CN110480378B - 一种薄壁框架的加工装夹装置及装夹方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄壁框架的加工装夹装置，包括装在主线圈框架内部的主线圈装夹筒，在所述主线圈装夹筒的外圆周面上设有多个沿周向均布的定位块组件，所述定位块组件由对称布置的外侧定位块和内侧定位块组成，所述外侧定位块、内侧定位块分别通过主线圈夹紧螺栓与主线圈框架连接，并且所述外侧定位块、内侧定位块分别通过定位块安装螺栓与主线圈装夹筒固定连接。本发明的优点是不仅可以避免直接装夹框架外圆面造成高精度外圆受装夹损伤，还能实现薄壁框架装夹后一次完成两端加工，避免工件调头加工造成两端同心度误差，从根本上解决机床转动扭矩对工件产生的扭曲变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄壁框架在卧式加工车床上的装夹，具体涉及一种薄壁框架的加工装夹装置及装夹方法，属于机械加工技术领域。
背景技术
现有薄壁框架在卧式加工车床上的装夹，通常是在框架内部焊接多处支撑来增加框架刚性，减少框架变形。现有装夹方法加工时，具有以下缺点
一是需要从一端夹紧框架外圆，加工另一端外圆时需将框架调头，重新夹住已经加工好的外圆，再次加工未加工一端的外圆，主线圈框架不能一次加工完成，加工精度较低；
二是现有装夹方法夹住框架外圆，使精度要求极高的框架外圆有轻微装夹变形，且表面装夹痕迹明显；
三是现有装夹方法没有从根本上解决机床转动扭矩的传递，薄壁框架及支撑仍是转动扭矩的受力主体，加工后仍然后较明显扭曲变形。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种薄壁框架的加工装夹装置，同时给出其装夹方法，该装置不仅能够避免直接装夹框架外圆面造成的高精度外圆受装夹损伤，还能实现薄壁框架装夹后一次完成两端加工，避免工件调头造成的两端同心度误差，同时从根本上解决了机床转动扭矩对工件产生的扭曲变形。
为了达到以上目的，本发明提供一种薄壁框架的加工装夹装置，包括装在主线圈框架内部的主线圈装夹筒，在所述主线圈装夹筒的外圆周面上设有多个沿周向均布的定位块组件，所述定位块组件由对称布置的外侧定位块和内侧定位块组成，所述外侧定位块、内侧定位块分别通过主线圈夹紧螺栓与主线圈框架连接，并且所述外侧定位块、内侧定位块分别通过定位块安装螺栓与主线圈装夹筒固定连接。
本发明采用定位块安装螺栓将各定位块安装在主线圈装夹筒上，同时将主线圈夹紧螺栓安装在各定位块上，从内外两侧夹紧主线圈框架，不使用机床直接装夹薄壁的主线圈框架，避免了主线圈框架的装夹和加工变形，具有装夹便捷、调整便利、工件变形极小的优点。
进一步的，所述主线圈装夹筒主要由筒体以及分别焊接在筒体两端的第一装夹筒封板和第二装夹筒封板组成，所述第一装夹筒封板与机床尾座的顶尖相连，所述第二装夹筒封板与机床卡盘的中心顶尖相连。
进一步的，在所述筒体两端的外圆周面上分别设有一组沿其周向均匀布置的凹槽，在所述凹槽中安装有外侧定位块和内侧定位块。
上述结构中，在主线圈框架的两端，分别采用内外侧定位块上的夹紧螺栓从主线圈两端框架封板的内外两侧夹紧工件—主线圈框架，防止单侧装夹造成铝合金框架变形。同时，使用刚性极好的主线圈装夹筒传递机床转动扭矩，使得薄壁的主线圈框架在加工过程中不直接承受机床转动扭矩，避免了主线圈框架的中部连接支架在加工过程中的变形。
进一步的，所述外侧定位块、内侧定位块均呈长方体状，在所述外侧定位块、内侧定位块上分别设有沿宽度方向贯穿的螺纹孔，与所述螺纹孔配合设有主线圈夹紧螺栓；在所述外侧定位块、内侧定位块上分别沿厚度方向设有贯穿孔，与所述贯穿孔配合设有定位块安装螺栓。
这样，定位块安装螺栓穿过贯穿孔后安装在主线圈装夹筒凹槽的螺孔内，主线圈夹紧螺栓安装在外侧定位块或内侧定位块上，主线圈夹紧螺栓从内外两侧夹紧主线圈框架的端部。
进一步的，在所述第一装夹筒封板的中心制有第一中心孔，所述第一中心孔与机床尾座的顶尖配合连接，在所述第二装夹筒封板的中心制有第二中心孔，所述第二中心孔与机床卡盘的中心顶尖配合连接，主线圈装夹筒两端封板中心均有中心孔定位，使得整体装夹精度很高。
进一步的，所述主线圈框架主要由中部连接支架以及分别焊接在中部连接支架两端的端部框架组成，所述端部框架中具有框架封板，二者为一整体，所述端部框架的框架封板可设置在外侧定位块与内侧定位块之间。
这样，通过一对外侧定位块和内侧定位块上的主线圈夹紧螺栓可以夹持住框架封板。
进一步的，所述主线圈装夹筒的长度大于主线圈框架的长度。
本发明还提供了一种薄壁框架的加工装夹方法，包括以下步骤：
S1、将靠近机床卡盘一侧的一组外侧定位块安装在主线圈装夹筒上，同时将该外侧定位块上的主线圈夹紧螺栓向外转动收至外侧定位块内部，这可使安装主线圈框架后，该主线圈夹紧螺栓的端部不与主线圈框架的框架封板接触，防止单点受压造成主线圈框架变形；转至步骤S2；
S2、将主线圈装夹筒立起，并使其靠近机床卡盘一侧贴近机床的水平工作台，然后从上部套入主线圈框架，使得主线圈框架的靠近机床卡盘一侧设置在步骤S1中安装好的外侧定位块，即主线圈框架靠近机床卡盘一侧贴平安装好的外侧定位块；转至步骤S3；
S3、将靠近机床尾座一侧的一组外侧定位块安装在主线圈装夹筒上并使该外侧定位块抵在主线圈框架的靠近机床尾座一侧，将该外侧定位块上的主线圈夹紧螺栓向外转动收至外侧定位块内部，同时不要拧紧该夹紧螺栓，以便于后续调整；转至步骤S4；
S4、在主线圈装夹筒的两端分别安装一组内侧定位块，内侧定位块位于主线圈框架内侧，所述内侧定位块与外侧定位块一一对应布置，并且内侧定位块上的主线圈夹紧螺栓向内转动收至内侧定位块内部，同时不要拧紧该夹紧螺栓，以便于后续调整；转至步骤S5；
S5、在水平工作台上，初步找正主线圈框架后，通过调整主线圈夹紧螺栓初步调平主线圈框架，然后通过外侧定位块和内侧定位块上的主线圈夹紧螺栓夹紧主线圈框架；转至步骤S6；
S6、吊起调整好的主线圈装夹筒和主线圈框架，将主线圈装夹筒安装在机床卡盘上，使用机床卡盘夹紧靠近机床卡盘一侧的主线圈装夹筒的外圆，机床卡盘的中心顶尖顶住主线圈装夹筒的第二中心孔进行定位，同时调整机床尾座使其顶尖顶紧主线圈装夹筒的第一中心孔进行定位；转至步骤S7；
S7、机床点动，打表校正主线圈框架，手动调整头尾部各定位块上的主线圈夹紧螺栓，直至主线圈框架符合加工要求，拧紧全部主线圈夹紧螺栓。
本发明的优点是不仅可以避免直接装夹框架外圆面造成高精度外圆受装夹损伤，还能实现薄壁框架装夹后一次完成两端加工，避免工件调头加工造成两端同心度误差，同时从根本上解决机床转动扭矩对工件产生的扭曲变形。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的总装夹示意图。
图2为本发明中主线圈框架与主线圈装夹筒的连接结构示意图。
图3为图2中B处局部放大图。
图4为本发明应用的主线圈框架的结构示意图。
图5为本发明中主线圈装夹筒的结构示意图。
图6为图1的主视图。
图7为图1的侧视图。
图8为图2的主视图。
图9为图2的侧视图。
图10为图9中A处局部放大图。
图11为本发明中机床卡盘的结构示意图。
图中：1. 主线圈框架，101.中部连接支架，102.框架封板，2.主线圈装夹筒，201.筒体，202.第一装夹筒封板，203.第二装夹筒封板，3.定位块组件，301.外侧定位块，302.内侧定位块，4.主线圈夹紧螺栓，5.定位块安装螺栓，6.机床卡盘，601.卡盘主体，602.滑轨，603.卡爪，604.机床卡盘的中心顶尖，7.机床尾座的顶尖。
具体实施方式
实施例一
如图1、图2、图6、图7、图8和图9所示，一种薄壁框架的加工装夹装置，包括一件主线圈装夹筒2，十六件定位块组件3，以及与定位块组件3相对应的十六套定位块安装螺栓5和十六套主线圈夹紧螺栓4。十六件定位块组件3分为两组，沿周向均匀布置在主线圈装夹筒2的外圆周面上，主线圈装夹筒2安装在主线圈框架1的内部，并且主线圈装夹筒2的长度大于主线圈框架1的长度。定位块组件3由对称布置的外侧定位块301和内侧定位块302组成，外侧定位块301、内侧定位块302分别通过主线圈夹紧螺栓4与主线圈框架1连接，并且外侧定位块301、内侧定位块302分别通过定位块安装螺栓5与主线圈装夹筒2固定连接。主线圈装夹筒2的两端各使用内外八组共十六件定位块夹紧主线圈框架1的框架封板102。
如图5所示，主线圈装夹筒2主要由筒体201以及分别焊接在筒体201端部的第一装夹筒封板202和第二装夹筒封板203组成，在第一装夹筒封板202的中心制有第一中心孔，第一中心孔与机床尾座的顶尖7配合连接，在第二装夹筒封板203的中心制有第二中心孔，第二中心孔与机床卡盘的中心顶尖604配合连接。机床卡盘6包括截面为圆形的卡盘主体601，卡盘主体601的中心设有中心顶尖604，在卡盘主体601的正面设有至少四个沿径向均布的滑轨602，在滑轨602上设有可沿其移动的卡爪603，卡爪603可抵触在主线圈装夹筒2的外圆周面上，主线圈装夹筒2的筒体201通过机床卡盘6上的卡爪603装夹在加工机床上，第二装夹筒封板203通过第二中心孔与机床卡盘6上的中心顶尖604配合连接。在筒体201两端的外圆周面上分别设有八个沿其周向均匀布置的凹槽，在凹槽中安装有外侧定位块301和内侧定位块302。另外，外侧定位块301、内侧定位块302均呈长方体状，在外侧定位块301、内侧定位块302上分别设有沿宽度方向贯穿的螺纹孔，与螺纹孔配合设有主线圈夹紧螺栓4，主线圈夹紧螺栓4安装在内、外定位块上，主线圈框架1通过内、外侧定位块上的主线圈夹紧螺栓4从内、外两侧夹紧；在外侧定位块301、内侧定位块302上分别沿厚度方向贯穿设有两个腰形的贯穿孔，每个贯穿孔中配合设有两个定位块安装螺栓5，四个定位块安装螺栓5两两对称布置，定位块安装螺栓5穿过贯穿孔后与主线圈装夹筒2凹槽的底部螺孔连接（见图3和图10）。
如图4所示，主线圈框架1主要由中部连接支架101以及分别焊接在中部连接支架101两端的端部框架组成，端部框架中具有框架封板102，二者为一整体，框架封板102可设置在外侧定位块301与内侧定位块302之间。
使用时，将主线圈装夹筒2立放在水平工作台上，将内外侧定位块、主线圈框架1依次装在主线圈装夹筒2上，大致调整好主线圈框架1后，整体吊起主线圈装夹筒2和主线圈框架1，采用机床卡盘6装夹主线圈装夹筒2并采用机床尾座的顶尖7顶紧，然后机床打表校正主线圈框架1，通过调整各主线圈夹紧螺钉4使得主线圈框架1符合加工需要，最后内外锁紧各主线圈夹紧螺钉4，完成主线圈框架1的装夹。
一种薄壁框架的加工装夹方法，具体操作步骤如下：
S1、将靠近机床卡盘6一侧、位于主线圈框架1外的八套外侧定位块301安装在主线圈装夹筒2上，同时将该外侧定位块301上的主线圈夹紧螺栓4向外转动收至外侧定位块301内部，这可使安装主线圈框架1后，该主线圈夹紧螺栓4的端部不与主线圈框架的框架封板接触，防止单点受压造成主线圈框架1变形；转至步骤S2；
S2、将主线圈装夹筒2立起，并使其靠近机床卡盘6一侧贴近机床的水平工作台，然后从上部套入主线圈框架1，使得主线圈框架1的靠近机床卡盘6一侧设置在步骤S1中安装好的外侧定位块301上，即主线圈框架1靠近机床卡盘6一侧贴平安装好的外侧定位块301；转至步骤S3；
S3、将靠近机床尾座一侧、位于主线圈框架1外的八套外侧定位块301安装在主线圈装夹筒2上并使该外侧定位块301抵在主线圈框架1的靠近机床尾座一侧，将该外侧定位块301上的主线圈夹紧螺栓4向外转动收至外侧定位块301内部，同时不要拧紧主线圈夹紧螺栓4，以便于后续调整；转至步骤S4；
S4、在主线圈装夹筒2的两端分别安装八套内侧定位块302，内侧定位块302位于主线圈框架1内侧，内侧定位块302与外侧定位块301一一对应布置，并且内侧定位块302上的主线圈夹紧螺栓4向内转动收至内侧定位块302内部，同时不要拧紧主线圈夹紧螺栓4，以便于后续调整；转至步骤S5；
S5、在水平工作台上，采用划线工具初步找正主线圈框架1后，通过调整位于主线圈框架内外侧的主线圈夹紧螺栓4初步调平主线圈框架1，然后通过外侧定位块301和内侧定位块302上的主线圈夹紧螺栓4从内外侧轻夹夹紧主线圈框架1；转至步骤S6；
S6、主线圈装夹筒2受力，吊起调整好的主线圈装夹筒2和主线圈框架1，将主线圈装夹筒2安装在机床卡盘6上，使用机床卡盘6夹紧靠近机床卡盘6一侧的主线圈装夹筒2的外圆，机床卡盘的中心顶尖604顶住主线圈装夹筒2的第二中心孔进行定位，同时调整机床尾座使其顶尖7顶紧主线圈装夹筒2的第一中心孔进行定位；转至步骤S7；
S7、机床点动，打表校正主线圈框架1，手动调整头尾部各定位块上的主线圈夹紧螺栓4，直至主线圈框架1符合加工要求，拧紧全部主线圈夹紧螺栓4。
本实施例的装夹装置及装夹方法可以避免直接装夹框架外圆周面造成高精度外圆受装夹损伤；实现薄壁框架装夹后一次完成两端加工，避免工件调头加工造成两端同心度误差；从根本上解决了机床转动扭矩对工件产生的扭曲变形。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种薄壁框架的加工装夹装置，其特征在于：包括装在主线圈框架（1）内部的主线圈装夹筒（2），在所述主线圈装夹筒（2）的外圆周面上设有多个沿周向均布的定位块组件（3），所述定位块组件（3）由对称布置的外侧定位块（301）和内侧定位块（302）组成，所述外侧定位块（301）、内侧定位块（302）分别通过主线圈夹紧螺栓（4）与主线圈框架（1）连接，并且所述外侧定位块（301）、内侧定位块（302）分别通过定位块安装螺栓（5）与主线圈装夹筒（2）固定连接；所述主线圈装夹筒（2）由筒体（201）以及分别焊接在筒体（201）两端的第一装夹筒封板（202）和第二装夹筒封板（203）组成，所述第一装夹筒封板（202）与机床尾座的顶尖（7）相连，所述第二装夹筒封板（203）与机床卡盘的中心顶尖（604）相连；在所述筒体（201）两端的外圆周面上分别设有一组沿其周向均匀布置的凹槽，在所述凹槽中安装有外侧定位块（301）和内侧定位块（302）；所述外侧定位块（301）、内侧定位块（302）均呈长方体状，在所述外侧定位块（301）、内侧定位块（302）上分别设有沿宽度方向贯穿的螺纹孔，与所述螺纹孔配合设有主线圈夹紧螺栓（4）；在所述外侧定位块（301）、内侧定位块（302）上分别沿厚度方向设有贯穿孔，与所述贯穿孔配合设有定位块安装螺栓（5）；在所述第一装夹筒封板（202）的中心制有第一中心孔，所述第一中心孔与机床尾座的顶尖（7）配合连接，在所述第二装夹筒封板（203）的中心制有第二中心孔，所述第二中心孔与机床卡盘的中心顶尖（604）配合连接；所述主线圈框架（1）的框架封板（102）可设置在外侧定位块（301）与内侧定位块（302）之间；所述主线圈装夹筒（2）的长度大于主线圈框架（1）的长度。
2.根据权利要求1所述装置的薄壁框架的加工装夹方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将靠近机床卡盘（6）一侧的一组外侧定位块（301）安装在主线圈装夹筒（2）上，同时将该外侧定位块（301）上的主线圈夹紧螺栓（4）向外转动收至外侧定位块（301）内部，防止单点受压造成主线圈框架（1）变形；转至步骤S2；
S2、将主线圈装夹筒（2）立起，并使其靠近机床卡盘（6）一侧贴近机床的水平工作台，然后从上部套入主线圈框架（1），使得主线圈框架（1）的靠近机床卡盘（6）一侧设置在步骤S1中安装好的外侧定位块（301）上；转至步骤S3；
S3、将靠近机床尾座一侧的一组外侧定位块（301）安装在主线圈装夹筒（2）上并使该外侧定位块（301）抵在主线圈框架（1）的靠近机床尾座一侧，将该外侧定位块（301）上的主线圈夹紧螺栓（4）向外转动收至外侧定位块（301）内部；转至步骤S4；
S4、在主线圈装夹筒（2）的两端分别安装一组内侧定位块（302），所述内侧定位块（302）与外侧定位块（301）一一对应布置，并且内侧定位块（302）上的主线圈夹紧螺栓（4）向内转动收至内侧定位块（302）内部；转至步骤S5；
S5、在水平工作台上，初步找正主线圈框架（1）后，通过调整主线圈夹紧螺栓（4）初步调平主线圈框架（1），然后通过外侧定位块（301）和内侧定位块（302）上的主线圈夹紧螺栓（4）夹紧主线圈框架（1）；转至步骤S6；
S6、吊起调整好的主线圈装夹筒（2）和主线圈框架（1），将主线圈装夹筒（2）安装在机床卡盘（6）上，使用机床卡盘（6）夹紧主线圈装夹筒（2）的外圆，机床卡盘的中心顶尖（604）顶住主线圈装夹筒（2）的第二中心孔进行定位，同时调整机床尾座使其顶尖（7）顶紧主线圈装夹筒（2）的第一中心孔进行定位；转至步骤S7；
S7、机床点动，打表校正主线圈框架（1），手动调整头尾部各定位块上的主线圈夹紧螺栓（4），直至主线圈框架（1）符合加工要求，拧紧全部主线圈夹紧螺栓（4）。
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