CN111015312A - 凿岩机柄体车削工装 - Google Patents

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周召信
张凯
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Abstract

本发明公开了一种凿岩机柄体车削工装，包括夹具体、夹具座、定位环组件和拉紧组件，夹具座安装在夹具体上，柄体装入夹具座内，定位环组件装在夹具座上，拉紧组件装在夹具体上，定位环组件、拉紧组件和夹具座相互配合将柄体固定。优点，本凿岩机柄体车削工装，选用柄体加工面外侧的外圆锥面来作为径向定位面而设计的车削工装，可以很好地保证加工面与其他各面之间的位置精度，安装方便，提高了生产效率。

Description

凿岩机柄体车削工装
技术领域
本发明涉及一种凿岩机柄体车削工装，属于机械加工用工艺装备的技术领域。
背景技术
yT23凿岩机是一种高效率气腿式凿岩机，主要用于采矿巷道掘进中的凿岩作业，也可对中硬和坚硬岩石进行湿式凿岩。
柄体是yT23凿岩机的主要零件之一。该零件的形状不规则，毛坯多为锻件或者精密铸造件，安装难度大，需要设计专用工装，加工工序多，精度要求比较高。柄体加工工艺安排的第一步加工内容是在车床上加工与棘轮装配的大孔及其端面。待加工面背面形状不规则，定位安装比较困难，小凸台511太短，且精度不高，旁边的两个小凸台精度也不高，不是理想的定位选项。圆柱一只可以用于控制一个径向自由度，另一个方向的自由度需要人工找正，影响了生产效率。
发明内容
本发明的目的是提出一种凿岩机柄体车削工装，使用定位环扣住柄体待加工面外壁进行定位，定位环内孔锥度和柄体待加工面外侧的外圆锥面锥度一致，配合度好，定心精度高。
本发明所采取的技术方案是：一种凿岩机柄体车削工装，包括夹具体、夹具座、定位环组件和拉紧组件，夹具座安装在夹具体上，柄体装入夹具座内，定位环组件装在夹具座上，拉紧组件装在夹具体上，定位环组件、拉紧组件和夹具座相互配合将柄体固定；
夹具体包括法兰盘和与法兰盘连接的固定座，法兰盘的中心开设中心孔；
夹具座包括一端带有底板的环形筒体、第一定位板、第二定位板和三块导向板，第一定位板和第二定位板关于底板中心对称设置在底板内侧面上，三块导向板均布设置在环形筒体靠近底板端的外壁上，环形筒体外壁上均布开设三个第一缺口，三个第一缺口分别位于三块导向板的正上方，三块导向板上都开设导向槽，导向槽由直线段和倾斜段构成，直线段和倾斜段之间过渡连接，直线段与环形筒体的轴线平行，倾斜段的低端与直线段连接；在环形筒体上开设第二缺口，第二缺口的深度大于第一缺口，第二缺口位于相邻两个第一缺口的中部；
定位环组件包括定位环和三个卡钩，定位环的内孔为锥孔，锥孔的斜度与柄体的外圆锥面的拔模斜度一致；定位环设置在环形筒体孔口处，三个卡钩安装在定位环的内侧环面上，三个卡钩的工作面为第一斜工作面；
拉紧组件包括中心拉杆、三叉板、三个带钩拉杆和一个复位塔形弹簧，中心拉杆键连接法兰盘的中心孔，中心拉杆的一端设有平面球头；三叉板由中心带孔的拉板和均布设置在拉板外边沿的三根叉杆构成，拉板中心孔与平面球头滑动配合构成球面关节；三个带钩拉杆的一端分别与三根叉杆的自由端铰接；在三根叉杆的杆身中部位置处沿杆身长度方向开有长槽，夹具座上的三块导向板分别插入三个长槽，在三个长槽中部插入销轴，且三个销轴分别穿过三块导向板上的三个导向槽；三个带钩拉杆上的拉钩的工作面为第二斜工作面，第二斜工作面与第一斜工作面相配合作用实现卡钩与带钩拉杆连接防止带钩拉杆脱钩；复位塔形弹簧套在中心拉杆上，复位塔形弹簧一端顶在拉板的板面上，复位塔形弹簧另一端顶在法兰盘的平面上。
对本发明技术方案的优选，固定座包括环形筒身、左法兰环和右法兰环，左法兰环一体设置在环形筒身一端部的外周，固定座通过左法兰环与法兰盘连接；右法兰环一体设置在环形筒身另一端端部，右法兰环与夹具座连接。
对本发明技术方案的优选，环形筒身上对应三根叉杆的自由端设置供三根叉杆的自由端移动的通槽。
对本发明技术方案的优选，法兰盘的中心孔内镶嵌导向套，导向套内孔与中心拉杆外径滑动配合。
对本发明技术方案的优选，定位环的外表面与环形筒体的孔口内配合面滑动配合。
对本发明技术方案的优选，拉板中心孔一端设有球面凹坑，球面凹坑与平面球头滑动配合构成球面关节。
对本发明技术方案的优选，定位环的内孔上开有第三缺口和第四缺口，在定位环的内侧环面上开设一个凹坑，凹坑与第四缺口部分重合；在定位环的内侧环面上固定两个垫块，垫块的位置和厚度根据被加工件柄体的特殊形状所确定。
本发明的有益效果是：
1、本凿岩机柄体车削工装，使用定位环扣住柄体待加工面外壁进行定位，定位环内孔锥度和柄体待加工面外侧的外圆锥面锥度一致，配合度好，定心精度高。
2、本凿岩机柄体车削工装，中心拉杆的平面球头与三叉板中心的球面凹坑构成球面关节，保证三根带钩拉杆给定位环的拉力基本一致。
3、本凿岩机柄体车削工装，拉动中心拉杆，三根带钩拉杆同步快速扣紧定位环上的卡钩，装夹速度快。
4、本凿岩机柄体车削工装，三根带钩拉杆上的拉钩和定位环上的卡钩接触面为斜面，拉紧状态时不会脱口，安全度高。
5、本凿岩机柄体车削工装，在三块导向板的作用下，使三根带钩拉杆在向右移动的同时向外张开，拉钩脱开卡钩，便于装卸定位环；或三根带钩拉杆向左移动的同时向内收缩，拉钩快速扣紧卡钩。
附图说明
图1是凿岩机柄体车削工装的总图(待加工的柄体装入工装内)。
图2是图1的剖切图。
图3是图2的三个带钩拉杆松开，移出柄体的状态示意图。
图4是夹具体的剖切图。
图5是夹具座的示意图。
图6是定位环组件的示意图。
图7是拉紧组件的示意图。
图8是现有技术中凿岩机上的柄体毛坯视第一视图(图中将被加工面画出)。
图9是现有技术中凿岩机上的柄体毛坯视第二视图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图9和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
yT23凿岩机是一种高效率气腿式凿岩机，主要用于采矿巷道掘进中的凿岩作业，也是铁路、水利建设和国防石方工程中的重要工具，可对中硬和坚硬岩石进行湿式凿岩，可钻凿水平和倾斜炮孔。
如图8和9所示，本设计涉及的柄体是yT23凿岩机的主要零件之一。该零件的形状不规则，其中定义，待加工面501、外圆锥面502、凸台一503、凸台二504、圆柱二505、小圆柱506、小凸台511、圆柱一512和圆柱三513；毛坯多为锻件或者精密铸造件，安装难度大，需要设计专用工装，加工工序多，精度要求比较高。
柄体500加工工艺安排的第一步加工内容是在车床上加工与棘轮装配的大孔501及其端面。轴线方向的定位可以使用圆柱一512和圆柱三513的圆柱表面；而径向定位比较困难，待加工面501背面形状不规则，小凸台511太短，且精度不高，无法用于定位和装夹，旁边的两个小凸台精度不高，也不是理想的定位选项。圆柱一512只可以用于控制一个径向自由度，另一个方向的自由度需要人工找正，影响了生产效率。
本设计是选用待加工面501外侧的外圆锥面502来作为径向定位面而设计的车削工装，可以很好地保证加工面与其他各面之间的位置精度，安装方便，提高了生产效率。
如图1、2和3所示，本实施例中凿岩机柄体车削工装，包括夹具体100、夹具座200、定位环组件300和拉紧组件400，夹具座200安装在夹具体100上，柄体500装入夹具座200内，定位环组件300装在夹具座200上，拉紧组件400装在夹具体100上，定位环组件300、拉紧组件400和夹具座200相互配合将柄体500固定。
如图4所示，夹具体100包括法兰盘110和与法兰盘110连接的固定座120，法兰盘110的中心开设中心孔。法兰盘110与固定座120通过螺栓同轴固定装配。
如图4所示，固定座120包括环形筒身121、左法兰环122和右法兰环123，左法兰环122一体设置在环形筒身121一端部的外周，固定座120通过左法兰环122与法兰盘110螺栓连接；右法兰环123一体设置在环形筒身121另一端端部，右法兰环123与夹具座200连接。环形筒身121、左法兰环122和右法兰环123为一个整体。
如图4所示，环形筒身121上对应三根叉杆422的自由端设置供三根叉杆422的自由端移动的通槽124，三个通槽1244的位置与拉紧组件400的三叉板420相适应。
如图4所示，法兰盘110的中心孔内镶嵌导向套130，导向套130内孔与中心拉杆410外径滑动配合。
如图5所示，夹具座200包括一端带有底板220的环形筒体210、第一定位板231、第二定位板232和三块导向板450，第一定位板231和第二定位板232关于底板220中心对称设置在底板220内侧面上，第一定位板231与YT23柄体的圆柱一512接触；第二定位板232与YT23柄体的圆柱三513接触。
三块导向板450均布设置在环形筒体210靠近底板220端的外壁上，环形筒体210外壁上均布开设三个第一缺口211，三个第一缺口211分别位于三块导向板450的正上方，定位环组件300上的三个卡钩320分别在三个第一缺口211内滑动。
三块导向板450分别在三根叉杆422的杆身中部位置处的长槽431内滑动，三块导向板450上都开设导向槽，导向槽由直线段451和倾斜段452构成，直线段451和倾斜段452之间过渡连接，直线段451与环形筒体210的轴线平行，倾斜段452的低端与直线段451连接；在环形筒体210上开设第二缺口212，第二缺口212的深度大于第一缺口211，第二缺口212位于相邻两个第一缺口211的中部；第二缺口212用于容纳YT23柄体的圆柱二505。
本实施例工装，在三块导向板的作用下，可以使三个带钩拉杆430在向右移动的同时向外张开，拉钩433脱开卡钩320，便于装卸定位环310；或向左移动的同时向内收缩，拉钩快速扣紧卡钩。
如图6所示，定位环组件300包括定位环310和三个卡钩320，定位环310的内孔与待加工件柄体500的外圆锥面502相配合；定位环310的内孔为锥孔，锥孔的斜度与柄体500的外圆锥面502的拔模斜度一致。定位环310设置在环形筒体210孔口处，定位环310的外表面与环形筒体210的孔口内配合面213滑动配合。三个卡钩320安装在定位环310的内侧环面上，三个卡钩320的工作面为第一斜工作面321。第一斜工作面321的倾斜角度与带钩拉杆430的拉钩433上的第二斜工作面434的倾斜角度一致，以防止带钩拉杆脱钩。
如图6所示，定位环310的内孔上开有第三缺口311和第四缺口312，在定位环310的内侧环面上开设一个凹坑313，凹坑313与第四缺口312部分重合；第三缺口311、第四缺口312和凹坑313的设置，以适应被加工件的特殊形状。
如图6所示，在定位环310的内侧环面上固定两个垫块330，垫块330的位置和厚度根据被加工件柄体500的特殊形状所确定。
如图7所示，拉紧组件400包括中心拉杆410、三叉板420、三个带钩拉杆430和一个复位塔形弹簧461，中心拉杆410键连接法兰盘110的中心孔内镶嵌导向套130，导向套130内孔与中心拉杆410外径滑动配合。导向键412用于防止中心拉杆410转动。
如图7所示，中心拉杆410的一端设有平面球头411；三叉板420由中心带孔的拉板421和均布设置在拉板421外边沿的三根叉杆422构成，拉板中心孔与平面球头411滑动配合构成球面关节；拉板中心孔一端设有球面凹坑，球面凹坑与平面球头411滑动配合构成球面关节，保证三根带钩拉杆给定位环的拉力基本一致。
如图7所示，三个带钩拉杆430的一端分别与三根叉杆422的自由端通过销440铰接；在三根叉杆422的杆身中部位置处沿杆身长度方向开有长槽431，夹具座200上的三块导向板450分别插入三个长槽431，在三个长槽431中部插入销轴432，且三个销轴432分别穿过三块导向板450上的三个导向槽；三个带钩拉杆430上的拉钩433的工作面为第二斜工作面434，第二斜工作面434与第一斜工作面321相配合作用实现卡钩320与带钩拉杆430连接防止带钩拉杆430脱钩；复位塔形弹簧461套在中心拉杆410上，复位塔形弹簧461一端顶在拉板421的板面上，复位塔形弹簧461另一端顶在法兰盘110的平面上。
如图7所示，本实施例的拉紧组件400在实施时，在中心拉杆410的一端设置一段螺纹，通过此段螺纹连接气缸的活塞杆，气缸的活塞杆拉动中心拉杆410，三根带钩拉杆同步快速扣紧定位环上的卡钩，装夹速度快。
本实施例中凿岩机柄体车削工装的工作过程：
将本工装安装在机床工作台面上，采用气缸拉动中心拉杆410，中心拉杆410右移，拉紧组件400在复位塔形弹簧461的推动下右行，三根带钩拉杆430在导向板450上的导向槽引导下向右移动并向外张开，拉钩433与定位环310上的卡钩320脱钩，移开定位环组件300，取出已加工件，换上下一个待加工的柄体500，将定位环组件300装入安装座200内，并使定位环310的内孔扣在柄体500的待加工面外侧的外圆锥面502上；使气缸活塞杆左拉，中心拉杆410左移，拉紧组件400整体左移，复位塔形弹簧461被压缩，三根带钩拉杆430在导向板450上的导向槽引导下向左移动并向内收缩，拉钩433与的卡钩320扣合上，将定位环组件300向左压紧柄体，实现了定位和夹紧。启动机床进行切削加工，加工完成后，停止机床。重复以上动作。
凡本发明说明书中未作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种凿岩机柄体车削工装，其特征在于：包括夹具体(100)、夹具座(200)、定位环组件(300)和拉紧组件(400)，夹具座(200)安装在夹具体(100)上，柄体(500)装入夹具座(200)内，定位环组件(300)装在夹具座(200)上，拉紧组件(400)装在夹具体(100)上，定位环组件(300)、拉紧组件(400)和夹具座(200)相互配合将柄体(500)固定；
夹具体(100)包括法兰盘(110)和与法兰盘(110)连接的固定座(120)，法兰盘(110)的中心开设中心孔；
夹具座(200)包括一端带有底板(220)的环形筒体(210)、第一定位板(231)、第二定位板(232)和三块导向板(450)，第一定位板(231)和第二定位板(232)关于底板(220)中心对称设置在底板(220)内侧面上，三块导向板(450)均布设置在环形筒体(210)靠近底板(220)端的外壁上，环形筒体(210)外壁上均布开设三个第一缺口(211)，三个第一缺口(211)分别位于三块导向板(450)的正上方，三块导向板(450)上都开设导向槽，导向槽由直线段(451)和倾斜段(452)构成，直线段(451)和倾斜段(452)之间过渡连接，直线段(451)与环形筒体(210)的轴线平行，倾斜段(452)的低端与直线段(451)连接；在环形筒体(210)上开设第二缺口(212)，第二缺口(212)的深度大于第一缺口(211)，第二缺口(212)位于相邻两个第一缺口(211)的中部；
定位环组件(300)包括定位环(310)和三个卡钩(320)，定位环(310)的内孔为锥孔，锥孔的斜度与柄体的外圆锥面(502)的拔模斜度一致；定位环(310)设置在环形筒体(210)孔口处，三个卡钩(320)安装在定位环(310)的内侧环面上，三个卡钩(320)的工作面为第一斜工作面(321)；
拉紧组件(400)包括中心拉杆(410)、三叉板(420)、三个带钩拉杆(430)和一个复位塔形弹簧(461)，中心拉杆(410)键连接法兰盘(110)的中心孔，中心拉杆(410)的一端设有平面球头(411)；三叉板(420)由中心带孔的拉板(421)和均布设置在拉板(421)外边沿的三根叉杆(422)构成，拉板中心孔与平面球头(411)滑动配合构成球面关节；三个带钩拉杆(430)的一端分别与三根叉杆(422)的自由端铰接；在三根叉杆(422)的杆身中部位置处沿杆身长度方向开有长槽(431)，夹具座(200)上的三块导向板(450)分别插入三个长槽(431)，在三个长槽(431)中部插入销轴(432)，且三个销轴(432)分别穿过三块导向板(450)上的三个导向槽；三个带钩拉杆(430)上的拉钩(433)的工作面为第二斜工作面(434)，第二斜工作面(434)与第一斜工作面(321)相配合作用实现卡钩(320)与带钩拉杆(430)连接防止带钩拉杆(430)脱钩；复位塔形弹簧(461)套在中心拉杆(410) 上，复位塔形弹簧(461)一端顶在拉板(421)的板面上，复位塔形弹簧(461)另一端顶在法兰盘(110)的平面上。
2.根据权利要求1所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，固定座(120)包括环形筒身(121)、左法兰环(122)和右法兰环(123)，左法兰环(122)一体设置在环形筒身(121)一端部的外周，固定座(120)通过左法兰环(122)与法兰盘(110)连接；右法兰环(123)一体设置在环形筒身(121)另一端端部，右法兰环(123)与夹具座(200)连接。
3.根据权利要求2所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，环形筒身(121)上对应三根叉杆(422)的自由端设置供三根叉杆(422)的自由端移动的通槽(124)。
4.根据权利要求1所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，法兰盘(110)的中心孔内镶嵌导向套(130)，导向套(130)内孔与中心拉杆(410外径滑动配合。
5.根据权利要求1所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，定位环(310)的外表面与环形筒体(210)的孔口内配合面(213)滑动配合。
6.根据权利要求1所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，拉板中心孔一端设有球面凹坑，球面凹坑与平面球头(411)滑动配合构成球面关节。
7.根据权利要求1所述的凿岩机柄体车削工装，其特征在于，定位环(310)的内孔上开有第三缺口(311)和第四缺口(312)，在定位环(310)的内侧环面上开设一个凹坑(313)，凹坑(313)与第四缺口(312)部分重合；在定位环(310)的内侧环面上固定两个垫块(330)，垫块(330)的位置和厚度根据被加工件柄体(500)的特殊形状所确定。
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