CN109483283A - 一种快速装夹车削工装及其快速装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及薄壁零件机械加工技术领域，具体涉及一种快速装夹车削工装，包括底座以及在底座上从下至上依次安装的下定位装置和上定位装置，还包括驱动装置，所述上定位装置和下定位装置均由若干支撑块组成，且分别由若干支撑块相间排列对零件形成圆形支撑，每个所述支撑块外壁设有与零件内壁匹配的贴合面，所述驱动装置能够驱动上定位装置中的支撑块同步运动，以及能够驱动下定位装置中的支撑块同步运动。该车削工装通过上下两段定位，从零件内壁对零件形成圆形支撑，解决了薄壁零件强度不足导致在加工中影响零件的质量的问题，对薄壁零件实现快速装夹，内部紧密贴合，有利于提高切削参数，提高生产效率，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

Description

一种快速装夹车削工装及其快速装夹方法

技术领域

本发明涉及薄壁零件机械加工技术领域，特别是一种快速装夹车削工装及其快速装夹方法。

背景技术

在发动机、航天器壳段、导弹筒体等薄壁类零件的车削加工，常规加工方法一般需要多次装夹，重复定位，并在加工中存在位移和变形等问题，并且加工时，由于零件装夹不稳定容易出现颤刀的问题。

如图9所示，为飞机发动机燃烧室外壳零件7，需要加工该零件7上段701和下段702，对零件上下两段进行切边，便于后期的焊接工序，但是零件的上下两段呈现均向零件内侧延伸，呈现出两段倒扣形状，倒扣角度较大，定位工装难以固定零件，加工时，零件易出现变形和位移，导致零件不合格甚至报废。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在在对上下两端呈现倒扣的薄壁零件进行车削加工时，零件因装夹不稳出现变形和位移等，导致零件不合格的技术问题，提供一种快速装夹车削工装，该车削工装通过上下两段定位，从零件内壁对零件形成圆形支撑，解决了薄壁零件强度不足导致在加工中影响零件的质量的问题，对薄壁零件实现快速装夹，内部紧密贴合，有利于提高切削参数，提高生产效率，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种快速装夹车削工装，包括底座以及在底座上从下至上依次安装的下定位装置和上定位装置，还包括驱动装置，所述上定位装置和下定位装置均由若干支撑块组成，且分别由若干支撑块相间排列对零件形成圆形支撑，每个所述支撑块外壁设有与零件内壁匹配的贴合面，所述驱动装置能够驱动上定位装置中的支撑块同步运动，以及能够驱动下定位装置中的支撑块同步运动。

该快速装夹车削工装，底座用于与加工台固定，下定位装置对零件下段内壁进行支撑，上定位装置对零件上段内壁进行支撑，支撑块外侧设置贴合面与零件内壁紧密贴合，加强零件的装夹强度，使得零件上下两段进行切削加工更加稳定，便于提高加工的切削参数，缩短加工周期，减少产品的质量问题，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

作为本发明的优选方案，若干所述支撑块包括若干第一支撑块和若干第二支撑块，若干所述第一支撑块用于组成上定位装置，若干所述第二支撑块用于组成下定位装置。

作为本发明的优选方案，若干所述第一支撑块呈圆形阵列布置，若干所述第二支撑块呈圆形呈阵列布置。

本方案中，若干第一支撑块和若干第二支撑块分别呈圆形阵列布置，使得上定位装置和下定位装置对零件内壁的支撑力更加均匀，保证零件的装夹强度均匀，有利于加工零件。

作为本发明的优选方案，所述上定位装置下方设有安装盘，所述第一支撑块安装在所述安装盘上，所述安装盘通过若干支撑柱安装到底座上。

本方案中，设置安装盘用于安装上定位装置，也有利于连接上定位装置与底座连接，同时便于安装其他工作部件。

作为本发明的优选方案，所述上定位装置上设有第一压紧装置，所述第一压紧装置用于压紧零件上端。

本方案中，在上定位装置上设置第一压紧装置，便于压紧零件上端，加强零件的装夹稳定。

作为本发明的优选方案，所述驱动装置包括第一固定盘，所述第一固定盘向上设有第一螺杆，所述第一螺杆上套设有能够沿所述第一螺杆上下移动的第一胀芯，所述第一螺杆外壁还套设有用于压紧所述第一胀芯的压紧螺母，所述第一螺杆为空心结构，内部配设有第二螺杆，所述第二螺杆下端连接有第二胀芯。与安装盘的关系

本方案中，通过压紧螺母在第一螺杆外壁转动压紧第一胀芯，通过第二螺杆在第一螺杆内部转动实现第二胀芯向下压紧。

作为本发明的优选方案，所述支撑块向内设有连杆，连杆末端设有凸块，凸块内侧为斜向上的锥面，所述第一胀芯和第二胀芯的外壁均设为与所述锥面匹配的配合面，使得所述第一胀芯和第二胀芯竖直向下运动时能够带动所述支撑块向零件内壁同步运动。

本方案中，通过在连杆末端的凸块上设置斜向上的锥面，第一胀芯和第二胀芯设对应的配合面，使得第一胀芯和第二胀芯向下运动时，带动支撑块同时向内壁运动，对零件内壁形成圆形支撑。

作为本发明的优选方案，所述第二支撑块外壁设有刀具避让槽。

本方案中，在第二支撑块外壁设置刀具避让槽，在零件加工时，刀具对零件下端进行切削加工时，方便避让刀具，避免损坏工装或者刀具。

作为本发明的优选方案，所述安装盘和底座上分别设有用于引导所述支撑块运动的导向结构。

本方案中，设置导向结构，用于引导支撑块的运动，保证支撑块能够紧密贴合零件内壁。

作为本发明的优选方案，所述导向结构包括长方体结构的导向块，所述导向块一侧设有与所述连杆匹配的导向槽。

本方案中，通过导向块与安装盘或底座固定，并且导向块位于连杆上方，使得连杆沿导向块的导向槽作直线运动。

一种快速装夹的方法，使用如上所述的快速装夹车削工装，其步骤如下：

A、将底座安装到加工台上；

B、调节压紧螺母和第二螺杆，使得第一胀芯和第二胀芯处于自由状态；

C、从工装上方安装零件；

D、调节第二螺杆，使得第二胀芯下行，从而使得第二支撑块对零件下段内壁撑紧；

E、调节压紧螺母，使得第一胀芯下行，从而使得第一支撑块对零件上段内壁撑紧；

F、使用第一压紧装置压紧零件上端。

通过本方法可实现两段呈倒扣的薄壁零件的快速装夹，解决了薄壁零件强度不足导致在加工中影响零件的质量的问题，工装对零件内部紧密贴合，有利于提高切削参数，提高生产效率，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

该快速装夹车削工装，底座用于与加工台固定，下定位装置对零件下段内壁进行支撑，上定位装置对零件上段内壁进行支撑，支撑块外侧设置贴合面与零件内壁紧密贴合，加强零件的装夹强度，使得零件上下两段进行切削加工更加稳定，便于提高加工的切削参数，缩短加工周期，减少产品的质量问题，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

附图说明

图1是本发明快速装夹车削工装的结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图1中底座的结构示意图。

图4为图1中安装盘的结构示意图。

图5为图1中驱动装置的结构示意图。

图6是第一支撑块的结构示意图。

图7是第二支撑块的结构示意图。

图8为图1中导向块的结构示意图。

图9是零件的结构示意图。

图中标记：1-底座，101-吊环，102-第二通孔，103-凹槽，2-上定位装置，21-支撑块，211-第一支撑块，2111-连杆，2112-贴合面，212-第二支撑块，2122-刀具避让槽，2121-延伸段，22-第一压紧装置，23-第二压紧装置，24-导向块，241-导向槽，3-下定位装置 ，4-驱动装置，401-第一固定盘，4011-第一螺杆，402-第一胀芯，403-压紧螺母，404-第二胀芯，4041-第二螺杆，405-第二固定盘，4051-导向杆，5-安装盘，501-第一通孔，6-支撑柱，7-零件，701-上段，702-下段。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本发明快速装夹车削工装包括圆形结构的底座1，以及在底座1上从下至上依次安装的下定位装置3和上定位装置2，还包括驱动装置4，所述上定位装置2和下定位装置3均由若干支撑块21组成，且分别由若干支撑块21相间排列对零件7形成圆形支撑，每个所述支撑块21外壁设有与零件7内壁匹配的贴合面2112，所述驱动装置4能够驱动上定位装置2中的支撑块21同步运动，以及能够驱动下定位装置3中的支撑块21同步运动。

具体的，若干所述支撑块21包括若干第一支撑块211和若干第二支撑块212，若干所述第一支撑块211用于组成上定位装置2，若干所述第二支撑块212用于组成下定位装置3；所述上定位装置2下方设有安装盘5，所述安装盘5的直径小于支撑块21撑紧状态形成的圆形的直径，使得安装盘5不会干扰支撑块21与零件7内壁贴合，所述第一支撑块211安装在所述安装盘5上，所述安装盘5为圆形结构，所述安装盘5通过四个呈圆形阵列布置且等高的支撑柱6安装到底座1上；

所述驱动装置4包括与安装盘5下端面固定的第一固定盘401，所述第一固定盘401向上设有第一螺杆4011，所述第一螺杆4011上套设有能够沿所述第一螺杆4011上下移动的第一胀芯402，所述第一螺杆4011外壁还套设有用于压紧所述第一胀芯402的压紧螺母403；所述第一螺杆4011为空心结构，内部配设有第二螺杆4041，第二螺杆4041上端设有六角螺丝孔，便于使用工具转动第二螺杆4041，所述第二螺杆4041下端连接有第二胀芯404；第二胀芯404下端设有圆孔，并配设有导向杆4051，导向杆4051延伸出底座1下端面，导向杆4051端部设有第二固定盘405，底座1下端面设有凹槽403，所述凹槽403用于安装第二固定盘405；安装盘5中部设有第一通孔501用于增加第一胀芯402的行程，底座1中部设有第二通孔102用于增加第二胀芯404的行程；

所述底座1、安装盘5、驱动装置4、上定位装置2和下定位装置3为同轴安装；

所述支撑块21向内设有连杆2111，连杆2111末端设有凸块，凸块内侧为斜向上的锥面，所述第一胀芯402和第二胀芯404的外壁均设为与所述锥面匹配的配合面，使得所述第一胀芯402和第二胀芯404竖直向下运动时能够带动所述支撑块21向零件7内壁同步运动。

进一步的，所述上定位装置2包括八块第一支撑块211，八块所述第一支撑211块呈圆形阵列布置，所述下定位装置3包括八块第二支撑块212，八块所述第二支撑块212呈圆形阵列布置。

进一步的，所述上定位装置2上设有第一压紧装置22，所述第一压紧装置22用于压紧零件7上端，第一压紧装置22包括压板、压紧螺栓和调节螺栓，压板与调节螺栓螺纹连接，通过压板绕调节螺栓旋转可调节压板的高度，压紧螺栓与连杆螺纹连接，通过压紧螺栓的旋紧，将压板压紧在零件上。

进一步的，所述第二支撑块212下端设有延伸段2121，所述延伸段2121用于安放零件7，所述第二支撑块212的贴合面2112上设有刀具避让槽2122，在零件7加工时，刀具对零件7下段702进行切削加工时，方便避让刀具，避免损坏工装或者刀具。

进一步的，所述导向结构包括长方体结构的导向块24，所述导向块24一侧设有与所述连杆2111匹配的导向槽241。

进一步的，所述底座上1还设有吊环101，方便工装的转运与安放。

综上，该快速装夹车削工装，底座1与加工台固定，使用时先调节第二螺杆4041，使得第二胀芯下行404，八块第二支撑块212对零件7下段702内壁进行撑紧；再调节压紧螺母403，使得第一胀芯402下行，第一支撑块211对零件7上段701内壁进行撑紧；在上述撑紧过程中连杆2111始终在导向块24的导向槽241中滑动，使得支撑块21的运动方向固定，与零件7内壁紧密贴合；最后调节压板的高度与零件7高度匹配，通过压紧螺栓将压板压紧到零件上，形成对零件7上端的压紧，使得零件7上下两段进行切削加工更加稳定，便于提高加工的切削参数，缩短加工周期，减少产品的质量问题，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

实施例2

本实施例中，与实施例1的区别在于，所述安装盘5和底座1上分别设有用于压紧支撑块21的第二压紧装置23，通过第二压紧装置23将八块第一支撑块211压紧到安装盘5上，以及将八块第二支撑块212压紧到底座1上，有利于在工装的加工阶段，加工支撑块21的贴合面2112，使得工装使用时支撑块21的贴合面2112更好的与零件7内壁贴合。

实施例3

本发明还提供了一种快速装夹的方法，使用如实施例1或2任一所述的快速装夹车削工装，其步骤如下：

A、将底座1安装到加工台上；

B、调节压紧螺母403和第二螺杆4041，使得第一胀芯402和第二胀芯404处于自由状态；

C、从工装上方安装零件7；

D、调节第二螺杆4041，使得第二胀芯404下行，从而使得第二支撑块212对零件7下段702内壁撑紧；

E、调节压紧螺母403，使得第一胀芯402下行，从而使得第一支撑块211对零件7上段701内壁撑紧；

F、转动第一压紧装置22上的压板，使得压板与零件7高度匹配，再转动压紧螺栓，使得压板压紧到零件7上端。

通过本方法可实现两段呈倒扣的薄壁零件的快速装夹，解决了薄壁零件强度不足导致在加工中影响零件的质量的问题，工装对零件内部紧密贴合，有利于提高切削参数，提高生产效率，实现批量加工，突破量产化瓶颈。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速装夹车削工装，其特征在于，包括底座（1）以及在底座（1）上从下至上依次安装的下定位装置（3）和上定位装置（2），还包括驱动装置（4），所述上定位装置（2）和下定位装置（3）均由若干支撑块（21）组成，且分别由若干支撑块（21）相间排列对零件（7）形成圆形支撑，每个所述支撑块（21）外壁设有与零件（7）内壁匹配的贴合面（2112），所述驱动装置（7）能够驱动上定位装置（2）中支撑块（21）同步运动，以及能够驱动下定位装置（3）中的支撑块（21）同步运动。

2.根据权利要求1所示的快速装夹车削工装，其特征在于，若干所述支撑块（21）包括若干第一支撑块（211）和若干第二支撑块（212），若干所述第一支撑块（211）用于组成上定位装置（2），若干所述第二支撑块（212）用于组成下定位装置（3）。

3.根据权利要求2所述的快速装夹车削工装，其特征在于，若干所述第一支撑块（211）呈圆形阵列布置，若干所述第二支撑块（212）呈圆形呈阵列布置。

4.根据权利要求3所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述上定位装置（2）下方设有安装盘（5），所述第一支撑块（211）安装在所述安装盘（5）上，所述安装盘（5）通过若干支撑柱（6）安装到底座（1）上。

5.根据权利要求3所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述上定位装置（2）下方设有安装盘（5），所述第一支撑块（211）安装在所述安装盘（5）上，所述安装盘（5）通过若干支撑柱（6）安装到底座（1）上。

6.根据权利要求5所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述驱动装置（4）包括第一固定盘（401），所述第一固定盘（401）向上设有第一螺杆（4011），所述第一螺杆（4011）上套设有能够沿所述第一螺杆（4011）上下移动的第一胀芯（402），所述第一螺杆（4011）外壁还套设有用于压紧所述第一胀芯（402）的压紧螺母（403），所述第一螺杆（4011）为空心结构，内部配设有第二螺杆（4041），所述第二螺杆（4041）下端连接有第二胀芯（404）。

7.根据权利要求6所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述支撑块（21）向内设有连杆（2111），连杆（2111）末端设有凸块，凸块内侧为斜向上的锥面，所述第一胀芯（402）和第二胀芯（404）的外壁均设为与所述锥面匹配的配合面，使得所述第一胀芯（402）和第二胀芯（404）竖直向下运动时能够带动所述支撑块（21）向零件（7）内壁同步运动。

8.根据权利要求7所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述第二支撑块（212）外壁设有刀具避让槽（2122）。

9.根据权利要求4-8所述的快速装夹车削工装，其特征在于，所述安装盘（5）和底座（1）上分别设有用于引导所述支撑块（21）运动的导向结构。

10.一种快速装夹的方法，使用如权利要求1-9任一所述的快速装夹车削工装，其步骤如下：

A、将底座（1）安装到加工台上；

B、调节压紧螺母（403）和第二螺杆（4041），使得第一胀芯（402）和第二胀芯（404）处于自由状态；

C、从工装上方安装零件（7）；

D、调节第二螺杆（4041），使得第二胀芯（404）下行，从而使得第二支撑块（212）对零件（7）下段（702）内壁撑紧；

E、调节压紧螺母（403），使得第一胀芯（402）下行，从而使得第一支撑块（211）对零件（7）上段（701）内壁撑紧；

F、使用第一压紧装置（22）压紧零件（7）上端。