CN114012631A - 一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法，其中定位找正工装包括底板及两个支架，每一个支架设有将支撑机构上零件紧压固定的压紧机构；支撑机构包括一固定基座和两个调节基座，调节基座包括立柱及其顶部匹配的支撑螺母，所述立柱固定在底板上，支撑螺母及固定基座相配合对零件底面定位支撑。本设计中，对异形壳类例如发动机壳体支撑机构中包括了一个固定基座和两个调节基座，固定基座顶面为支撑基准，两个调节基座的支撑螺母高度能够上下调整，满足对异形壳体类零件定位支撑需求。

Description

一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法

技术领域

本发明属于发动机生产领域，尤其是涉及一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法。

背景技术

异形壳体类零件例如发动机壳体，其毛坯的设计特征均是薄壁异形腔且铸有一个任意直径的不规则圆柱腔体的外形复杂多面异形壳体类零件部件。由于毛坯面不规则且有圆柱腔则难于装夹找正，致使加工过程中尺寸不稳定、形位公差难以保证，还需准备多套组合夹具，原加整个加工过程中要加工不同的结构面，就需准备组合夹具几套之多(每次仅能加工一个加工面内的尺寸)，因此该产品全部加工完成所需组合夹具数量和费用很高，装夹调整耗费时间较长，导致生产成本的增大。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法，以实现通过本工装对异形壳类零件例如发动机壳体快速装夹。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，包括底板及其上设置的支撑机构和两个支架，两个支架布置在支撑机构左、右侧，每一个支架设有将支撑机构上零件紧压固定的压紧机构；

所述支撑机构包括一固定基座和两个调节基座，调节基座包括立柱及其顶部匹配的支撑螺母，所述立柱固定在底板上，支撑螺母及固定基座相配合对零件底面定位支撑。

进一步的，所述压紧机构包括压板、螺杆和螺柱，所述螺杆竖直方向螺纹安装在支架上，螺柱竖直方向固定在支架上，压板中部位置处设有通孔，压板通过该通孔活动穿装在螺柱上，该螺柱设有和压板对应的压紧螺母，压板内端和支撑机构对应设置，其外端和螺杆对应。

进一步的，本工装还包括底板后端位置处设置的连接臂，连接臂设有调节螺钉，所述调节螺钉螺杆水平朝前和零件后侧面对应。

进一步的，本工装还包括在支撑机构旁侧设置的辅助支撑机构，其包括：

密封罩；

斜楔机构，位于密封罩内，包括水平直线方向移动的斜楔，以及与其匹配的、竖直方向移动的滑块，密封罩顶端开设有供滑块顶端穿出用通孔，滑块顶端由通孔穿出，密封罩匹配有驱动斜楔移动的驱动机构；

V型块，安装在滑块顶部。

进一步的，所述驱动机构包括和斜楔移动方向同向设置的连接杆，所述连接杆穿装在密封罩上其内端伸入密封罩内，该连接杆内、外端分别设有螺纹，连接杆外端螺纹连接有锁紧螺母和蝶形螺母，其内端和斜楔螺纹连接，连接杆内端设有轴肩，轴肩和锁紧螺母分别紧贴密封罩侧壁设置，所述蝶形螺母和锁紧螺母相互拧紧锁定。

进一步的，所述滑块包括和所述通孔对应设置的导向柱，以及该导向柱底端设置的、和斜楔对应的楔形基座，楔形基座和斜楔匹配安装，导向柱穿出通孔，V型块安装在导向柱上。

进一步的，所述导向柱在位于密封罩内部部位处套装有弹簧，弹簧两端分别和密封罩顶部及斜楔抵接。

以上发明内容为异形壳体类零件的自适应定位找正工装的技术方案说明，本发明内容还包括应用该工装的装夹方法，其技术方案为：

一种异形壳体类零件装夹方法，包括以下步骤：

S10：将异形壳体类零件吊至支撑机构上方，并使其底面的一个定位面通过固定基座支撑，使得异形壳体类零件底面另外两个定位面各自和一个支撑螺母对应；

S20：调整两个支撑螺母高度，使得两个支撑螺母各自支撑其对应的定位面；

S30：调整压紧机构中螺杆高度，使得螺杆顶端位置高度和压板对异形壳体类零件压紧部位位置高度对应，旋进压紧螺母，压板对异形壳体类零件压紧固定，完成异形壳体类零件装夹。

进一步的，在步骤S10中，异形壳体类零件吊至支撑机构位置时，调整调节螺钉伸出长度，使其前端和异形壳体类零件后侧面抵接，通过该调节螺钉对异形壳体类零件相对底板前后方向的位置进行限定。

进一步的，在步骤S20和S30之间设有步骤S25:

S25:异形壳体类零件通过支撑机构支撑后，调整支撑机构旁侧辅助支撑机构中V型块高度，通过该V型块对异形壳体类零件辅助支撑。

相对于现有技术，本发明所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装及装夹方法具有以下优势：

(1)本设计中，支撑机构包括一个固定基座和两个调节基座，固定基座顶面和异形壳体类零件的一个定位面对应，且该固定基座支撑设为支撑基准，两个调节基座的支撑螺母位置高度能够根据异形壳体类零件另外两个定位面位置高度进行调整，最终使得两个支撑螺母和一个固定基座满足对异形壳体类零件定位支撑需求。

(2)本设计中，支撑机构旁侧设置了辅助支撑机构，其v型块位置上下方向能够调整，以对支撑在支撑机构上的、发动机壳体等体积较大的异形壳体类零件辅助支撑，提高异形壳体类零件支撑稳定性，保证加工时稳定性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本实施例所述异形壳体类零件的自适应定位找正工装前视立体图；

图2为本实施例所述异形壳体类零件的自适应定位找正工装后视立体图；

图3为本实施例中所述异形壳体类零件的自适应定位找正工装俯视图；

图4为本实施例中所述辅助支撑机构结构示意图；

附图标记说明：

1-支架；2-调节基座；21-支撑螺母；3-螺杆；31-支撑块；4-压板；5-螺柱；6-压紧螺母；8-连接臂；9-辅助支撑机构；91-V型块；92-密封罩；93-锁紧螺母；94-蝶形螺母；95-斜楔；96-滑块；961-楔形基座；962-导向柱；97-弹簧；99-连接杆；991-轴肩；10-调节螺钉；11-固定基座；12-底板；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、2和3所示，一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，包括底板12及其上设置的支撑机构和两个支架1，两个支架1布置在支撑机构左、右侧，每一个支架1设有将支撑机构上零件紧压固定的压紧机构。本实施例中，所述支撑机构包括一固定基座11和两个调节基座2，两个调节基座2前后方向顺次设置在底板12上，调节基座2包括立柱，立柱固定在底板12上，立柱顶部设有外螺纹，立柱顶部匹配有支撑螺母21，支撑螺母21优选厚螺帽结构，支撑螺母21上下位置能够调整，满足异形壳体类零件底面两个定位面非同一水平面定位支撑需求，也就是在对异形零件定位支撑时，固定基座11顶面和产品底面一个定位面对应，该定位为基准定位，根据异形零件底面另外两个定位面实际位置调整各自对应的支撑螺母21高度位置，使得该两个支撑螺母21和该另外两个定位面对应，调整完成后固定基座11和两个支撑螺母21定位支撑该异形零件，然后通过压紧机构紧压固定。本实施例中，两个压紧机构中的一个和固定基座11对应设置，另一个压紧机构和两个调节基座2对应设置，每一个压紧机构包括压板4、螺杆3和螺柱5，所述螺杆3竖直方向螺纹安装在支架1上，螺柱5竖直方向固定在支架1上，压板4中部位置处设有通孔，压板4通过该通孔活动穿装在螺柱5上，该螺柱5设有和压板对应的压紧螺母6，压板4内端和支撑机构对应设置，其外端和螺杆3对应，压板压紧作业时，压板外端通过螺杆3支撑。本实施例中，螺杆3顶部可以固定设置对压板4支撑的支撑块31，提高压板4压紧作业稳定性。本压紧机构中，由于螺杆3旋拧在支架1上，因此其顶部位置上下能够调整，即能够根据压板4压紧位置高度调整螺杆3顶部高度，满足产品压紧固定需求，提高本工装的适用范围，提高了其通用性。

本实施例中，底板12后端位置处还设置有连接臂8，本设计中，连接臂8安装在固定基座11上，连接臂8设有调节螺钉10，所述调节螺钉10螺杆水平朝前和零件后侧面对应。调节螺钉10作用对零件前后方向移动进行限位，提高作业人员作业便利性。

本实施例中，由于发动机壳体体积和重量较大，为提高发动机壳体支撑稳定性，本工装还包括在支撑机构旁侧设置的辅助支撑机构9，具体结构见图4所示该辅助支撑机构包括密封罩92，密封罩92内设有斜楔机构，斜楔机构包括斜楔95和与其匹配的滑块96，斜楔95水平方向直线滑动设置在密封罩92空腔的下部空间内，滑块96竖直方向滑动设置在密封罩92空腔的上部空间内，且滑块96和斜楔95对应有斜面结构，形成楔面支撑滑动结构，也就是斜楔95直线移动时，楔面支撑滑动结构作用下滑块96竖直方向移动。本实施例中，斜楔95优选为45°角斜楔，也就是滑块96和斜楔95之间的楔面支撑滑动结构为45°角楔面支撑滑动结构。密封罩2匹配有驱动斜楔5直线移动的驱动机构，驱动机构作用下斜楔95水平直线移动，在楔面支撑滑动结构作用下，滑块96竖直方向上下移动。本实施例中，密封罩92顶端开设有供滑块96顶端穿出用通孔，滑块96由通孔穿出。V型块91安装在滑块96顶部，用于支撑异形零件例如发动机壳体，所述V型块优选通过螺钉和滑块96固定。滑块96上下移动时，V型块91竖直方向上下移动，V型块91对支撑机构上的异形零件进行辅助支撑，且由于V型块91上下位置能够调整，和支撑机构配合使用，满足多种不规则圆柱腔体的异形壳体类零件零件的外圆柱面进行支撑校正定位要求，提高本装置通用性。

本实施例中，所述驱动机构包括水平且和斜楔95移动方向同向设置的连接杆99，连接杆99穿装在密封罩92侧壁上，且内、外端分别设有螺纹，连接杆内端伸至密封罩92内和斜楔95螺纹连接，连接杆99上设置有轴肩991，轴肩991位于密封罩92内并和密封罩92内侧面紧贴，所述连接杆99位于密封罩92外的一端螺纹连接有锁紧螺母93和蝶形螺母94，蝶形螺母94位于锁紧螺母93外侧，蝶形螺母94和锁紧螺母93正对拧紧锁定，也就是在蝶形螺母94和锁紧螺母93之间附加了拧紧力矩，将蝶形螺母94和锁紧螺母93锁紧固定，使得蝶形螺母94及锁紧螺母93均不能相对连接杆99转动，该结构原理即为双螺母锁紧原理，此时蝶形螺母94及锁紧螺母93和连接杆99固定在一起，转动蝶形螺母94即可带动锁紧螺母93和连接杆99同步转动。所述锁紧螺母93紧贴密封罩92外侧面，锁紧螺母93和轴肩991形成限定连接杆轴向移动的限位结构，本实施例中，由于蝶形螺母94和锁紧螺母93相互锁紧固定，也就是蝶形螺母94及锁紧螺母93相对连接杆不能转动，当转动蝶形螺母94或锁紧螺母93时，连接杆99随之同步转动，进而驱动斜楔95在密封罩92内水平方向直线移动，带动滑块96上下移动，最终实现V型块上下位置校正。本实施例中，斜楔和连接杆螺纹连接，即可对斜楔95移动距离微调，进而对V型块移动距离微调整，提高V型块对零件支撑定位校正精度。

本实施例中，所述滑块96包括和所述通孔对应设置的导向柱962，以及该导向柱962底端设置的、和斜楔95对应的楔形基座961，楔形基座961和斜楔95匹配安装，导向柱962穿出通孔，V型块91安装在导向柱962上。该结构中通孔和导向柱匹配形成导向结构，保证滑块96竖直方向移动直线性。

本实施例中，所述导向柱962在位于密封罩92内部部位处套装有弹簧97，弹簧97两端分别和密封罩92顶部及斜楔95抵接。零件加工完成后，调节连接杆99并控制斜楔95，在弹簧力的作用下使滑块96及其上固定的V型块91下降复位，准备进行下次的装夹辅助支撑。

以上为异形壳体类零件的自适应定位找正工装具体实施例说明，以下异形壳体类零件装夹方法实施例进行说明：

一种异形壳体类零件装夹方法，包括以下步骤：

S10：将异形壳体类零件例如发动机壳体吊至支撑机构上方，异形壳体为发动机壳体时，发动机壳体外表面朝下，该朝下的外表面称为底面；该异形壳体类零件底面的一个定位面通过固定基座11支撑，异形壳体类零件底面另外两个定位面各自和一个支撑螺母21对应；

S20：调整两个支撑螺母21高度，使得两个支撑螺母21各自支撑其对应的定位面；

S30：调整压紧机构中螺杆3高度，使得螺杆3顶端位置高度和压板4对异形壳体类零件压紧部位位置高度对应，旋进压紧螺母6，压板4对异形壳体类零件压紧固定，完成异形壳体类零件装夹。

本实施例中，在步骤S10中，异形壳体类零件吊至支撑机构位置时，调整调节螺钉10伸出长度，使其前端和异形壳体类零件后侧面抵接，通过该调节螺钉10对异形壳体类零件相对底板前后方向的位置进行限定。

本实施例中，在步骤S20和S30之间设有步骤S25:

S25:异形壳体类零件通过支撑机构支撑后，调整支撑机构旁侧辅助支撑机构9中V型块91高度，通过该V型块91对异形壳体类零件的圆柱形腔体部位进行辅助支撑。辅助支撑机构9的设置，满足体积大、重量大的异形壳体类零件例如发动机壳体稳定支撑需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：包括底板(12)及其上设置的支撑机构和两个支架(1)，两个支架(1)布置在支撑机构左、右侧，每一个支架(1)设有将支撑机构上零件紧压固定的压紧机构；

所述支撑机构包括一固定基座(11)和两个调节基座(2)，调节基座(2)包括立柱及其顶部匹配的支撑螺母(21)，所述立柱固定在底板(12)上，支撑螺母(21)及固定基座(11)相配合对零件底面定位支撑。

2.根据权利要求1所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：所述压紧机构包括压板(4)、螺杆(3)和螺柱(5)，所述螺杆(3)竖直方向螺纹安装在支架(1)上，螺柱(5)竖直方向固定在支架(1)上，压板(4)中部位置处设有通孔，压板(4)通过该通孔活动穿装在螺柱(5)上，该螺柱(5)设有和压板对应的压紧螺母(6)，压板(4)内端和支撑机构对应设置，其外端和螺杆(3)对应。

3.根据权利要求1所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：本工装还包括底板(12)后端位置处设置的连接臂(8)，连接臂(8)设有调节螺钉(10)，所述调节螺钉(10)螺杆水平朝前和零件后侧面对应。

4.根据权利要求1所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：本工装还包括在支撑机构旁侧设置的辅助支撑机构(9)，其包括：

密封罩(92)；

斜楔机构，位于密封罩(92)内，包括水平直线方向移动的斜楔(95)，以及与其匹配的、竖直方向移动的滑块(96)，密封罩(92)顶端开设有供滑块(96)顶端穿出用通孔，滑块(96)顶端由通孔穿出，密封罩(92)匹配有驱动斜楔(95)移动的驱动机构；

V型块(91)，安装在滑块(96)顶部。

5.根据权利要求4所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：所述驱动机构包括和斜楔(95)移动方向同向设置的连接杆(99)，所述连接杆穿装在密封罩上其内端伸入密封罩(92)内，该连接杆内、外端分别设有螺纹，连接杆外端螺纹连接有锁紧螺母(93)和蝶形螺母(94)，其内端和斜楔(95)螺纹连接，连接杆内端设有轴肩(991)，轴肩(991)和锁紧螺母(93)分别紧贴密封罩侧壁设置，所述蝶形螺母和锁紧螺母相互拧紧锁定。

6.根据权利要求4所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：所述滑块(96)包括和所述通孔对应设置的导向柱(962)，以及该导向柱(962)底端设置的、和斜楔(95)对应的楔形基座(961)，楔形基座(961)和斜楔(95)匹配安装，导向柱(962)穿出通孔，V型块(91)安装在导向柱(962)上。

7.根据权利要求4所述的一种异形壳体类零件的自适应定位找正工装，其特征在于：所述导向柱(962)在位于密封罩(92)内部部位处套装有弹簧(97)，弹簧(97)两端分别和密封罩(92)顶部及斜楔(95)抵接。

8.一种应用权利要求1-7任一项所述工装的异形壳体类零件装夹方法，其特征在于：包括以下步骤：

S10：将异形壳体类零件吊至支撑机构上方，并使其底面的一个定位面通过固定基座(11)支撑，使得异形壳体类零件底面另外两个定位面各自和一个支撑螺母(21)对应；

S20：调整两个支撑螺母(21)高度，使得两个支撑螺母(21)各自支撑其对应的定位面；

S30：调整压紧机构中螺杆(3)高度，使得螺杆(3)顶端位置高度和压板(4)对异形壳体类零件压紧部位位置高度对应，旋进压紧螺母(6)，压板(4)对异形壳体类零件压紧固定，完成异形壳体类零件装夹。

9.根据权利要求8所述的异形壳体类零件的装夹方法，其特征在于：在步骤S10中，异形壳体类零件吊至支撑机构位置时，调整调节螺钉(10)伸出长度，使其前端和异形壳体类零件后侧面抵接，通过该调节螺钉(10)对异形壳体类零件相对底板前后方向的位置进行限定。

10.根据权利要求8所述的异形壳体类零件的装夹方法，其特征在于：在步骤S20和S30之间设有步骤S25:

S25:异形壳体类零件通过支撑机构支撑后，调整支撑机构旁侧辅助支撑机构(9)中V型块(91)高度，通过该V型块(91)对异形壳体类零件辅助支撑。

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