CN109773518B - 锥筒状工件的装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥筒状工件的装夹装置，包括：定位盘、定位支柱、支撑环、涨形块、调位件和压板组件。定位盘侧面具有环形定位槽，环形定位槽内直径较大的环形侧壁用于与锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合。定位支柱位于定位盘的一侧面上，定位支柱与定位盘同轴布置。支撑环同轴套装在定位支柱上，支撑环与定位支柱可拆卸连接。涨形块位于支撑环的外边缘侧，涨形块与支撑环活动连接，涨形块背向定位支柱的一端面与锥筒状工件的内壁贴合。调位件被配置为控制涨形块沿支撑环的径向滑动。压板组件用于将锥筒状工件的一端的法兰压装在定位盘的一侧面上。本发明能防止锥筒状工件在加工的过程中出现位置偏移，提高加工精度。

Description

锥筒状工件的装夹装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种锥筒状工件的装夹装置。

背景技术

在燃气轮机中通常有大量的薄壁类工件，该类工件壁厚小、精度要求高，且外形结构呈锥筒状。该类锥筒状工件包括锥筒本体和位于锥筒本体两端的法兰。该类锥筒状工件加工时通常需要对两个法兰上相对的两个端面进行加工。

由于加工法兰的端面时，锥筒状工件的受力方向与锥筒本体的轴向一致，而采用常规的涨紧式装夹装置对锥筒状工件进行装夹时，锥筒状工件在加工的过程中锥筒状工件容易沿锥筒本体的轴向产生位置偏移，从而导致较大的加工误差，不便于该类锥筒状工件的加工。

发明内容

本发明实施例提供了一种锥筒状工件的装夹装置，能防止锥筒状工件在加工的过程中出现轴向位置偏移，减少加工误差，提高加工精度。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种锥筒状工件的装夹装置，所述装夹装置包括：定位盘，侧面具有环形定位槽，所述环形定位槽内直径较大的环形侧壁用于与所述锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合，定位支柱，位于所述定位盘的一侧面上，所述定位支柱与所述定位盘同轴布置，支撑环，同轴套装在所述定位支柱上，所述支撑环与所述定位支柱可拆卸连接，涨形块，位于所述支撑环的外边缘侧，所述涨形块与所述支撑环活动连接，所述涨形块背向所述定位支柱的一端面与所述锥筒状工件的内壁贴合，调位件，被配置为控制所述涨形块沿所述支撑环的径向滑动，压板组件，用于将所述锥筒状工件的一端的法兰压装在所述定位盘的一侧面上。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述支撑环的一侧面上设有环形槽，所述环形槽具有靠近所述定位支柱的第一侧壁和远离所述定位支柱的第二侧壁，所述第一侧壁上设有沿所述支撑环的径向延伸的第一通孔，所述定位支柱的外壁上设有沿所述定位支柱的径向延伸的螺纹孔，所述支撑环通过螺栓穿过所述第一通孔与所述螺纹孔连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述调位件包括调位螺栓和连接杆，所述第二侧壁上设有沿所述支撑环的径向延伸的第二通孔，所述连接杆的一端穿过所述第二通孔与所述涨形块连接，所述连接杆的另一端设有沿所述连接杆的径向延伸的止挡凸缘，所述调位螺栓穿过所述第二侧壁且与所述第二侧壁螺纹连接，所述调位螺栓的螺杆的长度不小于所述连接杆的长度，所述连接杆的长度不小于所述第二侧壁的壁厚。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述调位件为调节柱，所述调节柱的一端可自转地插装在所述涨形块上，所述第二侧壁上设有开口槽，所述调节柱的另一端穿过所述开口槽且滑动设置在所述开口槽内，所述调节柱的侧壁设有多个沿所述调节柱的轴向间隔分布的止挡凸起，所述开口槽的侧壁上设有与所述止挡凸起配合的止挡凹槽。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述定位支柱的外壁上设有多个所述螺纹孔，多个所述螺纹孔沿所述定位支柱的轴向间隔分布。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述定位支柱的外壁上设有多个所述螺纹孔，多个所述螺纹孔沿所述定位支柱的径向间隔分布。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述压板组件包括多个压板和锁止螺栓，多个所述压板周向间隔布置在所述定位盘上，多个所述压板和所述定位盘上均设有螺孔，所述压板压装在所述锥筒状工件的一端的法兰上，所述锁止螺栓穿过所述螺孔与所述压板和所述定位盘连接。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述压板朝向所述定位支柱的一侧边为圆弧曲面。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述压板朝向所述定位盘的侧面上设有垂直于所述定位盘的支撑凸起，所述支撑凸起背向所述定位盘的端面为圆弧曲面。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述涨形块为多个，多个所述涨形块周向间隔布置在所述支撑环上。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中定位盘的侧面设有环形定位槽，其中，环形定位槽内直径较大的环形侧壁与锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合，这样当锥筒状工件放置在定位盘后可以通过环形定位槽进行初步定位，同时环形定位槽的侧壁与锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合，也可以防止在加工过程中锥筒形工件沿定位盘的径向发生滑移；同时在定位盘上同轴设有定位支柱，定位支柱上同轴套装有支撑环，涨形块与支撑环活动连接，且在调位件的控制下能沿支撑环径向滑动，因此涨形块在滑动的过程中会通过背向定位支柱的一端面与锥筒状工件的内壁贴合，由于定位支柱和支撑环均与定位盘同轴，因此可以保证连接在涨形块支撑环上的涨形块与锥筒状工件的内壁能完全贴合，从而在锥筒状工件的内壁对锥筒状工件进行定位和支撑；同时在还设有压板组件，通过压板组件将锥筒状工件的一端的法兰压装在定位盘的一侧面上，这样通过压板组件将锥筒状工件压装在定位盘上，防止在加工过程中锥筒状工件出现轴向的位置偏移。本实施例通过环形定位槽对锥筒状工件的外壁进行定位和支撑，通过涨形块对锥筒状工件的外壁进行定位和支撑，并通过压板组件对锥筒状工件进行轴向的锁定，从而防止加工过程中锥筒状工件在径向和轴向上出现位置偏移，避免锥筒状工件加工时出现较大的误差，方便高效地加工。

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些实施例，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锥筒状工件的装夹装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种锥筒状工件的装夹装置的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种涨形块上设有调节柱的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种定位支柱的剖面图；

图5是本发明实施例提供的一种压板的结构示意图。

图中各符号表示含义如下：

1-定位盘，11-环形定位槽，2-定位支柱，20-螺纹孔，3-支撑环，30-环形槽，31-第一侧壁，310-第一通孔，32-第二侧壁，320-第二通孔，4-涨形块，51-调位螺栓，52-连接杆，53-止挡凸缘，54-调节柱，55-开口槽，56-止挡凸起，57-止挡凹槽，61-压板，62-锁止螺栓，63-支撑凸起，7-锥筒状工件。

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。

图1是本发明实施例提供的一种锥筒状工件的装夹装置的结构示意图。如图1所示，该装夹装置包括：定位盘1、定位支柱2、支撑环3、涨形块4、调位件和压板组件。定位盘1侧面具有环形定位槽11，环形定位槽11内直径较大的环形侧壁用于与锥筒状工件7的一端的法兰的外壁贴合。定位支柱2位于定位盘1的一侧面上，定位支柱2与定位盘1同轴布置。支撑环3同轴套装在定位支柱2上，支撑环3与定位支柱2可拆卸连接。涨形块4位于支撑环3的外边缘侧，涨形块4与支撑环3活动连接，涨形块4背向定位支柱2的一端面与锥筒状工件7的内壁贴合。调位件被配置为控制涨形块4沿支撑环3的径向滑动。压板组件用于将锥筒状工件7的一端的法兰压装在定位盘1的一侧面上。

本发明实施例中定位盘的侧面设有环形定位槽，其中，环形定位槽内直径较大的环形侧壁与锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合，这样当锥筒状工件放置在定位盘后可以通过环形定位槽进行初步定位，同时环形定位槽的侧壁与锥筒状工件的一端的法兰的外壁贴合，也可以防止在加工过程中锥筒形工件沿定位盘的径向发生滑移；同时在定位盘上同轴设有定位支柱，定位支柱上同轴套装有支撑环，涨形块与支撑环活动连接，且在调位件的控制下能沿支撑环径向滑动，因此涨形块在滑动的过程中会通过背向定位支柱的一端面与锥筒状工件的内壁贴合，由于定位支柱和支撑环均与定位盘同轴，因此可以保证连接在涨形块支撑环上的涨形块与锥筒状工件的内壁能完全贴合，从而在锥筒状工件的内壁对锥筒状工件进行定位和支撑；同时在还设有压板组件，通过压板组件将锥筒状工件的一端的法兰压装在定位盘的一侧面上，这样通过压板组件将锥筒状工件压装在定位盘上，防止在加工过程中锥筒状工件出现轴向的位置偏移。本实施例通过环形定位槽对锥筒状工件的外壁进行定位和支撑，通过涨形块对锥筒状工件的内壁进行定位和支撑，并通过压板组件对锥筒状工件进行轴向的锁定，从而防止加工过程中锥筒状工件在径向和轴向上出现位置偏移，避免锥筒状工件加工时出现较大的误差，方便高效地加工。

如图1所示，支撑环3的一侧面上设有环形槽30，环形槽30具有靠近定位支柱2的第一侧壁31和远离定位支柱2的第二侧壁32，第一侧壁31上设有沿支撑环3的径向延伸的第一通孔310，定位支柱2的外壁上设有沿定位支柱2的径向延伸的螺纹孔20，支撑环3通过螺栓穿过第一通孔310与螺纹孔20连接。本实施例中，第一侧壁31上可以设置多个径向延伸的第一通孔310，而定位支柱2可以设置多个径向延伸的螺纹孔20，其中第一侧壁31上的多个第一通孔310的分布间隔与定位支柱2上的多个径向延伸的螺纹孔20的分布间隔相同，这样可以保证螺栓可以同时穿过第一通孔310和螺纹孔20，以将支撑环3固定在定位支柱2上。

示例性地，第一侧壁31上可以设置4个径向延伸的第一通孔310，定位支柱2可以设置4个径向延伸的螺纹孔20，4个第一通孔310的分布间隔和4个螺纹孔20的分布间隔都可以是90°。

在本发明的一些实施例中，调位件可以包括调位螺栓51和连接杆52，第二侧壁32上设有沿支撑环3的径向延伸的第二通孔320，连接杆52的一端穿过第二通孔320与涨形块4连接，连接杆52的另一端设有沿连接杆52的径向延伸的止挡凸缘53，调位螺栓51穿过第二侧壁32且与第二侧壁32螺纹连接，调位螺栓51的螺杆的长度不小于连接杆52的长度，连接杆52的长度不小于第二侧壁32的壁厚。如图2所示，涨形块4上设有两个连接杆52，且调位螺栓51可以位于两个连接杆52之间，连接杆52穿过第二通孔320后与涨形块4连接，并通过另一端的止挡凸缘53进行限位，由于连接杆52的长度不小于第二侧壁32的壁厚，因此，涨形块4可以通过连接杆52与第二通孔320的配合下沿连接杆52的轴向滑动。而调位螺栓51与第二侧壁32螺纹连接，因此通过拧转调位螺栓51可以控制调位螺栓51沿调位螺栓51的轴向滑动，由于调位螺栓51的螺杆的长度不小于连接杆52的长度，因此调位螺栓51在拧转过程中会与涨形块4相抵，从而限制涨形块4滑动。

上述实现方式中，在使用调位件时，可以调整连接杆52使涨形块4与锥筒状工件7的内壁贴合，然后拧转调位螺栓51使调位螺栓51抵住涨形块4，防止涨形块4松动，从而对锥筒状工件7的内壁进行定位和支撑。本实施例中连接杆52可以控制涨形块4的位置，且调位螺栓51可以将涨形块4限制在连接杆52所确定的位置，因此该调位件可以适用于具有不同内壁尺寸的锥筒状工件7，方便使用。

在本发明的另一些实施例中，调位件可以为调节柱54，调节柱54的一端可自转地插装在涨形块4上，第二侧壁32上设有开口槽55，调节柱54的另一端穿过开口槽55且滑动设置在开口槽55内，调节柱54的侧壁设有多个沿调节柱54的轴向间隔分布的止挡凸起56，开口槽55的侧壁上设有与止挡凸起56配合的止挡凹槽57。如图3所示，调节柱54可以为横截面是圆形的柱体结构，且位于调节柱54侧壁上的多个止挡凸起56可以是横截面为方形的柱体结构。

上述实现方式中，在使用调位柱时，将调节柱54放置在开口槽55内，此时止挡凸起56在第二侧壁32上的正投影位于开口槽55内，从而保证止挡凸起56能顺利通过开口槽55。当止挡凸起56位于开口槽55内时，转动止挡凸起56使止挡凸起56进入位于开口槽55的侧壁上的止挡凹槽57，从而限制止挡凸起56继续沿开口槽55滑动，同时也限制了涨形块4的位置，使涨形块4能抵住锥筒状工件7的内壁。

如图1所示，定位支柱2的外壁上设有多个螺纹孔20，多个螺纹孔20沿定位支柱2的轴向间隔分布。当连接杆52调整涨形块4距离第二侧壁32达到最远或最近的位置，涨形块4若仍然不能与锥筒状工件7的内壁贴合时，则可以通过将支撑环3沿定位支柱2的轴向调整位置并使用轴向分布的螺纹孔20固定，由于锥筒状工件7的内壁为锥面，在支撑环3沿定位支柱2的轴向调整位置后，再次调整连接杆52则可以使涨形块4与锥筒状工件7的内壁贴合。因此，通过设置多个螺纹孔20沿定位支柱2的轴向间隔分布能提高装夹装置的适用性。

可选地，定位支柱2的外壁上设有多个螺纹孔20，多个螺纹孔20沿定位支柱2的径向间隔分布。如图4所示，定位支柱2的外壁上可以设置4个螺纹孔20，支撑环3可以通过4个螺栓与定位支柱2上的4个螺纹孔20螺纹连接，以提高支撑环3与定位支柱2的连接稳定性。

如图1所示，压板组件包括多个压板61和锁止螺栓62，多个压板61周向间隔布置在定位盘1上，多个压板61和定位盘1上均设有螺孔，压板61压装在锥筒状工件7的一端的法兰上，锁止螺栓62穿过螺孔与压板61和定位盘1连接。设置多个压板61同时压装锥筒状工件7的一端的法兰，可以增大压装面积，保证压板61与锥筒状工件7充分接触，防止压装后锥筒状工件7松动和位置偏移，从而提高压装可靠性。同时使用锁止螺栓62连接压板61和定位盘1方便拆卸，便于使用。

如图2所示，压板61朝向定位支柱2的一侧边为圆弧曲面。压板61朝向定位支柱2的一侧边设置成圆弧曲面后与平面相比，可以提高压板61与法兰的接触面积，保证压板61与锥筒状工件7充分接触，防止压装后锥筒状工件7松动和位置偏移，从而提高压装可靠性。

如图5所示，压板61朝向定位盘1的侧面上设有垂直于定位盘1的支撑凸起63，支撑凸起63背向定位盘1的端面为圆弧曲面。在压板61压装在锥筒状工件7的一端的法兰上后，支撑凸起63可以支撑压板61，以保证压板61与法兰的充分接触。同时支撑凸起63背向定位盘1的端面为圆弧曲面，当支撑凸起63高度不与法兰端面平齐时，压板61通过圆弧曲面转动一定角度，以保证压板61能压装在法兰上，提高适用性。

如图1所示，涨形块4为多个，多个涨形块4周向间隔布置在支撑环3上。本实施例中，涨形块4可以为8个，8个涨形块4通过支撑环3固定在定位支柱2上，相对于8个涨形块4分别安装在定位盘1上的结构形式，本发明能提高装夹装置的装夹、校正的效率，节约安装时间。

在使用图1、2中的锥筒状工件的装夹装置时，首先，依次分别将定位支柱、支撑环、涨形块安装在定位盘上。且保证8个涨形块的背向定位支柱的端面连成的外圆直径小于与锥筒状工件待支撑位置的内径，避免安装时涨形块与锥筒状工件的内壁干涉。然后，将锥筒状工件的直径较大的一端放置在定位盘的环形定位槽上，并打表检查锥筒状工件的直径较大的一端的法兰外圆跳动，保证跳动量小于0.05mm。接着，依次安装8个压板组件，并使用扳手对称拧紧锁紧螺栓，压板压紧时在锥筒状工件的直径较大的一端的法兰的上端面观察变形情况，要求百分表跳动量小于0.02mm，压紧后复查锥筒状工件的直径较大的一端的法兰的圆跳动是否与压紧前一致。并用塞尺检查压板与锥筒状工件的接触面的间隙，保证0.02mm不入。然后，用8个涨形块涨紧涨型锥筒状工件的内壁，涨紧时观察变形情况，并保证涨紧前后锥筒状工件的涨紧位置的跳动量小于0.02mm。接着，在机床上对锥筒状工件加工，在加工过程中可以开启冷却液，防止加工部位温度过高，造成锥筒状工件变形。

以上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 (7)

1.一种锥筒状工件(7)的装夹装置，其特征在于，所述装夹装置包括：

定位盘(1)，侧面具有环形定位槽(11)，所述环形定位槽(11)内直径较大的环形侧壁用于与所述锥筒状工件(7)的一端的法兰的外壁贴合，且所述锥筒状工件(7)的一端的法兰外圆跳动量小于0.05mm，

定位支柱(2)，位于所述定位盘(1)的一侧面上，所述定位支柱(2)与所述定位盘(1)同轴布置，

支撑环(3)，同轴套装在所述定位支柱(2)上，所述支撑环(3)与所述定位支柱(2)可拆卸连接，所述支撑环(3)的一侧面上设有环形槽(30)，所述环形槽(30)具有靠近所述定位支柱(2)的第一侧壁(31)和远离所述定位支柱(2)的第二侧壁(32)，所述第一侧壁(31)上设有沿所述支撑环(3)的径向延伸的第一通孔(310)，所述定位支柱(2)的外壁上设有沿所述定位支柱(2)的径向延伸的螺纹孔(20)，所述支撑环(3)通过螺栓穿过所述第一通孔(310)与所述螺纹孔(20)连接，

涨形块(4)，位于所述支撑环(3)的外边缘侧，所述涨形块(4)与所述支撑环(3)活动连接，所述涨形块(4)背向所述定位支柱(2)的一端面与所述锥筒状工件(7)的内壁贴合，

调位件，被配置为控制所述涨形块(4)沿所述支撑环(3)的径向滑动，所述调位件包括调位螺栓(51)和连接杆(52)，所述第二侧壁(32)上设有沿所述支撑环(3)的径向延伸的第二通孔(320)，所述连接杆(52)的一端穿过所述第二通孔(320)与所述涨形块(4)连接，所述连接杆(52)的另一端设有沿所述连接杆(52)的径向延伸的止挡凸缘(53)，所述调位螺栓(51)穿过所述第二侧壁(32)且与所述第二侧壁(32)螺纹连接，所述调位螺栓(51)的螺杆的长度不小于所述连接杆(52)的长度，所述连接杆(52)的长度不小于所述第二侧壁(32)的壁厚，所述止挡凸缘(53)位于所述环形槽(30)内，所述调位螺栓(51)的一端位于所述环形槽(30)内，

压板组件，用于将所述锥筒状工件(7)的一端的法兰压装在所述定位盘(1)的一侧面上，

或者，所述调位件为调节柱(54)，所述调节柱(54)的一端可自转地插装在所述涨形块(4)上，所述第二侧壁(32)上设有开口槽(55)，所述调节柱(54)的另一端穿过所述开口槽(55)且滑动设置在所述开口槽(55)内，所述调节柱(54)的侧壁设有多个沿所述调节柱(54)的轴向间隔分布的止挡凸起(56)，所述开口槽(55)的侧壁上设有与所述止挡凸起(56)配合的止挡凹槽(57)，所述调节柱(54)为横截面是圆形的柱体结构，且位于所述调节柱(54)侧壁上的多个所述止挡凸起(56)是横截面为方形的柱体结构。

2.根据权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述定位支柱(2)的外壁上设有多个所述螺纹孔(20)，多个所述螺纹孔(20)沿所述定位支柱(2)的轴向间隔分布。

3.根据权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述定位支柱(2)的外壁上设有多个所述螺纹孔(20)，多个所述螺纹孔(20)沿所述定位支柱(2)的径向间隔分布。

4.根据权利要求1所述的装夹装置，其特征在于，所述压板组件包括多个压板(61)和锁止螺栓(62)，多个所述压板(61)周向间隔布置在所述定位盘(1)上，多个所述压板(61)和所述定位盘(1)上均设有螺孔，所述压板(61)压装在所述锥筒状工件(7)的一端的法兰上，所述锁止螺栓(62)穿过所述螺孔与所述压板(61)和所述定位盘(1)连接。

5.根据权利要求4所述的装夹装置，其特征在于，所述压板(61)朝向所述定位支柱(2)的一侧边为圆弧曲面。

6.根据权利要求4所述的装夹装置，其特征在于，所述压板(61)朝向所述定位盘(1)的侧面上设有垂直于所述定位盘(1)的支撑凸起(63)，所述支撑凸起(63)背向所述定位盘(1)的端面为圆弧曲面。

7.根据权利要求1至6任一项所述的装夹装置，其特征在于，所述涨形块(4)为多个，多个所述涨形块(4)周向间隔布置在所述支撑环(3)上。

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