CN104646703B - 一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，包括底座、液压自动夹紧机构、液压三爪卡盘、液压自动找平机构、液压辅助支撑组件、液压辅助夹紧机构和液压自动顶尖式尾座，液压三爪卡盘与数控机床第四轴相连，数控机床第四轴与液压旋转油缸相连，液压自动夹紧机构安装在液压自动顶尖式尾座上，液压自动找平机构用于扶持桥壳的琵琶面自动找平，液压三爪卡盘用于夹紧桥壳的一端的法兰孔，液压自动顶尖式尾座用于扶持桥壳的另一端的法兰孔，液压辅助支撑组件用于支撑桥壳，液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构用于夹紧桥壳壳面。本发明的自动化程度高，对重卡车桥桥壳的装夹定位牢固、可靠，能够提高桥壳的加工效率和加工质量。

Description

一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置

技术领域

本发明涉及一种数控机床上的装夹固定装置，具体是一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置。

背景技术

重卡车桥是重型卡车上的一种关键的承重及传动零部件，对于卡车的承重性能起到决定性的作用。重卡车桥桥壳结构复杂，加工内容比较多且分布于不同的加工面，图1-3是常见的重卡车桥桥壳的结构示意图，图1中，A面、F面、G面、H面、J面和K面为加工面，B孔、C孔、D孔、E孔、I孔为加工孔，D1、D2和D3孔为法兰孔，其中A面又叫琵琶面，F面和H面又叫板簧面，E孔又叫贯穿轴孔。重卡车桥桥壳在加工过程中，工序繁多，需采用多次装夹和多种不同的机床，装夹次数频繁，对操作人员的技能要求较高。由于设备的自动化程度差，无法实现连续的重卡车桥桥壳的自动加工，加工效率低，且使用的设备数量多，占用厂房面积大，对企业有限的资源是一种巨大的浪费；此外，多次装夹必然产生装夹误差，导致加工出来的桥壳精度低，尤其是形位公差要求无法得到有效的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，该装夹固定装置的自动化程度高，对重卡车桥桥壳的装夹定位牢固、可靠，能够提高重卡车桥桥壳的加工效率和加工质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，包括底座、液压自动夹紧机构和设置在所述的底座上的液压三爪卡盘、液压自动找平机构、液压辅助支撑组件、液压辅助夹紧机构和液压自动顶尖式尾座，所述的液压三爪卡盘和所述的液压自动顶尖式尾座分别安装在所述的底座的两端，所述的液压三爪卡盘与数控机床第四轴相连，所述的数控机床第四轴与液压旋转油缸相连，所述的液压自动夹紧机构安装在所述的液压自动顶尖式尾座上，桥壳加工过程中，所述的液压自动找平机构用于扶持桥壳的琵琶面自动找平，所述的液压三爪卡盘用于夹紧桥壳的一端的法兰孔，所述的液压自动顶尖式尾座用于扶持桥壳的另一端的法兰孔，所述的液压辅助支撑组件用于支撑桥壳，所述的液压辅助夹紧机构和所述的液压自动夹紧机构用于夹紧桥壳壳面完成相应加工。

数控机床第四轴用于扶持桥壳的一端，并为桥壳加工面的转位提供旋转驱动力。液压自动顶尖式尾座用于扶持桥壳的另一端，并将桥壳的轴线基准找正，以实现桥壳加工时的准确平稳转位。液压自动夹紧机构和液压辅助夹紧机构用于实现对桥壳壳面的自动夹紧及辅助夹紧，提高桥壳的装夹刚性，完成相应加工。

在开始装夹时，本发明装夹固定装置处于装夹复位状态，即液压三爪卡盘处于内缩状态，自动顶尖式尾座回缩，液压自动找平机构自动移至工作位置并弹性上浮，此时液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构处于回缩状态，将重卡车桥桥壳吊至装夹位置，自动顶尖式尾座扶持在桥壳的一端并向前顶，桥壳的另一端由安装在数控机床第四轴上的液压三爪卡盘夹紧，然后，液压自动找平机构扶持桥壳的琵琶面自动找平，装夹过程完成；装夹完成后，液压自动找平机构回缩并退出工作位置，液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构弹性上浮，再进行桥壳的加工，加工过程中，由液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构夹紧固定桥壳壳面并提高桥壳的装夹刚性。

所述的液压自动找平机构包括线轨、滑块、滑座、第一缸体、第一活塞、第一弹簧、第一油缸和找平块，所述的线轨安装在所述的底座上，所述的滑块安装在所述的滑座的底部，所述的滑块套设在所述的线轨上，所述的第一缸体固定在所述的滑座上，所述的第一活塞设置在所述的第一缸体内，所述的第一弹簧压缩设置在所述的第一活塞与所述的第一油缸之间，所述的找平块固定在所述的第一活塞的顶端。第一弹簧顶压第一油缸，桥壳吊至装夹位置后，桥壳下压找平块，同时液压作用下第一活塞下行，压缩第一弹簧，从而第一缸体整体回缩，桥壳的琵琶面与找平块表面贴合，完成琵琶面的自动找平。

所述的液压辅助支撑组件包括两个对称设置的液压辅助支撑单元，每个所述的液压辅助支撑单元包括第二油缸、第二缸体、第二活塞、第二弹簧、第一锁紧油缸和支撑端头，所述的第二活塞设置在所述的第二缸体内，所述的第二弹簧压缩设置在所述的第二活塞与所述的第二油缸之间，所述的支撑端头固定在所述的第二活塞的顶端，所述的第一锁紧油缸设置在所述的第二缸体的侧面，所述的第一锁紧油缸的活塞杆穿过所述的第二缸体的一侧壁抵靠在所述的第二活塞的侧面上，桥壳加工过程中，两个所述的支撑端头分别纵向顶靠在所述的桥壳的底部。第一锁紧油缸进油时，第二活塞被第一锁紧油缸的活塞杆顶紧，液压辅助支撑组件锁紧，无法弹性上浮；第一锁紧油缸回油，第一锁紧油缸的活塞杆回缩，第二活塞可来回移动，此时第二油缸进油，推动第二活塞上移并带动支撑端头一起弹性上浮，当支撑端头与桥壳接触时，第一锁紧油缸进油，第一锁紧油缸的活塞杆顶紧第二活塞，通过两个对称设置的液压辅助支撑单元上的两个支撑端头左右纵向顶紧支撑桥壳的底部。

所述的液压辅助夹紧机构包括四个对称设置的液压辅助夹紧单元，每个所述的液压辅助夹紧单元包括第三油缸、第三缸体、第三活塞、第三弹簧、第二锁紧油缸和顶紧端头，所述的第三活塞设置在所述的第三缸体内，所述的第三弹簧压缩设置在所述的第三活塞与所述的第三油缸之间，所述的顶紧端头固定在所述的第三活塞的顶端，所述的第二锁紧油缸设置在所述的第三缸体的侧面，所述的第二锁紧油缸的活塞杆穿过所述的第三缸体的一侧壁抵靠在所述的第三活塞的侧面上，桥壳加工过程中，四个所述的顶紧端头分别横向顶靠在所述的桥壳的中部的弧面上。与液压辅助支撑单元的工作原理类似，液压辅助夹紧单元中的第三活塞由第二锁紧油缸进行锁合，第二锁紧油缸松开时，第三活塞可来回移动，固定在第三活塞顶端的顶紧端头移动至与桥壳中部的弧面接触时，锁紧第二锁紧油缸，第二锁紧油缸的活塞杆顶紧第三活塞，通过四个对称设置的液压辅助夹紧单元上的四个顶紧端头横向顶紧桥壳中部。

所述的液压自动夹紧机构包括两个对称设置的液压自动夹紧单元，每个所述的液压自动夹紧单元包括第一基座、第一端盖、第四缸体、第四活塞和第四弹簧，所述的第一基座安装在所述的液压自动顶尖式尾座上，所述的第四缸体安装在所述的第一基座上，所述的第四活塞设置在所述的第四缸体内，所述的第四弹簧压缩设置在所述的第一端盖与所述的第四活塞之间，桥壳加工过程中，两个液压自动夹紧单元上的活塞同时顶紧桥壳的靠近液压自动顶尖式尾座的一端的法兰面。工作时，在液压作用下，两个液压自动夹紧单元上的活塞分别前移并顶紧桥壳的靠近液压自动顶尖式尾座的一端的法兰面。两个液压自动夹紧单元可增加液压自动顶尖式尾座的刚性，提高桥壳装夹定位的可靠性。

上述装夹固定装置还包括装夹辅助支撑座，所述的装夹辅助支撑座靠近所述的液压三爪卡盘，所述的装夹辅助支撑座的一端固定在所述的底座上，所述的装夹辅助支撑座的另一端用于支撑桥壳的靠近所述的液压三爪卡盘的一端的法兰面。装夹辅助支撑座可进一步增强液压三爪卡盘的刚性，确保桥壳的加工精度。

所述的底座的两端分别焊接有一块垫高块，所述的液压三爪卡盘和所述的液压自动顶尖式尾座分别安装在两块所述的垫高块上。垫高块的设置，便于装置的装配和安装。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，自动化程度高，通过液压自动找平机构实现对桥壳的琵琶面的自动找平，并分别通过液压三爪卡盘和液压自动顶尖式尾座固定桥壳的两端，通过液压辅助支撑组件支撑桥壳，同时通过液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构夹紧桥壳壳面并提高桥壳的装夹刚性，从而实现对重卡车桥桥壳的牢固、可靠的装夹定位，能够提高重卡车桥桥壳的加工效率，有利于确保桥壳的加工精度，提高产品质量。

附图说明

图1为实施例中重卡车桥桥壳的纵剖示意图；

图2为实施例中重卡车桥桥壳的横剖示意图；

图3为实施例中重卡车桥桥壳的局部示意图；

图4为重卡车桥桥壳装夹完成后的效果图；

图5为对应于图4的俯视图（桥壳局部剖切）；

图6为液压自动找平机构的结构示意图；

图7为液压辅助支撑单元的结构示意图；

图8为液压辅助夹紧单元的结构示意图；

图9为液压自动夹紧单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图所示的加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，包括底座8、液压自动夹紧机构和设置在底座8上的8寸液压三爪卡盘61、液压自动找平机构1、液压辅助支撑组件、液压辅助夹紧机构、液压自动顶尖式尾座7和装夹辅助支撑座5，底座8的两端分别焊接有一块垫高块81，液压三爪卡盘61和液压自动顶尖式尾座7分别安装在两块垫高块81上，装夹辅助支撑座5靠近液压三爪卡盘61，装夹辅助支撑座5的一端固定在底座8上，装夹辅助支撑座5的另一端用于支撑桥壳9的靠近液压三爪卡盘61的一端的法兰面，液压三爪卡盘61与GX-400H数控机床第四轴62相连，数控机床第四轴62与液压旋转油缸63相连，液压自动夹紧机构安装在液压自动顶尖式尾座7上，桥壳9加工过程中，液压自动找平机构用1于扶持桥壳9的琵琶面（即A面）自动找平，液压三爪卡盘61用于夹紧桥壳9的一端的法兰孔，液压自动顶尖式尾座7用于扶持桥壳9的另一端的法兰孔，液压辅助支撑组件用于支撑桥壳9，液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构用于夹紧桥壳9壳面完成相应加工。

以上实施例中，如图6所示，液压自动找平机构1包括线轨11、滑块12、滑座13、第一缸体14、第一活塞15、第一弹簧16、第一油缸17和找平块18，线轨11安装在底座8上，滑块12安装在滑座13的底部，滑块12套设在线轨11上，第一缸体14固定在滑座13上，第一活塞15设置在第一缸体14内，第一弹簧16压缩设置在第一活塞15与第一油缸17之间，找平块18固定在第一活塞15的顶端。

以上实施例中，液压辅助支撑组件包括两个对称设置的液压辅助支撑单元21，如图7所示，每个液压辅助支撑单元21包括第二油缸22、第二缸体23、第二活塞24、第二弹簧25、第一锁紧油缸26和支撑端头27，第二活塞24设置在第二缸体23内，第二弹簧25压缩设置在第二活塞24与第二油缸22之间，支撑端头27固定在第二活塞24的顶端，第一锁紧油缸26设置在第二缸体23的侧面，第一锁紧油缸26的活塞杆穿过第二缸体23的一侧壁抵靠在第二活塞24的侧面上，桥壳9加工过程中，两个支撑端头27分别纵向顶靠在桥壳9的底部。

以上实施例中，液压辅助夹紧机构包括四个对称设置的液压辅助夹紧单元31，如图8所示，每个液压辅助夹紧单元31包括第三油缸32、第三缸体33、第三活塞34、第三弹簧35、第二锁紧油缸36和顶紧端头37，第三活塞34设置在第三缸体33内，第三弹簧35压缩设置在第三活塞34与第三油缸32之间，顶紧端头37固定在第三活塞34的顶端，第二锁紧油缸36设置在第三缸体33的侧面，第二锁紧油缸36的活塞杆穿过第三缸体33的一侧壁抵靠在第三活塞34的侧面上，桥壳9加工过程中，四个顶紧端头37分别横向顶靠在桥壳9的中部的弧面上。

以上实施例中，液压自动夹紧机构包括两个对称设置的液压自动夹紧单元41，如图9所示，每个液压自动夹紧单元41包括第一基座42、第一端盖43、第四缸体44、第四活塞45和第四弹簧46，第一基座42安装在液压自动顶尖式尾座7上，第四缸体44安装在第一基座42上，第四活塞45设置在第四缸体44内，第四弹簧45压缩设置在第一端盖43与第四活塞45之间，桥壳9加工过程中，两个液压自动夹紧单元41上的活塞同时顶紧桥壳9的靠近液压自动顶尖式尾座7的一端的法兰面。

上述装夹固定装置安装后，底座8固定在数控机床工作台上。安装后，重卡车桥桥壳9的装夹及加工过程如下：开始装夹时，装夹固定装置处于装夹复位状态，即液压三爪卡盘61处于内缩状态，自动顶尖式尾座7回缩，液压自动找平机构1自动移至工作位置并弹性上浮，此时液压辅助夹紧机构和液压自动夹紧机构处于回缩状态，将重卡车桥桥壳9吊至装夹位置，自动顶尖式尾座7扶持在桥壳9的一端并向前顶，桥壳9的另一端由安装在数控机床第四轴62上的液压三爪卡盘61夹紧，然后，液压作用下第一活塞15下行，压缩第一弹簧16，从而第一缸体14整体回缩，桥壳9的A面与找平块18表面贴合，A面的自动找平动作完成，装夹过程完成，见图4；装夹完成后，液压自动找平机构1回缩并退出工作位置，数控机床第四轴62驱动桥壳9旋转180度，使A面朝上，四个对称设置的液压辅助夹紧单元31上的四个顶紧端头37横向顶紧桥壳9中部，两个液压自动夹紧单元41上的活塞同时顶紧桥壳9的靠近液压自动顶尖式尾座7的一端的法兰面，同时两个对称设置的液压辅助支撑单元21上的两个支撑端头27左右纵向顶紧支撑桥壳9的底部，即可加工A面及其B孔、C孔等相应孔系。

A面及其B孔、C孔等相应孔系加工完成后，分别靠近J面和K面的两个液压辅助夹紧单元31和两个液压自动夹紧单元41松开，数控机床第四轴62驱动桥壳9旋转90度，分别靠近J面和K面的两个液压辅助夹紧单元31和两个液压自动夹紧单元41自动夹紧，加工F面、G面、H面和I孔。

F面、G面、H面和I孔加工完成后，分别靠近J面和K面的两个液压辅助夹紧单元31和两个液压自动夹紧单元41松开，数控机床第四轴62驱动桥壳9旋转90度，然后四个液压辅助夹紧单元31、两个液压自动夹紧单元41和两个液压辅助支撑单元21再自动夹紧，加工D孔和E孔。

D孔和E孔加工完成后，四个液压辅助夹紧单元31和两个液压辅助支撑单元21自动夹紧，两个液压自动夹紧单元41松开，数控机床第四轴62驱动桥壳9旋转90度，分别靠近J面和K面的两个液压辅助夹紧单元31和两个液压自动夹紧单元41夹紧，加工J面和K面。J面和K面加工完成后，桥壳9的加工完成，液压自动顶尖式尾座7和液压三爪卡盘61松开，即可进行桥壳9的卸装。

采用本发明装夹固定装置后，重卡车桥桥壳的装夹次数大幅减少，桥壳的加工精度明显提高，尤其是A面与E孔的垂直度有较大提高，可以控制在0.02mm以内，桥壳的加工质量得到提高。

Claims (6)

1.一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于包括底座、液压自动夹紧机构和设置在所述的底座上的液压三爪卡盘、液压自动找平机构、液压辅助支撑组件、液压辅助夹紧机构和液压自动顶尖式尾座，所述的液压三爪卡盘和所述的液压自动顶尖式尾座分别安装在所述的底座的两端，所述的液压三爪卡盘与数控机床第四轴相连，所述的数控机床第四轴与液压旋转油缸相连，所述的液压自动夹紧机构安装在所述的液压自动顶尖式尾座上，所述的液压自动找平机构包括线轨、滑块、滑座、第一缸体、第一活塞、第一弹簧、第一油缸和找平块，所述的线轨安装在所述的底座上，所述的滑块安装在所述的滑座的底部，所述的滑块套设在所述的线轨上，所述的第一缸体固定在所述的滑座上，所述的第一活塞设置在所述的第一缸体内，所述的第一弹簧压缩设置在所述的第一活塞与所述的第一油缸之间，所述的找平块固定在所述的第一活塞的顶端，桥壳加工过程中，所述的液压自动找平机构用于扶持桥壳的琵琶面自动找平，所述的液压三爪卡盘用于夹紧桥壳的一端的法兰孔，所述的液压自动顶尖式尾座用于扶持桥壳的另一端的法兰孔，所述的液压辅助支撑组件用于支撑桥壳，所述的液压辅助夹紧机构和所述的液压自动夹紧机构用于夹紧桥壳壳面完成相应加工。

2.根据权利要求1所述的一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于所述的液压辅助支撑组件包括两个对称设置的液压辅助支撑单元，每个所述的液压辅助支撑单元包括第二油缸、第二缸体、第二活塞、第二弹簧、第一锁紧油缸和支撑端头，所述的第二活塞设置在所述的第二缸体内，所述的第二弹簧压缩设置在所述的第二活塞与所述的第二油缸之间，所述的支撑端头固定在所述的第二活塞的顶端，所述的第一锁紧油缸设置在所述的第二缸体的侧面，所述的第一锁紧油缸的活塞杆穿过所述的第二缸体的一侧壁抵靠在所述的第二活塞的侧面上，桥壳加工过程中，两个所述的支撑端头分别纵向顶靠在所述的桥壳的底部。

3.根据权利要求1所述的一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于所述的液压辅助夹紧机构包括四个对称设置的液压辅助夹紧单元，每个所述的液压辅助夹紧单元包括第三油缸、第三缸体、第三活塞、第三弹簧、第二锁紧油缸和顶紧端头，所述的第三活塞设置在所述的第三缸体内，所述的第三弹簧压缩设置在所述的第三活塞与所述的第三油缸之间，所述的顶紧端头固定在所述的第三活塞的顶端，所述的第二锁紧油缸设置在所述的第三缸体的侧面，所述的第二锁紧油缸的活塞杆穿过所述的第三缸体的一侧壁抵靠在所述的第三活塞的侧面上，桥壳加工过程中，四个所述的顶紧端头分别横向顶靠在所述的桥壳的中部的弧面上。

4.根据权利要求1所述的一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于所述的液压自动夹紧机构包括两个对称设置的液压自动夹紧单元，每个所述的液压自动夹紧单元包括第一基座、第一端盖、第四缸体、第四活塞和第四弹簧，所述的第一基座安装在所述的液压自动顶尖式尾座上，所述的第四缸体安装在所述的第一基座上，所述的第四活塞设置在所述的第四缸体内，所述的第四弹簧压缩设置在所述的第一端盖与所述的第四活塞之间，桥壳加工过程中，两个液压自动夹紧单元上的活塞同时顶紧桥壳的靠近液压自动顶尖式尾座的一端的法兰面。

5.根据权利要求1所述的一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于还包括装夹辅助支撑座，所述的装夹辅助支撑座靠近所述的液压三爪卡盘，所述的装夹辅助支撑座的一端固定在所述的底座上，所述的装夹辅助支撑座的另一端用于支撑桥壳的靠近所述的液压三爪卡盘的一端的法兰面。

6.根据权利要求1所述的一种加工重卡车桥桥壳用装夹固定装置，其特征在于所述的底座的两端分别焊接有一块垫高块，所述的液压三爪卡盘和所述的液压自动顶尖式尾座分别安装在两块所述的垫高块上。