CN111774900A - 一种卷筒立式加工装夹装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷筒立式加工装夹装置，包括卡盘以及安装在卡盘上并沿其圆周均匀布置的若干个立柱组件，相邻立柱组件之间设有连接臂组件，通过所述连接臂组件将若干个立柱组件连接为整体框架结构，所述整体框架结构的内部空间中可设置由立柱组件的夹持部夹持的卷筒。本发明将卷筒在立式数控车铣中心上立式加工，实现一台机床完成卷筒两端的所有加工，具有工序少、装夹变形小、加工效率高、质量稳定性好、制造成本低等优点。

Description

一种卷筒立式加工装夹装置及加工方法

技术领域

本发明涉及一种卷筒立式加工装夹装置及加工方法，具体涉及一种钢丝绳卷筒在机械加工回转工作台上的立式装夹及加工技术，属于机械加工技术领域。

背景技术

现有卷筒的机械加工一般是采用两台机床进行卧式加工，其中一台机床是带有回转工作台的卧式镗铣床，或是卧式双面镗铣床，采用V型垫铁、焊接装夹支架进行装夹，镗削加工卷筒两端轴承孔，铣削加工卷筒两端轴承孔端面，铣削加工卷筒端部牙块；另一台机床是大型卧车，镗铣加工完成后，采用大型卧车车削加工卷筒端部刹车轮毂上的环槽。现有的装夹和加工方法具有如下缺点：

一是，原加工方法采用两台机床组合加工，工序多，设备资源占用大、人员配置多、转运成本大、生产周期长，总体制造效率低、制造成本高；

二是，卷筒在镗铣床加工时需要焊接支架进行装夹，装夹会破坏已做好底漆的工件表面，且焊接支架去除后留有明显痕迹，外观质量差；

三是，卷筒自身刚性较差，大型卧车的两顶加工不足以保证加工刚性，装夹后卷筒会有一定的变形，进而影响卷筒两端已加工的轴承孔同心度。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种卷同立式加工装夹装置及加工方法，能够实现卷筒在立式数控车铣中心上立式加工，并实现一台机床完成卷筒两端的所有加工，具有工序少、装夹变形小、加工效率高、质量稳定性好、制造成本低等优点。

为了达到以上目的，本发明提供一种卷筒立式加工装夹装置，包括卡盘以及安装在卡盘上并沿其圆周均匀布置的若干个立柱组件，相邻立柱组件之间设有连接臂组件，通过所述连接臂组件将若干个立柱组件连接为整体框架结构，所述整体框架结构的内部空间中可设置由立柱组件的夹持部夹持的卷筒。

本发明进一步的采用如下技术方案：

优选地，所述立柱组件包括立柱本体、升降滑板、蜗杆箱和升降丝杠，所述立柱本体的一侧上部具有与升降滑板相配合的滑轨，升降滑板通过滑轨与立柱本体滑动配合连接，所述蜗杆箱安装在立柱本体上，并且蜗杆箱通过升降丝杠与升降滑板连接，所述升降滑板上设有夹持部。

这样，通过驱动蜗杆箱内的蜗杆和涡轮可带动升降丝杠转动，进而驱动安装在升降丝杠上的升降滑板沿立柱本体上、下移动，以实现夹紧高度的调整。

优选地，所述夹持部包括夹紧滑枕和夹紧丝杠，所述夹紧滑枕设置在升降滑板的滑槽内并可沿滑槽前后滑动，所述夹紧丝杠安装在升降滑板上，并与夹紧滑枕相连。

优选地，在所述立柱本体的一侧安装有连接架，在所述立柱本体另一侧的上下两端以及所述连接架外侧的上下两端分别设有用于安装连接臂组件的铰接架，在所述立柱本体的底部设有螺栓孔，与所述螺栓孔配合设有立柱安装螺栓，所述立柱本体通过立柱安装螺栓与卡盘固定连接。

上述结构中铰接架，两组安装在连接架上、两组安装在立柱本体上，这样立柱组件的两个侧面均有上、下两组铰接点。

优选地，所述卡盘的上表面制有多组沿其圆周均匀布置的第一T形槽和第二T形槽，所述第一T形槽与垫压组件的T形块相配合，用于安装垫压组件，所述第二T形槽与立柱安装螺栓相配合，通过立柱安装螺栓沿第二T形槽移动，可以调整立柱组件在卡盘上的安装位置，进而调整整体框架结构的直径，在所述卡盘的中心设有用于固定卷筒的定位法兰，定位法兰实现卷筒在卡盘上的高精度定位，所述卷筒由多组垫压组件夹紧在卡盘上。

优选地，所述定位法兰呈阶梯式圆台状，所述定位法兰的下端具有与位于卡盘中心处的定位止口相配合的法兰定位台阶，上端具有尾部定位台阶和端部定位台阶。

上述结构中，法兰定位台阶与卡盘的定位止口相连，用于实现定位法兰的高精度定位，所述尾部定位台阶与卷筒的尾部轴承座相抵触，实现卷筒端部加工时的装夹定位。所述端部定位台阶与卷筒的端部轴承座相抵触，实现卷筒尾部加工时的装夹定位。

优选地，所述垫压组件包括第一支座、调节螺栓、调节螺母、第二支座、压板、压紧螺母、压紧螺杆和T形块，根据实际卷筒底部法兰的装夹高度设计不同高度的支座，即第一支座与第二支座的高度不同，所述第一支座的高度小于第二支座的高度，并且所述第一支座、第二支座上均制有螺孔，与所述螺孔配合设有带调节螺母的调节螺栓，调节螺栓的高度可调，并通过调节螺母锁定，在所述压板上制有腰形孔，与所述腰形孔配合设有带压紧螺母的压紧螺杆，所述压紧螺杆的下端设有与第一T形槽相配合的T形块。

优选地，所述压板的一端与第二支座的调节螺栓相抵触，另一端与靠近机床工作台的卷筒法兰上表面相抵触， 靠近机床工作台的卷筒法兰下表面与第一支座的调节螺栓相抵触。

上述结构中，每组垫压组件有两件调节螺栓，其中一件安装在第一支座的螺孔内并垫在靠近机床工作台的卷筒法兰底面，另一点安装在第二支座的螺孔内并垫在压板的底面，调节螺栓可通过螺纹调整支撑高度，并通过调节螺母锁定支撑高度。压板的一端由第二支座顶部的调节螺栓垫起，另一端压在靠近机床工作台的卷筒法兰上表面，该卷筒法兰的下表面由第一支座顶部的调节螺栓垫起。T形块安装在卡盘的第一T形槽内，压紧螺杆穿过压板上的腰形孔后可与T形块螺纹连接，压紧螺母与压紧螺杆的螺纹连接能够实现了压板的压紧、放松。

优选地，所述连接臂组件包括第一支撑臂、第二支撑臂、第一连接臂、第二连接臂、第一锁紧螺母、第二锁紧螺母、连接块、销轴，所述第一支撑臂、第二支撑臂的一端均具有与铰接架的铰接轴相连的铰接套，第一支撑臂、第二支撑臂的另一端具有带内螺纹的调整孔，第一支撑臂调整孔与第二支撑臂调整孔的螺纹旋向相反，所述第一支撑臂的另一端与第一连接臂螺纹连接并通过第一锁紧螺母锁紧，所述第二支撑臂的另一端与第二连接臂螺纹连接并通过第二锁紧螺母锁紧，所述第一连接臂、第二连接臂的端部具有轴套，所述轴套通过销轴与连接块）相连，所述第一连接臂的连接块与第二连接臂的连接块连接。

这样，第一连接臂与第二连接臂通过连接块、销轴连接，将两支撑臂、两连接臂、连接块连成整体，并可通过连接块在轴套内转动实现两连接臂组件的活动连接，另外松开第一锁紧螺母、第二锁紧螺母后调整第一连接臂、第二连接臂伸入调整孔的长度，即可实现连接臂组件的长度调节。

本发明还提供了一种卷筒立式加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、行车吊起立柱组件将其置于卡盘上，根据卷筒的端部法兰的最大直径调整好立柱组件的安装位置，并通过立柱安装螺栓将立柱组件固定在卡盘上；转至步骤S2；

S2、重复步骤S1，将四组立柱组件均固定在卡盘上；转至步骤S3；

S3、松开第一锁紧螺母和第二锁紧螺母，并转动连接块将连接臂组件调松，然后将连接臂组件与相邻两个立柱组件上的铰接架连接，立柱组件的一端与立柱本体上的铰接架连接，另一端与连接架上的铰接架连接，这就将两组相邻的立柱组件连接在一起；转至步骤S4；

S4、重复步骤S3，将八组连接臂组件全部安装到立柱组件上，这样四组立柱组件通过八组连接臂组件连接为一体；转至步骤S5；

S5、按交叉顺序转动各连接臂组件上的连接块，进而带着第一连接臂和第二连接臂一起转动，将连接臂组件的长度收至最短，拧紧第一锁紧螺母和第二锁紧螺母进行锁定，这样就将四组立柱组件拉紧为一个紧密的整体框架结构；转至步骤S6；

S6、根据卷筒的端部轴承座直径、尾部轴承座直径选择对应的定位法兰，并通过定位法兰上的法兰定位台阶和法兰安装沉孔将定位法兰安装在卡盘的中心；转至步骤S7；

S7、气动工具驱动夹紧丝杠，将夹紧滑枕调整至最大直径极限位置，防止卷筒安装时碰撞；转至步骤S8；

S8、行车吊起卷筒，将卷筒的尾部轴承座与定位法兰上的尾部定位台阶连接，实现卷筒尾部的中心定位；转至步骤S9；

S9、气动工具驱动蜗杆箱通过升降丝杠带动升降滑板升降，使得夹紧滑枕与卷筒的端部法兰的高度调整一致；转至步骤S10；

S10、气动工具驱动夹紧丝杠移动，使夹紧滑枕与端部法兰的外圆接触，机床主轴上挂千分表辅助找正卷筒的中心，并调整四个夹紧滑枕实现卷筒端部的找正和夹紧；转至步骤S11；

S11、将T形块安装在第一T形槽内，调整第一支座中的调节螺栓使其垫起卷筒的尾部法兰并收紧第一支座上的调节螺母以固定高度，调整第二支座中的调节螺栓使其垫起压板并收紧第二支座上的调节螺母以固定高度，将压板压在卷筒的尾部法兰上，收紧压紧螺杆上的压紧螺母将压板压紧；转至步骤S12；

S12、重复步骤S11，将四组垫压组件安装完毕，实现卷筒尾部的垫压、夹紧；转至步骤S13；

S13、车削加工卷筒的刹车轮毂外圆，镗削加工卷筒的端部轴承座的内孔，铣削加工卷筒端部轴承座的端面，铣削加工卷筒的端部各牙块侧面，完成卷筒端部各部加工；转至步骤S14；

S14、松开压紧螺母，并采用气动工具驱动夹紧丝杠移动以松开夹紧滑枕；转至步骤S15；

S15、行车吊起卷筒并调头，将卷筒端部轴承座与定位法兰上的端部定位台阶连接，实现卷筒端部的中心定位；转至步骤S16；

S16、重复步骤S9至S12，实现卷筒尾部的找正、夹紧，以及卷筒端部的垫压、夹紧；转至步骤S17；

S17、镗削加工卷筒的尾部轴承座内孔，铣削加工卷筒的尾部轴承座端面；转至步骤S18；

S18、松开压紧螺母，并采用气动工具驱动夹紧丝杠移动以松开夹紧滑枕，取下卷筒，完成卷筒的两端加工。

本发明的优点是卷筒底部采用台阶式定位法兰，可实现卷筒两端轴承孔的正反面定位；采用多组立柱组件从外侧夹住卷筒，采用多组垫压组件将卷筒底部夹紧在卡盘上，装夹稳固；采用多组连接臂组件将多组立柱组件连接成整体，保证机床运行时工装稳定性好；本发明的方法将卷筒在立式数控车铣中心上立式加工，实现一台机床完成卷筒两端的所有加工，具有工序少、装夹变形小、加工效率高、质量稳定性好、制造成本低等优点。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的总装三维装夹示意图。

图2为本发明的装夹装置总体示意图。

图3为本发明中卡盘的结构示意图。

图4为本发明中立柱组件的结构示意图。

图5为本发明中定位法兰的横向剖视图。

图6为本发明中定位法兰的结构示意图。

图7为本发明中连接臂组件的结构示意图。

图8为本发明中垫压组件的结构示意图。

图9为本发明中卷筒的横向剖视图。

图10为本发明中卷筒的结构示意图。

图11为本发明在立式数控车铣中心上加工的总体示意图。

图中： 1.卡盘，101. 第一T形槽，102.第二T形槽，103.定位止口，104.法兰安装螺孔；2.立柱组件，201.立柱本体，202.升降滑板，203.蜗杆箱，204.升降丝杠，205.夹紧滑枕，206.夹紧丝杠，207.连接架，208.铰接架，209.立柱安装螺栓；3.定位法兰，301.法兰定位台阶，302.尾部定位台阶，303.端部定位台阶，304.法兰安装沉孔；4.连接臂组件，401.第一支撑臂，402.第二支撑臂，403.第一连接臂，404.第二连接臂，405.第一锁紧螺母，406.第二锁紧螺母，407.连接块，408.销轴；5.垫压组件，501.第一支座，502.调节螺栓，503.调节螺母，504.第二支座，505.压板，506.压紧螺母，507.压紧螺杆，508.T形块；6.卷筒，601.端部轴承座，602.尾部轴承座，603.端部法兰，604.尾部法兰。

具体实施方式

实施例一

一种卷筒立式加工装夹装置，其结构如图1和图2所示，包括由机床部件改造的卡盘1以及安装在卡盘1上并沿其圆周均匀布置的四组立柱组件2，卡盘1直接安装在机床上，相邻立柱组件2之间设有上、下连接臂组件4，通过八组连接臂组件4将四组立柱组件连接为整体框架结构，该整体框架结构的内部空间中可设置上部由立柱组件2的夹持部夹持的卷筒6。卷筒6包括筒体，在筒体的上端设有端部轴承座601和端部法兰603，下端设有尾部轴承座602和尾部法兰604（见图9和图10）。卡盘1中心安装有定位法兰3，实现卷筒6在卡盘1上的高精度定位，卷筒6由四组垫压组件5夹紧在卡盘1上。

如图3所示，卡盘1的上表面分别制有四组沿其圆周均匀布置的第一T形槽101（机床卡盘原有的）和第二T形槽102（改造后的），第一T形槽101和第二T形槽102均沿卡盘1的径向延伸，并且第一T形槽101与第二T形槽102间隔布置。每组第一T形槽101、第二T形槽102均有两条，其中第一T形槽101与垫压组件5的T形块（508）相配合，用于安装垫压组件5；第二T形槽102与立柱组件2的立柱安装螺栓209相配合，通过立柱安装螺栓209沿第二T形槽102移动，可以调整立柱组件2在卡盘1上的安装位置，进而调整整体框架结构的内部空间直径。另外，在卡盘1的中心设有用于固定卷筒6的定位法兰3，即在卡盘1的中心制有与定位法兰3相匹配的改造的定位止口103，并在卡盘1上制有沿定位止口103周向均匀布置的法兰安装螺孔104，与该法兰安装螺孔104配合设有螺栓，定位法兰3通过该螺栓安装在卡盘1上并采用定位止口103作高精度定位，定位止口103可保证定位法兰3在卡盘1上的高精度定位安装。

如图4所示，立柱组件2包括立柱本体201、升降滑板202、蜗杆箱203和升降丝杠204，立柱本体201的一侧上部具有与升降滑板202相配合的滑轨，升降滑板202通过该滑轨与立柱本体201滑动配合连接，蜗杆箱203安装在立柱本体201上，并且蜗杆箱203通过升降丝杠204与升降滑板202连接，升降滑板202安装在升降丝杠204上并可随着升降丝杠204的旋转沿其上、下移动，蜗杆箱203内安装有蜗杆和涡轮，蜗杆驱动涡轮转动，涡轮驱动升降丝杠204转动，蜗杆箱203由气动工具（例如气缸）驱动。升降滑板202上设有夹持部，夹持部包括夹紧滑枕205和夹紧丝杠206，升降滑板202的侧面制有沿其长度方向延伸的滑槽，夹紧滑枕205设置在升降滑板202的滑槽内并可沿滑槽前后滑动，夹紧丝杠206也设置在升降滑板202的滑槽内，夹紧滑枕205安装在夹紧丝杠206上并可随着夹紧丝杠206的旋转沿其前、后移动。通过气动工具（例如气缸）可驱动夹紧丝杠206转动，进而带着夹紧滑枕205沿工件直径方向移动，实现对工件的夹紧、放松。当进行卷筒端部工加时夹紧滑枕205与卷筒的端部法兰603接触夹紧，当进行卷筒尾部加工时夹紧滑枕205与卷筒的尾部法兰604接触夹紧。另外，在立柱本体201的一侧安装有连接架207，连接架207与立柱本体201通过螺栓连接，在立柱本体201另一侧的上下两端以及连接架207外侧的上下两端分别设有用于安装连接臂组件4的铰接架208，铰接架208中设有竖向布置的铰接轴，在立柱本体201的底部两侧分别设有螺栓孔，与该螺栓孔配合设有立柱安装螺栓209，立柱本体201通过立柱安装螺栓209与卡盘1固定连接。

如图5和图6所示，定位法兰3呈阶梯式圆台状，定位法兰3的下端具有与位于卡盘1中心处的定位止口103相配合的法兰定位台阶301，上端具有尾部定位台阶302和端部定位台阶303，在定位法兰3的中部制有向外延伸的凸沿，凸沿上制有六个沿周向均布的法兰安装沉孔304，法兰安装沉孔304与法兰安装螺孔104一一对应，二者通过螺栓相连，实现定位法兰3在卡盘1上的安装固定。法兰定位台阶301与卡盘1的定位止口103相连，用于实现定位法兰3的高精度定位，尾部定位台阶302与卷筒6的尾部轴承座602相抵触，实现卷筒6端部加工时的装夹定位。端部定位台阶303与卷筒6的端部轴承座601相抵触，实现卷筒6尾部加工时的装夹定位。

如图7所示，连接臂组件4包括第一支撑臂401、第二支撑臂402、第一连接臂403、第二连接臂404、第一锁紧螺母405、第二锁紧螺母406、连接块407、销轴408，第一支撑臂401、第二支撑臂402的结构相似、长度不同，第一支撑臂401、第二支撑臂402的一端均具有与铰接架208的铰接轴相连的铰接套，第一支撑臂401、第二支撑臂402的另一端具有带内螺纹的调整孔，第一支撑臂401调整孔与第二支撑臂402调整孔的螺纹旋向相反，该调整孔与第一连接臂403或第二连接臂404的一端相配合，这样第一支撑臂401的另一端与第一连接臂403的一端螺纹连接并通过第一锁紧螺母405锁紧，第二支撑臂402的另一端与第二连接臂404的一端螺纹连接并通过第二锁紧螺母406锁紧，第一连接臂403、第二连接臂404的另一端具有轴套，轴套通过销轴408与连接块407相连，第一连接臂403的连接块407与第二连接臂404的连接块407连接。第一连接臂403与第二连接臂404通过连接块407、销轴408连接，这样就将两支撑臂、两连接臂、两连接块连成整体，并可通过连接块407在轴套内转动实现两连接臂组件4的活动连接。另外，松开第一锁紧螺母405、第二锁紧螺母406后调整第一连接臂403、第二连接臂404伸入调整孔的长度，即可实现连接臂组件4的总长度调节。

如图8所示，垫压组件5有四组，用于卷筒6底部的夹紧。每组垫压组件5包括第一支座501、调节螺栓502、调节螺母503、第二支座504、压板505、压紧螺母506、压紧螺杆507和T形块508。根据实际卷筒底部法兰的装夹高度设计不同高度的支座，即第一支座501与第二支座504的高度不同，第一支座501的高度小于第二支座504的高度。第一支座501、第二支座504上均制有螺孔，与该螺孔配合设有带调节螺母503的调节螺栓502，调节螺栓502的高度可调并通过调节螺母503锁定，在压板505上制有腰形孔，与该腰形孔配合设有带压紧螺母506的压紧螺杆507，压紧螺杆507的下端设有与第一T形槽101相配合的T形块508，通过压紧螺母506实现压板505的压紧和放松。压板505的下表面一端与第二支座504的调节螺栓502相抵触，另一端与靠近机床工作台的卷筒法兰上表面相抵触， 靠近机床工作台的卷筒法兰下表面与第一支座501的调节螺栓502相抵触。

本实施的卷筒立式加工方法，包括以下步骤：

S1、行车吊起立柱组件2将其置于卡盘1上，根据卷筒6的端部法兰603的最大直径调整好立柱组件2的安装位置，并通过立柱安装螺栓209将立柱组件2固定在卡盘1上。

S2、重复步骤S1，将四组立柱组件2均固定在卡盘1上。

S3、松开第一锁紧螺母405和第二锁紧螺母406，并转动连接块407，以带动第一连接臂403和第二连接臂404转动，将连接臂组件4调松，然后将连接臂组件4与相邻两个立柱组件2上的铰接架208连接，立柱组件2的一端与立柱本体201上的铰接架208连接，另一端与连接架207上的铰接架208连接，这就将两组相邻的立柱组件2连接在一起。

S4、重复步骤S3，将八组连接臂组件4全部安装到立柱组件2上，这样四组立柱组件2通过八组连接臂组件4连接为一体。

S5、按交叉顺序转动各连接臂组件4上的连接块407，进而带着第一连接臂403和第二连接臂404一起转动，将连接臂组件4的长度收至最短，拧紧第一锁紧螺母405和第二锁紧螺母406进行锁定，这样就将四组立柱组件2拉紧为一个紧密的整体框架结构。

步骤S5中，交叉顺序是相对于“依次”而言，将卡盘1上的四个立柱组件2按照顺时针或逆时针顺序依次标记为1、2、3、4，从而将立柱组件2之间相连的连接臂组件4也依次标记为1、2、3、4，那么交叉顺序是指按照1、3、2、4的顺序，呈十字交叉。

步骤S1至S5为装夹装置的初次固定，除加工直径差异较大的卷筒6时，一般情况下已经拉紧为一个紧密框架型整体的立柱组件2和连接臂组件4不需要再次调整。

S6、根据卷筒6的端部轴承座601直径、尾部轴承座602直径选择对应的定位法兰3，并通过定位法兰3上的法兰定位台阶301和法兰安装沉孔304将定位法兰3安装在卡盘1的中心。

S7、气动工具驱动夹紧丝杠206，将夹紧滑枕205调整至最大直径极限位置，防止卷筒6安装时碰撞。

S8、行车吊起卷筒6，将卷筒6的尾部轴承座602与定位法兰3上的尾部定位台阶302连接，实现卷筒6尾部的中心定位。

S9、气动工具驱动蜗杆箱203通过升降丝杠204带动升降滑板202升降，使得夹紧滑枕205与卷筒6的端部法兰603的高度调整一致。

S10、气动工具驱动夹紧丝杠206移动，使夹紧滑枕205与端部法兰603的外圆接触，机床主轴上挂千分表辅助找正卷筒6的中心，并调整四个夹紧滑枕205实现卷筒6端部的找正和夹紧。

S11、将T形块508安装在第一T形槽101内，调整第一支座501中的调节螺栓502使其垫起卷筒6的尾部法兰604并收紧第一支座501上的调节螺母503以固定高度，调整第二支座504中的调节螺栓502使其垫起压板505并收紧第二支座504上的调节螺母503以固定高度，将压板505压在卷筒6的尾部法兰604上，收紧压紧螺杆507上的压紧螺母506将压板505压紧。

S12、重复步骤S11，将四组垫压组件5安装完毕，实现卷筒6尾部的垫压、夹紧。

S13、车削加工卷筒6的刹车轮毂外圆，镗削加工卷筒6的端部轴承座601的内孔，铣削加工卷筒6的端部轴承座601的端面，铣削加工卷筒6的端部各牙块侧面，完成卷筒6端部各部加工（见图11）。

S14、松开压紧螺母506，并采用气动工具驱动夹紧丝杠206移动以松开夹紧滑枕205。

S15、行车吊起卷筒6并调头，将卷筒端部轴承座601与定位法兰3上的端部定位台阶303连接，实现卷筒端部的中心定位，

S16、重复步骤S9至S12，实现卷筒6尾部的找正、夹紧，以及卷筒6端部的垫压、夹紧。必要时可更换不同高度的第一支座501、第二支座502以适应不同规格的卷筒6装夹需要。

S17、镗削加工卷筒6的尾部轴承座602内孔，铣削加工卷筒6的尾部轴承座602端面。

S18、松开压紧螺母506，并采用气动工具驱动夹紧丝杠206移动以松开夹紧滑枕205，取下卷筒6，完成卷筒6的两端加工。

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 (10)

1.一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：包括卡盘（1）以及安装在卡盘（1）上并沿其圆周均匀布置的若干个立柱组件（2），相邻立柱组件（2）之间设有连接臂组件（4），通过所述连接臂组件（4）将若干个立柱组件连接为整体框架结构，所述整体框架结构的内部空间中可设置由立柱组件（2）的夹持部夹持的卷筒（6）。

2.根据权利要求1所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述立柱组件（2）包括立柱本体（201）、升降滑板（202）、蜗杆箱（203）和升降丝杠（204），所述立柱本体（201）的一侧上部具有与升降滑板（202）相配合的滑轨，所述蜗杆箱（203）安装在立柱本体（201）上，并通过升降丝杠（204）与升降滑板（202）连接，所述升降滑板（202）上设有夹持部。

3.根据权利要求2所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述夹持部包括夹紧滑枕（205）和夹紧丝杠（206），所述夹紧滑枕（205）设置在升降滑板（202）的滑槽内并可沿滑槽前后滑动，所述夹紧丝杠（206）安装在升降滑板（202）上，并与夹紧滑枕（205）相连。

4.根据权利要求3所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：在所述立柱本体（201）的一侧安装有连接架（207），在所述立柱本体（201）另一侧的上下两端以及所述连接架（207）外侧的上下两端分别设有用于安装连接臂组件（4）的铰接架（208），在所述立柱本体（201）的底部设有螺栓孔，与所述螺栓孔配合设有立柱安装螺栓（209），所述立柱本体（201）通过立柱安装螺栓（209）与卡盘（1）固定连接。

5.根据权利要求4所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述卡盘（1）的上表面制有多组沿其圆周均匀布置的第一T形槽（101）和第二T形槽（102），所述第一T形槽（101）与垫压组件（5）的T形块相配合，所述第二T形槽（102）与立柱安装螺栓（209）相配合，在所述卡盘（1）的中心设有用于固定卷筒（6）的定位法兰（3）。

6.根据权利要求5所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述定位法兰（3）呈阶梯式圆台状，所述定位法兰（3）的下端具有与位于卡盘（1）中心处的定位止口（103）相配合的法兰定位台阶（301），上端具有尾部定位台阶（302）和端部定位台阶（303）。

7.根据权利要求6所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述垫压组件（5）包括第一支座（501）、调节螺栓（502）、调节螺母（503）、第二支座（504）、压板（505）、压紧螺母（506）、压紧螺杆（507）和T形块（508），所述第一支座（501）的高度小于第二支座（504）的高度，并且所述第一支座（501）、第二支座（504）上均制有螺孔，与所述螺孔配合设有带调节螺母（503）的调节螺栓（502），在所述压板（505）上制有腰形孔，与所述腰形孔配合设有带压紧螺母（506）的压紧螺杆（507），所述压紧螺杆（507）的下端设有与第一T形槽（101）相配合的T形块（508）。

8.根据权利要求7所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述压板（505）的一端与第二支座（504）的调节螺栓（502）相抵触，另一端与靠近机床工作台的卷筒法兰上表面相抵触， 靠近机床工作台的卷筒法兰下表面与第一支座（501）的调节螺栓（502）相抵触。

9.根据权利要求8所述一种卷筒立式加工装夹装置，其特征在于：所述连接臂组件（4）包括第一支撑臂（401）、第二支撑臂（402）、第一连接臂（403）、第二连接臂（404）、第一锁紧螺母（405）、第二锁紧螺母（406）、连接块（407）、销轴（408），所述第一支撑臂（401）、第二支撑臂（402）的一端均具有与铰接架（208）的铰接轴相连的铰接套，所述第一支撑臂（401）的另一端与第一连接臂（403）螺纹连接并通过第一锁紧螺母（405）锁紧，所述第二支撑臂（402）的另一端与第二连接臂（404）螺纹连接并通过第二锁紧螺母（406）锁紧，所述第一连接臂（403）、第二连接臂（404）的端部具有轴套，所述轴套通过销轴（408）与连接块（407）相连，所述第一连接臂（403）的连接块（407）与第二连接臂（404）的连接块（407）连接。

10.权利要求1至9任一项所述一种卷筒立式加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、行车吊起立柱组件（2）将其置于卡盘（1）上，根据卷筒（6）的端部法兰（603）的最大直径调整好立柱组件（2）的安装位置，并通过立柱安装螺栓（209）将立柱组件（2）固定在卡盘（1）上；转至步骤S2；

S2、重复步骤S1，将四组立柱组件（2）均固定在卡盘（1）上；转至步骤S3；

S3、松开第一锁紧螺母（405）和第二锁紧螺母（406），并转动连接块（407）将连接臂组件（4）调松，然后将连接臂组件（4）与相邻两个立柱组件（2）上的铰接架（208）连接，立柱组件（2）的一端与立柱本体（201）上的铰接架（208）连接，另一端与连接架（207）上的铰接架（208）连接，这就将两组相邻的立柱组件（2）连接在一起；转至步骤S4；

S4、重复步骤S3，将八组连接臂组件（4）全部安装到立柱组件（2）上，这样四组立柱组件（2）通过八组连接臂组件（4）连接为一体；转至步骤S5；

S5、按交叉顺序转动各连接臂组件（4）上的连接块（407），进而带着第一连接臂（403）和第二连接臂（404）一起转动，将连接臂组件（4）的长度收至最短，拧紧第一锁紧螺母（405）和第二锁紧螺母（406）进行锁定，这样就将四组立柱组件（2）拉紧为一个紧密的整体框架结构；转至步骤S6；

S6、根据卷筒（6）的端部轴承座（601）直径、尾部轴承座（602）直径选择对应的定位法兰（3），并通过定位法兰（3）上的法兰定位台阶（301）和法兰安装沉孔（304）将定位法兰（3）安装在卡盘（1）的中心；转至步骤S7；

S7、气动工具驱动夹紧丝杠（206），将夹紧滑枕（205）调整至最大直径极限位置，防止卷筒（6）安装时碰撞；转至步骤S8；

S8、行车吊起卷筒（6），将卷筒（6）的尾部轴承座（602）与定位法兰（3）上的尾部定位台阶（302）连接，实现卷筒（6）尾部的中心定位；转至步骤S9；

S9、气动工具驱动蜗杆箱（203）通过升降丝杠（204）带动升降滑板（202）升降，使得夹紧滑枕（205）与卷筒（6）的端部法兰（603）的高度调整一致；转至步骤S10；

S10、气动工具驱动夹紧丝杠（206）移动，使夹紧滑枕（205）与端部法兰（603）的外圆接触，机床主轴上挂千分表辅助找正卷筒（6）的中心，并调整四个夹紧滑枕（205）实现卷筒（6）端部的找正和夹紧；转至步骤S11；

S11、将T形块（508）安装在第一T形槽（101）内，调整第一支座（501）中的调节螺栓（502）使其垫起卷筒（6）的尾部法兰（604）并收紧第一支座（501）上的调节螺母（503）以固定高度，调整第二支座（504）中的调节螺栓（502）使其垫起压板（505）并收紧第二支座（504）上的调节螺母（503）以固定高度，将压板（505）压在卷筒（6）的尾部法兰（604）上，收紧压紧螺杆（507）上的压紧螺母（506）将压板（505）压紧；转至步骤S12；

S12、重复步骤S11，将四组垫压组件（5）安装完毕，实现卷筒（6）尾部的垫压、夹紧；转至步骤S13；

S13、车削加工卷筒（6）的刹车轮毂外圆，镗削加工卷筒（6）的端部轴承座（601）的内孔，铣削加工卷筒（6）的端部轴承座（601）的端面，铣削加工卷筒（6）的端部各牙块侧面，完成卷筒（6）端部各部加工；转至步骤S14；

S14、松开压紧螺母（506），并采用气动工具驱动夹紧丝杠（206）移动以松开夹紧滑枕（205）；转至步骤S15；

S15、行车吊起卷筒（6）并调头，将卷筒端部轴承座（601）与定位法兰（3）上的端部定位台阶（303）连接，实现卷筒端部的中心定位；转至步骤S16；

S16、重复步骤S9至S12，实现卷筒（6）尾部的找正、夹紧，以及卷筒（6）端部的垫压、夹紧；转至步骤S17；

S17、镗削加工卷筒（6）的尾部轴承座（602）内孔，铣削加工卷筒（6）的尾部轴承座（602）端面；转至步骤S18；

S18、松开压紧螺母（506），并采用气动工具驱动夹紧丝杠（206）移动以松开夹紧滑枕（205），取下卷筒（6），完成卷筒（6）的两端加工。

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