CN110744328A - 一种船用柴油机机架加工柔性夹具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用柴油机机架加工柔性夹具及方法，本发明通过左侧和前侧共4个伸缩定位销实现机架的准确定位，且不会对机架的加工产生干涉影响，大大降低了工作时间，提高了工作效率，本发明通过左侧和右侧共4个对称放置的防撞装置避免了机架在吊装时与液压转角缸发生碰撞，损坏液压缸，并且起到了辅助定位的作用，通过平台底座上的可调垫块和垫块定位孔的配合，以及不同数量液压转角缸的使用完成对五到八缸船用柴油机机架加工的装夹工作，具有良好的柔性和通用性，在整个定位装夹过程中，只需要工人根据机架规格调整垫块位置和通过控制面板控制液压系统的工作，操作简便，极大减少了人工参与，提高了生产过程的自动化程度。

Description

一种船用柴油机机架加工柔性夹具及方法

技术领域

本发明涉及一种机架装夹装置，属于工艺装备技术领域，具体为一种用于船用柴油机机架加工的柔性夹具及方法。

背景技术

海洋运输是当今世界上最主要的交通运输方式之一，目前全世界有大约一半以上的海外贸易是由船舶来完成的，同时船舶作为游客的出行工具也是必不可少的一环。而船用柴油机作为船舶的心脏，它的重要性不用多说。机架则是柴油机的骨架，是柴油机的主要部件，在整个柴油机制造中占有极其重要的地位。

目前，船用柴油机机架加工时的装夹工作主要靠人工利用扳手、压板、螺栓和垫片来完成，该方式的主要缺点有：

(1)由于需要对机架进行全方位的装夹，工人需要不断移动工位，一个一个位置进行工作。尤其是机架内部靠近中间位置的装夹工作，需要工人通过缸孔，使用扳手以每次小于九十度的方式慢慢进行拧紧，费时费力，工作效率低下。

(2)由于机架尺寸不同(因为缸数不同导致柴油机机架长度不同，但是宽度和高度相同)，工人需要每次根据缸数确定装夹的位置，工作不便利。

(3)手工进行装夹工作需要工人长时间蹲下或者弯腰工作，会影响工人的健康。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种用于船用柴油机机架加工的柔性夹具，用于在机架加工时将机架整体准确定位，快速牢固固定，提高柴油机机架的定位和装夹效率，从而提升柴油机机架加工的整体工作效率。

为了解决上述问题，达到工作的目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其用于对船用柴油机机架的四个侧面进行加工，其中，所述船用柴油机机架的底面作为放置基准面，船用柴油机机架的左侧面和前面作为定位基准面，船用柴油机机架内部缸孔正下方对应的台阶面作为装夹面；其特征在于，该加工柔性夹具包括能够固定与定位在机床上的平台底座；

所述平台底座上可调节位置的设置有对所述底面进行支撑配合的可调垫块；

所述平台底座的前侧设置有与所述前面定位配合的前定位装置，所述平台底座的左侧设置有与所述左侧面定位配合的左定位装置；

所述前定位装置和左定位装置均可伸出与缩回所述平台底座的上端面设置；

所述平台底座的上表面左侧布置有多个左液压夹紧装置，右侧布置多个右液压夹紧装置；

所述左液压夹紧装置、右液压夹紧装置用于对所述台阶面进行夹紧固定；

所述平台底座上表面左侧布置有至少一个左防撞装置，所述平台底座上表面右侧布置有至少一个右防撞装置；

所述左防撞装置和右防撞装置用于防止机架在吊装时与左液压夹紧装置、右液压夹紧装置的液压转角缸发生碰撞而损坏液压缸，并实现辅助定位。

进一步，作为优选，所述左防撞装置和右防撞装置结构相同，均包括底板，主体和加强筋，主体焊接在底板上，加强筋焊接在主体两侧，并且与底板焊接在一起，底板焊接在平台底座上，且主体的高度高于液压缸高度，主体靠近机架的一侧有倒圆角。

进一步，作为优选，所述所述前定位装置和左定位装置结构相同，均包括液压伸缩缸、定位销、导筒，其中，液压伸缩缸安装在平台底座的圆柱形槽孔里，定位销与液压伸缩缸固定连接，液压伸缩缸的活塞杆推动定位销的移动，定位销与导筒配合，导筒固定在平台底座上。

进一步，作为优选，所述所述左液压夹紧装置、右液压夹紧装置结构相同，均包括转角缸，转角缸固定安装固定在平台底座上。

进一步，作为优选，所述所述左防撞装置和右防撞装置均包括两个，且关于平台底座的中心左右对称设置，左液压夹紧装置、右液压夹紧装置均为四个，且关于平台底座的中心左右对称设置。

进一步，作为优选，所述可调垫块上开有用于排铁屑的十字槽。

进一步，作为优选，还包括液压油管，所述液压油管布置在平台底座下部，所述液压油管上设置有多个电磁开关阀，以便控制所述前定位装置、左定位装置、左液压夹紧装置、右液压夹紧装置的动作。

进一步，作为优选，所述平台底座为内部具有十字形加强筋的箱体类底板，平台底座上部开有用于安装前定位装置、左定位装置和可调垫块的多个圆柱形槽孔。

进一步，作为优选，所述平台底座上还设置有吊环。

进一步，作为优选，本发明提供了一种通过船用柴油机机架加工柔性夹具装夹机架的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步，将平台底座在机床上定位固定，根据需要加工的柴油机机架的规格调整可调垫块在圆柱形槽孔中的位置，依靠行车将机架吊装到夹具平台上方。

第二步，通过控制面板打开控制前定位装置、左定位装置的电磁开关阀，前定位装置、左定位装置所在油路进油，前定位装置、左定位装置的液压伸缩缸工作，定位销伸出，机架左侧面、前面与定位销完成定位后，机架下降，待机架底面与可调垫块完全接触，机架定位完成；

第三步，通过控制面板打开左液压夹紧装置、右液压夹紧装置的电磁开关阀，左液压夹紧装置、右液压夹紧装置所在油路进油，左液压夹紧装置、右液压夹紧装置的转角缸的压臂向左旋转度，然后下压在机架台阶面上完成夹紧工作，机架的夹紧工作完成，关闭前定位装置、左定位装置的电磁开关阀，前定位装置、左定位装置的所在油路泄油，定位销缩回，机床开始对机架四个侧面进行加工；

第四步，加工完成后，关闭左液压夹紧装置、右液压夹紧装置的电磁开关阀，转角缸泄油，压臂自动按压紧的路线返回到原来的位置让开机架，完成释放工作，然后依靠行车将加工好的机架吊走。

本发明与现有的浮标相比，具有以下诸多优点：

(1)本发明通过左侧和前侧共4个伸缩定位销实现机架的准确定位，并且不会对机架的加工产生干涉影响，大大降低了工作时间，提高了工作效率。

(2)本发明通过左侧和右侧共4个对称放置的防撞装置避免了机架在吊装时与液压转角缸发生碰撞，损坏液压缸，并且起到了辅助定位的作用。

(3)本发明通过平台底座上的可调垫块和垫块定位孔的配合，以及不同数量液压转角缸的使用完成对5到8缸船用柴油机机架加工的装夹工作，具有良好的柔性和通用性。

(4)在整个定位装夹过程中，只需要工人根据机架规格调整垫块位置和通过控制面板控制液压系统的工作，操作简便，极大减少了人工参与，提高了生产过程的自动化程度。

附图说明

图1、图2是船用柴油机机架的立体结构示意图。

图3是本发明船用柴油机机架加工柔性夹具的俯视结构示意图。

图4是装夹船用柴油机机架后的本发明船用柴油机机架加工柔性夹具的左视结构示意图。

图5是图3中防撞装置5(和6)的结构示意图。

图6是图3中定位装置3(和4)的结构示意图。

图7是本发明船用柴油机机架加工柔性夹具的液压进油管路的示意图。

图中：1船用柴油机机架；1-1机架底面；1-2机架左侧面；1-3机架前面；1-4装夹台阶面。

2平台底座。

3,4定位装置；3-1液压伸缩缸；3-2定位销；3-3导筒。

5,6防撞装置；5-1底板；5-2主体；5-3加强筋.

7,8液压夹紧装置；9可调垫块；10垫块定位孔；11吊环；12进油口；13出油口；14液压进油管路；15,16,17电磁开关阀。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

其中，本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「后」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其用于对船用柴油机机架的四个侧面进行加工，其中，参见图1-2，所述船用柴油机机架的底面1-1作为放置基准面，船用柴油机机架的左侧面1-2和前面1-3作为定位基准面，船用柴油机机架内部缸孔正下方对应的台阶面1-4作为装夹面；其特征在于，该加工柔性夹具包括能够固定与定位在机床上的平台底座2；所述平台底座为内部具有十字形加强筋的箱体类底板，平台底座上部开有用于安装前定位装置3、左定位装置4和可调垫块的多个圆柱形槽孔10。所述平台底座上还设置有吊环11，参见图3和图4，所述平台底座2上可调节位置的设置有对所述底面1-1进行支撑配合的可调垫块9，可调垫块9在所述平台底座上的左右两侧分别设置有四个，所述可调垫块上开有用于排铁屑的十字槽；

所述平台底座2的前侧设置有与所述前面1-3定位配合的前定位装置3，所述平台底座2的左侧设置有与所述左侧面定位配合的左定位装置4；

所述前定位装置3和左定位装置4均可伸出与缩回所述平台底座2的上端面设置；

所述平台底座2的上表面左侧布置有多个左液压夹紧装置7，右侧布置多个右液压夹紧装置8；在本实施例中，左液压夹紧装置7和右液压夹紧装置8均为4个；

所述左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8用于对所述台阶面1-4进行夹紧固定；

所述平台底座2上表面左侧布置有至少一个左防撞装置5，所述平台底座2上表面右侧布置有至少一个右防撞装置6，左防撞装置5和右防撞装置6均为两个；

所述左防撞装置和右防撞装置用于防止机架在吊装时与左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8的液压转角缸发生碰撞而损坏液压缸，并实现辅助定位。

所述平台底座下部布置所述液压油管14，各个装置主要由液压控制系统进行控制，辅助以人工进行简单帮助。

在本实施例中，如图5，所述左防撞装置和右防撞装置结构相同，均包括底板5-1，主体5-2和加强筋5-3，主体5-2焊接在底板5-1上，加强筋5-3焊接在主体5-2两侧，并且与底板5-1焊接在一起，底板5-1焊接在平台底座2上，且主体5-2的高度高于液压缸高度，主体5-2靠近机架的一侧有倒圆角。

如图6，所述所述前定位装置3和左定位装置4结构相同，均包括液压伸缩缸3-1、定位销3-2、导筒3-3，其中，液压伸缩缸3-1安装在平台底座的圆柱形槽孔里，定位销3-2与液压伸缩缸3-1固定连接，液压伸缩缸3-1的活塞杆推动定位销的移动，定位销与导筒3-3配合，导筒固定在平台底座上。

其中，所述所述左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8结构相同，均包括转角缸，转角缸通过螺栓固定安装固定在平台底座上。

如图1，所述所述左防撞装置和右防撞装置均包括两个，且关于平台底座的中心左右对称设置，左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8均为四个，且关于平台底座的中心左右对称设置。

如图7所示，本发明还包括液压油管，所述液压油管布置在平台底座下部，所述液压油管上设置有多个电磁开关阀，以便控制所述前定位装置3、左定位装置4、左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8的动作。

此外，本发明还提供了一种通过船用柴油机机架加工柔性夹具装夹机架的方法，其采用本发明的船用柴油机机架加工柔性夹具，其包括以下步骤：

第一步，将平台底座2在机床上定位固定，根据需要加工的柴油机机架1的规格调整可调垫块9在圆柱形槽孔10中的位置，依靠行车将机架1吊装到夹具平台上方。

第二步，通过控制面板打开控制前定位装置3、左定位装置4的电磁开关阀15，前定位装置3、左定位装置4所在油路进油，前定位装置3、左定位装置4的液压伸缩缸3-1工作，定位销3-2伸出，机架左侧面1-2、前面1-3与定位销3-2完成定位后，机架1下降，待机架底面1-1与可调垫块9完全接触，机架1定位完成；

第三步，通过控制面板打开左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8的电磁开关阀16，电磁开关阀17根据机架规格决定是否打开，左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8所在油路进油，左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8的转角缸的压臂向左旋转90度，然后下压在机架台阶面1-4上完成夹紧工作，机架的夹紧工作完成，关闭前定位装置3、左定位装置4的电磁开关阀15，前定位装置3、左定位装置4的所在油路泄油，定位销3-2缩回，机床开始对机架1四个侧面进行加工；

第四步，加工完成后，关闭左液压夹紧装置7、右液压夹紧装置8的电磁开关阀16，转角缸泄油，压臂自动按压紧的路线返回到原来的位置让开机架1，完成释放工作，然后依靠行车将加工好的机架1吊走。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其用于对船用柴油机机架的四个侧面进行加工，其中，所述船用柴油机机架的底面(1-1)作为放置基准面，船用柴油机机架的左侧面(1-2)和前面(1-3)作为定位基准面，船用柴油机机架内部缸孔正下方对应的台阶面(1-4)作为装夹面；其特征在于，该加工柔性夹具包括能够固定与定位在机床上的平台底座(2)；

所述平台底座(2)上可调节位置的设置有对所述底面(1-1)进行支撑配合的可调垫块(9)；

所述平台底座(2)的前侧设置有与所述前面(1-3)定位配合的前定位装置(3)，所述平台底座(2)的左侧设置有与所述左侧面定位配合的左定位装置(4)；

所述前定位装置(3)和左定位装置(4)均可伸出与缩回所述平台底座(2)的上端面设置；

所述平台底座(2)的上表面左侧布置有多个左液压夹紧装置(7)，右侧布置多个右液压夹紧装置(8)；

所述左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)用于对所述台阶面(1-4)进行夹紧固定；

所述平台底座(2)上表面左侧布置有至少一个左防撞装置(5)，所述平台底座(2)上表面右侧布置有至少一个右防撞装置(6)；

所述左防撞装置和右防撞装置用于防止机架在吊装时与左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)的液压转角缸发生碰撞而损坏液压缸，并实现辅助定位。

2.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述左防撞装置和右防撞装置结构相同，均包括底板(5-1)，主体(5-2)和加强筋(5-3)，主体(5-2)焊接在底板(5-1)上，加强筋(5-3)焊接在主体(5-2)两侧，并且与底板(5-1)焊接在一起，底板(5-1)焊接在平台底座(2)上，且主体(5-2)的高度高于液压缸高度，主体(5-2)靠近机架的一侧有倒圆角。

3.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述所述前定位装置(3)和左定位装置(4)结构相同，均包括液压伸缩缸(3-1)、定位销(3-2)、导筒(3-3)，其中，液压伸缩缸(3-1)安装在平台底座的圆柱形槽孔里，定位销(3-2)与液压伸缩缸(3-1)固定连接，液压伸缩缸(3-1)的活塞杆推动定位销的移动，定位销与导筒(3-3)配合，导筒固定在平台底座上。

4.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述所述左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)结构相同，均包括转角缸，转角缸固定安装固定在平台底座上。

5.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述所述左防撞装置和右防撞装置均包括两个，且关于平台底座的中心左右对称设置，左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)均为四个，且关于平台底座的中心左右对称设置。

6.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述可调垫块上开有用于排铁屑的十字槽。

7.根据权利要求1所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：还包括液压油管，所述液压油管布置在平台底座下部，所述液压油管上设置有多个电磁开关阀，以便控制所述前定位装置(3)、左定位装置(4)、左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)的动作。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述平台底座为内部具有十字形加强筋的箱体类底板，平台底座上部开有用于安装前定位装置(3)、左定位装置(4)和可调垫块的多个圆柱形槽孔(10)。

9.根据权利要求2-7任意一项所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于：所述平台底座上还设置有吊环(11)。

10.一种通过船用柴油机机架加工柔性夹具装夹机架的方法，其采用权利要求1-9任意一项所述的一种船用柴油机机架加工柔性夹具，其特征在于，其包括以下步骤：

第一步，将平台底座(2)在机床上定位固定，根据需要加工的柴油机机架(1)的规格调整可调垫块(9)在圆柱形槽孔(10)中的位置，依靠行车将机架(1)吊装到夹具平台上方；

第二步，通过控制面板打开控制前定位装置(3)、左定位装置(4)的电磁开关阀(15)，前定位装置(3)、左定位装置(4)所在油路进油，前定位装置(3)、左定位装置(4)的液压伸缩缸(3-1)工作，定位销(3-2)伸出，机架左侧面(1-2)、前面(1-3)与定位销(3-2)完成定位后，机架(1)下降，待机架底面(1-1)与可调垫块(9)完全接触，机架(1)定位完成；

第三步，通过控制面板打开左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)的电磁开关阀(16)，左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)所在油路进油，左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)的转角缸的压臂向左旋转90度，然后下压在机架台阶面(1-4)上完成夹紧工作，机架的夹紧工作完成，关闭前定位装置(3)、左定位装置(4)的电磁开关阀(15)，前定位装置(3)、左定位装置(4)的所在油路泄油，定位销(3-2)缩回，机床开始对机架(1)四个侧面进行加工；

第四步，加工完成后，关闭左液压夹紧装置(7)、右液压夹紧装置(8)的电磁开关阀(16)，转角缸泄油，压臂自动按压紧的路线返回到原来的位置让开机架(1)，完成释放工作，然后依靠行车将加工好的机架(1)吊走。

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