CN110170875A - 用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数控机床技术领域,具体公开了一种用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,包括安装座(100),所述安装座上设有分度盘(200),所述分度盘的转盘(202)上设有支撑盘(300),所述支撑盘上可拆卸连接有压盖盘(400),所述分度盘的壳体(201)上设有一个或多个第一液压夹紧装置(500),所述第一液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的外圆盘面相对应。本发明具有结构简单、加工效率较高、加工过程简单、省时省力、加工精度较高、稳定性较好、加工质量能够保证和工件便于替换的特点。

Description

用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装
技术领域
本发明涉数控机床技术领域,特别涉及一种用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装。
背景技术
拉削工艺是机械行业加工作业的一种类型,是使用拉床加工内外表面的切削工艺。用拉刀作为刀具的切削加工,当拉刀相对工件作直线移动时,工件的加工余量由拉刀上逐齿递增尺寸的刀齿依次切除,多用来加工非封闭形表面,如平面、成形面、沟槽、榫槽、叶片榫头和外齿轮等,特别适合于在大量生产中,加工比较大的平面和复合型面,如航空发动机涡轮盘工件的榫槽常采用拉削的加工方式成型。
涡轮盘榫槽往往带有一定的斜角,即榫槽在涡轮盘工件上的成型方向与涡轮盘的中心轴线有一定的夹角。其加工方法可通过多轴加工中心进行铣削加工,或者使用数控拉床进行拉削。使用多轴加工中心铣削对设备要求高,加工效率低;使用数控拉床进行拉削,在拉削过程中,因为拉刀只能做直线移动,所以工件需要保持在一定的位置上,并且榫槽在涡轮盘上的分布是圆周均匀分布的,因此拉削完成一个榫槽后,需要旋转一定的角度再进行拉削加工,其加工过程非常繁琐,且费时费力。
因此,现有对涡轮盘及盘类零件上榫槽的拉削加工,存在对设备要求较高、加工效率较低、加工过程繁琐、费时费力、加工精度不高和加工质量不好保证的问题。
发明内容
本发明为了解决现有对涡轮盘及盘类零件上榫槽的拉削加工所存在的上述技术问题,提供了一种用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,它具有结构简单、加工效率较高、加工过程简单、省时省力、加工精度较高、稳定性较好、加工质量能够保证和工件便于替换的特点。
本发明的技术方案:用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,包括安装座,所述安装座上设有分度盘,所述分度盘的转盘上设有支撑盘,所述支撑盘上可拆卸连接有压盖盘,所述分度盘的壳体上设有一个或多个第一液压夹紧装置,所述第一液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的外圆盘面相对应。本发明主要由分度盘、支撑盘、压盖盘和第一液压夹紧装置构成,协同完成对工件的安装和夹紧,进而保证拉刀对工件上榫槽的拉削加工,结构简单,成本低廉;本发明采用拉刀不动,夹具工装直线移动和转动调节的方式来对工件进行拉削加工,一改现有的采用夹具工装不动,拉刀直线移动和转动调节进行拉削的加工方式,每次拉削完一个榫槽,人工对拉刀转动调整之后,都需要使用检测工具重新检查拉刀相对于工件的对准情况,由于工件上需要加工好多个榫槽,每次都需要人工对拉刀进行调整和校准,使得整个加工过程非常繁琐,特别的费时费力,本发明中只需电机、螺杆带动夹具工装相对于拉刀来回移动,其中拉刀无需移动,就可以完成一次榫槽的拉削加工,使得整个榫槽的拉削加工过程变得简单,由于无需每次都对拉刀进行校准了,使得整个拉削工序变得省时省力;本发明通过分度盘控制工件的精确转动,保证了工件上拉削出的榫槽分布都是均匀的,具有了加工精度较高的特点;本发明通过第一液压夹紧装置将工件进一步固定在支撑盘和压盖盘之间,保证了在拉削加工时工件安装的稳定性,保证在拉削加工时工件不会在支撑盘和压盖盘之间发生任何移动,保证了拉刀对工件拉削加工的质量;当一个工件拉削完成了之后,松开第一液压夹紧装置,从支撑盘和压盖盘之间拿出加工好的工件,并换上新的待加工工件就好了,具有了工件便于替换的特点,工件的替换方便了,也就使得单位时间内对工件的加工数量变多了,进而也就使得对工件的拉削加工效率提高了。
作为优选,所述分度盘的壳体上设有支撑架,所述支撑架上设有第二液压夹紧装置,所述第二液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的中心相对应。第二液压夹紧装置能够保证当第一液压夹紧装置松开,分度盘对工件进行转动角度调整时,工件在支撑盘和压盖盘之间的位置不会发生任何移动,进一步保证了工件加工的精度和质量。
作为优选,所述第一液压夹紧装置包括第一液压油缸,所述第一液压油缸的活塞杆端部设有第一压块,所述第一压块与压盖盘的外圆盘面相对应。第一液压油缸结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,第一压块正好作用在压盖盘的外圆盘面上,能够保证压盖盘将工件稳固的压紧在支撑盘上,保证拉削加工的稳定性。
作为优选,所述第二液压夹紧装置包括第二液压油缸,所述第二液压油缸的活塞杆端部设有顶尖,所述压盖盘的中心设有凹陷部,所述凹陷部的形状、位置与顶尖的形状、位置相适应。第二液压油缸结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,其中凹陷部为与顶尖匹配的圆锥形结构,顶尖与凹陷部的匹配,既能够保证第一液压夹紧装置松开时,工件不会在压盖盘和支撑盘之间发生任何移动,又不会影响分度盘的转盘带动工件一起转动进行角度调整。
作为优选,所述压盖盘和支撑盘的外圆上均匀设有若干拉削槽位。压盖盘和支撑盘上的拉削槽位就是工件上需要加工成型的榫槽,与拉刀良好配合,使得在工件上能够高效的加工出需要的榫槽。
作为优选,所述分度盘通过若干第三液压夹紧装置设置在安装座上,所述第三液压夹紧装置包括第三液压油缸,所述第三液压油缸的活塞杆端部设有第三压块,所述分度盘通过第三压块设置在安装座上。第三液压油缸结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,第三压块作用在分度盘的壳体上,既能够进一步保证分度盘与安装座之间的稳定安装固定,当需要对夹具工装进行维修时,也能快速的实现分度盘与安装座之间的拆卸,只需松开第三液压油缸的夹紧作用就好了,使得安装和拆卸均较为方便。
作为优选,所述涡轮盘或盘类零件通过若干定位销设置在压盖盘和支撑盘之间。定位销有2个、3个、4个或5个,最好是有2个,通过定位销可以直接将压盖盘、工件、支撑盘和分度盘的转盘连接在一起,在需要固定时起到稳定固定的作用,当需要彼此拆卸时,要么是直接抽出定位销解除固定,要么是将各部件逐个从定位销上取出,定位销使用起来较为方便。
作为优选,所述安装座上设有螺孔,所述螺孔内设有调节螺杆。其中螺孔设置在安装座底部的中心位置,调节螺杆一端连接在拉床上的伺服电机上,通过调节螺杆的转动就可以调节工装相对于拉刀的移动,整个工装的调节较为方便灵活。
作为优选,所述安装座通过若干油路连接块与分度盘连接。分度盘主要通过若干油路连接块与安装座连接,若干第三液压夹紧装置作为分度盘与安装座连接的辅助连接固定方式,当需要拆卸分度盘时,断开连接块处的油路,即可解除油路连接块对分度盘与安装座之间的连接作用力。
作为优选,所述压盖盘的大小、形状与支撑盘的大小、形状相适应;所述第一液压夹紧装置有2~6个。压盖盘和支撑盘的大小、形状相适应,压盖盘和支撑盘上的拉削槽位逐个对应,能够实现对工件的良好固定,进而在工件上拉削出符合要求的榫槽;第一液压夹紧装置最好是有4个,4个第一液压夹紧装置均匀设置,保证作用在压盖盘上的作用力均匀,实现对工件的稳固夹持。
作为优选,所述安装座和分度盘壳体上均设有键槽,所述安装座上的键槽和分度盘壳体上的键槽通过键连接在一起。键槽与键的配合实现安装座和分度盘壳体的初步连接,最终连接由若干油路连接块和若干第三液压夹紧装置完成,键槽与键、油路连接块和第三液压夹紧装置协同完成安装座和分度盘壳体之间的牢固连接。
本发明具有如下有益效果:
(1)主要由分度盘、支撑盘、压盖盘和第一液压夹紧装置构成,协同完成对工件的安装和夹紧,进而保证拉刀对工件上榫槽的拉削加工,结构简单,成本低廉;
(2)采用拉刀不动,夹具工装直线移动和转动调节的方式来对工件进行拉削加工,一改现有的采用夹具工装不动,拉刀直线移动和转动调节进行拉削的加工方式,每次拉削完一个榫槽,人工对拉刀转动调整之后,都需要使用检测工具重新检查拉刀相对于工件的对准情况,由于工件上需要加工好多个榫槽,每次都需要人工对拉刀进行调整和校准,使得整个加工过程非常繁琐,特别的费时费力,本发明中只需电机、螺杆带动夹具工装相对于拉刀来回移动,其中拉刀无需移动,就可以完成一次榫槽的拉削加工,使得整个榫槽的拉削加工过程变得简单,由于无需每次都对拉刀进行校准了,使得整个拉削工序变得省时省力;
(3)通过分度盘控制工件的精确转动,保证了工件上拉削出的榫槽分布都是均匀的,具有了加工精度较高的特点;
(4)通过第一液压夹紧装置将工件进一步固定在支撑盘和压盖盘之间,保证了在拉削加工时工件安装的稳定性,保证在拉削加工时工件不会在支撑盘和压盖盘之间发生任何移动,保证了拉刀对工件拉削加工的质量;当一个工件拉削完成了之后,松开第一液压夹紧装置,从支撑盘和压盖盘之间拿出加工好的工件,并换上新的待加工工件就好了,具有了工件便于替换的特点,工件的替换方便了,也就使得单位时间内对工件的加工数量变多了,进而也就使得对工件的拉削加工效率提高了。
附图说明
图1是本发明的第一结构立体图;
图2是本发明的第二结构立体图;
图3是本发明的结构主视图;
图4是本发明的结构后视图;
图5是本发明的结构左视图;
图6是本发明的结构右视图;
图7是本发明的结构俯视图;
图8是本发明中分度盘处的结构示意图;
图9是本发明中涡轮盘或盘类零件的结构示意图。
附图中的标记为:100-安装座,200-分度盘,201-壳体,202-转盘,203-伺服电机,204-第四液压油缸,300-支撑盘,301-拉削槽位,302-定位销,400-压盖盘,401-凹陷部,500-第一液压夹紧装置,501-第一液压油缸,502-第一压块,600-支撑架,601-第二液压夹紧装置,602-第二液压油缸,603-顶尖,700-第三液压夹紧装置,701-第三液压油缸,702-第三压块,800-涡轮盘或盘类零件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
如图1和图2所示的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,包括安装座100,安装座上设有如图3所示的分度盘200,分度盘的如图8所示的转盘202上设有如图4所示的支撑盘300,支撑盘上可拆卸连接有如图5所示的压盖盘400,分度盘的壳体201上设有一个或多个如图6所示的第一液压夹紧装置500,第一液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的外圆盘面相对应。分度盘的壳体上设有如图7所示的支撑架600,支撑架上设有第二液压夹紧装置601,第二液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的中心相对应。第一液压夹紧装置包括第一液压油缸501,第一液压油缸的活塞杆端部设有第一压块502,第一压块与压盖盘的外圆盘面相对应。第二液压夹紧装置包括第二液压油缸602,第二液压油缸的活塞杆端部设有顶尖603,压盖盘的中心设有凹陷部401,凹陷部的形状、位置与顶尖的形状、位置相适应。压盖盘和支撑盘的外圆上均匀设有若干拉削槽位301。分度盘通过若干第三液压夹紧装置700设置在安装座上,第三液压夹紧装置包括第三液压油缸701,第三液压油缸的活塞杆端部设有第三压块702,分度盘通过第三压块设置在安装座上。如图9所示的涡轮盘或盘类零件800通过若干定位销302设置在压盖盘和支撑盘之间。安装座上设有螺孔,螺孔内设有调节螺杆。安装座通过若干油路连接块与分度盘连接。压盖盘的大小、形状与支撑盘的大小、形状相适应;第一液压夹紧装置有2~6个。安装座和分度盘壳体上均设有键槽,安装座上的键槽和分度盘壳体上的键槽通过键连接在一起。
如图1和图2所示的用于涡轮盘及盘类零件800的拉削加工工装,包括如图5所示的压盖盘400、如图4所示的支撑盘300、如图3所示的分度盘200以及如图6所示的安装座100。所述支撑盘安装于分度盘的如图8所示的转盘202上,工件也就是如图9所示的涡轮盘或盘类零件800,装夹在支撑盘与压盖盘之间。所述分度盘200安装于安装座100上,并通过第一压块502进行加固,分度盘上安装有第一液压油缸501,起夹紧作用,以及如图7所示的支撑架600。所述压盖盘与支撑盘上均设有定位销302,与工件上的定位孔配合,起到周向固定工件的作用。所述压盖盘400与支撑盘300外圆上设有与工件拉削位置对应的拉削槽位301,拉削加工过程中拉刀穿过拉削槽位,在工件上拉削掉材料,同时,对于拉削量较大的工件,能使工件装夹更加可靠,有效防止拉削过程中的变形。所述分度盘200通过一个内部的伺服电机203驱动转盘202转动,以及壳体201内部的两个第四液压油缸204控制转盘202的缩紧与松开。所述伺服电机203和各液压油缸可由拉床的数控面板进行控制,并读取转盘202位置,使拉削角度可控。所述第一液压油缸501上设有第一压块502,第一液压油缸夹紧时第一压块压住压盖盘400固定工件,所述第二液压油缸602的活塞杆与顶尖603相连,可由拉床的数控面板控制工件的夹紧与松开。所述安装座100上设有键槽与螺孔,可通过拉床上的调节螺杆与螺孔的配合调节工装的位置,键槽与键的配合实现分度盘200与安装座100之间的初步安装。所述安装座上设有油路连接块,拆卸工装时断开连接块处的油路,即可实现分度盘200与安装座100之间的连接作用力,方便工装的拆装。其中分度盘属于现有技术,分度盘可以为型号为D250的分度盘,也可以为申请号为“CN201821457717.9”中公开的名称为“高速高精度分度盘”中的分度盘。
本发明的工作原理为:
该夹具工装用于拉削加工时,工装安装于拉床上,将工装位置调整到槽型成型角度。拉削加工前,将待加工的工件装夹至压盖盘400与支撑盘300之间,拉床控制程序将顶尖603退出,顶住压盖盘中心的圆锥形凹陷部401,将工件夹紧,而后分度盘200转动到起始位置并通过两个第四液压油缸204活塞杆端的锁紧块锁紧,四个第一液压油缸501收缩,第一压块502压住压盖盘400,进一步固定好工件。拉削加工时,工装连同工件一起通过调节螺杆进给移动到要求为止,拉床上的拉刀拉削加工,拉出一个槽型。完成后工装退出并松开第一液压油缸501和分度盘200内部的锁紧块,程序控制分度盘200转动一定角度,再将分度盘锁紧,第一液压油缸501夹紧,重复拉削操作,循环加工完成整个工件的拉削加工。本工装用于数控机床拉削涡轮盘及盘类零件800的加工,分度盘可精确控制拉削位置,采用油压锁紧的方式保证了拉削过程中工件的稳定,保证加工质量;工装易于拆卸,在更换不同工件时,便于替换;工装结构简单,便于工人操作,实现稳定的高效加工。
本发明具有如下有益效果:(1)主要由分度盘200、支撑盘300、压盖盘400和第一液压夹紧装置500构成,协同完成对工件的安装和夹紧,进而保证拉刀对工件上榫槽的拉削加工,结构简单,成本低廉;(2)采用拉刀不动,夹具工装直线移动和转动调节的方式来对工件进行拉削加工,一改现有的采用夹具工装不动,拉刀直线移动和转动调节进行拉削的加工方式,每次拉削完一个榫槽,人工对拉刀转动调整之后,都需要使用检测工具重新检查拉刀相对于工件的对准情况,由于工件上需要加工好多个榫槽,每次都需要人工对拉刀进行调整和校准,使得整个加工过程非常繁琐,特别的费时费力,本发明中只需电机、调节螺杆带动夹具工装相对于拉刀来回移动,其中拉刀无需移动,就可以完成一次榫槽的拉削加工,使得整个榫槽的拉削加工过程变得简单,由于无需每次都对拉刀进行校准了,使得整个拉削工序变得省时省力;(3)通过分度盘200控制工件的精确转动,保证了工件上拉削出的榫槽分布都是均匀的,具有了加工精度较高的特点;(4)通过第一液压夹紧装置500将工件进一步固定在支撑盘300和压盖盘400之间,保证了在拉削加工时工件安装的稳定性,保证在拉削加工时工件不会在支撑盘和压盖盘之间发生任何移动,保证了拉刀对工件拉削加工的质量;当一个工件拉削完成了之后,松开第一液压夹紧装置500,从支撑盘300和压盖盘400之间拿出加工好的工件,并换上新的待加工工件就好了,具有了工件便于替换的特点,工件的替换方便了,也就使得单位时间内对工件的加工数量变多了,进而也就使得对工件的拉削加工效率提高了;(5)第二液压夹紧装置601能够保证当第一液压油缸501夹紧装置松开,分度盘200对工件进行转动角度调整时,工件在支撑盘300和压盖盘400之间的位置不会发生任何移动,进一步保证了工件加工的精度和质量;第一液压油缸501结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,第一压块502正好作用在压盖盘400的外圆盘面上,能够保证压盖盘400将工件稳固的压紧在支撑盘300上,保证拉削加工的稳定性;第二液压油缸602结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,其中凹陷部401为与顶尖603匹配的圆锥形结构,顶尖与凹陷部的匹配,既能够保证第一液压夹紧装置500松开时,工件不会在压盖盘400和支撑盘300之间发生任何移动,又不会影响分度盘200的转盘202带动工件一起转动进行角度调整;(6)压盖盘400和支撑盘300上的拉削槽位301就是工件上需要加工成型的榫槽,与拉刀良好配合,使得在工件上能够高效的加工出需要的榫槽;第三液压油缸701结构简单,价格低廉,技术成熟,也便于程序对它工作的自动化控制,第三压块702作用在分度盘200的壳体上,既能够进一步保证分度盘200与安装座100之间的稳定安装固定,当需要对夹具工装进行维修时,也能快速的实现分度盘与安装座之间的拆卸,只需松开第三液压油缸701的夹紧作用就好了,使得安装和拆卸均较为方便;通过定位销302可以直接将压盖盘、工件、支撑盘和分度盘的转盘连接在一起,在需要固定时起到稳定固定的作用,当需要彼此拆卸时,要么是直接抽出定位销解除固定,要么是将各部件逐个从定位销上取出,定位销使用起来较为方便;(7)其中螺孔设置在安装座100底部的中心位置,调节螺杆一端连接在拉床上的伺服电机上,通过调节螺杆的转动就可以调节工装相对于拉刀的移动,整个工装的调节较为方便灵活;分度盘200主要通过若干油路连接块与安装座100连接,若干第三液压夹紧装置700作为分度盘200与安装座100连接的辅助连接固定方式,当需要拆卸分度盘时,断开连接块处的油路,即可解除油路连接块对分度盘与安装座之间的连接作用力;压盖盘400和支撑盘300的大小、形状相适应,压盖盘和支撑盘上的拉削槽位301逐个对应,能够实现对工件的良好固定,进而在工件上拉削出符合要求的榫槽;第一液压夹紧装置500最好是有4个,4个第一液压夹紧装置均匀设置,保证作用在压盖盘上的作用力均匀,实现对工件的稳固夹持;键槽与键的配合实现安装座100和分度盘200壳体201的初步连接,最终连接由若干油路连接块和若干第三液压夹紧装置700完成,键槽与键、油路连接块和第三液压夹紧装置协同完成安装座和分度盘壳体之间的牢固连接。

Claims (10)

1.用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:包括安装座(100),所述安装座上设有分度盘(200),所述分度盘的转盘(202)上设有支撑盘(300),所述支撑盘上可拆卸连接有压盖盘(400),所述分度盘的壳体(201)上设有一个或多个第一液压夹紧装置(500),所述第一液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的外圆盘面相对应。
2.根据权利要求1所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述分度盘的壳体上设有支撑架(600),所述支撑架上设有第二液压夹紧装置(601),所述第二液压夹紧装置的自由夹紧端与压盖盘的中心相对应。
3.根据权利要求1或2所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述第一液压夹紧装置包括第一液压油缸(501),所述第一液压油缸的活塞杆端部设有第一压块(502),所述第一压块与压盖盘的外圆盘面相对应。
4.根据权利要求2所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述第二液压夹紧装置包括第二液压油缸(602),所述第二液压油缸的活塞杆端部设有顶尖(603),所述压盖盘的中心设有凹陷部(401),所述凹陷部的形状、位置与顶尖的形状、位置相适应。
5.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述压盖盘和支撑盘的外圆上均匀设有若干拉削槽位(301)。
6.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述分度盘通过若干第三液压夹紧装置(700)设置在安装座上,所述第三液压夹紧装置包括第三液压油缸(701),所述第三液压油缸的活塞杆端部设有第三压块(702),所述分度盘通过第三压块设置在安装座上。
7.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述涡轮盘或盘类零件(800)通过若干定位销(302)设置在压盖盘和支撑盘之间。
8.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述安装座上设有螺孔,所述螺孔内设有调节螺杆。
9.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述安装座通过若干油路连接块与分度盘连接。
10.根据权利要求1或2或4所述的用于涡轮盘及盘类零件的拉削加工工装,其特征是:所述压盖盘的大小、形状与支撑盘的大小、形状相适应;所述第一液压夹紧装置有2~6个。
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