CN109434501B - 挖掘机动臂加工工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机动臂加工工装，包括工装平台、支撑座、后支承定位装置、压紧装置、夹紧装置、前叉座定位夹紧装置和侧面定位装置；所述的夹紧装置和前叉座定位夹紧装置安装在工装平台的前部，侧面定位装置固定安装在夹紧装置上，后支承定位装置和一组夹紧装置安装在工装平台的后部，支撑座安装在工装平台的中部，在支撑座上安装有夹紧装置。由于本发明采用动臂侧板的一侧粗定位，另一侧夹紧，动臂前叉座中心面精定位的基本原理，同时考虑到焊接变形等因素，定位装置采用螺纹形式可调节，两侧均有夹紧装置，呈左右对称结构形式，保证夹紧的可靠性。具有操作简单、加工质量高、生产效率高的优点，特别适合大批量生产。

Description

挖掘机动臂加工工装

技术领域

本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种挖掘机动臂加工工装。

背景技术

液压挖掘机的动臂是非常重要的结构件，承受外载荷作用大，是故障率最高的部件，其品质优劣直接决定挖掘机质量和工作性能。

如图1所示，动臂A采用箱体式结构，一般具有一定的弯度保证其功用，主要由A1后支承、A2上盖板、A3左右侧板、A4下耳板、A5上耳板、A6下盖板和A7前叉座等组成。采用焊后整体加工，加工内容为：A1后支承、A4下耳板、A5上耳板和A7前叉座镗孔；A1后支承铣面、A7前叉座刮面。

动臂机加工工艺较为复杂，其为动臂结构件制造的最后工序，因组焊尺寸精度、焊接变形等原因产生的误差都集中到机加工工序，各组孔之间有较高的关联关系，同时，加工孔亦是动臂的薄弱易损区之一，若加工尺寸出现偏差，轻则出现动臂几组孔磨损加快缩短使用寿命、发生疲劳破坏和产生异响抖动等功能性问题，重则导致无法整机装配，直接报废，因此，对动臂孔机加工有较高的技术要求，以保证动臂结构件的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、加工质量高、生产效率高的挖掘机动臂加工工装。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种挖掘机动臂加工工装，包括工装平台、支撑座、后支承定位装置、压紧装置、至少三组的夹紧装置、前叉座定位夹紧装置和一组以上的侧面定位装置；一组以上的夹紧装置和前叉座定位夹紧装置安装在工装平台的前部，侧面定位装置固定安装在各组夹紧装置上，后支承定位装置和一组夹紧装置安装在工装平台的后部，支撑座安装在工装平台的中部，在支撑座上安装有一组以上的夹紧装置；

所述的压紧装置包括压板座、螺栓、螺母、两个压紧支撑座和压紧丝杆；所述的压板座包括U型板、螺纹压板、圆形板，U型板和圆形板分别固定在螺纹压板的两端；压板座的圆形板通过螺栓、螺母铰接在一个压紧支撑座上，压板座的U型板通过螺栓、螺母固定在在另一个压紧支撑座上，压紧丝杆的中部螺接在压板座中螺纹压板的中部；

所述的夹紧装置包括夹紧底座、多个丝杆夹紧装置、多个内螺纹套筒；所述的多个内螺纹套筒自上而下依次安装在夹紧底座上，多个丝杆夹紧装置分别套置在多个内螺纹套筒内；所述压紧装置安装在夹紧底座上；所述的前叉座定位夹紧装置包括前叉底座、轴向丝杆夹紧装置、对称式定位夹紧装置；所述的轴向丝杆夹紧装置安装在前叉底座中部，对称式定位夹紧装置安装在前叉底座中部且位于轴向丝杆夹紧装置的正上方；

所述的轴向丝杆夹紧装置包括两块支撑板、防转传动轴、轴承安装座、丝杆、轴套、夹紧板、限位圆板、螺栓、轴承；所述的两块支撑板分别间隔安装在前叉底座上，轴承安装座通过螺栓固定安装在两块支撑板上，防转传动轴的两端分别通过限位圆板固定在两块支撑板上，丝杆的两端通过轴承分别可旋转的套接在支撑板上的轴承安装座上，夹紧板通过轴套滑接在防转传动轴上且夹紧板的下部螺接在丝杆上；

所述的对称式定位夹紧装置包括定位夹紧底座、传动丝杆、传动丝杆安装座、左旋定位夹紧块、右旋定位夹紧块；所述的定位夹紧底座的下端固定在前叉底座上，传动丝杆安装座固定安装在定位夹紧底座的上盖板上，传动丝杆中部活动套置在传动丝杆安装座上且通过传动丝杆中部的两个轴肩限制抵靠在传动丝杆安装座的两侧壁，限制了传动丝杆的轴向移动，传动丝杆的两端具有相反旋向的螺纹；所述的左旋定位夹紧块和右旋定位夹紧块分别螺接在传动丝杆的两端，左旋定位夹紧块和右旋定位夹紧块底面皆向下凸设一限位导向块，两限位导向块皆滑接在定位夹紧底座上盖板上的滑槽内，以限制两侧的定位夹紧块的转动自由度。

所述的后支承定位装置包括后支承底板、轴向定位板、高度定位板；所述的轴向定位板和高度定位板皆固定在后支承底板上且靠接在一起，轴向定位板的侧壁与高度定位板的顶面呈直角。

所述的丝杆夹紧装置由活动压头和夹紧丝杆组成；活动压头活动套置在夹紧丝杆的一端，夹紧丝杆的中部螺接在内螺纹套筒内。

所述的侧面定位装置由定位丝杆、侧面定位底座、螺栓组成，侧面定位底座通过螺栓固定在夹紧装置上，定位丝杆中部螺接在侧面定位底座上。

采用上述方案后，由于本发明是一种对挖掘机动臂机加工通用工装，采用动臂侧板的一侧粗定位，另一侧夹紧，动臂前叉座中心面精定位的基本原理，同时考虑到焊接变形等因素，定位装置采用螺纹形式可调节，两侧均有夹紧装置，呈左右对称结构形式，保证夹紧的可靠性。因动臂的形状比较特殊，加工工装设计完全避开主轴进给区域，保证加工方案的可行性。具有以下优点：

1、加工质量高，二次交检率由60%提升至100%，大幅降低动臂加工的故障率。采用侧面定位装置为粗定位，对称式定位夹紧装置为精定位，辅以相应的检测手段，可有效保证加工的可靠性，实现以前叉座的中心面为横向工艺基准，消除因基准转化产生的误差；夹紧装置可靠，确保加工过程中不会出现抖动等问题；经实际验证，有效解决加工尺寸精度不准确问题，避免因此而导致的加工孔质量事故，降低动臂磨损和抖动，提高动臂的使用寿命。

2、生产效率提高80%，大幅降低制造成本。本技术的工装操作简单，通过粗、精定位的方式，结合可调力矩气动拧紧枪进行夹紧，可快速实现定位夹紧，加工后未曾出现返修情况，极大降低因加工超差而引起的返修成本和报废成本，使得生产过程更加顺畅。

3、实现通用化，节约工装投入成本和占地面积。只需调整靠近前叉座附近的两个夹紧装置和对称式定位夹紧装置的位置，即可实现两个机型加工，降低工艺装备投入的费用和占地面积，减少更换工装的时间。

综上所述，本发明具有操作简单、加工质量高、生产效率高的优点，特别适合大批量生产。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是动臂的轴测图；

图2是本发明的轴测图；

图3是本发明的正视图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明后支承定位装置的轴测图；

图6是本发明压紧装置的轴测图；

图7是本发明夹紧装置的轴测图；

图8是本发明丝杆夹紧装置的轴测图；

图9是本发明内螺纹套筒的轴测图；

图10是本发明前叉座定位夹紧装置的轴测图；

图11是本发明轴向丝杆夹紧装置的轴测图；

图12是本发明对称式定位夹紧装置的轴测图；

图13是本发明传动丝杆的轴测图；

图14是本发明传动丝杆安装座的轴测图；

图15是本发明侧面定位装置的轴测图；

图16是本发明动臂加工的示意图。

具体实施方式

如图2-图4所示，本发明是一种挖掘机动臂加工工装，包括工装平台1、支撑座2、后支承定位装置3、压紧装置4、至少三组的夹紧装置5、前叉座定位夹紧装置6和一组以上的侧面定位装置7。

一组以上的夹紧装置5和前叉座定位夹紧装置6安装在工装平台1的前部，侧面定位装置7固定安装在夹紧装置5上，后支承定位装置3和一组夹紧装置5安装在工装平台1的后部，支撑座2安装在工装平台1的中部，在支撑座2上安装有一组以上的夹紧装置5。

如图5所示，所述的后支承定位装置3包括后支承底板31、轴向定位板32、高度定位板33；所述的轴向定位板32和高度定位板33皆固定在后支承底板31上且靠接在一起，轴向定位板32的侧壁与高度定位板33的顶面呈直角。

如图6所示，所述的压紧装置包括压板座41、螺栓42、螺母43、两个压紧支撑座44和压紧丝杆45；所述的压板座41包括U型板411、螺纹压板412、圆形板413，U型板411和圆形板413分别固定在螺纹压板412的两端；压板座41的圆形板413通过螺栓、螺母铰接在一个压紧支撑座44上，压板座41的U型板411通过螺栓、螺母固定在在另一个压紧支撑座44上，压紧丝杆45的中部螺接在压板座41中螺纹压板412的中部。可压紧工件，防止在夹紧或加工过程中动臂向上跳动。加工完成后松开两侧螺母43，U型板411从螺栓中脱出使螺纹压板412绕圆形板413旋转即可实现快速吊装下线，无需将螺母拧出。

如图7、图9所示，所述的夹紧装置5包括夹紧底座51、多个丝杆夹紧装置52、多个内螺纹套筒53；所述的多个内螺纹套筒53自上而下依次安装在夹紧底座51上，多个丝杆夹紧装置52分别套置在多个内螺纹套筒53内。所述压紧装置安装在夹紧底座上。

如图8所示，所述的丝杆夹紧装置52由活动压头521和夹紧丝杆522组成；活动压头521活动套置在夹紧丝杆522的一端，夹紧丝杆522的中部螺接在内螺纹套筒53内。活动压头521小端设计内螺纹，大端为矩形滚花面以增大摩擦力防止其夹紧时转动，保证夹紧的可靠性；夹紧丝杆522头部设计外螺纹，夹紧丝杆522拧入活动压头后不会滑出，更换拆卸时顺着螺纹拧出即可。

如图10所示，所述的前叉座定位夹紧装置包括前叉底座61、轴向丝杆夹紧装置62、对称式定位夹紧装置63；用于前叉座的定位夹紧，如图10所示。所述的前叉底座61为前叉座高度定位和支撑部件，由板件焊接后加工而成；所述的轴向丝杆夹紧装置62安装在前叉底座61中部，对称式定位夹紧装置63安装在前叉底座61中部且位于轴向丝杆夹紧装置62的正上方；

如图11所示，所述的轴向丝杆夹紧装置62包括两块支撑板621、防转传动轴622、轴承安装座623、丝杆624、轴套625、夹紧板626、限位圆板627、螺栓628、轴承629；所述的两块支撑板621分别间隔安装在前叉底座61上，轴承安装座623通过螺栓628固定安装在两块支撑板621上，防转传动轴622的两端分别通过限位圆板627固定在两块支撑板621上，丝杆624的两端通过轴承629分别可旋转的套接在支撑板621上的轴承安装座623上，夹紧板626通过轴套625滑接在防转传动轴622上且夹紧板626的下部螺接在丝杆624上。所述的轴承安装座623内部装配有轴承629，并装配于支撑板621上，丝杆套筒固定于夹紧板626上，转动丝杆624，通过螺纹传动原理带动夹紧板626沿轴向移动、2件防转传动轴622保证夹紧板626不会转动、只能沿轴向移动，为防止夹紧板626磨损，将经过热处理的轴套装配在与防转传动轴622穿过孔的位置，如图11所示。

如图12-图14所示，所述的对称式定位夹紧装置63包括定位夹紧底座631、传动丝杆632、传动丝杆安装座633、左旋定位夹紧块634、右旋定位夹紧块635；所述的定位夹紧底座631的下端固定在前叉底座61上，传动丝杆安装座633采用半圆型块装配而成且其固定安装在定位夹紧底座631的上盖板上6311，传动丝杆632中部活动套置在传动丝杆安装座633上且通过传动丝杆632中部的两个轴肩限制抵靠在传动丝杆安装座633的两侧壁，限制了传动丝杆632的轴向移动，传动丝杆632的两端具有相反旋向的螺纹，与相应旋向的定位夹紧块634、635配合；所述的左旋定位夹紧块634和右旋定位夹紧块635分别螺接在传动丝杆632的两端，左旋定位夹紧块634和右旋定位夹紧块635底面皆向下凸设一限位导向块6341、6351，两限位导向块6341、6351皆滑接在定位夹紧底座631上盖板6311上的滑槽6312内，以限制两侧的定位夹紧块634、635的转动自由度，保证转动传动丝杆632时其只能移动不能转动。转动传动丝杆632时,两侧的定位夹紧块634、635同时向外或向内移动，实现中心面定位。

如图15所示，所述的侧面定位装置7由定位丝杆71、侧面定位底座72、螺栓73组成，侧面定位底座72通过螺栓73固定在夹紧装置5上，定位丝杆71中部螺接在侧面定位底座72上。侧面定位装置7用3点确定一个平面的原理安装于3件夹紧装置5的侧面，当动臂吊上工装后可快速进行粗定位，即一面定位，另一面夹紧，节约调整时间。

如图16、图8、图11所示，本发明的工作原理：

将工装整体吊上数控加工中心的工作台，通过工装平台底部的键定位及四周的T型螺栓夹紧，固定工装整体。将动臂工件A吊上工装，转动一侧夹紧装置5上的丝杆夹紧装置52，推动工件靠紧侧面定位装置7进行粗定位。转动前叉座定位夹紧装置6的轴向丝杆夹紧装置62，使得工件后支承靠紧后支承定位装置3的定位面，然后转动前叉座定位夹紧装置6的对称式定位夹紧装置63同时推动动臂前叉的两侧面，保证动臂前叉的中心面与工装中心面重合，实现中心面定位，测量后支承两侧面到后支承定位装置3两侧面之间的距离并调整相同，完成精定位。后将夹紧装置5和压紧装置4的丝杆夹紧，则动臂加工的整个定位夹紧工作完成，后续便可进行试加工和加工等内容，夹紧工具为可调力矩气动拧紧枪，可大幅提高夹紧效率。

为充分利用工装资源，节约工艺装备投入费用，提高生产效率，根据动臂结构形式，调整前叉座定位夹紧装置6和靠近其两侧的夹紧装置5的位置，即可实现另一机型的加工，实现部分机型通用化目标。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (4)

1.一种挖掘机动臂加工工装，其特征在于：包括工装平台、支撑座、后支承定位装置、压紧装置、至少三组的夹紧装置、前叉座定位夹紧装置和一组以上的侧面定位装置；一组以上的夹紧装置和前叉座定位夹紧装置安装在工装平台的前部，侧面定位装置固定安装在各组夹紧装置上，后支承定位装置和一组夹紧装置安装在工装平台的后部，支撑座安装在工装平台的中部，在支撑座上安装有一组以上的夹紧装置；

所述的压紧装置包括压板座、螺栓、螺母、两个压紧支撑座和压紧丝杆；所述的压板座包括U型板、螺纹压板、圆形板，U型板和圆形板分别固定在螺纹压板的两端；压板座的圆形板通过螺栓、螺母铰接在一个压紧支撑座上，压板座的U型板通过螺栓、螺母固定在在另一个压紧支撑座上，压紧丝杆的中部螺接在压板座中螺纹压板的中部；

所述的夹紧装置包括夹紧底座、多个丝杆夹紧装置、多个内螺纹套筒；所述的多个内螺纹套筒自上而下依次安装在夹紧底座上，多个丝杆夹紧装置分别套置在多个内螺纹套筒内；所述压紧装置安装在夹紧底座上；

所述的前叉座定位夹紧装置包括前叉底座、轴向丝杆夹紧装置、对称式定位夹紧装置；所述的轴向丝杆夹紧装置安装在前叉底座中部，对称式定位夹紧装置安装在前叉底座中部且位于轴向丝杆夹紧装置的正上方；

所述的轴向丝杆夹紧装置包括两块支撑板、防转传动轴、轴承安装座、丝杆、轴套、夹紧板、限位圆板、螺栓、轴承；所述的两块支撑板分别间隔安装在前叉底座上，轴承安装座通过螺栓固定安装在两块支撑板上，防转传动轴的两端分别通过限位圆板固定在两块支撑板上，丝杆的两端通过轴承分别可旋转的套接在支撑板上的轴承安装座上，夹紧板通过轴套滑接在防转传动轴上且夹紧板的下部螺接在丝杆上；

所述的对称式定位夹紧装置包括定位夹紧底座、传动丝杆、传动丝杆安装座、左旋定位夹紧块、右旋定位夹紧块；所述的定位夹紧底座的下端固定在前叉底座上，传动丝杆安装座固定安装在定位夹紧底座的上盖板上，传动丝杆中部活动套置在传动丝杆安装座上且通过传动丝杆中部的两个轴肩限制抵靠在传动丝杆安装座的两侧壁，限制了传动丝杆的轴向移动，传动丝杆的两端具有相反旋向的螺纹；所述的左旋定位夹紧块和右旋定位夹紧块分别螺接在传动丝杆的两端，左旋定位夹紧块和右旋定位夹紧块底面皆向下凸设一限位导向块，两限位导向块皆滑接在定位夹紧底座上盖板上的滑槽内，以限制两侧的定位夹紧块的转动自由度。

2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂加工工装，其特征在于：所述的后支承定位装置包括后支承底板、轴向定位板、高度定位板；所述的轴向定位板和高度定位板皆固定在后支承底板上且靠接在一起，轴向定位板的侧壁与高度定位板的顶面呈直角。

3.根据权利要求1所述的挖掘机动臂加工工装，其特征在于：所述的丝杆夹紧装置由活动压头和夹紧丝杆组成；活动压头活动套置在夹紧丝杆的一端，夹紧丝杆的中部螺接在内螺纹套筒内。

4.根据权利要求1所述的挖掘机动臂加工工装，其特征在于：所述的侧面定位装置由定位丝杆、侧面定位底座、螺栓组成，侧面定位底座通过螺栓固定在夹紧装置上，定位丝杆中部螺接在侧面定位底座上。