CN115570163B - 一种带锁座导向套自动装夹工装及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种带锁座导向套自动装夹工装及加工方法。包括工装底板，工装底板上安装有随动分度盘和伺服分度盘，随动分度盘和伺服分度盘之间安装有工装连接底座；所述工装连接底座上开设有圆形通孔，工装连接底座的圆形通孔中固定有三爪液压卡盘，三爪液压卡盘上侧面连接有工件定位法兰；所述工件定位法兰上侧面连接有固定轴向定位块和侧向定位油缸，侧向定位油缸与固定轴向定位块向对布置。本发明利用三爪卡盘自动心原理进行装夹，配合轴向定位油缸，实现自动找正装夹，一次装夹进行所有非车削工序的加工；换型效率高，维护保养简单，可适用于多种工件加工，有效降低劳动强度。

Description

一种带锁座导向套自动装夹工装及加工方法

技术领域

本发明涉及液压缸加工技术领域，具体是一种带锁座导向套自动装夹工装及加工方法。

背景技术

导向套：液压缸的导向套起支撑和保持活塞杆和缸筒同轴度的作用，在液压缸活塞杆伸出的过程中，使液压缸和缸筒表面接触的作用，液压缸行程越长，导向套越长。同时，也为油缸口的油封提供一个支撑。

导向套是液压油缸内部的核心零件，通过导向套保证液压油缸的活塞杆在缸筒内部做直线运动，内部有密封和支撑沟槽，用来支撑密封，保证液压油缸的密封性；导向套的同轴度、表面粗糙度等关键尺寸，直接影响液压油缸的使用性能。

对于具有法兰和锁座的导向套，其加工特征有内外圆车削、内外槽车削、法兰钻孔、阀座面铣削、钻孔、攻丝、倒角等工序。常规加工采用车削中心进行车削加工、也可法兰面钻孔、铣削等，然后用铣削类设备进行阀座面铣削、钻孔、攻丝等，最后进行人工去刺；在铣削加工时需进行人工找正。该种装夹方式，由于车削中心动力的影响，法兰面钻孔效率较低，部分细孔加工难点大，刀具成本高；而且需要人工去刺，劳动强度高；加工过程多次装夹，影响加工精度，且无法实现自动化生产加工或自动化程度不高，需人工进行部分工序。

中国专利公开了一种用于液压油缸导向套一次成型的分度加工装置（CN215698284U），包括导向套工装，导向套工装安装在数控分度盘上，数控分度盘的一侧铰接在卧式加工中心上，数控分度盘设有翻转机构和转动机构。翻转机构和转动机构分别包括伺服马达和传动机构。数控分度盘包括齿式离合盘；传动机构包括蜗杆组；导向套工装包括油压锁紧装置。用于三轴、四轴卧式加工中心对液压支架油缸导向套五轴翻转联动加工，通过现有设备需要增加工装，完成油缸缸底和导向套类零件整体一次加工。

上述现有技术的缺点是：

（1）其压紧装置为油压锁紧装置，该装置无法实现轴类零件自定心装夹，且装夹精度低，动作繁琐，可靠性较低，容易在自动化中出现铁屑缠绕的问题；

（2）该工装安装在数控分度盘上，数控分度盘的一侧铰接在卧式加工中心上，数控分度盘设有翻转机构和转动机构；可以确定，该工装反转角度有限，无法实现底面朝上等角度加工；

（3）该工装功能实现复杂，无法使用机械手自动装夹，该工装只适用于立柱、千斤顶液压油缸导向套；对于具有法兰和锁座的导向套，该工装无法实现自动定位装夹功能，且适用的加工工序有限。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种带锁座导向套自动装夹工装及加工方法。本装夹工装适用于带锁座导向套的钻孔、铣削、攻丝、倒角等加工工序，能实现除车内外圆、槽等车削工序的集中加工。

本发明通过以下技术方案实现：一种带锁座导向套自动装夹工装，包括工装底板，工装底板上安装有随动分度盘和伺服分度盘，随动分度盘和伺服分度盘之间安装有工装连接底座；所述工装连接底座上开设有圆形通孔，工装连接底座的圆形通孔中固定有三爪液压卡盘，三爪液压卡盘上侧面连接有工件定位法兰；所述工件定位法兰上侧面连接有固定轴向定位块和侧向定位油缸，侧向定位油缸与固定轴向定位块向对布置。

其进一步是：所述三爪液压卡盘、工件定位法兰和工装连接底座的圆形通孔同轴心布置；三爪液压卡盘周边具有法兰盘，法兰盘通过螺钉与工装连接底座的圆形通孔内台肩固定连接；三爪液压卡盘上侧面开设有螺纹孔，所述工件定位法兰通过螺钉与三爪液压卡盘上侧面的螺纹孔连接。

所述工件定位法兰中用于放置待加工导向套；所述固定轴向定位块和侧向定位油缸分置在待加工导向套的锁座的两侧，工作时，固定轴向定位块和侧向定位油缸抵在待加工导向套的锁座的两侧。

所述三爪液压卡盘表面开设有与待加工导向套的锁座配合的避让沉槽；所述工件定位法兰侧边开设有与待加工导向套的锁座配合的避让通槽；所述避让通槽、避让沉槽和待加工导向套的锁座轴向相对。

所述三爪液压卡盘包括卡盘基体和径向滑动安装在卡盘基体上的卡盘移动块；所述卡盘移动块上通过螺钉固定有可换卡爪；所述可换卡爪的内端面为弧形面，可换卡爪的内端开设有避让孔。

所述侧向定位油缸包括缸体；所述缸体中开设有平行的滑孔和滑道；缸体滑孔中滑动安装有活塞，活塞圆周面上安装有密封圈；缸体滑道中滑动安装有侧顶块；所述缸体滑孔底部固定有螺塞堵，螺塞堵与活塞之间为油腔；所述活塞远离油腔的一端为弹簧腔，弹簧腔内安装有弹簧；

所述缸体滑孔和滑道之间开设有连通长孔，连通长孔穿设有连接销，连接销两端分别与活塞和侧顶块连接。

所述工装连接底座两端分别通过一个L型连接板与对应侧的随动分度盘和伺服分度盘固定连接。

一种带锁座导向套的加工方法，

通过机械手或手动将待加工导向套放置于工件定位法兰上，然后侧向定位油缸进行运动，向左顶紧待加工导向套的锁座侧面进行角度定位，然后三爪液压卡盘伸出夹紧待加工导向套；

伺服分度盘转动，控制待加工导向套顶端朝上；进行待加工导向套的法兰面钻孔、铣削加工工序；

伺服分度盘转动，控制待加工导向套锁座的端面朝上，进行锁座面铣削、钻孔、攻丝、倒角加工工序；

伺服分度盘转动，控制待加工导向套底端朝上，进行底侧倒角加工工序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）利用三爪卡盘自动心原理进行装夹，配合轴向定位油缸，实现自动找正装夹，操作简单，装夹精度高；一次装夹进行所有非车削工序的加工，真正实现一次装夹加工，有效保证加工后的相对位置关系；

（2）利用该工装可任意反转角度，可利用三轴加工中心摆头进行加工，有效降低该产品对设备的依赖度，且利用该工装，可加工该工序所有除车削以外的所有工序，只需一台数控车床和一台三轴立式加工中心可加工该产品；

（3）该工装换型只需更换工件定位法兰和可换卡爪，无需其他操作，换型效率高，维护保养简单，可适用于多种工件加工；该工装自动化程度高，可利用机械手上下工件，完全实现自动化操作，可实现利用设备进行去毛刺加工，有效降低劳动强度。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是液压三爪卡盘结构示意图；

图3是侧向定位油缸结构示意图；

图4是待加工导向套的法兰面加工示意图；

图5是待加工导向套的锁座加工示意图；

图6是待加工导向套的底侧加工示意图。

图中：1、随动分度盘；2、L型连接侧板；3、工件定位法兰；3-1、避让通槽；4、待加工导向套；5、把手；6、侧向定位油缸；6-1、侧顶块；6-2、弹簧；6-3、缸体；6-4、活塞；6-5、密封圈；6-6、螺塞堵；6-7、连通长孔；6-8、连接销；7、机床工作台；8、伺服分度盘；9、工装底板；10、工装连接底座；11、液压三爪卡盘；11-1、避让沉槽；11-2、卡盘基体；11-3、卡盘移动块；11-4、可换卡爪；11-5、避让孔；12、固定轴向定位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种带锁座导向套自动装夹工装，工装底板9通过T型螺母与机床工作台7进行连接，随动分度盘1和伺服分度盘8通过螺钉与工装底板9进行连接。工装连接底座10两端分别通过一个L型连接板2与对应侧的随动分度盘1和伺服分度盘8固定连接。

工装连接底座10中心开设有圆形通孔，工装连接底座10的圆形通孔中固定有三爪液压卡盘11，三爪液压卡盘11上侧面连接有工件定位法兰3；三爪液压卡盘11、工件定位法兰3和工装连接底座10的圆形通孔同轴心布置。工件定位法兰3中用于放置待加工导向套4，工件定位法兰3上侧面通过连接螺钉连接有固定轴向定位块12和侧向定位油缸6，侧向定位油缸6与固定轴向定位块12向对布置。

结合图1和图2所示，三爪液压卡盘11周边具有法兰盘，法兰盘通过螺钉与工装连接底座10的圆形通孔内台肩固定连接。三爪液压卡盘11包括卡盘基体11-2和径向滑动安装在卡盘基体11-2上的卡盘移动块11-3。本实施例中，可换卡爪11-4通过螺钉固定在卡盘移动块11-3上。根据不同的待加工导向套4，可以使用不同的可换卡爪11-4。可换卡爪11-4的内端面为弧形面，用于配合压紧待加工导向套4。可换卡爪11-4的内端开设有避让孔11-5，解决钻孔时的干涉问题。

三爪液压卡盘11上侧面开设有螺纹孔，工件定位法兰3通过螺钉与三爪液压卡盘11上侧面的螺纹孔连接。可通过更换不同的工件定位法兰3来适应不同直径规格的待加工导向套4。在工件定位法兰3上有两组把手5，更换工件定位法兰3时通过用手提把手5来实现快速更换。三爪液压卡盘11表面开设有与待加工导向套4的锁座铣削加工的铣刀避让沉槽11-1；工件定位法兰3侧边开设有与待加工导向套4的锁座铣削加工的铣刀避让通槽3-1；避让通槽3-1、避让沉槽11-1和待加工导向套4的锁座轴向相对。

结合图1和图3所示，固定轴向定位块12和侧向定位油缸6分置在待加工导向套4的锁座的两侧，工作时，固定轴向定位块12和侧向定位油缸6抵在待加工导向套4的锁座的两侧。

侧向定位油缸6包括缸体6-3，缸体6-3中开设有平行的滑孔和滑道。缸体6-3滑孔中滑动安装有活塞6-4，活塞6-4圆周面上安装有密封圈6-5。缸体6-3滑道中滑动安装有侧顶块6-1。缸体6-3滑孔底部固定有螺塞堵6-6，螺塞堵6-6与活塞6-4之间为油腔，缸体6-3上设置有与油腔连通的油口。活塞6-4远离油腔的一端为弹簧腔，弹簧腔内安装有弹簧6-2，弹簧6-2用于控制活塞6-4复位。缸体6-3滑孔和滑道之间开设有连通长孔6-7，连通长孔6-7穿设有连接销6-8，连接销6-8两端分别与活塞6-4和侧顶块6-1连接。无液压油时，活塞6-4在弹簧6-2的作用下位于缸体6-3右侧，处于复位状态，当在活塞6-4右侧的油腔加液压油时，活塞6-4向左移动，带动侧顶块1向左移动，实现顶紧动作。

实施例二

一种带锁座导向套的加工方法，使用上述实施例一中的带锁座导向套自动装夹工装；

通过机械手或手动将待加工导向套4放置于工件定位法兰3上，然后侧向定位油缸6进行运动，向左顶紧待加工导向套4的锁座侧面进行角度定位，然后三爪液压卡盘11伸出夹紧待加工导向套4；

伺服分度盘8转动，控制待加工导向套4顶端朝上；进行待加工导向套4的法兰面钻孔、铣削等加工工序；

伺服分度盘8转动，控制待加工导向套4锁座的端面朝上，进行锁座面铣削、钻孔、攻丝、倒角等加工工序；

伺服分度盘8转动，控制待加工导向套4底端朝上，进行底侧倒角加工工序。

本实施例采用三爪卡盘原理实现加工中心自动装夹，不同于常规采用芯轴定位或采用分度盘进行装夹等方式，本实施例的操作可换型更简便。侧向定位油缸利用活塞侧向带动端面定位侧顶块，将密封功能设置于活塞上，内部用弹簧实现复位，减少一个出油口，单侧进出油，有效降低侧向定位油缸结构。采用伺服分度盘进行旋转驱动，采用另一分度盘进行从动，实现普通三轴立式加工中心具备摆动加工能力，重复定位精度高，结构简单且可自动控制。将换型工件定位装置制作为一套工件定位法兰，底部有定位销孔，可实现快递换型定位，减少换型时间，换型可整体更换该装置，实现模块化更换。本实施例针对带锁座的导向套，可实现自动定位装夹，装夹方式简单，精度高。

本实施例主要针对带有锁座的导向套的钻孔、铣削、攻丝、倒角等加工工序，实现除车内外圆、槽等车削工序的集中加工。使用该工装后，车削设备只需采用数控车床，无需高性能车削中心，加工设备成本低。利用三爪卡盘自动定位夹紧原理，实现在加工中心上自动装夹定位，无需在手动校准工件，实现多工序一台设备加工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种带锁座导向套自动装夹工装，包括工装底板（9），工装底板（9）上安装有随动分度盘（1）和伺服分度盘（8），随动分度盘（1）和伺服分度盘（8）之间安装有工装连接底座（10）；

其特征在于：

所述工装连接底座（10）上开设有圆形通孔，工装连接底座（10）的圆形通孔中固定有三爪液压卡盘（11），三爪液压卡盘（11）上侧面连接有工件定位法兰（3）；所述工件定位法兰（3）上侧面连接有固定轴向定位块（12）和侧向定位油缸（6），侧向定位油缸（6）与固定轴向定位块（12）相对布置；

所述工件定位法兰（3）中用于放置待加工导向套（4）；所述固定轴向定位块（12）和侧向定位油缸（6）分置在待加工导向套（4）的锁座的两侧，工作时，固定轴向定位块（12）和侧向定位油缸（6）抵在待加工导向套（4）的锁座的两侧；

所述三爪液压卡盘（11）表面开设有与待加工导向套（4）的锁座配合的避让沉槽（11-1）；所述工件定位法兰（3）侧边开设有与待加工导向套（4）的锁座配合的避让通槽（3-1）；所述避让通槽（3-1）、避让沉槽（11-1）和待加工导向套（4）的锁座轴向相对；

所述侧向定位油缸（6）包括缸体（6-3）；所述缸体（6-3）中开设有平行的滑孔和滑道；缸体（6-3）滑孔中滑动安装有活塞（6-4），活塞（6-4）圆周面上安装有密封圈（6-5）；缸体（6-3）滑道中滑动安装有侧顶块（6-1）；所述缸体（6-3）滑孔底部固定有螺塞堵（6-6），螺塞堵（6-6）与活塞（6-4）之间为油腔；所述活塞（6-4）远离油腔的一端为弹簧腔，弹簧腔内安装有弹簧（6-2）；

所述缸体（6-3）滑孔和滑道之间开设有连通长孔（6-7），连通长孔（6-7）穿设有连接销（6-8），连接销（6-8）两端分别与活塞（6-4）和侧顶块（6-1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种带锁座导向套自动装夹工装，其特征在于：所述三爪液压卡盘（11）、工件定位法兰（3）和工装连接底座（10）的圆形通孔同轴心布置；三爪液压卡盘（11）周边具有法兰盘，法兰盘通过螺钉与工装连接底座（10）的圆形通孔内台肩固定连接；三爪液压卡盘（11）上侧面开设有螺纹孔，所述工件定位法兰（3）通过螺钉与三爪液压卡盘（11）上侧面的螺纹孔连接。

3.据权利要求1所述的一种带锁座导向套自动装夹工装，其特征在于：所述三爪液压卡盘（11）包括卡盘基体（11-2）和径向滑动安装在卡盘基体（11-2）上的卡盘移动块（11-3）；所述卡盘移动块（11-3）上通过螺钉固定有可换卡爪（11-4）；所述可换卡爪（11-4）的内端面为弧形面，可换卡爪（11-4）的内端开设有避让孔（11-5）。

4.据权利要求1所述的一种带锁座导向套自动装夹工装，其特征在于：所述工装连接底座（10）两端分别通过一个L型连接板（2）与对应侧的随动分度盘（1）和伺服分度盘（8）固定连接。

5.一种带锁座导向套的加工方法，采用权利要求1至4中任一所述的一种带锁座导向套自动装夹工装，其特征在于：

通过机械手或手动将待加工导向套（4）放置于工件定位法兰（3）上，然后侧向定位油缸（6）进行运动，向左顶紧待加工导向套（4）的锁座侧面进行角度定位，然后三爪液压卡盘（11）伸出夹紧待加工导向套（4）；

伺服分度盘（8）转动，控制待加工导向套（4）顶端朝上；进行待加工导向套（4）的法兰面钻孔、铣削加工工序；

伺服分度盘（8）转动，控制待加工导向套（4）锁座的端面朝上，进行锁座面铣削、钻孔、攻丝、倒角加工工序；

伺服分度盘（8）转动，控制待加工导向套（4）底端朝上，进行底侧倒角加工工序。