所述底座2安装于该活塞杆5内，并且所述缸筒3通过连接螺栓1固定于所述底座2上，在所述缸筒3与活塞杆5之间以及活塞杆5与底座2之间均设置有密封圈。

请结合参阅图3，所述底座2的下部201呈圆盘状，设有底座下部上平面208和圆环平面207；当所述活塞杆5套置于底座2上时，该底座下部上平面208与所述活塞杆5的底面紧贴，所述圆环平面207低于该底座下部上平面208，因而装配后该圆环平面207与所述活塞杆5的底面形成一推力间隙7(见图1)。所述圆环平面207的下方设有一密封圈环槽209，嵌入有低压密封圈6，用以密封所述推力间隙7。所述底座下部201的侧面设有一用以通入高压解锁油的高压进油口12。

所述底座2的上部设有导杆部202，该导杆部202的外周设有一圆周面205，该圆周面205的直径小于所述导杆部202的直径，因此当导杆部202插置于所述的活塞杆5的导孔501内时(见图1)，该圆周面205与所述活塞杆5的导孔501之间形成一用以通过高压解锁油的高压通油槽9。所述圆周面205的上下两端各设有一密封圈环槽206，该密封圈环槽206嵌入有高压密封圈10(见图1)，两高压密封圈10将所述高压通油槽9进行密封。

所述底座2内部设有用以通过高压解锁油的油路203，该油路203一端连通所述高压进油口12，另一端开口于所述导杆部202的圆周面205上，与所述高压通油槽9连通。所述的导杆部202的顶部设置有与所述油路203连通的密封螺口204，密封螺栓4旋接在该密封螺口204上以密封所述底座2内部的油路203。

所述活塞杆5套置于所述底座2的导杆部202的外周，请参阅图4，该活塞杆5的中心设置有容置所述导杆部202的导孔501，该导孔501与导杆部202为滑动配合，以便所述活塞杆5沿导杆部202上下滑动。所述活塞杆5的外周设有锁定段8，该锁定段8的上下两端各设有一密封圈环槽504，该密封圈环槽504嵌入有锁定段密封圈11，用以密封所述锁定段8。该锁定段8的表面开设有螺旋浅槽503，以通入高压解锁油。所述活塞杆5的内部设有连通所述螺旋浅槽503与高压通油槽9的油道502，以将高压解锁油引入所述锁定段8的螺旋浅槽503。所述活塞杆5的底面紧贴所述底座下部上平面208，并且与所述底座下部201的圆环平面207之间形成所述推力间隙7。靠近所述活塞杆5的下端设有一密封圈环槽505，该密封圈环槽505内嵌入有低压密封圈6，用以密封所述推力间隙7。

所述缸筒3套置于所述活塞杆5的外周，并且通过连接螺栓1固定于所述底座2上。请结合参阅图5，该缸筒3的上部为薄壁部301，该薄壁部301的内壁与所述活塞杆5的锁定段8形成过盈配合，并且通过过盈配合能够抱紧所述活塞杆5对之进行锁定(见图1)。所述缸筒3的下部的侧面设有低压进油口13，该低压进油口13连通所述推力间隙7。

所述缸筒3的中央为内孔302，该内孔302的下部为行程导孔303，该行程导孔303的直径大于该内孔302的直径，在内孔302与行程导孔303相接的地方形成一台肩；所述活塞杆5的下部设有圆柱部506，该圆柱部506的直径大于所述活塞杆5上部的直径，在圆柱部506的上端形成一台肩；该圆柱部506与所述行程导孔303形成滑动配合，并且当所述活塞杆5沿导杆部202在缸筒3内上下滑动时，通过圆柱部506和行程导孔303的两台肩，能够限制所述活塞杆5的行程。

所述的高压密封圈10、低压密封圈6和锁定段密封圈11均为带挡圈密封圈。

请参阅图1，所述底座2内部的油路203、所述导杆部202与活塞杆5之间的高压通油槽9、所述活塞杆5内部的油道502和所述锁定段8的螺旋浅槽503构成高压解锁油通入的高压油道。高压解锁油通过高压进油口12和设置于所述底座2和活塞杆5内的所述高压油道，即依次通过高压进油口12、油路203、高压通油槽9、油道502和螺旋浅槽503进入所述活塞杆5的锁定段8，将所述缸筒3的薄壁部301撑开，改变活塞杆5与锁定段8间的过盈配合并且解除该薄壁部301对所述活塞杆5的锁定，使该活塞杆5能够上下滑动。低压推力油通过所述低压进油口13进入所述推力间隙7，推动所述活塞杆5在所述缸筒3内上下滑动，以便紧密抵靠工件的支撑面并且消除装夹间隙。

本发明处于初始状态时，高压解锁油及低压推力油均断开，缸筒3与活塞杆5过盈配合，缸筒3抱死活塞杆5。工作时，先接通高压解锁油，高压解锁油从高压进油口12通过底座2内的油路203进入高压通油槽9，再通过活塞杆5内的油道502进入锁定段8的螺旋浅槽503内，在高压解锁油的高压作用下撑开缸筒3上的薄壁部301，此时活塞杆5处于自由滑动状态；再接通低压推力油，抵压推力油自低压进油口13内流入底座2与活塞杆5之间的推力间隙7内，从而推动活塞杆5上移，使活塞杆5上表面与工件接触，在低压推力油的作用下，活塞杆5可以停止在工件表面轮廓的任意点、面上，确保与工件无间隙接触，与工件表面轮廓高度吻合，亦可施加一定的压力，消除板架类工件自重作用下的变形；当活塞杆5达到预定位置后，断开高压解锁油，缸筒3恢复原状，抱死活塞杆5，此时可断开低压推力油。在过盈配合的锁定状态下，所述工件支撑装置对工件的支撑效果与固定垫块支撑完全一致。

上述实施例并非用来限定本发明专利的保护范围，本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对本发明显而易见的变换和替代方案，凡依据本发明范围的内容所做的等效变化及修改，均属于本发明的范畴。

Claims (8)

1.一种可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述工件支撑装置包括由内至外逐层套置的底座、活塞杆和缸筒；

所述底座的上部设有导杆部，下部设有高压进油口；

所述活塞杆套置于所述底座的导杆部的外周，该活塞杆的外周设有锁定段且底面与所述底座的下部之间形成有推力间隙；

所述缸筒套置于所述活塞杆的外周且固定于所述底座上，该缸筒的上部为薄壁部，该薄壁部的内壁与所述活塞杆的锁定段形成过盈配合且对所述活塞杆进行锁定；该缸筒的下部设有连通所述推力间隙的低压进油口，低压推力油通过该低压进油口进入所述推力间隙，推动所述活塞杆在所述缸筒内上下滑动以紧密抵靠工件的支撑面且消除装夹间隙；

高压解锁油通过高压进油口和设置于所述底座和活塞杆内的高压油道进入所述活塞杆的锁定段，将所述缸筒的薄壁部撑开且解除该薄壁部对所述活塞杆的锁定。

2.如权利要求1所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的底座的导杆部的外周设有直径小于该导杆部的直径的圆周面，该圆周面与所述活塞杆之间形成一高压通油槽且上下两端各设有一嵌入高压密封圈的密封圈环槽，所述底座内部设有连通所述高压进油口与高压通油槽的油路，下部设有低于底座下部上平面的圆环平面，该圆环平面与所述活塞杆的底面形成所述推力间隙，所述圆环平面的下方设有一嵌入低压密封圈的密封圈环槽。

3.如权利要求2所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的导杆部的顶部设置有密封所述底座内部的油路的密封螺栓。

4.如权利要求2所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的活塞杆的中心设置有容置所述底座的导杆部的导孔，所述锁定段的表面开设有螺旋浅槽，上下两端各设有一嵌入锁定段密封圈的密封圈环槽，所述活塞杆的内部设有连通所述螺旋浅槽与高压通油槽的油道，靠近所述活塞杆的下端设有一嵌入低压密封圈的密封圈环槽。

5.如权利要求4所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的底座内部的油路、所述导杆部与活塞杆之间的高压通油槽、所述活塞杆内部的油道和所述锁定段的螺旋浅槽构成所述的高压油道。

6.如权利要求4所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的缸筒的内孔的下部为直径大于该内孔直径的行程导孔，所述活塞杆的下部设有直径大于该活塞杆上部直径的圆柱部，该圆柱部与所述行程导孔形成滑动配合且限制所述活塞杆的行程。

7.如权利要求1所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的高压密封圈、低压密封圈和锁定段密封圈为带挡圈密封圈。

8.如权利要求1所述的可消除装夹间隙的工件支撑装置，其特征在于：所述的缸筒通过连接螺栓固定于所述底座上。