CN111823036A - 一种薄壁锥筒的快速定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁锥筒的快速定位装置及方法,属于薄壁结构件加工技术领域。所述的快速定位装置包括机座、立式箱体、回转工作台、装夹单元和工件抱紧单元;所述立式箱体通过直线模组安装在机座上,所述直线模组的导轨固定在机座顶部,直线模组的滑块固定在立式箱体底部,所述回转工作台固定在立式箱体右侧的机座上,所述装夹单元采用零点定位系统将锥筒竖直安装在回转工作台上,所述工件抱紧单元固定在立式箱体顶部,用于对锥筒进行辅助支撑,本发明还公开了一种使用薄壁锥筒的快速定位装置的方法,锥筒大端与小段采用零点定位系统非均匀布置满足了周向定位要求,极大缩短了找正调零时间,提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明属于薄壁结构件加工技术领域,具体涉及一种薄壁锥筒的快速定位装置及方法。
背景技术
火箭的箭体基本上是一个薄壁圆锥状壳体,箭体由一系列锥筒通过螺钉连接而成,锥筒主要在数控铣床上进行加工;锥筒属于大型航空结构件且两端均加工,需要采用定位装置对锥筒进行安装夹紧,因此,定位装置的结构或操作的复杂程度直接影响锥筒的加工质量以及加工效率。
目前,锥筒通过专用定心夹具或压板等通用夹具进行定位锁紧,定位装夹精度较低,手动调整和装夹过程复杂、自动化水平低,严重影响了锥筒加工质量的一致性。不同系列锥筒的尺寸不同,而且同一个锥筒的大端和小端的尺寸和角度要求均不同,锥筒与锥筒之间的换装、锥筒的大端与小端之间的换装需要多个专用夹具,且夹具结构多样,由于锥筒加工具有角度要求需要周向定位,每次换装需要大量时间找正调零,占机时间过长,工人劳动强度大,降低了数控铣床的加工效率。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题,本发明要设计一种能实现锥筒快速定位、降低加工难度、减少专用夹具数量、提高加工效率的薄壁锥筒的快速定位装置及方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种薄壁锥筒的快速定位装置,包括机座、立式箱体、回转工作台、装夹单元和工件抱紧单元;所述立式箱体通过直线模组安装在机座上,所述直线模组的导轨固定在机座顶部,直线模组的滑块固定在立式箱体底部,所述回转工作台固定在立式箱体右侧的机座上,所述装夹单元采用零点定位系统将锥筒竖直安装在回转工作台上,所述工件抱紧单元固定在立式箱体顶部,用于对锥筒进行辅助支撑;所述立式箱体的正面设置加工单元;
所述装夹单元包括大连接盘、小连接盘和零点定位系统,所述零点定位系统包括拉钉和锁紧器,所述拉钉有两组,一组有多个拉钉A、另一组有多个拉钉B,拉钉A和拉钉B的数量相同,拉钉A和拉钉B分别沿周向非均匀安装在大连接盘和小连接盘的端面上;所述锁紧器有多个,非均匀安装在回转工作台的圆周方向;当锥筒大端朝下时、大连接盘通过拉钉A与回转工作台上的锁紧器配合装夹;当锥筒小端朝下时,小连接盘通过拉钉B与回转工作台上的锁紧器配合装夹;
所述工件抱紧单元包括安装板、两个摆动钳臂和插块,两个摆动钳臂分别为摆动钳臂A和摆动钳臂B,所述安装板上转动连接有两个相互啮合的不完全齿轮结构,所述两个摆动钳臂的后端分别与两个不完全齿轮结构的锁止圆弧侧面固接,两个摆动钳臂的前端弯折成开口相对的圆弧型夹持端,所述两个摆动钳臂靠近圆弧形夹持端处均开设有一插孔,所述插块两端分别位于两个插孔内,且插块两端均开设有通孔,其中一个通孔通过销轴与插孔铰接、另一个通孔通过螺钉与插孔固定连接,所述安装板上、摆动钳臂A与摆动钳臂B之间固定有限位块A,所述摆动钳臂B外侧固定有限位块B,限位块A与限位块B用于限定摆动钳臂B的摆动角度;
所述两个圆弧型夹持端的内侧均设有凹槽,所述凹槽内靠近圆弧型夹持端的两端部通过转轴与滚轮转动连接。
一种使用薄壁锥筒的快速定位装置的方法,包括如下步骤:
S1、安装连接盘:在锥筒横卧姿态下,在锥筒大端内侧放置大端压板、外侧放置大连接盘、通过螺栓A将大端压板和大连接盘拉紧固定;在锥筒小端内侧放置小端压板、外侧放置小连接盘、通过螺栓B将小端压板和小连接盘拉紧固定;
S2、锥筒大端装夹:启动锥筒数控加工装备检查各单元状态是否正常,将摆动钳臂B的插孔与插块的通孔之间固定的螺钉拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,将锥筒小端朝上大端朝下移动至回转工作台上方,使大连接盘上的拉钉A的轴线与锁紧器的中心孔线对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒与回转工作台装夹固定,手动操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒两侧;
S3、锥筒快换装夹:当锥筒大端加工完毕,将通孔与插孔之间固定的螺钉拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,释放零点定位系统,锥筒转动180°至锥筒小端朝下,移动至回转工作台上方、使拉钉B与锁紧器对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒小端与回转工作台固定,操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒两侧。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、快速定位,加工效率高。本发明利用零点定位系统非均匀布置,满足了周向定位加工要求,缩短了找正调零时间,机外装夹,极大减少了占机时间,提高了数控铣床的加工效率。
2、专用夹具少,夹具结构简单。对于不同尺寸系列的锥筒,只要保证锥筒两端连接盘上的拉钉与回转工作台上的锁紧器可以配合安装,锥筒的换装不再需要多个专用夹具,提高了装置通用性及加工质量一致性,降低了对操作人员的依赖性。
附图说明
图1是薄壁锥筒快速定位装置的结构示意图;
图2是薄壁锥筒小端定位的剖视图;
图3是薄壁锥筒大端定位的剖视图;
图4是薄壁锥筒抱紧单元的结构示意图。
图中:1、机座,2、回转工作台,3、锁紧器,4、小连接盘,5、锥筒,6、大连接盘,7、拉钉A,8、螺栓A,9、大端压板,10、插块,11、销轴,12、螺钉,13、限位块A,14、摆动钳臂A,15、摆动钳臂B,16、限位块B,17、安装板,18、立式箱体,19、加工单元,20、直线模组,21、小端压板,22、螺栓B,23、拉钉B,24、滚轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步地描述。如图1-4所示,一种薄壁锥筒快速定位装置,包括机座1、立式箱体18、回转工作台2、装夹单元和工件抱紧单元;所述立式箱体18通过直线模组20安装在机座1上,所述直线模组20的导轨固定在机座1顶部,直线模组20的滑块固定在立式箱体18底部,所述回转工作台2固定在立式箱体18右侧的机座上,所述装夹单元采用零点定位系统将锥筒5竖直安装在回转工作台2上,所述工件抱紧单元固定在立式箱体18顶部,用于对锥筒5进行辅助支撑;所述立式箱体18的正面设置加工单元19;
所述装夹单元包括大连接盘6、小连接盘4和零点定位系统,所述零点定位系统包括拉钉和锁紧器,所述拉钉有两组,一组为有多个拉钉A7、另一组有多个拉钉B23,拉钉A7和拉钉B23的数量相同,拉钉A7和拉钉B23分别沿周向非均匀安装在大连接盘6和小连接盘4的端面上;所述锁紧器3有多个,非均匀安装在回转工作台2的圆周方向;当锥筒5大端朝下时、大连接盘6通过拉钉A7与回转工作台2上的锁紧器3配合装夹;当锥筒5小端朝下时,小连接盘4通过拉钉B23与回转工作台2上的锁紧器3配合装夹;
所述工件抱紧单元包括安装板17、两个摆动钳臂和插块10,两个摆动钳臂分别为摆动钳臂A14和摆动钳臂B15,所述安装板17上转动连接有两个相互啮合的不完全齿轮结构,所述两个摆动钳臂的后端分别与两个不完全齿轮结构的锁止圆弧侧面固接,两个摆动钳臂的前端弯折成开口相对的圆弧型夹持端,所述两个摆动钳臂靠近圆弧形夹持端处均开设有一插孔,所述插块两端分别位于两个插孔内,且插块两端均开设有通孔,其中一个通孔通过销轴11与插孔铰接、另一个通孔通过螺钉12与插孔固定连接,所述安装板17上、摆动钳臂A14与摆动钳臂B15之间固定有限位块A13,所述摆动钳臂B15外侧固定有限位块B16,限位块A13与限位块B16用于限定摆动钳臂B15的摆动角度。
进一步地,所述两个圆弧型夹持端的内侧均设有凹槽,所述凹槽内靠近圆弧型夹持端的两端部通过转轴与滚轮24转动连接。
一种使用薄壁锥筒的快速定位装置的方法,包括如下步骤:
S1、安装连接盘:在锥筒5横卧姿态下,在锥筒5大端内侧放置大端压板9、外侧放置大连接盘6、通过螺栓A8将大端压板9和大连接盘6拉紧固定;在锥筒5小端内侧放置小端压板21、外侧放置小连接盘4、通过螺栓B22将小端压板21和小连接盘4拉紧固定;
S2、锥筒大端装夹:启动锥筒数控加工装备检查各单元状态是否正常,将摆动钳臂B15的插孔与插块10的通孔之间固定的螺钉12拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,将锥筒5小端朝上大端朝下移动至回转工作台上方,使大连接盘6上的拉钉A7的轴线与锁紧器的中心孔线对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒5与回转工作台2装夹固定,手动操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉12将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒5两侧,两个摆动钳臂与锥筒5之间应留有间隙,避免过定位;
S3、锥筒快换装夹:当锥筒5大端加工完毕,将通孔与插孔之间固定的螺钉12拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,释放零点定位系统,锥筒5转动180°至锥筒小端朝下,移动至回转工作台2上方、使拉钉B23轴线与锁紧器3中心孔线对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒5小端与回转工作台2固定,操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉12将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒5两侧,两个摆动钳臂与锥筒5之间应留有间隙,避免过定位。
本发明不局限于本实施例,任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变,均列为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种薄壁锥筒的快速定位装置,其特征在于:包括机座(1)、立式箱体(18)、回转工作台(2)、装夹单元和工件抱紧单元;所述立式箱体(18)通过直线模组(20)安装在机座(1)上,所述直线模组(20)的导轨固定在机座(1)顶部,直线模组(20)的滑块固定在立式箱体(18)底部,所述回转工作台(2)固定在立式箱体(18)右侧的机座(1)上,所述装夹单元采用零点定位系统将锥筒(5)竖直安装在回转工作台(2)上,所述工件抱紧单元固定在立式箱体(18)顶部,用于对锥筒(5)进行辅助支撑;所述立式箱体(18)的正面设置加工单元(19);
所述装夹单元包括大连接盘(6)、小连接盘(4)和零点定位系统,所述零点定位系统包括拉钉和锁紧器(3),所述拉钉有两组,一组有多个拉钉A(7)、另一组有多个拉钉B(23),拉钉A(7)和拉钉B(23)的数量相同,拉钉A(7)和拉钉B(23)分别沿周向非均匀安装在大连接盘(6)和小连接盘(4)的端面上;所述锁紧器(3)有多个,非均匀安装在回转工作台(2)的圆周方向;当锥筒(5)大端朝下时、大连接盘(6)通过拉钉A(7)与回转工作台(2)上的锁紧器(3)配合装夹;当锥筒(5)小端朝下时,小连接盘(4)通过拉钉B(23)与回转工作台(2)上的锁紧器(3)配合装夹;
所述工件抱紧单元包括安装板(17)、两个摆动钳臂和插块(10),两个摆动钳臂分别为摆动钳臂A(14)和摆动钳臂B(15),所述安装板(17)上转动连接有两个相互啮合的不完全齿轮结构,所述两个摆动钳臂的后端分别与两个不完全齿轮结构的锁止圆弧侧面固接,两个摆动钳臂的前端弯折成开口相对的圆弧型夹持端,所述两个摆动钳臂靠近圆弧形夹持端处均开设有一插孔,所述插块(10)两端分别位于两个插孔内,且插块(10)两端均开设有通孔,其中一个通孔通过销轴(11)与插孔铰接、另一个通孔通过螺钉(12)与插孔固定连接,所述安装板(17)上、摆动钳臂A(14)与摆动钳臂B(15)之间固定有限位块A(13),所述摆动钳臂B(15)外侧固定有限位块B(16),限位块A(13)与限位块B(16)用于限定摆动钳臂B(15)的摆动角度。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁锥筒快速定位装置,其特征在于:所述两个圆弧型夹持端的内侧均设有凹槽,所述凹槽内靠近圆弧型夹持端的两端部通过转轴与滚轮(24)转动连接。
3.一种使用薄壁锥筒的快速定位装置的方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1、安装连接盘:在锥筒(5)横卧姿态下,在锥筒(5)大端内侧放置大端压板(9)、外侧放置大连接盘(6)、通过螺栓A(8)将大端压板(9)和大连接盘(6)拉紧固定;在锥筒(5)小端内侧放置小端压板(21)、外侧放置小连接盘(4)、通过螺栓B(22)将小端压板(21)和小连接盘(4)拉紧固定;
S2、锥筒(5)大端装夹:启动锥筒数控加工装备检查各单元状态是否正常,将摆动钳臂B(15)的插孔与插块(10)的通孔之间固定的螺钉(12)拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,将锥筒(5)小端朝上大端朝下移动至回转工作台(2)上方,使大连接盘(6)上的拉钉A(7)的轴线与锁紧器(3)的中心孔线对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒(5)与回转工作台(2)装夹固定,手动操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉(12)将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒(5)两侧;
S3、锥筒(5)快换装夹:当锥筒(5)大端加工完毕,将通孔与插孔之间固定的螺钉(12)拆卸,手动操作两个摆动钳臂向外张开,释放零点定位系统,锥筒(5)转动180°至锥筒(5)小端朝下,移动至回转工作台(2)上方、使拉钉B(23)与锁紧器(3)对正,零点定位系统气动锁紧、实现锥筒(5)小端与回转工作台(2)固定,操作两个摆动钳臂向内收缩并通过螺钉(12)将通孔与插孔之间固定连接,使两个摆动钳臂夹在锥筒(5)两侧。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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