CN115446624A - 一种用于薄壁件的加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于薄壁件的加工装置及方法，属于机加工领域。所述加工装置包括支撑定位组件、多个夹紧组件和调节组件。支撑定位组件包括底板、多个支撑凸起和多个定位销。多个夹紧组件沿底板的周向间隔布置，各夹紧组件均包括旋转夹紧油缸和压板，压板套设在旋转夹紧油缸的输出端上。调节组件包括油箱、高压电磁换向阀和低压电磁换向阀，高压电磁换向阀和低压电磁换向阀分别连通油箱和各旋转夹紧油缸。本发明提供的一种用于薄壁件的加工装置，通过在粗加工和精加工中提供不同的夹紧力，不仅可以保证薄壁件完成粗、精加工，还能保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免薄壁件报废。
Description
技术领域
本发明属于机加工领域，更具体地，涉及一种用于薄壁件的加工装置及方法。
背景技术
在压铸领域中，工件出厂前需要进行车削加工，以使得产品尺寸达到客户要求的精度。
目前，薄壁件等产品在出厂前需要进行车削加工，具体为：先将薄壁件通过高强度夹紧力夹紧固定，然后依次对薄壁件进行粗加工和精加工，保证薄壁件的圆度达到质量要求。
然而，薄壁件产品的刚性较差，且粗、精车削余量大小不同，粗车削过程中底余量较大，薄壁件的圆度容易保证，而精车削过程中底余量较小，在相同的夹紧压力下，薄壁件的内外圆在高强度夹紧力极易变形，导致圆度不达标而导致薄壁件报废。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于薄壁件的加工装置及方法，其目的在于通过在粗加工和精加工中提供不同的夹紧力，不仅可以保证薄壁件完成粗、精加工，还能保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免薄壁件报废。
第一方面，本发明提供了一种用于薄壁件的加工装置，所述加工装置包括支撑定位组件、多个夹紧组件和调节组件；
所述支撑定位组件包括底板、位于所述底板上的多个支撑凸起和多个定位销，多个所述支撑凸起沿所述底板的周向间隔布置，以支撑薄壁件，多个所述定位销沿所述底板的周向间隔布置，各所述定位销均垂直于所述底板，以插装至所述薄壁件的定位孔中；
多个所述夹紧组件沿所述底板的周向间隔布置，各所述夹紧组件均包括旋转夹紧油缸和压板，所述压板套设在所述旋转夹紧油缸的输出端上，以旋转下压所述薄壁件；
所述调节组件包括油箱、高压电磁换向阀和低压电磁换向阀，所述高压电磁换向阀和所述低压电磁换向阀分别连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸，以控制流入各所述旋转夹紧油缸的油压。
可选地，所述加工装置还包括预夹紧组件，所述预夹紧组件包括多个浮动支撑缸和压块，多个所述浮动支撑缸沿所述底板的周向间隔布置，各所述浮动支撑缸的输出端沿垂直于所述底板的方向布置，所述压块用于下压所述薄壁件。
可选地，所述底板上具有多个限位块，所述限位块沿所述底板的周向间隔布置，以对所述薄壁件的外周壁限位。
可选地，所述限位块包括竖直部和水平部，所述竖直部和所述水平部垂直连接，所述水平部固定安装在所述底板上，所述竖直部背向所述底板延伸。
可选地，所述定位销包括定位圆销和多个定位棱销，所述定位圆销的顶端在平行于所述底板的方向上的截面为圆形，各所述定位棱销的顶端在平行于所述底板的方向上的截面为棱形。
可选地，所述定位圆销的顶端和所述定位棱销的顶端均为锥形结构。
可选地，各所述支撑凸起上插装有具有抽真空的真空吸附孔，所述加工装置还包括压力传感器，所述压力传感器的探测端位于所述真空吸附孔中。
可选地，所述底板、多个所述支撑凸起和多个所述定位销均为金属结构件。
第二方面，本发明提供了一种用于薄壁件的加工方法，所述加工方法基于第一方面所述的加工装置，所述加工方法包括：
S1、将所述薄壁件放置在所述支撑凸起上，并通过多个所述定位销实现对所述薄壁件的精确定位；
S2、通过高压电磁换向阀连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸，使得各所述旋转夹紧油缸通过高压夹紧所述薄壁件，并对夹紧后的所述薄壁件进行粗加工；
S3、通过低压电磁换向阀连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸，使得各所述旋转夹紧油缸通过低压夹紧所述薄壁件，并对夹紧后的所述薄壁件进行精加工。
可选地，在步骤S2和S3之间，所述加工方法还包括：
在所述旋转夹紧油缸先后夹紧所述薄壁件之间且未作用所述薄壁件的时间间隔为5-10s。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置，在对薄壁件加工时，首先，将薄壁件放置在支撑凸起上，并通过多个定位销实现对薄壁件的精确定位，从而通过多个支撑凸起形成支撑面，实现对薄壁件的支撑。并通过多个定位销插装至薄壁件的定位孔中，实现对薄壁件的精确定位。然后，通过高压电磁换向阀连通油箱和各旋转夹紧油缸，使得各旋转夹紧油缸通过高压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行粗加工，使得在粗加工过程中，高压夹紧力(夹紧力较大)可以保证在粗加工薄壁件过程中，在切削大部分加工余量的同时保持薄壁件夹紧的稳定性。最后，通过低压电磁换向阀连通油箱和各旋转夹紧油缸，使得各旋转夹紧油缸通过低压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行精加工，从而在精加工过程中，通过低压夹紧力重新实现对薄壁件的夹紧。由于在精加工过程中，切削加工余量较小，且粗加工后底余量也较小，此时通过低压夹紧力(夹紧力较小)即可实现对薄壁件的稳固夹紧。并且，由于夹紧力较小，保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免导致薄壁件报废。
也就是说，本发明提供的一种用于薄壁件的加工装置，通过在粗加工和精加工中提供不同的夹紧力，不仅可以保证薄壁件完成粗、精加工，还能保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免损坏薄壁件。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置的俯视图；
图2是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置的侧视图；
图3是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工方法的流程图。
图中各符号表示含义如下：
1、支撑定位组件；11、底板；111、限位块；12、支撑凸起；121、真空吸附孔；13、定位销；131、定位圆销；132、定位棱销；2、夹紧组件；21、旋转夹紧油缸；22、压板；3、调节组件；31、高压电磁换向阀；32、低压电磁换向阀；4、预夹紧组件；41、浮动支撑缸；42、压块；5、压力传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置的俯视图，图2是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置的侧视图，结合图1和图2所示，加工装置包括支撑定位组件1、多个夹紧组件2和调节组件3。
支撑定位组件1包括底板11、位于底板11上的多个支撑凸起12和多个定位销13，多个支撑凸起12沿底板11的周向间隔布置，以支撑薄壁件，多个定位销13沿底板11的周向间隔布置，各定位销13均垂直于底板11，以插装至薄壁件的定位孔中。
多个夹紧组件2沿底板11的周向间隔布置，各夹紧组件2均包括旋转夹紧油缸21和压板22，压板22套设在旋转夹紧油缸21的输出端上，以旋转下压薄壁件。
调节组件3包括油箱(图未示)、高压电磁换向阀31(提供高压气体)和低压电磁换向阀32(提供低压气体)，高压电磁换向阀31和低压电磁换向阀32分别连通油箱和各旋转夹紧油缸21，以控制流入各旋转夹紧油缸21的油压。
对于本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工装置，在对薄壁件加工时，首先，将薄壁件放置在支撑凸起12上，并通过多个定位销13实现对薄壁件的精确定位，从而通过多个支撑凸起12形成支撑面，实现对薄壁件的支撑。并通过多个定位销13插装至薄壁件的定位孔中，实现对薄壁件的精确定位。然后，通过高压电磁换向阀31连通油箱和各旋转夹紧油缸21，使得各旋转夹紧油缸21通过高压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行粗加工，使得在粗加工过程中，高压夹紧力(夹紧力较大)可以保证在粗加工薄壁件过程中，在切削大部分加工余量的同时保持薄壁件夹紧的稳定性。最后，通过低压电磁换向阀32连通油箱和各旋转夹紧油缸21，使得各旋转夹紧油缸21通过低压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行精加工，从而在精加工过程中，通过低压夹紧力重新实现对薄壁件的夹紧。由于在精加工过程中，切削加工余量较小，且粗加工后底余量也较小，此时通过低压夹紧力(夹紧力较小)即可实现对薄壁件的稳固夹紧。并且，由于夹紧力较小，保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免导致薄壁件报废。
也就是说，本发明提供的一种用于薄壁件的加工装置，通过在粗加工和精加工中提供不同的夹紧力，不仅可以保证薄壁件完成粗、精加工，还能保证薄壁件的内外圆在精加工过程中不易变形，保证圆度，避免损坏薄壁件。
容易理解的是，粗加工为去除薄壁件大部分加工余量，精加工为去除薄壁件外圆和内孔小部分精切削余量，最终保证工件车削精度和质量。粗加工过程中的底余量(薄壁件剩余量)大于精加工的底余量，因此，精加工过程中薄壁件易变形。本发明通过两种夹紧力的配合使用，在精加工过程中减小了车削应力的产生，使得薄壁件的圆度更好保证。
继续参见图1和图2，加工装置还包括预夹紧组件4，预夹紧组件4包括多个浮动支撑缸41和压块42，多个浮动支撑缸41沿底板11的周向间隔布置，各浮动支撑缸41的输出端沿垂直于底板11的方向布置，压块42用于下压薄壁件。
在上述实施方式中，预夹紧组件4通过浮动支撑缸41实现下部支撑，通过压块42实现上部预压，从而可以在旋转夹紧油缸21未使用时，或者在进行高低压夹紧力切换之间时(此时旋转夹紧油缸21同样未使用)，仍能保持薄壁件稳定布置底板11上，保证预压状态，进而保证后续旋转夹紧油缸21的夹紧。
容易理解的是，浮动支撑缸41适用于支撑薄形工件，通过支撑顶住薄壁件防止被加工时受切削力而变形。
在本实施例中，底板11上具有多个限位块111，限位块111沿底板11的周向间隔布置，以对薄壁件的外周壁限位。
在上述实施方式中，限位块111对薄壁件起到限位阻挡作用。也就是说，薄壁件放置过程中，先通过限位块111对薄壁件的边缘进行初步的阻挡限位，然后再通过定位销13实现精确定位。
示例性地，限位块111在底板11上的高度高于定位销13。
示例性地，限位块111包括竖直部和水平部，竖直部和水平部垂直连接，水平部固定安装在底板11上，竖直部背向底板11延伸，从而通过竖直部实现限位，通过水平部实现其与底板11的连接。
进一步地，定位销13包括定位圆销131和多个定位棱销132，定位圆销131的顶端在平行于底板11的方向上的截面为圆形，各定位棱销132的顶端在平行于底板11的方向上的截面为棱形。
在上述实施方式中，通过定位圆销131和定位棱销132的配合可以实现对薄壁件的精确定位。
示例性地，定位圆销131由于其顶端为圆形，薄壁件仍可以转动，再此基础上通过定位棱销132的进一步定位，使得定位棱销132便于插装定位至薄壁件的定位孔中(定位棱销132只有棱角的两个端点与定位孔接触，其余两个两端端点与定位孔间隔)，且在插装定位后即薄壁件无法转动，实现对薄壁件的精确定位。
示例性地，定位圆销131的顶端和定位棱销132的顶端均为锥形结构，锥形结构便于插装定位。
需要说明的是，定位圆销131和定位棱销132均包括依次连接第一段、第二段和第三段，第一段的截面为圆形或者棱形，第二段则为弹性结构(例如：弹簧)，第一段同轴插装在第三段中，从而避免薄壁件在放置过程中与第一段硬接触，起到缓冲的作用。
在本发明的一种实现方式中，各支撑凸起12上插装有具有抽真空的真空吸附孔121，加工装置还包括压力传感器5，压力传感器5的探测端位于真空吸附孔121中。
在上述实施方式中，当薄壁件放置到位后，薄壁件密封真空吸附孔121，压力传感器5则会探测压力变化，此时可以判断出薄壁件是否放置到位，便于操作员进一步操作。
在本实施例中，底板11、多个支撑凸起12和多个定位销13均为金属结构件，从而保证薄壁件的支撑强度。
图3是本发明实施例提供的一种用于薄壁件的加工方法的流程图，如图3所示，该加工方法基于上述的加工装置，该加工方法包括：
S1、将薄壁件放置在支撑凸起12上，并通过多个定位销13实现对薄壁件的精确定位。
S2、通过高压电磁换向阀31连通油箱和各旋转夹紧油缸21，使得各旋转夹紧油缸21通过高压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行粗加工。
S3、通过低压电磁换向阀32连通油箱和各旋转夹紧油缸21，使得各旋转夹紧油缸21通过低压夹紧薄壁件，并对夹紧后的薄壁件进行精加工。
需要说明的是，在步骤S2之后，步骤S3之前，即粗加工完成后，高压电磁换向阀31通过换向使得各旋转夹紧油缸21解除对薄壁件的夹紧，此时通过预夹紧组件4在这段真空期提供预夹紧力来实现对薄壁件的夹装定位，避免薄壁件移动。
另外，在步骤S2和S3之间，加工方法还包括：
在旋转夹紧油缸21先后夹紧薄壁件之间且未作用薄壁件的时间间隔为5-10s。
也就是说，在粗加工完成后解除高压夹紧力的过程中，需要延时一段时间，再进行低压的夹紧，保证高压夹紧力产生的应力及时失效。
本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述加工装置包括支撑定位组件(1)、多个夹紧组件(2)和调节组件(3)；
所述支撑定位组件(1)包括底板(11)、位于所述底板(11)上的多个支撑凸起(12)和多个定位销(13)，多个所述支撑凸起(12)沿所述底板(11)的周向间隔布置，以支撑薄壁件，多个所述定位销(13)沿所述底板(11)的周向间隔布置，各所述定位销(13)均垂直于所述底板(11)，以插装至所述薄壁件的定位孔中；
多个所述夹紧组件(2)沿所述底板(11)的周向间隔布置，各所述夹紧组件(2)均包括旋转夹紧油缸(21)和压板(22)，所述压板(22)套设在所述旋转夹紧油缸(21)的输出端上，以旋转下压所述薄壁件；
所述调节组件(3)包括油箱、高压电磁换向阀(31)和低压电磁换向阀(32)，所述高压电磁换向阀(31)和所述低压电磁换向阀(32)分别连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸(21)，以控制流入各所述旋转夹紧油缸(21)的油压。
2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括预夹紧组件(4)，所述预夹紧组件(4)包括多个浮动支撑缸(41)和压块(42)，多个所述浮动支撑缸(41)沿所述底板(11)的周向间隔布置，各所述浮动支撑缸(41)的输出端沿垂直于所述底板(11)的方向布置，所述压块(42)用于下压所述薄壁件。
3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述底板(11)上具有多个限位块(111)，所述限位块(111)沿所述底板(11)的周向间隔布置，以对所述薄壁件的外周壁限位。
4.根据权利要求3所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述限位块(111)包括竖直部和水平部，所述竖直部和所述水平部垂直连接，所述水平部固定安装在所述底板(11)上，所述竖直部背向所述底板(11)延伸。
5.根据权利要求1所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述定位销(13)包括定位圆销(131)和多个定位棱销(132)，所述定位圆销(131)的顶端在平行于所述底板(11)的方向上的截面为圆形，各所述定位棱销(132)的顶端在平行于所述底板(11)的方向上的截面为棱形。
6.根据权利要求5所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述定位圆销(131)的顶端和所述定位棱销(132)的顶端均为锥形结构。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，各所述支撑凸起(12)上插装有具有抽真空的真空吸附孔(121)，所述加工装置还包括压力传感器(5)，所述压力传感器(5)的探测端位于所述真空吸附孔(121)中。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用于薄壁件的加工装置，其特征在于，所述底板(11)、多个所述支撑凸起(12)和多个所述定位销(13)均为金属结构件。
9.一种用于薄壁件的加工方法，其特征在于，所述加工方法基于权利要求1-8任意一项所述的加工装置，所述加工方法包括：
S1、将所述薄壁件放置在所述支撑凸起(12)上，并通过多个所述定位销(13)实现对所述薄壁件的精确定位；
S2、通过高压电磁换向阀(31)连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸(21)，使得各所述旋转夹紧油缸(21)通过高压夹紧所述薄壁件，并对夹紧后的所述薄壁件进行粗加工；
S3、通过低压电磁换向阀(32)连通所述油箱和各所述旋转夹紧油缸(21)，使得各所述旋转夹紧油缸(21)通过低压夹紧所述薄壁件，并对夹紧后的所述薄壁件进行精加工。
10.根据权利要求9所述的一种用于薄壁件的加工方法，其特征在于，在步骤S2和S3之间，所述加工方法还包括：
在所述旋转夹紧油缸(21)先后夹紧所述薄壁件之间且未作用所述薄壁件的时间间隔为5-10s。
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