CN109262297B - 一种长条零件内圆弧面的加工工装 - Google Patents

一种长条零件内圆弧面的加工工装 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种长条零件内圆弧面的加工工装，属于机械加工技术领域，长条零件内圆弧面的加工工装包括：管体、多个第一侧板、多个第二侧板和多个固定装置；管体上沿周向间隔设置有多个可容纳长条零件的开口，每个开口设置有第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板平行布置，且第一侧板和第二侧板的中间面经过管体的直径，中间面平行于第一侧板和第二侧板，且到第一侧板和第二侧板的距离相等；固定装置包括成对设置的第一固定装置和第二固定装置，第一固定装置和第二固定装置用于固定夹紧长条零件。通过该加工工装可以实现多个长条零件的固定，从而一次车削能够加工多个长条零件的内圆弧表面，极大的提高了加工效率。

Description

一种长条零件内圆弧面的加工工装
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种长条零件内圆弧面的加工工装及方法。
背景技术
调距桨是一种船舶动力推进装置，一般包含桨毂桨叶组件、调距桨油管组件和配油器组件。调距桨油管组件连接配油器组件和桨毂桨叶组件，用来将配油器组件的高压油传递到桨毂桨叶组件，从而改变推力的大小和方向。调距桨油管组件一般包含轴系和套设在轴系里的油管，为了保证油管稳定的固定在轴系中，通常会在轴系中设置轴套，油管支撑条安装在轴套内。该油管支撑条为一具有内圆弧面的长条零件，油管放置并焊接在油管支撑条的内圆弧面上。长条零件是指横截面方向的尺寸远小于长度方向的尺寸的零件，其为机械结构中的常见零件。
油管支撑条内圆弧面常用的加工方式是将单个的油管支撑条固定在铣床上，采用铣削的加工方式加工内圆弧面。
在油管支撑条的加工过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于该油管支撑条长度较长，需要加工的内圆弧面在长度方向上也距离较大，因此，加工一件油管支撑条内圆弧面所需的时间较长，当需要大批量生产时，会导致批量加工所需的时间周期长。
发明内容
为了解决采用铣削的加工油管支撑条时，加工效率较低的问题，本发明实施例提供了一种长条零件内圆弧面的加工工装及方法。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种长条零件内圆弧面的加工工装，所述加工工装包括：管体、多个第一侧板、多个第二侧板和多个固定装置；所述管体上沿周向间隔设置有多个可容纳长条零件的开口，每个所述开口设置有所述第一侧板和所述第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板平行布置，且所述第一侧板和所述第二侧板的中间面经过所述管体的直径，所述中间面平行于所述第一侧板和所述第二侧板，且到所述第一侧板和所述第二侧板的距离相等；所述固定装置包括成对设置的第一固定装置和第二固定装置，所述第一固定装置设置在第一侧板上，所述第二固定装置设置在第二侧板与第一固定装置相对的位置上，所述第一固定装置和所述第二固定装置用于固定夹紧长条零件。
进一步地，所述第一固定装置为第一螺栓，所述第一侧板上设置有第一螺孔，所述第一螺栓设置在所述第一螺孔内，且所述第一螺栓与所述第一侧板垂直；所述第二固定装置为第二螺栓，所述第二侧板上设置有第二螺孔，所述第二螺栓设置在所述第二螺孔内，且所述第二螺栓与所述第二侧板垂直。
进一步地，所述加工工装还包括背板；所述背板的一端连接于所述第一侧板远离所述管体中心的一端，所述背板的另一端连接于所述第二侧板远离所述管体中心的一端。
进一步地，所述第一侧板远离所述管体中心的一端设置有至少一个第三螺孔，所述第二侧板远离所述管体中心的一端设置有至少一个第四螺孔，所述背板对应位置设有通孔；所述加工工装还包括第三螺栓和第四螺栓，所述第三螺栓穿过所述背板上的通孔旋入所述第一侧板上的所述第三螺孔，所述第四螺栓穿过所述背板上的通孔旋入所述第二侧板的所述第四螺孔。
进一步地，所述加工工装还包括固定座；所述固定座设置在管体的端部，用于将所述管体固定装夹于车床上。
进一步地，每个所述开口设置有多个所述第一侧板和多个所述第二侧板，多个所述第一侧板依次沿所述管体轴线方向设置于所述开口内，多个所述第二侧板与所述第一侧板相对的设置在同一所述开口内。
进一步地，每个所述开口设置有3个所述第一侧板和3个所述第二侧板。
进一步地，所述管体上设置的所述开口的个数为6个。
另一方面，提供了一种长条零件内圆弧面的加工方法，采用如第一方面所述的长条零件内圆弧面的加工工装实现，所述方法包括：
安装所述长条零件到所述加工工装的第一侧板和第二侧板所组成的凹槽内；
固定所述加工工装到车床卡盘上；
依次调整多个所述长条零件的位置，使所述长条零件的待加工表面与所述管体的轴线平行，然后通过所述固定装置固定所述长条零件；
对固定在所述加工工装上的多个所述长条零件的所述待加工表面进行车削加工，获得内圆弧表面。
进一步地，所述依次调整多个所述长条零件的位置，使所述长条零件的待加工表面与所述管体的轴线平行，包括：
将百分表替代刀头固定在车床的刀头夹具上，沿着所述管体的轴线方向走刀，测量所述长条零件的所述待加工表面与所述管体轴线的平行度；
根据所述长条零件的所述待加工表面与所述管体轴线的平行度调整所述长条零件的位置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在管体上沿周向间隔设置多个可容纳长条零件的开口，并在每个开口上设置平行的第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板组成可容纳长条零件的凹槽。第一侧板和第二侧板的中间面经过管体的直径，中间面平行于第一侧板和第二侧板，且到第一侧板和第二侧板的距离相等，以保证长条零件的内圆弧面的轴心与管体的轴心重合，从而使得可以同时对设置在各个开口内的长条零件进行加工。第一固定装置设置在第一侧板上，第二固定装置设置在第二侧板与第一固定装置相对的位置上，第一固定装置和第二固定装置用于固定夹紧长条零件，保证长条零件在加工过程中的稳定性。通过该加工工装可以实现多个长条零件的固定，从而一次车削能够加工多个长条零件的内圆弧表面，极大的提高了加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种油管支撑条的主视图；
图2是本发明实施例提供的一种油管支撑条剖视图；
图3是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工工装的剖视图；
图4是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工工装的主视图；
图5是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了更清楚的了解本方案，本实施例以油管支撑条的内圆弧面加工为例，本申请的加工工装可以用来加工各种长条零件的内圆弧面，不限于油管支撑条的内圆弧面加工。
此处先对油管支撑条进行简短说明。图1是本发明实施例提供的一种油管支撑条的主视图。如图1所示，该油管支撑条1的端面呈矩形，其中，矩形的一条边为内圆弧。因此，该油管支撑条1包含3个平面和一个内圆弧面11。
图2是本发明实施例提供的一种油管支撑条1剖视图。如图2所示，该油管支撑条1为长条零件。
本发明实施例提供的长条零件内圆弧面的加工工装，正是用于加工如图1和图2所示的油管支撑条1及其他类型的长条零件，使其形成内圆弧面11。
图3是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工工装的剖视图，
图4是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工工装的主视图。
如图3和图4所示，本发明实施例提供了一种长条零件内圆弧面的加工工装，该加工工装包括管体110、多个第一侧板120、多个第二侧板130和多个固定装置140。管体110上沿周向间隔设置有多个可容纳长条零件的开口111，每个开口111设置有第一侧板120和第二侧板130，第一侧板120和第二侧板130平行布置，且第一侧板120和第二侧板130的中间面经过管体110的直径，中间面平行于第一侧板120和第二侧板130，且到第一侧板120和第二侧板130的距离相等。如图3和图4所示，固定装置140包括成对设置的第一固定装置141和第二固定装置142，第一固定装置141设置在第一侧板120上，第二固定装置142设置在第二侧板130与第一固定装置141相对的位置上，第一固定装置141和第二固定装置142用于固定夹紧长条零件。
其中，管体110为一圆筒状结构，开口111设置在管体110的侧壁上。
本发明公开了一种长条零件内圆弧面的加工工装，通过在管体110上沿周向间隔设置多个可容纳长条零件的开口111，并在每个开口111上设置平行的第一侧板120和第二侧板130，第一侧板120和第二侧板130组成可容纳长条零件的凹槽。第一侧板120和第二侧板130的中间面经过管体110的直径，中间面平行于第一侧板120和第二侧板130，且到第一侧板120和第二侧板130的距离相等，以保证长条零件的内圆弧面的轴心与管体的轴心重合，从而使得可以同时对设置在各个开口内的长条零件进行加工。第一固定装置141设置在第一侧板120上，第二固定装置142设置在第二侧板130与第一固定装置141相对的位置上，第一固定装置141和第二固定装置142用于固定夹紧长条零件，保证长条零件在加工过程中的稳定性。通过该加工工装可以实现多个长条零件的固定，从而一次车削能够加工多个长条零件的内圆弧表面，极大的提高了加工效率。
进一步地，如图3所示，管体110的内径R应大于长条零件的圆弧面直径r，以防止管体110的管壁112影响内圆弧面的加工。
进一步地，开口111的个数可以根据实际情况和工件的大小，进行确定。
本发明实施例中，开口111的个数可以为2～8个。优选地，开口111的个数为6个。这样既可以保证加工的精度，同时最大限度的提高加工效率。
进一步地，第一固定装置141为第一螺栓，第一侧板120上设置有第一螺孔，第一螺栓设置在第一螺孔内，且第一螺栓与第一侧板120垂直；第二固定装置142为第二螺栓，第二侧板130上设置有第二螺孔，第二螺栓设置在第二螺孔内，且第二螺栓与第二侧板130垂直。当长条零件放入第一侧板120和第二侧板130之后，旋转第一螺栓和第二螺栓使得螺栓的底面与长条零件相接触，从而固定夹紧长条零件。采用螺栓进行长条零件的固定，可以适应不同尺寸的长条零件，从而保证该工装有更强的通用性。
可选的，第一侧板120和第二侧板130的沿管体110径向的长度大于管体110的侧壁的厚度，以保证有足够的空间设置所述第一螺孔和第二螺孔。
进一步地，加工工装还包括背板150，背板150的一端连接第一侧板120远离管体110中心的一端，背板150的另一端连接第二侧板130远离管体110中心的一端。
本发明实施例中，第一侧板120远离管体110中心的一端设置有至少一个第三螺孔，第三螺孔与第一侧板120远离管体110中心的端面垂直。第二侧板130远离管体110中心的一端设置有至少一个第四螺孔，第四螺孔与第二侧板130远离管体110中心的端面垂直，背板150上与第三螺孔和第4螺孔的对应位置设有通孔。
加工工装还包括第三螺栓151和第四螺栓152，第三螺栓151穿过背板150上的通孔旋入第一侧板120上的第三螺孔，第四螺栓152穿过背板150上的通孔旋入第二侧板130的第四螺孔，实现背板150与第一侧板120和第二侧板130的连接。
在其他实施例中，在第一侧板120远离管体110中心的一端和第二侧板130远离管体110中心的一端各设置有一个平行于端面的凹槽(图中未示出)，第一侧板120的凹槽和第二侧板130的凹槽相对设置，背板150平行插入该凹槽，实现背板与第一侧板120和第二侧板130的连接。
可选的，加工工装还包括固定座160，固定座160设置在管体110的端部，用于将管体110与车床卡盘固定。
可选的，当长条零件的长度大于加工车床的最大加工长度时，可以在管体110的两端均设置固定座160，以方便加工工装掉头时装夹固定。
进一步地，每个开口111设置有多个第一侧板120和多个第二侧板130，多个第一侧板120依次沿管体110轴线方向设置于开口111内，多个第二侧板130与第一侧板120相对的设置在同一开口111内。
可选的，多个第一侧板的长度总和小于开口111的长度，以减少材料的使用，降低成本，同时减轻加工工装的自重。
优选的，每个开口111设置有3个第一侧板120和3个第二侧板130以方便加工工装的拆装。
可选的，第一侧板120和第二侧板130之间可以设置一个、两个或多个固定装置140，本领域技术人员可以实际情况加以调整。
可选的，第一侧板120和第二侧板130焊接在管体110上，从而保证加工工装的稳定性。
可选的，第一侧板120和第二侧板130的一端与管壁112平齐，以防止第一侧板120和第二侧板130影响内圆弧面的加工。
可选的，当长条零件的截面长度小于第一侧板120和第二侧板130之间的间距时，还可以在长条零件的侧壁与对应的第一侧板120之间使用固定厚度垫板(图中未示出)，同时在长条零件的侧壁与第二侧板130之间使用固定厚度垫板(图中未示出)，从而更好的固定长条零件。
图5是本发明实施例提供的一种长条零件内圆弧面的加工方法的流程图。该方法采用图1～图4所示的长条零件内圆弧面的加工工装实现，参见图4，该方法包括：
步骤101：安装长条零件到加工工装的第一侧板120和第二侧板130所组成的凹槽内。
取下同一个开口111对应的背板150的第三螺栓151和第四螺栓152，卸下该开口111对应的背板150，将长条零件放置于第一侧板120和第二侧板130之间对应的开口111中，再将第三螺栓151和第四螺栓152穿过背板150旋入对应的第三螺孔和第四螺孔，旋紧对应的第一螺栓和第二螺栓，实现对长条零件的夹紧。
按照步骤101的方法，依次安装所有的长条零件。
步骤102：固定加工工装到车床卡盘上。
通过固定座160将加工工装固定到车床上，使用车床自带的四爪或六爪卡盘夹紧加工工装。
步骤103：依次调整多个长条零件的位置，使长条零件的待加工表面与管体110的轴线平行，然后通过固定装置140固定长条零件。
进一步地，依次调整多个长条零件的位置，使长条零件的待加工表面与管体110的轴线平行，包括：
将百分表替代刀头固定在车床的刀头夹具上，沿着管体110的轴线方向走刀，测量长条零件的待加工表面与管体110轴线的平行度；
具体的，记录下百分表读数的最大值Ma和最小值Mb，最大值Ma和最小值Mb的差值即为长条零件的待加工表面与管体110轴线的平行度。
根据长条零件的待加工表面与管体110轴线的平行度调整长条零件的位置。
具体的，根据百分表读数的最大值Ma和最小值Mb的差值，调整该长条零件对应的多个第一螺栓和多个第二螺栓的旋入深度，从而调整长条零件的位置。在调整过程中，实时读取百分表读数，并根据该百分表读数确定是否调整到位。
具体地，当百分表读数的最大值Ma和最小值Mb的差值小于或等于0.05mm时，即可认为待加工表面与管体110轴线平行，停止步骤103。
步骤104：对固定在加工工装上的多个长条零件的待加工表面进行车削加工，获得内圆弧表面。
当长条零件的长度大于加工车床的最大加工长度时，先从一端对固定在加工工装上的多个长条零件的待加工表面进行车削加工，加工到管体110长度方向的中间平面时停止。将加工工装掉头从另一端固定到车床卡盘上，对固定在加工工装上的多个长条零件的余下的待加工表面进行车削加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长条零件内圆弧面的加工工装，其特征在于，所述加工工装包括：管体(110)、多个第一侧板(120)、多个第二侧板(130)和多个固定装置(140)；
所述管体(110)上沿周向间隔设置有多个可容纳长条零件的开口(111)，每个所述开口(111)设置有所述第一侧板(120)和所述第二侧板(130)，所述第一侧板(120)和所述第二侧板(130)平行布置，且所述第一侧板(120)和所述第二侧板(130)的中间面经过所述管体(110)的直径，所述中间面平行于所述第一侧板(120)和所述第二侧板(130)，且到所述第一侧板(120)和所述第二侧板(130)的距离相等；
所述固定装置(140)包括成对设置的第一固定装置(141)和第二固定装置(142)，所述第一固定装置(141)设置在第一侧板(120)上，所述第二固定装置(142)设置在第二侧板(130)与第一固定装置(141)相对的位置上，所述第一固定装置(141)和所述第二固定装置(142)用于固定夹紧长条零件。
2.根据权利要求1所述的加工工装，其特征在于，所述第一固定装置(141)为第一螺栓，所述第一侧板(120)上设置有第一螺孔，所述第一螺栓设置在所述第一螺孔内，且所述第一螺栓与所述第一侧板(120)垂直；
所述第二固定装置(142)为第二螺栓，所述第二侧板(130)上设置有第二螺孔，所述第二螺栓设置在所述第二螺孔内，且所述第二螺栓与所述第二侧板(130)垂直。
3.根据权利要求1所述的加工工装，其特征在于，所述加工工装还包括背板(150)；
所述背板(150)的一端连接于所述第一侧板(120)远离所述管体(110)中心的一端，所述背板(150)的另一端连接于所述第二侧板(130)远离所述管体(110)中心的一端。
4.根据权利要求3所述的加工工装，其特征在于，所述第一侧板(120)远离所述管体(110)中心的一端设置有至少一个第三螺孔，所述第二侧板(130)远离所述管体(110)中心的一端设置有至少一个第四螺孔，所述背板(150)对应位置设有通孔；
所述加工工装还包括第三螺栓(151)和第四螺栓(152)，所述第三螺栓(151)穿过所述背板(150)上的通孔旋入所述第一侧板(120)上的所述第三螺孔，所述第四螺栓(152)穿过所述背板(150)上的通孔旋入所述第二侧板(130)上的所述第四螺孔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的加工工装，其特征在于，所述加工工装还包括固定座(160)；
所述固定座(160)设置在管体(110)的端部，用于将所述管体(110)固定装夹于车床上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的加工工装，其特征在于，每个所述开口(111)设置有多个所述第一侧板(120)和多个所述第二侧板(130)，多个所述第一侧板(120)依次沿所述管体(110)轴线方向设置于所述开口(111)内，多个所述第二侧板(130)与所述第一侧板(120)相对的设置在同一所述开口(111)内。
7.根据权利要求6所述的加工工装，其特征在于，每个所述开口(111)设置有3个所述第一侧板(120)和3个所述第二侧板(130)。
8.根据权利要求1-4任一项所述的加工工装，其特征在于，所述管体(110)上设置的所述开口(111)的个数为6个。
9.一种长条零件内圆弧面的加工方法，采用如权利要求1-8任一项所述的长条零件内圆弧面的加工工装实现，其特征在于，所述方法包括：
安装所述长条零件到所述加工工装的第一侧板(120)和第二侧板(130)所组成的凹槽内；
固定所述加工工装到车床卡盘上；
依次调整多个所述长条零件的位置，使所述长条零件的待加工表面与所述管体(110)的轴线平行，然后通过所述固定装置(140)固定所述长条零件；
对固定在所述加工工装上的多个所述长条零件的所述待加工表面进行车削加工，获得内圆弧表面。
10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，所述依次调整多个所述长条零件的位置，使所述长条零件的待加工表面与所述管体(110)的轴线平行，包括：
将百分表替代刀头固定在车床的刀头夹具上，沿着所述管体(110)的轴线方向走刀，测量所述长条零件的所述待加工表面与所述管体(110)轴线的平行度；
根据所述长条零件的所述待加工表面与所述管体(110)轴线的平行度调整所述长条零件的位置。
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