CN110883391A - 一种立式加工中心水平找正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式加工中心水平找正装置及方法，其特征在于，柄体上部为锥柄，锥柄的形状与刀具柄形状一致，柄体内设有导向内腔，导向内腔上垂直方向上设有导向销孔，压杆上端设有导向内孔，压杆下端设有水平安装内孔；导向销穿过上下限位的导向内孔与导向销孔连接，压杆头部与导向内腔上端之间设有压簧，压杆杆体与导向内腔间隙配合，柄体的中心线与压杆的的中心线重合，压杆通过水平安装内孔与水平校平块连接，水平校平块底部两端分别设有同一水平等高状态垫块。本发明类同刀具使用，由机床在刀库中自动调出后参与工件校平，校平后再退出回到刀库，换其它刀具加工工件，使工件的校平、加工均自动操作完成，提高生产效率。

Description

一种立式加工中心水平找正装置及方法

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种用于立式加工中心的工件机动水平找正装置及方法。

背景技术

汽车工业作为一种支柱产业，其所需的在各地大量生产。而作为其主要零部件，后桥壳体为空腔结构，其与主减装配的平面需加工螺纹孔。随着数控设备的该结构采用立式加工中心加工越来越广泛。

工件在加工螺纹孔时，其加工平面必须保证水平，否则所加工出的螺纹孔与装配平面不垂直，将无法装配；目前，大多采用校平夹具由人工工校平后再移出校平机构，启动自动加工工件，降低了加工中心生产效率及增加人工劳动负担。

针对此，现有技术在试图采用机动找正方面有不少创新，如 CN201810193301.9《一种立式加工中心水平放置的校正方法及装置》，但它只能在立式加工中心设备组装放置时，对整个立式加工中心校正，实施校平作业。又如CN201110107896.X 《用于数控加工中心的面铣刀对刀装置》，又仅适用于数控加工中心各种尺寸面铣刀的刀片安装调整与刀片高低测量。

相对能解决机动找正问题的，如CN201210170359.4《加工中心校正夹具》，包括轴、径向支架和移动滑块，径向支架固定于轴的端部，移动滑块通过锁紧机构安装于径向支架上，移动滑块上安装千分表。该校正夹具装于刀柄上，既可快速的找正孔的中心，效率高，一套校正夹具可适合多规格量程范围，基准校正的行程范围广；成本低，使用方便。

又如CN201320395708.2 《一种加工中心快速校对装置》，加工中心平台上设有安装槽，安装槽内安装有定位结构和压块；定位结构底部设有斜面张口，压块两侧为与斜面张口相滑配的斜面结构，该斜面结构抵在斜面张口内，定位结构的顶部卡在安装槽口，其上设有通孔，压块顶部设有位置与通孔相对应的连接孔，一固定件连接定位结构的通孔和压块的连接孔并向下拧紧使斜面张口扩大从而将定位结构固定在加工中心平台上；定位结构的顶部两侧设置为用于校正待加工物料位置的定位面。

这两个现有技术一个是千分表找正孔的中心，另一个是定位结构准确地定位在加工中心平台的安装槽内，如此即可完成整个加工中心快速校对装置的装配工作。

本发明另辟蹊径，先采用一种类同刀具找正装置，安装在刀库上，参与工件校平，校平后换刀具再加工工件。

发明内容

本发明的目的是提供一种类同刀具找正装置即立式加工中心用机动水平找正工件的装置及方法，使后桥壳体的校平工件由设备自动化自动进行。

本发明的技术方案：

一种立式加工中心水平找正装置，包括柄体、压簧、导向销、水平校平块、垫块和压杆，柄体上部为锥柄，锥柄的形状与刀具柄形状一致，柄体内设有导向内腔，导向内腔上垂直方向上设有导向销孔，压杆上端设有导向内孔，压杆下端设有水平安装内孔；

导向销穿过压杆的导向内孔与柄体的导向销孔连接，导向销与导向内孔之间上下限位，压杆头部与导向内腔上端之间设有压簧，压杆杆体与导向内腔间隙配合，柄体的中心线与压杆的的中心线重合，压杆通过水平安装内孔与水平校平块连接，水平校平块底部两端分别设有垫块，两个垫块为同一水平等高状态。

进一步，导向内腔主体为圆柱内腔，圆柱内腔体上设有导向销孔，圆柱内腔的轴线与导向销孔的轴线垂直。

进一步，压杆上端为导向体，下端为水平连接体，导向体上设有导向内孔，导向体轴线与导向内孔中心线垂直，水平连接体上设有水平安装内孔。

进一步，水平校平块的安装端穿过压杆的水平安装内孔定位并通过螺栓固定。

利用权利要求所述的一种立式加工中心水平找正装置的找正方法，如下：

（1）、工件采用V形块支承并夹紧两端工艺基准外圆方式，其除两端V形块接触区外，全部悬空；

（2）、换刀调用水平找正装置，水平找正装置由立式加工中心从刀库调出、调入，装入主轴时，水平校平块上的两个垫块为水平等高状态；

当水平找正装置在机床主轴上，机床主轴定位后往下移动时，水平校平块的一端垫块先接触工件高的一侧，在下移迫使工件绕两端V形块中心形成的轴线旋转至两端垫块同时压迫工件后，主轴继续下行；由于工件环形平面相对两端基准的中心线高度有一定公差范围，所以水平找正装置下行距离需留有一定余量以涵盖工件的尺寸偏差，保证工件可靠水平；

主轴继续下行时，工件受水平找正装置的下压力；而水平校平块则受工件向上的反向挤压，从而迫使压杆的导向体由导向销导向沿柄体的导向内腔上移，压杆上移时挤压压簧，压簧另一端将力传递给柄体进而传递给机床主轴；

（3）、水平找正后，工件两端液压夹紧、支撑；水平找正装置返回刀库。

本发明采用机动水平找正装置，类同刀具使用，安装在刀库上，由机床自动调出后参与工件校平，校平后夹具夹紧工件后再退出回到刀库，换其它刀具加工工件，使工件的校平、加工均由设备自动操作完成，提高生产效率及减轻人工负担。

附图说明

图1是本发明实施例1的立式加工中心水平找正装置结构示意图。

图2是本发明实施例1的压杆6主视结构示意图。

图3是本发明实施例1的压杆6左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1：立式加工中心水平找正装置包括柄体1、压簧2、导向销3、水平校平块4、垫块5、压杆6等组成。

柄体1通过锥柄拉钉与加工中心主轴联系从而实现换刀以自动化运行；水平校平块4通过螺栓固定连接在压杆6上，压杆6通过间隙配合及压簧2可在柄体1内设有的导向内腔上下滑动。垫块5通过螺栓连接固定在水平校平块4两端，使用时与工件平面接触，两端挤压工件平面使其水平；工件反向力作用通过压杆6传导在压簧2上，避免装置与工件刚性接触。导向销3用于支撑压杆6在柄体1内设有的导向内腔的上下滑动，并上下限位。

水平找正装置类同刀具，其柄体1采用的锥柄等与机床主轴对接部分与刀具完全相同，柄体1锥柄为水平找正装置的安装位置。因此，水平找正装置可由设备自动换刀而从刀库调出、调入。其装入主轴时，水平校平块4上的两个垫块5为水平等高状态。

以某汽车3B后桥壳为例，后桥壳壳体空腔直径为Φ227MM（主减器总成装配用），其平面有10-M10X1.25螺纹孔，螺纹孔的分布圆直径为Φ250，桥体总长1237MM； 加工中采用Φ8.7钻头钻孔，M10X1.25丝锥攻丝，倒角采用可换式非标倒角刀。设备为杭州友佳精密机械有限公司所制造立式加工中心，型号为VFP-40A。

柄体1采用BT40锥柄结构，刀柄长度90MM,其前端有Φ22H7孔，深75MM;

压杆6总长108MM,方槽尺寸宽12MM（+0.021,0），高25MM（+0.033，0）,方槽外圆直径Φ50MM，上端圆柱部分直径Φ22MM(-0.006,-0.02)，腰形槽孔直径Φ10（+0.04，+0.02），长度16MM;

水平校平块4长度为280MM, 宽12MM(-0.006,-0.02)，高25MM(-0.006,-0.02)。

该装置用于立式加工中心等数控设备上，类同刀具安装在刀库上，调出后参与工件校平，完毕后再返回刀库，使工件的校平、加工均由设备自动控制，自动运行。

桥壳为钢板成形件，两半对焊而成类管状，中间膨大并形成一个环形平面，其两端有车削的外圆作为工艺基准外圆.在钻削环形平面上的螺纹孔时采用V形块支承并夹紧两端工艺基准外圆方式，其除两端V形块接触区外，工件全部悬空。因为机床主轴只能垂直上下运动，所以需保证环形平面水平，否则，加工出来的螺纹孔与平面不垂直，无法使用。

本方法采用装在机床刀库内的水平找正装置，自动换刀后装入主轴，水平找正装置使用与雷尼绍测量刀具使用相类，二者只需主轴定向静态移动，不需主轴转动。

此工序加工动作过程依次为：

（1）、工件采用V形块支承并夹紧两端工艺基准外圆方式，其除两端V形块接触区外，全部悬空；

（2）、换刀调用水平找正装置，水平找正装置由立式加工中心从刀库调出、调入，装入主轴时，水平校平块4上的两个垫块5为水平等高状态；

当水平找正装置在机床主轴上，机床主轴定位后往下移动时，水平校平块4的一端垫块5先接触工件高的一侧，在下移迫使工件绕两端V形块中心形成的轴线旋转至两端垫块5同时压迫工件后，主轴继续下行；因为工件环形平面相对两端基准的中心线高度有一定公差范围，所以水平找正装置下行距离需留有一定余量以涵盖工件的尺寸偏差，保证工件可靠水平；

主轴继续下行时，工件受水平找正装置的下压力；而水平校平块4则受工件向上的反向挤压，从而迫使压杆6的导向体由导向销3导向沿柄体1的导向内腔上移，压杆6上移时挤压压簧2，压簧2另一端将力传递给柄体1进而传递给机床主轴；

因此，该装置水平找正时机床主轴与工件间受力在一定行程范围内是由弹簧承担的，并不是机械刚性挤压，有效避免了损伤主轴精度。

水平找正后，工件两端液压夹紧、支撑；水平找正装置返回刀库；

（3）、换刀调用雷尼绍测量刀具 ，探测工件环形平面高度坐标及环形平面中心坐标，完毕刀具回刀库

（4）、再换刀调用8.7钻头钻削平面上各孔、倒角，完毕刀具回刀库；

（5）、再换刀调用M10X1.25丝锥加工螺纹，完毕刀具回刀库；

（6）、液压夹具松开，防护门解锁，自动结束。

本实施例中，立式加工中心的刀库钣金已经改制，加大了刀库换刀进出位置的空间，使原只允许直径150mm刀具换刀提高到允许直径280mm的刀具换刀。

本实施例加工中心调入水平找正装置后，移动到工件校平位置，主轴Z轴下行，使水平找正装置下压工件平面到位后，工件受压反作用力施加于水平找正装置的压簧2上，从而使工件平面保持水平而又避免工件间接与机床主轴刚性挤压，操作机床。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种立式加工中心水平找正装置，其特征在于，包括柄体（1）、压簧（2）、导向销（3）、水平校平块（4）、垫块（5）和压杆（6），柄体（1）上部为锥柄，锥柄的形状与刀具柄形状一致，柄体（1）内设有导向内腔，导向内腔上垂直方向上设有导向销孔，压杆（6）上端设有导向内孔，压杆（6）下端设有水平安装内孔；

导向销（3）穿过压杆（6）的导向内孔与柄体（1）的导向销孔连接，压杆（6）头部与柄体（1）的导向内腔上端之间设有压簧（2），压杆（6）杆体与导向内腔间隙配合滑动连接且导向销（3）与压杆（6）的导向内孔之间上下限位，柄体（1）的中心线与压杆（6）的的中心线重合，压杆（6）通过水平安装内孔与水平校平块（4）连接，水平校平块（4）底部两端分别设有垫块（5），两个垫块（5）为同一水平等高状态。

2.根据权利要求1所述的一种立式加工中心水平找正装置，其特征在于，柄体（1）的导向内腔主体为圆柱内腔，圆柱内腔体上设有导向销孔，圆柱内腔的轴线与导向销孔的轴线垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种立式加工中心水平找正装置，其特征在于，压杆（6）上端为导向体，下端为水平连接体，导向体上设有导向内孔，导向体轴线与导向内孔中心线垂直，水平连接体上设有水平安装内孔。

4.根据权利要求3所述的一种立式加工中心水平找正装置，其特征在于，水平校平块（4）的安装端穿过压杆（6）的水平安装内孔定位并通过螺栓固定。

5.利用权利要求1所述的一种立式加工中心水平找正装置的找正方法，其特征在于，

（1）、工件采用V形块支承并夹紧两端工艺基准外圆方式，其除两端V形块接触区外，全部悬空；

（2）、换刀调用水平找正装置，水平找正装置由立式加工中心从刀库调出、调入，装入主轴时，水平校平块（4）上的两个垫块（5）为水平等高状态；

当水平找正装置在机床主轴上，机床主轴定位后往下移动时，水平校平块（4）的一端垫块（5）先接触工件高的一侧，在下移迫使工件绕两端V形块中心形成的轴线旋转至两端垫块（5）同时压迫工件后，主轴继续下行；由于工件环形平面相对两端基准的中心线高度有一定公差范围，所以水平找正装置下行距离需留有一定余量以涵盖工件的尺寸偏差，保证工件可靠水平；

主轴继续下行时，工件受水平找正装置的下压力；而水平校平块（4）则受工件向上的反向挤压，从而迫使压杆（6）的导向体由导向销（3）导向沿柄体（1）的导向内腔上移，压杆（6）上移时挤压压簧（2），压簧（2）另一端将力传递给柄体（1）进而传递给机床主轴；

（3）、水平找正后，工件两端液压夹紧、支撑；水平找正装置返回刀库。

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