CN113752062A - 一种复杂焊接件的车用工装 - Google Patents
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Abstract
一种复杂焊接件的车用工装，过渡盘正面设有用于支撑复杂焊接件的支撑组件、用于压紧复杂焊接件的压紧组件、配重组件，所述支撑组件包括与复杂焊接件的法兰盘盘缘相对应的主支撑件、与复杂焊接件的细圆柱段相对应的辅助活动支撑件，所述主支撑件有与法兰盘盘缘相适配的大定位槽，辅助活动支撑件上设有与细圆柱段相对应的小定位槽；所述压紧组件包括用于压紧加强筋的压紧组件一，用于压紧辅圆柱段的压紧组件二。通过本发明的车用工装的各组件之间的配合可快速找正复杂焊接件。找正工装位置后，后续不需要进行调整，提高了装夹效率，大大保证了工件的产出速度，保证了生产节奏，解决生产窄口。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹具，具体涉及一种形状复杂焊接件的车用工装，应用于焊接件的外圆车削。
背景技术
复杂焊接件需要加工外圆时，因工件形状复杂，直接上车床车削无法装夹，传统技术是在镗床上镗外圆。工件要求外圆粗糙度1.6。传统加工方法是通过使用V形块、压板将工件装夹在工作台上，按照划线找正后，再镗外圆。该方法采用镗刀镗外圆，镗刀转速不宜过快，导致进刀量小，加工时间长，效率较低，且形成的刀纹较大，粗糙度达不到工件要求的1.6，导致工件不合格。
发明内容
本发明的目的是设计一种复杂焊接件的车用工装，制作一套使形状复杂焊接工件能在车床上加工的车用夹具，解决形状复杂焊接工件外圆加工效率低下且粗糙度不合格的问题，满足生产、加工要求。
本发明的技术方案是：过渡盘正面设有用于支撑复杂焊接件的支撑组件、用于压紧复杂焊接件的压紧组件、配重组件；
所述复杂焊接件包括主圆柱段、过渡圆柱段、辅圆柱段；所述主圆柱段为台阶形结构，包括位于前端的粗圆柱段、位于后端的细圆柱段，粗圆柱段后端外圆有一圈法兰盘，法兰盘与细圆柱段外圆之间有一圈加强筋，主圆柱段下端连接辅圆柱段，主圆柱段的轴线与过渡盘的轴线重合，主圆柱段的轴线与辅圆柱段的轴线之间夹角为a，a=3-7°，过渡圆柱段的轴线与辅圆柱段的轴线之间夹角为a1，a1=80-90°。
所述支撑组件包括与复杂焊接件的法兰盘盘缘相对应的主支撑件、与复杂焊接件的细圆柱段相对应的辅助活动支撑件，所述主支撑件有与法兰盘盘缘相适配的大定位槽，辅助活动支撑件上设有与细圆柱段相对应的小定位槽；
所述压紧组件包括用于压紧加强筋的压紧组件一，用于压紧辅圆柱段的压紧组件二。
所述辅助活动支撑件包括定位板组、螺杆，螺杆端部有球形活动节，定位板组上面为小定位槽，定位板组下部设有与球形活动节相适配的调节环状槽，球形活动节与调节环状槽为间隙配合。球头和环状槽有间隙V形可通过球头节在1-3度内摆动。
所述定位板组包括定位板、固定板，定位板经螺栓与固定板连接，此处连接为紧连接，定位板上设有半球形槽，固定板上设有与半球形槽相对应的槽口孔，所述槽口孔包括球颈孔、连于球颈孔的圆柱孔，半球形槽与槽口孔对接后形成一完整的调节环状槽。
所述球形活动节为3/4球，包括位于上部的半球部、连于半球部下部的球颈部，半球部与半球形槽相适配，球颈部与球颈孔相适配，圆柱孔与球颈部下部的螺杆部相适配。
所述压紧组件一包括锁紧螺杆一、压板一、位于压板一头部下面的支撑螺杆一、位于压板一尾部的下面的调整螺杆，压板一经锁紧螺母装于锁紧螺杆上端，锁紧螺杆一位于支撑螺杆一、调整螺杆之间；压紧组件一工作时，支撑螺杆一上端与工件的加强筋下表面相抵，压板一头部压于工件的加强筋上表面，调整螺杆上端抵于压板一尾部。
所述主支撑件由前立板、后立板、连于前/后立板之间的底板组成；
大定位槽位于前立板上部；底板前部设有与压紧组件一相适配的装配孔组，各装配孔组包括三个螺纹孔，三个螺纹孔分别为与调整螺杆相配合的装配孔一、与锁紧螺杆一相配合的装配孔二、与支撑螺杆一相配合的装配孔三；底板后部设有与辅助活动支撑件配合的安装孔；
压紧组件一为两个，底板前部左右对称设有两组装配孔组。
所述大定位槽、小定位槽均为V型；大定位槽处上对称设有左定位块、右定位块，左定位块、右定位块均包括与大定位槽槽壁相贴合的定位部、弯折部，弯折部与前立板相贴合，弯折部经螺栓一固定于前立板上。
所述配重组件包括配重块、配重螺栓；配重块为一圆柱的圆柱截切体，配重块的圆柱截切体以平行于圆柱轴线的矩形截切形成；过渡盘设有多个用于调整配重块位置的调整孔，配重螺栓尾端装于调整孔处；配重块上方装有与法兰盘背面相抵的定位块。
所述配重组件与主支撑件相对设置，配重块的设置使加工复杂焊接件时更安全且便于加工。
所述压紧组件二包括与辅圆柱段顶部相对应的压板二、与压板二配合装配的锁紧螺杆二、与辅圆柱段底面相对应的支撑螺杆二、支撑螺杆三，锁紧螺杆二、支撑螺杆二、支撑螺杆三均装于过渡盘上。
过渡盘背面设有用于连接车床的连接盘，过渡盘、连接盘之设定有定位销；连接盘中部有与车床对接的接口，连接盘的接口周边有一圈连接螺栓与车床主轴连接。
要实现将复杂焊接件在车床上加工，难点在于如何将工件装夹在车床上。本发明以工件不加工外圆为定位基准，采用V形面定位，采用工件两处加强三角筋及斜向圆筒作为夹紧点。主支撑件由前立板、后立板、连于前/后立板之间的底板组成形似U形的结构。主支撑件前端是一V形结构，用以定位工件外圆，是工件加工外圆中心在机床旋转中心上；中间是一凹进去的平面，靠近前端两边各有3个螺纹孔，螺纹孔内安装螺杆，用来加紧工件；主支撑件底板的中心线上有一个螺纹孔，上面安装辅助活动支撑件，主支撑件、辅助活动支撑件支撑复杂焊接件的主圆柱段，辅圆柱段则通过压紧组件二压紧复杂焊接件，保证在旋转加工过程中复杂焊接件不发生移动。通过本发明的车用工装的各组件之间的配合可快速找正复杂焊接件：首先，辅助活动支撑件的球形活动节可调节、找正、支承复杂焊接件的主圆柱段；其次，法兰盘通过左定位块、右定位块、定位块进行三个位置的定位；再次，通过调整螺杆、锁紧螺杆一、支撑螺杆一一与加强筋的位置调整；支撑螺杆二、支撑螺杆三与辅圆柱段底面位置的调整来找正工件。
通过设计本发明的车用工装，有效解决了该工件加工效率低下的问题，且由于车床转速高，成形面粗糙度好，加工质量得到有效保证，在加工时，只需要第一次进行工件的调节，找正工装位置后，后续不需要进行调整，提高了装夹效率，大大保证了工件的产出速度，保证了生产节奏，解决生产窄口。
附图说明
图1是是复杂焊接件的结构示意图；
图2是本发明的立体图之一；
图3是本发明的立体图之二；
图4是本发明的使用状态图；
图5是图4的左视图；
图6是图4的俯视图（去配重块）；
图7是本发明的使用状态三维图；
图8是是主支撑件的结构示意图；
图9是图8的左视图；
图10是图8的俯视图；
图11是辅助活动支撑件的结构示意图。
具体实施方式
图1中，复杂焊接件（简称工件）2包括主圆柱段、过渡圆柱段208、辅圆柱段205；所述主圆柱段为台阶形结构，包括位于前端的粗圆柱段201、位于后端的细圆柱段202，粗圆柱段201后端外圆有一圈法兰盘204，法兰盘204与细圆柱段202外圆之间有一圈加强筋203，主圆柱段下端连接辅圆柱段205，主圆柱段的轴线与过渡盘3的轴线重合，主圆柱段的轴线与辅圆柱段205的轴线之间夹角为a，过渡圆柱段208的轴线与辅圆柱段的轴线之间夹角为a1，复杂焊接件2还有紧固块206、是固定块207。
图2、3中，主支撑件1与复杂焊接件的法兰盘204盘缘相对应，辅助活动支撑件5与复杂焊接件的细圆柱段202相对应，主支撑件1有与法兰盘204盘缘相适配的大定位槽101，辅助活动支撑件5上设有与细圆柱段202相对应的小定位槽505。压紧组件一90包括锁紧螺杆一7、压板一9、位于压板一9头部下面的支撑螺杆一8、位于压板一9尾部的下面的调整螺杆6，压板一9经锁紧螺母18装于锁紧螺杆7上端，锁紧螺杆一7位于支撑螺杆一8、调整螺杆6之间；压紧组件一90工作时，支撑螺杆一8上端与工件的加强筋203下表面相抵，压板一9头部压于工件的加强筋203上表面，调整螺杆6上端抵于压板一9尾部。压紧组件二130包括与辅圆柱段顶部相对应的压板二13、与压板二13配合装配的锁紧螺杆二11、与辅圆柱段底面相对应的支撑螺杆二10、支撑螺杆三12，锁紧螺杆二11、支撑螺杆二10、支撑螺杆三12均装于过渡盘3上。配重组件包括配重块16、配重螺栓23；配重块16为一圆柱的圆柱截切体，配重块16的圆柱截切体以平行于圆柱轴线的矩形截切形成；过渡盘3设有多个用于调整配重块16位置的调整孔，配重螺栓23尾端装于调整孔处；配重块16上方装有与法兰盘204背面相抵的定位块141。大定位槽101、小定位槽505均为V型；大定位槽101处上对称设有左定位块14、右定位块15，左定位块14、右定位块15均包括与大定位槽101槽壁相贴合的定位部、弯折部，弯折部与前立板104相贴合，弯折部经螺栓一20固定于前立板104上。
如图4-7所示，在加工连接盘4时，其上锥度孔与机床主轴配制加工，保证连接盘4与机床主轴的装配精度。首先将主支撑件1与过渡盘3用装于螺栓孔三220中的螺栓三22连接紧固，连接完成后在其组件上配制两处定位销孔，并用定位销24定位，保证组件的定位精度；其次将该组件与连接盘4用螺栓二21连接紧固，并在过渡盘3与连接盘4配制两处定位销孔，用定位销24定位；再将配重块16安装在过渡盘3上，用配重螺栓23连接紧固，过渡盘3上有一系列孔，可按照实际情况安装配重块16，保证旋转平稳；最后将以上组件用连接螺杆17与机床主轴接口25相连接，并用垫圈、螺母27紧固，保证车用工装旋转加工时不发生位移及风险。
安装完主体构架并安装至机床主轴后，首先在安装孔51处安装辅助活动支撑件5，如图4所示，该辅助活动支撑件5为活动结构，可进行调整，其上为V形，通过螺杆下端的四方508用扳手调节，球形活动节可将整个结构调整至合适的位置；其次安装左定位块14、右定位块15，用螺栓一20连接紧固；再次按照图纸要求依次装配调整螺杆6、锁紧螺杆一7、支承螺杆一8、支承螺杆二10、锁紧螺杆二11、支承螺杆三12；最后再安装已经划好线的工件2，调整好工件2的位置后，用扳手调整调整螺杆6、支承螺杆一8、支承螺杆二10、支承螺杆三12，使其贴紧工件2，再用序号压板一9、压板二13、垫圈、锁紧螺母18压紧固定，保证工件2紧固不动。
全部装配完成后，在机床上打表找正工件2的划线位置，保证与划线位置相差不大于0.5mm，多次调整，并可以修整本体1的V形面及左定位块14、右定位块15的尺寸，配重块16可根据工装实际旋转情况调整配重螺栓23与调整孔的位置，保证工件2的旋转中心与机床主轴中心一致并运行平稳。经过此次调整后，后续无需在进行调整，安装序号2工件并紧固后即可进行加工，加工效率大大提高，加工质量也得到保证。
图8、9、10中，主支撑件1由前立板104、后立板103、连于前/后立板之间的底板105组成。大定位槽101位于前立板104上部；底板105前部设有与压紧组件一90相适配的装配孔组，各装配孔组包括三个螺纹孔，三个螺纹孔分别为与调整螺杆6相配合的装配孔一106、与锁紧螺杆一7相配合的装配孔二107、与支撑螺杆一8相配合的装配孔三108。后立板103上设有两定位销孔一102，主支撑件1经装于定位销孔一102处的定位销一与过渡盘3定位。
图11中，辅助活动支撑件5包括定位板组、螺杆503，螺杆503端部有球形活动节，定位板组上面为小定位槽505，定位板组下部设有与球形活动节相适配的调节环状槽，球形活动节与调节环状槽为间隙配合。球头和环状槽有间隙vV形可通过球头节在1-3度内摆动。定位板组包括定位板501、固定板502，定位板501经螺栓504与固定板502连接，此处连接为紧连接，定位板501上设有半球形槽，固定板502上设有与半球形槽相对应的槽口孔，槽口孔包括球颈孔、连于球颈孔的圆柱孔，半球形槽与槽口孔对接后形成一完整的调节环状槽。球形活动节为3/4球，包括位于上部的半球部506、连于半球部506下部的球颈部，半球部506与半球形槽相适配，球颈部与球颈孔相适配，圆柱孔与球颈部下部的螺杆部507相适配。螺杆503下端为四方508。
Claims (10)
1.一种复杂焊接件的车用工装，其特征在于：过渡盘（3）正面设有用于支撑复杂焊接件的支撑组件、用于压紧复杂焊接件的压紧组件、配重组件；
所述复杂焊接件（2）包括主圆柱段、过渡圆柱段（208）、辅圆柱段（205）；所述主圆柱段为台阶形结构，包括位于前端的粗圆柱段（201）、位于后端的细圆柱段（202），粗圆柱段（201）后端外圆有一圈法兰盘（204），法兰盘（204）与细圆柱段（202）外圆之间有一圈加强筋（203），主圆柱段下端连接辅圆柱段（205），主圆柱段的轴线与过渡盘（3）的轴线重合，主圆柱段的轴线与辅圆柱段（205）的轴线之间夹角为a，过渡圆柱段（208）的轴线与辅圆柱段的轴线之间夹角为a1；
所述支撑组件包括与复杂焊接件的法兰盘（204）盘缘相对应的主支撑件（1）、与复杂焊接件的细圆柱段（202）相对应的辅助活动支撑件（5），所述主支撑件（1）有与法兰盘（204）盘缘相适配的大定位槽（101），辅助活动支撑件（5）上设有与细圆柱段（202）相对应的小定位槽（505）；
所述压紧组件包括用于压紧加强筋（203）的压紧组件一（90），用于压紧辅圆柱段的压紧组件二（130）。
2.根据权利要求1所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述辅助活动支撑件（5）包括定位板组、螺杆（503），螺杆（503）端部有球形活动节，定位板组上面为小定位槽（505），定位板组下部设有与球形活动节相适配的调节环状槽，球形活动节与调节环状槽为间隙配合。
3.根据权利要求2所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述定位板组包括定位板（501）、固定板（502），定位板（501）经螺栓（504）与固定板（502）连接，定位板（501）上设有半球形槽，固定板（502）上设有与半球形槽相对应的槽口孔，所述槽口孔包括球颈孔、连于球颈孔的圆柱孔，半球形槽与槽口孔对接后形成一完整的调节环状槽。
4.根据权利要求3所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述球形活动节包括位于上部的半球部（506）、连于半球部（506）下部的球颈部，半球部（506）与半球形槽相适配，球颈部与球颈孔相适配，圆柱孔与球颈部下部的螺杆部（507）相适配。
5.根据权利要求1所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述压紧组件一（90）包括锁紧螺杆一（7）、压板一（9）、位于压板一（9）头部下面的支撑螺杆一（8）、位于压板一（9）尾部的下面的调整螺杆（6），压板一（9）经锁紧螺母（18）装于锁紧螺杆（7）上端，锁紧螺杆一（7）位于支撑螺杆一（8）、调整螺杆（6）之间；压紧组件一（90）工作时，支撑螺杆一（8）上端与工件的加强筋（203）下表面相抵，压板一（9）头部压于工件的加强筋（203）上表面，调整螺杆（6）上端抵于压板一（9）尾部。
6.根据权利要求5所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述主支撑件（1）由前立板（104）、后立板（103）、连于前/后立板之间的底板（105）组成；
大定位槽（101）位于前立板（104）上部；底板（105）前部设有与压紧组件一（90）相适配的装配孔组，各装配孔组包括三个螺纹孔，三个螺纹孔分别为与调整螺杆（6）相配合的装配孔一（106）、与锁紧螺杆一（7）相配合的装配孔二（107）、与支撑螺杆一（8）相配合的装配孔三（108）；底板（105）后部设有与辅助活动支撑件（5）配合的安装孔（51）；
压紧组件一（90）为两个，底板（105）前部左右对称设有两组装配孔组。
7.根据权利要求6所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述大定位槽（101）、小定位槽（505）均为V型；大定位槽（101）处上对称设有左定位块（14）、右定位块（15），左定位块（14）、右定位块（15）均包括与大定位槽（101）槽壁相贴合的定位部、弯折部，弯折部与前立板（104）相贴合，弯折部经螺栓一（20）固定于前立板（104）上。
8.根据权利要求1所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述配重组件包括配重块（16）、配重螺栓（23）；配重块（16）为一圆柱的圆柱截切体，配重块（16）的圆柱截切体以平行于圆柱轴线的矩形截切形成；过渡盘（3）设有多个用于调整配重块（16）位置的调整孔，配重螺栓（23）尾端装于调整孔处；配重块（16）上方装有与法兰盘（204）背面相抵的定位块（141）。
9.根据权利要求1所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述配重组件与主支撑件（1）相对设置。
10.根据权利要求1所述的复杂焊接件的车用工装，其特征在于：所述压紧组件二（130）包括与辅圆柱段顶部相对应的压板二（13）、与压板二（13）配合装配的锁紧螺杆二（11）、与辅圆柱段底面相对应的支撑螺杆二（10）、支撑螺杆三（12），锁紧螺杆二（11）、支撑螺杆二（10）、支撑螺杆三（12）均装于过渡盘（3）上。
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