CN110193707A - 一种大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，涉及大型焊接圆锥保持架加工技术领域，具体为一种大型焊接圆锥保持架加工装置，包括大圆夹盘、小圆夹盘和中心轴，所述大圆夹盘的外围等角度固定有分度板，且分度板上装配有大圆夹板，所述小圆夹盘安置在大圆夹盘的前侧，且小圆夹盘与大圆夹盘之间中心对齐，所述中心轴分别从小圆夹盘的中心处与大圆夹盘的中心处贯穿，所述小圆夹盘上装配有小圆夹板。该大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，通过对加工流程进行修改，在粗车后增加一道回火，减少锻件和粗车应力，精车设计专用夹具，不使用4爪卡盘，减少夹持变形，采用两道精车工艺，而且精车加工时间不增加，同时降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及大型焊接圆锥保持架加工技术领域，具体为一种大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺。
背景技术
大型焊接圆锥保持架直径达300-1200mm，宽度窄壁厚薄，两端面有10°左右角度，不易夹持加工，平面易变形翘曲，以附图图7和图8型号为例，外径847.7mm宽度14mm很窄、壁厚11mm，端面角度11°，平面容易翘曲、易变形，有45个焊接销孔，成品精度要求高，车加工、铣加工工难度大。
现有车床加工容易变形，采用4爪卡盘夹持车削，由于夹持力的大小和锻件平面度不好，车加工时外径椭圆和端面平面度不合格，还存在夹在机床上时测量合格，下机床后零件椭圆和端面就会翘曲变形，车加工结束后，还需要加工中心加工焊接销孔，对工件的夹持都有高的要求，车加工不合格导致后道工序无法进行，在现有的基础上，工程师和操作员也想了很多办法，如采用6爪卡盘和设计工装等办法，但是没有根本解决，车加工产品质量一直不稳定。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，解决了上述背景技术中提出的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大型焊接圆锥保持架加工装置，包括大圆夹盘、小圆夹盘和中心轴，所述大圆夹盘的外围等角度固定有分度板，且分度板上装配有大圆夹板，所述小圆夹盘安置在大圆夹盘的前侧，且小圆夹盘与大圆夹盘之间中心对齐，所述中心轴分别从小圆夹盘的中心处与大圆夹盘的中心处贯穿，所述小圆夹盘上装配有小圆夹板。
可选的，所述大圆夹板的侧方截面呈“凹”字形结构，所述大圆夹板的一折起边向内固定有高凸缘，且大圆夹板的另一折起边向外设置有矮凸缘，所述高凸缘的高度高于矮凸缘的高度。
可选的，所述高凸缘所在折起边的内壁和矮凸缘所在折起边的外壁均覆盖有大圆板橡胶层，且大圆夹板的底部平面等距离竖直贯穿有大圆板螺杆，所述大圆板螺杆的底端螺旋接入大圆板底板，且大圆板底板的底部固定有大圆板滑轨。
可选的，所述分度板的前侧面两侧均纵向开设有活动槽，且活动槽的内部放置有弹簧杆，所述大圆板滑轨配合在活动槽中，所述弹簧杆的一端固定在大圆板底板上。
可选的，所述小圆夹盘的前侧面等角度布置有气缸，且气缸的活动端连接有气杆，所述气杆与小圆夹板相连。
可选的，所述小圆夹板朝外的折起边固定有小圆板凸缘，且小圆夹板朝外的折起边外壁覆盖有小圆板橡胶层。
可选的，所述小圆夹板的底部平面等距离竖直贯穿有小圆板螺杆，且小圆板螺杆的底端螺旋接入小圆板底板，所述小圆板底板的底部固定有小圆板滑轨。
可选的，所述分度板的前侧面呈同心圆式等距离开设有环槽，且小圆板滑轨配合在环槽中。
基于上述结构，本发明还提供了一种大型焊接圆锥保持架加工工艺。
可选的，所述该加工工艺的具体过程如下：
(1)锻件；
(2)粗加工：粗车去除余量；
(3)切断：依所需尺寸进行切断，保留精加工余量；
(4)回火，以减少锻件和粗车应力；
(5)精车前装夹工件；
(6)一次精加工：精加工去除余料；
(7)二次精加工：精加工去除台阶面余料；
(8)上加工中心装夹工件；
(9)加工中心加工焊接销孔和起吊螺纹孔：驱动中心轴旋转，带动整个大型焊接圆锥保持架加工装置旋转，快速切换工件的打孔位点，配合加工中心进行打孔工作；
(10)精车两端面：去毛刺及夹具夹持痕迹。
可选的，所述步骤(5)和(8)中，装夹步骤具体如下：
(1)大型焊接圆锥保持架加工装置的组装：将中心轴对接车床或加工中心的夹具端主轴；
(2)将切断后的工件竖起摆正到大型焊接圆锥保持架加工装置上，并预夹紧：
a、根据工件外径尺寸及工件厚度，将工件的外圈卡在高凸缘的内侧或矮凸缘的内侧；
b、根据工件内径尺寸，启动气缸，使气杆动作，推动小圆夹板向大圆夹板靠近，直至将工件卡在小圆板凸缘的外侧；
(3)对工件的装夹位置进行校正：
a、工件外圈的校正：用橡皮锤向外轻击工件，使工件外边缘与高凸缘或矮凸缘相紧贴；
b、工件内圈的校正：开启车床或加工中心的夹具端主轴电机，使车床或加工中心的夹具端主轴带动中心轴做低速旋转，小圆夹盘旋转，用橡胶锤向外轻击工件，转动过程中，调正工件内圈与各小圆夹板之间的紧密度；
(4)对工件与大型焊接圆锥保持架加工装置间的装夹间距进行调整，以备孔加工需要：
a、大圆夹板距分度板距离的调整：旋转大圆板螺杆，调节大圆板螺杆的长度，即可将大圆夹板距分度板的距离相应调大或调小；
b、小圆夹板距分度板距离的调整：旋转小圆板螺杆，调节小圆板螺杆的长度，即可将小圆夹板距分度板的距离相应调大或调小。
本发明提供了一种大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，具备以下有益效果：
1.该大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，通过对加工流程进行修改，在粗车后增加一道回火，减少锻件和粗车应力；精车设计专用夹具，不使用4爪卡盘，减少夹持变形；采用两道精车工艺，而且精车加工时间不增加，同时降低了成本；经过试验可改进精加工进给参数，提高成品合格率；实际培训后，操作员就能操作加工，加工难度降低；车加工合格后，后道工序也就迎刃而解，调整工装后合格率达到99.2％以上；而对于3轴加工中心加工焊接孔而言，所用工装配置有带角度调整的第四轴，可灵活控制工装转角，辅助孔加工；该大型焊接圆锥保持架加工装置为测量检具预留极大的空间，使其能在线测量，提供检测数据。
2.该大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，通过对传统工装夹具的结构进行改进，采用内外圈同步卡住的装夹方式装夹工件，能够有效避免工件翘曲变形、损伤、测量存在较大误差等的问题，以保证工件加工精度，从而提高产品良率。
3.该大型焊接圆锥保持架加工装置及加工工艺，通过第四轴(即中心轴)的加入，可以实现对夹具的转角控制，配合打孔工作的进行，快速切换打孔位置，提高生产效率，节省生产成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明大圆夹盘结构示意图；
图3为本发明图2中A处放大结构示意图；
图4为本发明小圆夹盘结构示意图；
图5为本发明大圆夹板侧面剖切结构示意图；
图6为本发明小圆夹板侧面剖切结构示意图；
图7为本发明产品半剖结构示意图；
图8为本发明产品局部结构示意图。
图中：1、大圆夹盘；2、分度板；3、环槽；4、活动槽；5、弹簧杆；6、大圆夹板；7、高凸缘；8、矮凸缘；9、大圆板橡胶层；10、大圆板螺杆；11、大圆板底板；12、大圆板滑轨；13、小圆夹盘；14、中心轴；15、气缸；16、气杆；17、小圆夹板；18、小圆板凸缘；19、小圆板橡胶层；20、小圆板螺杆；21、小圆板底板；22、小圆板滑轨。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种大型焊接圆锥保持架加工装置，包括大圆夹盘1、小圆夹盘13和中心轴14，大圆夹盘1的外围等角度固定有分度板2，且分度板2上装配有大圆夹板6，大圆夹板6的侧方截面呈“凹”字形结构，大圆夹板6的一折起边向内固定有高凸缘7，且大圆夹板6的另一折起边向外设置有矮凸缘8，高凸缘7的高度高于矮凸缘8的高度，大圆夹板6上分设两个凸缘，即高凸缘7和矮凸缘8，较厚的工件可以用矮凸缘8卡住，较薄的工件则可以用高凸缘7卡住，此时矮凸缘8对较薄工件的外边缘起到支撑的作用；
高凸缘7所在折起边的内壁和矮凸缘8所在折起边的外壁均覆盖有大圆板橡胶层9，且大圆夹板6的底部平面等距离竖直贯穿有大圆板螺杆10，大圆板螺杆10的底端螺旋接入大圆板底板11，且大圆板底板11的底部固定有大圆板滑轨12，大圆板橡胶层9的设置，目的是为了保护工件的外边沿，避免工件外边沿磨损严重，通过旋转大圆板螺杆10，调节大圆板螺杆10外露的长度，可以对大圆夹板6与大圆板底板11之间的距离进行调整，以满足工件打孔加工时的需要，分度板2的前侧面两侧均纵向开设有活动槽4，且活动槽4的内部放置有弹簧杆5，大圆板滑轨12配合在活动槽4中，弹簧杆5的一端固定在大圆板底板11上，大圆板底板11借助大圆板滑轨12与活动槽4的配合，可以在分度板2上滑动(固定时在大圆板底板11上打上螺钉，并钉至分度板2内即可)，从而可对应不同外径尺寸工件的装夹，弹簧杆5使得大圆夹板6与小圆夹板17之间受到弹性斥力，从而使得大圆夹板6与小圆夹板17之间对于工件的装夹效果更为牢固可靠；
小圆夹盘13安置在大圆夹盘1的前侧，且小圆夹盘13与大圆夹盘1之间中心对齐，中心轴14分别从小圆夹盘13的中心处与大圆夹盘1的中心处贯穿，小圆夹盘13上装配有小圆夹板17，小圆夹盘13的前侧面等角度布置有气缸15，且气缸15的活动端连接有气杆16，气杆16与小圆夹板17相连，小圆夹盘13上通过气缸15控制气杆16伸缩的气动动作，来对各小圆夹板17的位置进行调整，小圆夹板17朝外的折起边固定有小圆板凸缘18，且小圆夹板17朝外的折起边外壁覆盖有小圆板橡胶层19，小圆板凸缘18用于卡住工件内圈，小圆板橡胶层19用于保护工件的内边沿表面，小圆夹板17的底部平面等距离竖直贯穿有小圆板螺杆20，且小圆板螺杆20的底端螺旋接入小圆板底板21，小圆板底板21的底部固定有小圆板滑轨22，通过旋转小圆板螺杆20，可以对小圆夹板17与小圆板底板21之间的距离进行调整，以满足工件打孔加工时的需要，分度板2的前侧面呈同心圆式等距离开设有环槽3，且小圆板滑轨22配合在环槽3中，利用小圆板滑轨22与环槽3之间的配合，可以在分度板2的基础上对小圆夹盘13进行旋转，通过旋转，调换大圆夹板6与小圆夹板17之间相对所在的位置，以期对工件内外圈产生密集的装夹作用。
一种大型焊接圆锥保持架加工工艺，该加工工艺的具体过程如下：
(1)锻件；
(2)粗加工：粗车去除余量；
(3)切断：依所需尺寸进行切断，保留精加工余量；
(4)回火，以减少锻件和粗车应力；
(5)精车前装夹工件；
(6)一次精加工：精加工去除余料；
(7)二次精加工：精加工去除台阶面余料；
(8)上加工中心装夹工件；
(9)加工中心加工焊接销孔和起吊螺纹孔：驱动中心轴14旋转，带动整个大型焊接圆锥保持架加工装置旋转，快速切换工件的打孔位点，配合加工中心进行打孔工作；
(10)精车两端面：去毛刺及夹具夹持痕迹。
其中，步骤(5)和(8)中，装夹步骤具体如下：
(1)大型焊接圆锥保持架加工装置的组装：将中心轴14对接车床或加工中心的夹具端主轴；
(2)将切断后的工件竖起摆正到大型焊接圆锥保持架加工装置上，并预夹紧：
a、根据工件外径尺寸及工件厚度，将工件的外圈卡在高凸缘7的内侧或矮凸缘8的内侧；
b、根据工件内径尺寸，启动气缸15，使气杆16动作，推动小圆夹板17向大圆夹板6靠近，直至将工件卡在小圆板凸缘18的外侧；
(3)对工件的装夹位置进行校正：
a、工件外圈的校正：用橡皮锤向外轻击工件，使工件外边缘与高凸缘7或矮凸缘8相紧贴；
b、工件内圈的校正：开启车床或加工中心的夹具端主轴电机，使车床或加工中心的夹具端主轴带动中心轴14做低速旋转，小圆夹盘13旋转，用橡胶锤向外轻击工件，转动过程中，调正工件内圈与各小圆夹板17之间的紧密度；
(4)对工件与大型焊接圆锥保持架加工装置间的装夹间距进行调整，以备孔加工需要：
a、大圆夹板6距分度板2距离的调整：旋转大圆板螺杆10，调节大圆板螺杆10的长度，即可将大圆夹板6距分度板2的距离相应调大或调小；
b、小圆夹板17距分度板2距离的调整：旋转小圆板螺杆20，调节小圆板螺杆20的长度，即可将小圆夹板17距分度板2的距离相应调大或调小。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大型焊接圆锥保持架加工装置，包括大圆夹盘(1)、小圆夹盘(13)和中心轴(14)，其特征在于：所述大圆夹盘(1)的外围等角度固定有分度板(2)，且分度板(2)上装配有大圆夹板(6)，所述小圆夹盘(13)安置在大圆夹盘(1)的前侧，且小圆夹盘(13)与大圆夹盘(1)之间中心对齐，所述中心轴(14)分别从小圆夹盘(13)的中心处与大圆夹盘(1)的中心处贯穿，所述小圆夹盘(13)上装配有小圆夹板(17)。
2.根据权利要求1所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述大圆夹板(6)的侧方截面呈“凹”字形结构，所述大圆夹板(6)的一折起边向内固定有高凸缘(7)，且大圆夹板(6)的另一折起边向外设置有矮凸缘(8)，所述高凸缘(7)的高度高于矮凸缘(8)的高度。
3.根据权利要求2所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述高凸缘(7)所在折起边的内壁和矮凸缘(8)所在折起边的外壁均覆盖有大圆板橡胶层(9)，且大圆夹板(6)的底部平面等距离竖直贯穿有大圆板螺杆(10)，所述大圆板螺杆(10)的底端螺旋接入大圆板底板(11)，且大圆板底板(11)的底部固定有大圆板滑轨(12)。
4.根据权利要求3所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述分度板(2)的前侧面两侧均纵向开设有活动槽(4)，且活动槽(4)的内部放置有弹簧杆(5)，所述大圆板滑轨(12)配合在活动槽(4)中，所述弹簧杆(5)的一端固定在大圆板底板(11)上。
5.根据权利要求1所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述小圆夹盘(13)的前侧面等角度布置有气缸(15)，且气缸(15)的活动端连接有气杆(16)，所述气杆(16)与小圆夹板(17)相连。
6.根据权利要求5所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述小圆夹板(17)朝外的折起边固定有小圆板凸缘(18)，且小圆夹板(17)朝外的折起边外壁覆盖有小圆板橡胶层(19)。
7.根据权利要求6所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述小圆夹板(17)的底部平面等距离竖直贯穿有小圆板螺杆(20)，且小圆板螺杆(20)的底端螺旋接入小圆板底板(21)，所述小圆板底板(21)的底部固定有小圆板滑轨(22)。
8.根据权利要求7所述的一种大型焊接圆锥保持架加工装置，其特征在于：所述分度板(2)的前侧面呈同心圆式等距离开设有环槽(3)，且小圆板滑轨(22)配合在环槽(3)中。
9.一种大型焊接圆锥保持架加工工艺，其特征在于：所述该加工工艺内包含有权利要求1-8中的任意一项大型焊接圆锥保持架加工装置，所述该加工工艺的具体过程如下：
(1)锻件；
(2)粗加工：粗车去除余量；
(3)切断：依所需尺寸进行切断，保留精加工余量；
(4)回火，以减少锻件和粗车应力；
(5)精车前装夹工件；
(6)一次精加工：精加工去除余料；
(7)二次精加工：精加工去除台阶面余料；
(8)上加工中心装夹工件；
(9)加工中心加工焊接销孔和起吊螺纹孔：驱动中心轴(14)旋转，带动整个大型焊接圆锥保持架加工装置旋转，快速切换工件的打孔位点，配合加工中心进行打孔工作；
(10)精车两端面：去毛刺及夹具夹持痕迹。
10.根据权利要求9所述的一种大型焊接圆锥保持架加工工艺，其特征在于：所述步骤(5)和(8)中，装夹步骤具体如下：
(1)大型焊接圆锥保持架加工装置的组装：将中心轴(14)对接车床或加工中心的夹具端主轴；
(2)将切断后的工件竖起摆正到大型焊接圆锥保持架加工装置上，并预夹紧：
a、根据工件外径尺寸及工件厚度，将工件的外圈卡在高凸缘(7)的内侧或矮凸缘(8)的内侧；
b、根据工件内径尺寸，启动气缸(15)，使气杆(16)动作，推动小圆夹板(17)向大圆夹板(6)靠近，直至将工件卡在小圆板凸缘(18)的外侧；
(3)对工件的装夹位置进行校正：
a、工件外圈的校正：用橡皮锤向外轻击工件，使工件外边缘与高凸缘(7)或矮凸缘(8)相紧贴；
b、工件内圈的校正：开启车床或加工中心的夹具端主轴电机，使车床或加工中心的夹具端主轴带动中心轴(14)做低速旋转，小圆夹盘(13)旋转，用橡胶锤向外轻击工件，转动过程中，调正工件内圈与各小圆夹板(17)之间的紧密度；
(4)对工件与大型焊接圆锥保持架加工装置间的装夹间距进行调整，以备孔加工需要：
a、大圆夹板(6)距分度板(2)距离的调整：旋转大圆板螺杆(10)，调节大圆板螺杆(10)的长度，即可将大圆夹板(6)距分度板(2)的距离相应调大或调小；
b、小圆夹板(17)距分度板(2)距离的调整：旋转小圆板螺杆(20)，调节小圆板螺杆(20)的长度，即可将小圆夹板(17)距分度板(2)的距离相应调大或调小。
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