CN112171543B

CN112171543B - 可调节直径的筒体加工辅助工装

Info

Publication number: CN112171543B
Application number: CN202010946824.3A
Authority: CN
Inventors: 熊江勇; 李重重; 庄丽丽; 张世刚; 段付德
Original assignee: Nanjing College of Information Technology
Current assignee: Nanjing College of Information Technology
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2040-09-10
Also published as: CN112171543A

Abstract

本发明公开了可调节直径的筒体加工辅助工装，包括工装主体、变径控制环组件、变径杆组组件和伸缩缸组，工装主体包括左筒和右筒，左筒和右筒相连接；变径控制环组件包括滑动连接在左筒外周的左变径控制环和滑动连接在右筒外周的右变径控制环；变径杆组组件包括均布在左筒外周左端的至少三个左变径杆组和均布在右筒外周右端的至少三个右变径杆组，左变径杆组的第一端部和左变径控制环相铰接，左变径杆组的中间端部铰接在左筒外周的左端，左变径杆组的第二端部用于夹持工件，右变径杆组和左变径杆组结构相同；本工装整体结构设计简单；控制简单，通过伸缩气缸组控制变径杆组的变径，无需复杂的同步控制电路。

Description

可调节直径的筒体加工辅助工装

技术领域

本发明涉及自动化加工技术领域，具体涉及可调节直径的筒体加工辅助工装。

背景技术

在大型筒体类零件加工及焊接过程中，往往需要对筒体进行回转或对接操作，通常会将筒体安装在支撑工装内。在对多种直径型号的筒体进行加工时，由于辅助工装缺乏通用性，采用一套工装对应一种型号的筒体的方式，更换过程复杂，制造成本高，自动化程度低。北京工业大学设计的一种直径可调筒体加工辅助工装，专利号（ZL201410331644.9），其采用八只电机驱动千斤顶来分别控制移动八个变径块，需要控制各端的四只电机同步协调动作，否则会产生同轴度误差，且工装结构相对复杂。因此设计一种实用性好直径可调的筒体加工辅助工装具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供可调节直径的筒体加工辅助工装，可实现在一套工装上适应多种直径及类型的筒体零件外形，在很大程度上解放劳动强度，具有自动化程度高，通用性及适应性强的优点，有很高的使用价值。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

可调节直径的筒体加工辅助工装，包括工装主体、变径控制环组件、变径杆组组件和伸缩缸组，所述工装主体包括结构尺寸均相同的左筒和右筒，所述左筒和右筒相连接，且左筒和右筒的轴线在同一直线上；

所述变径控制环组件包括滑动连接在所述左筒外周的左变径控制环和滑动连接在所述右筒外周的右变径控制环；

所述变径杆组组件包括均布在所述左筒外周左端的至少三个左变径杆组和均布在所述右筒外周右端的至少三个右变径杆组，所述左变径杆组的第一端部和所述左变径控制环相铰接，所述左变径杆组的中间端部铰接在所述左筒外周的左端，所述左变径杆组的第二端部用于夹持工件，所述右变径杆组的第一端部和所述右变径控制环相铰接，所述右变径杆组的中间端部铰接在所述右筒外周的右端，所述右变径杆组的第二端部用于夹持工件；

所述伸缩缸组包括左伸缩缸组和右伸缩缸组，所述左伸缩缸组的输出端和所述左变径控制环相连接，用于带动所述左变径控制环沿左筒轴向方向运动，所述右伸缩缸组的输出端和所述右变径控制环相连接，用于带动所述右变径控制环沿右筒轴向方向运动。

进一步地，多个所述左变径杆组的第二端部在同一分度圆上，多个所述右变径杆组的第二端部在同一分度圆上。

进一步地，所述左变径杆组包括变径杆、推拉杆和摆动压块，所述推拉杆铰接在所述左变径控制环的左侧面，所述变径杆的第一端部和推拉杆铰接连接，所述变径杆的中间端部铰接在所述左筒上设置的左端铰支座上，所述摆动压块连接在所述变径杆的第二端部。

进一步地，所述左筒的左端设有沿筒壁方向的左缺口，所述左缺口和所述变径杆处于同一平面内。

进一步地，所述摆动压块和所述变径杆的第二端部铰接连接。

进一步地，所述右变径杆组包括变径杆、推拉杆和摆动压块，所述推拉杆铰接在所述右变径控制环的右侧面，所述变径杆的第一端部和推拉杆铰接连接，所述变径杆的中间端部铰接在所述右筒上设置的右端铰支座上，所述摆动压块连接在所述变径杆的第二端部。

进一步地，所述右筒的右端设有沿筒壁方向的右缺口，所述右缺口和所述变径杆处于同一平面内。

进一步地，所述摆动压块和所述变径杆的第二端部铰接连接。摆动压块和第二端部采用铰接的形式，使摆动压块能够更好的和筒面接触，保证其具有更好的夹持效果。

进一步地，所述左筒外周的左端还均布有多个左缸体铰支座，每个所述左缸体铰支座均和一个所述右伸缩缸组的固定端铰接连接，所述右伸缩缸组的输出端贯穿所述左变径控制环和所述右变径控制环铰接连接。

进一步地，所述右筒外周的右端还均布有多个右缸体铰支座，每个所述右缸体铰支座均和一个所述左伸缩缸组的固定端铰接连接，所述左伸缩缸组的输出端贯穿所述右变径控制环和所述左变径控制环铰接连接。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本工装设在左筒和右筒的端部连接变径控制环和变径杆组，通过左筒上连接的左伸缩缸组和右筒上连接的右伸缩缸组控制两端的变径控制环移动，变径控制环移动带动两端变径杆组运动实现对不同筒径的筒体的夹持；

2、本工装结构简单，通用性及适应性强，左伸缩缸组和右伸缩缸组可分别控制两端的变径控制环移动，使本装置可进行圆形筒体、锥形筒体或左右两端不同筒径的筒体的夹持；

3、本工装控制简单，通过伸缩缸组带动变径控制环移动实现变径杆组的变径，完成对筒体的夹持，无需复杂的同步控制电路；

4、本装置变径杆组的第二端部设置在同一分度圆上，保证了对圆形截面筒体的夹持效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的整体处于收拢状态的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式的整体处于张开状态的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中工装主体的结构示意图；

图4为本发明具体实施方式中变径控制环及变径杆组的结构示意图。

其中：100、工装主体；200、变径控制环组件；300、变径杆组组件；400、伸缩缸组；110、左筒；111、左端铰支座；112、左缸体铰支座；113、左缺口；114、左法兰；120、右筒；121、右端铰支座；122、右缸体铰支座；123、右缺口；124、右法兰；210、左变径控制环；211、左导环；212、左外侧铰支座；213、左铰支座；214、左通孔；220、右变径控制环；221、右导环；222、右外侧铰支座；223、右铰支座；224、右通孔；310、左变径杆组；320、右变径杆组；301、变径杆；302、推拉杆；303、摆动压块；410、左伸缩缸组；420、右伸缩缸组；430、伸缩缸；431、缸体；432、活塞杆。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图4所示，可调节直径的筒体加工辅助工装，包括工装主体100、变径控制环组件200、变径杆组组件300和伸缩缸组400，工装主体100包括结构尺寸均相同的左筒110和右筒120，左筒110和右筒120相连接，且左筒110和右筒120的轴线在同一直线上；变径控制环组件200包括滑动连接在左筒110外周的左变径控制环210和滑动连接在右筒120外周的右变径控制环220；变径杆组组件300包括均布在左筒110外周左端的至少三个左变径杆组310和均布在右筒120外周右端的至少三个右变径杆组320，左变径杆组310的第一端部和左变径控制环210相铰接，左变径杆组310的中间端部铰接在左筒110外周的左端，左变径杆组310的第二端部用于夹持工件，右变径杆组320的第一端部和右变径控制环220相铰接，右变径杆组320的中间端部铰接在右筒120外周的右端，右变径杆组320的第二端部用于夹持工件；伸缩缸组400包括左伸缩缸组410和右伸缩缸组420，左伸缩缸组410的输出端和左变径控制环210相连接，用于带动左变径控制环210沿左筒110轴向方向运动，右伸缩缸组420的输出端和右变径控制环220相连接，用于带动右变径控制环220沿右筒120轴向方向运动。

本工装设在左筒和右筒的端部连接变径控制环和变径杆组，通过左筒上连接的左伸缩缸组和右筒上连接的右伸缩缸组控制两端的变径控制环转动，变径控制环移动带动两端变径杆组运动实现对不同筒径的筒体的夹持。

可调节直径的筒体加工辅助工装（见附图1、2）,由工装主体100、变径控制环组件200、变径杆组组件300、伸缩缸组400等几部分组成。

工装主体100（见附图3），为筒体结构，由左筒110和右筒120通过法兰同轴固定联接而成。

在左筒110的左端外周均布设有若干个（图例为6个）左端铰支座111。在左筒110的左端与每个左端铰支座111相对应位置处设有左缺口113，左缺口113用于供变径杆301穿越。在左筒110的左端外周还均布设有3个左缸体铰支座112，用于与右伸缩缸组420的各伸缩缸430的缸体431铰接。在左筒110的右端设有左法兰114。

在右筒120的右端外周均布设有若干个（图例为6个）右端铰支座121。在右筒120的右端与每个右端铰支座121相对应位置处设有右缺口123，右缺口123用于供变径杆301穿越。在右筒120的右端外周还均布设有3个右缸体铰支座122，用于与左伸缩缸组410各伸缩缸430的缸体431铰接。在右筒120的左端设有右法兰124。

变径控制环组件200（见附图1、2、4）共有两个，左变径控制环210和右变径控制环220。左变径控制环210通过左导环211滑动设置在左筒110的筒体上。右变径控制环220通过右导环221滑动设置在右筒120的筒体上。左变径控制环210和右变径控制环220的结构基本相同，结构对称设置。

左变径控制环210（见附图1、2）的内圈固定设有左导环211，左导环211的内径与左筒110外径滑配。在左变径控制环210的左侧均布设有若干个（图例为6个）左外侧铰支座212，用于铰接左变径杆组310的各推拉杆302的右端。在左变径控制环210的右侧均布设有三个左铰支座213，用于与左伸缩缸组410的各伸缩缸430的活塞杆432铰接。在左变径控制环210上还设有三个供右伸缩缸组420的各缸体穿越的左通孔214。

右变径控制环220（见附图4）的内圈固定设有右导环221，右导环221的内径与右筒120外径滑配。在右变径控制环220的右侧均布设有若干个（图例为6个）右外侧铰支座222，用于铰接右变径杆组320的各推拉杆302的左端。在右变径控制环220的左侧均布设有三个右铰支座223，用于与右伸缩缸组420的各伸缩缸430的活塞杆432铰接。在右变径控制环220上还设有三个供左伸缩缸组410的各缸体穿越的右通孔224。

变径杆组组件300（见附图1、2、4）共设两组，左变径杆组310和右变径杆组320。左变径杆组310和右变径杆组320分别设有6只变径杆301（图例为6只，三只以上就可以）。变径杆301（见附图4），大致呈L形的折弯杆件。变径杆的折弯处设有铰接孔，各变径杆的内端铰接设有摆动压块303。

左变径杆组310的各变径杆301均布铰接设置在左筒110的左端，通过左筒110上设有的左端铰支座111铰接；各变径杆的外端与推拉杆302的左端铰接联接，各推拉杆302的右端通过左外侧铰支座212铰接联接在左变径控制环210的左侧。

右变径杆组320的各变径杆301均布铰接设置在右筒120的右端，通过右筒120上设有的右端铰支座121铰接。各变径杆的外端与推拉杆302的右端铰接联接，各推拉杆302的左端通过右外侧铰支座222铰接联接在右变径控制环220的右侧。

伸缩缸组400共设两组，左伸缩缸组410和右伸缩缸组420。

左伸缩缸组410共三件伸缩缸430，均布设置在左变径控制环210的右侧。缸体431右端通过右缸体铰支座122铰接在右筒120的右端外侧，活塞杆432左端通过左铰支座213铰接联接在左变径控制环210的右侧；

右伸缩缸组420共三件伸缩缸430，均布设置在右变径控制环220的左侧。缸体431左端通过左缸体铰支座112铰接在左筒110的左端外侧，活塞杆432右端通过右铰支座223铰接联接在右变径控制环220的左侧。

左伸缩缸组410的三件伸缩缸430和右伸缩缸组420的三件伸缩缸430的活塞杆432伸出，推动变径控制环外移，推拉杆302推动变径杆301转动，变径杆301上设有摆动压块的一端收拢，夹紧工件（见附图1）；伸缩缸430的活塞杆432收回，拉动变径控制环内移，推拉杆302拉动变径杆301反向转动，变径杆301上设有摆动压块的一端张开，松开工件（见附图2）；

本发明的工作过程：各伸缩缸的活塞杆收回，拉动变径控制环向中部移动，各变径杆组的变径杆上设有摆动压块的一端向外摆动呈扩张状态，松开工件（见附图2状态）。将筒体零件置入工装内；控制各伸缩缸的活塞杆伸出，推动两变径控制环向两端移动，各变径杆组的各变径杆301上设有摆动压块的一端收拢，直到各摆动压块与工件表面接触夹紧工件（见附图1）。

本发明具有以下优点：本发明适应性强，一套工装适应不同筒体直径的功能，无需更换工装；左右两端变径杆组分别自动定心，可同时适应圆柱和圆锥两种筒形，通用性及适应性强；整体结构设计简单；控制简单，通过伸缩气缸组控制变径杆组的变径，无需复杂的同步控制电路。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims

1.可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，包括工装主体（100）、变径控制环组件（200）、变径杆组组件（300）和伸缩缸组（400），所述工装主体（100）包括结构尺寸均相同的左筒（110）和右筒（120），所述左筒（110）和右筒（120）相连接，且左筒（110）和右筒（120）的轴线在同一直线上；

所述变径控制环组件（200）包括滑动连接在所述左筒（110）外周的左变径控制环（210）和滑动连接在所述右筒（120）外周的右变径控制环（220）；

所述变径杆组组件（300）包括均布在所述左筒（110）外周左端的至少三个左变径杆组（310）和均布在所述右筒（120）外周右端的至少三个右变径杆组（320），所述左变径杆组（310）的第一端部和所述左变径控制环（210）相铰接，所述左变径杆组（310）的中间端部铰接在所述左筒（110）外周的左端，所述左变径杆组（310）的第二端部用于夹持工件，所述右变径杆组（320）的第一端部和所述右变径控制环（220）相铰接，所述右变径杆组（320）的中间端部铰接在所述右筒（120）外周的右端，所述右变径杆组（320）的第二端部用于夹持工件；

所述伸缩缸组（400）包括左伸缩缸组（410）和右伸缩缸组（420），所述左伸缩缸组（410）的输出端和所述左变径控制环（210）相连接，用于带动所述左变径控制环（210）沿左筒（110）轴向方向运动，所述右伸缩缸组（420）的输出端和所述右变径控制环（220）相连接，用于带动所述右变径控制环（220）沿右筒（120）轴向方向运动；

所述左变径杆组（310）包括变径杆（301）、推拉杆（302）和摆动压块（303），所述推拉杆（302）铰接在所述左变径控制环（210）的左侧面，所述变径杆（301）的第一端部和推拉杆（302）铰接连接，所述变径杆（301）的中间端部铰接在所述左筒（110）上设置的左端铰支座（111）上，所述摆动压块（303）连接在所述变径杆（301）的第二端部；

所述右变径杆组（320）包括变径杆（301）、推拉杆（302）和摆动压块（303），所述推拉杆（302）铰接在所述右变径控制环（220）的右侧面，所述变径杆（301）的第一端部和推拉杆（302）铰接连接，所述变径杆（301）的中间端部铰接在所述右筒（120）上设置的右端铰支座（121）上，所述摆动压块（303）连接在所述变径杆（301）的第二端部。

2.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，多个所述左变径杆组（310）的第二端部在同一分度圆上，多个所述右变径杆组（320）的第二端部在同一分度圆上。

3.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述左筒（110）的左端设有沿筒壁方向的左缺口（113），所述左缺口（113）和所述变径杆（301）处于同一平面内。

4.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述摆动压块（303）和所述变径杆（301）的第二端部铰接连接。

5.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述右筒（120）的右端设有沿筒壁方向的右缺口（123），所述右缺口（123）和所述变径杆（301）处于同一平面内。

6.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述摆动压块（303）和所述变径杆（301）的第二端部铰接连接。

7.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述左筒（110）外周的左端还均布有多个左缸体铰支座（112），每个所述左缸体铰支座（112）均和一个所述右伸缩缸组（420）的固定端铰接连接，所述右伸缩缸组（420）的输出端贯穿所述左变径控制环（210）和所述右变径控制环（220）铰接连接。

8.根据权利要求1所述的可调节直径的筒体加工辅助工装，其特征在于，所述右筒（120）外周的右端还均布有多个右缸体铰支座（122），每个所述右缸体铰支座（122）均和一个所述左伸缩缸组（410）的固定端铰接连接，所述左伸缩缸组（410）的输出端贯穿所述右变径控制环（220）和所述左变径控制环（210）铰接连接。