CN116141044A - 一种用于小型铸件加工的找正工装 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于小型铸件加工的找正工装,所述工装包括底座、调平装置和夹持工装;其中,所述底座用于找正时调平并支撑所述夹持工装;所述调平装置用于找正时调平所述夹持工装上的待加工件的基准面;所述夹持工装能够与所述底座可拆卸地连接,用于找正时夹持所述待加工件并在找正后夹紧所述待加工件,并且,所述夹持工装在找正后与加工设备可拆卸地连接,用于为所述加工设备提供加工所述待加工件所需的基准面和加工基准线。本发明的工装能够快速并精确拉直加工基准线,减少人为因素干扰,提高后续加工精度。
Description
技术领域
本发明属于小型铸件的机械加工领域,具体涉及用于配合小型铸件的加工而设计的一种用于基准找正的工装。
背景技术
在铸件加工过程中,毛坯能否加工出合格的成品零件,基准选择准确性是保证各处留量均匀的一个重要影响因素。加工铸件的一般方法为:钳工对底面的加工余量进行合理分配,划线协调,划线做出粗基准;铣加工,根据划线位置进行找正并加工;后续加工选择已加工面作为定位精基准。该方法中,若粗基准存在偏差,加工过程中毛坯余量积累,多个尺寸相互关联,则会引起零件壁厚不均匀,造成零件报废,由此可见粗基准的重要性。
铣工在根据划线装夹、找正过程中,如何快速并精确拉直粗基准线一直是小型铸件加工过程中一项较难的问题。当前采用的一般方法是以专用工装将毛坯固定后,针对余量较大的铸件,肉眼观测进行“划线”的拉直找正;余量少的铸件则采用放大功能的目镜进行辅助找正,两者都是通过反复的微调不停进行找正,直到满足要求。此种方法在机床上进行,不易操作,且占机时间长,工作效率低。
可见,现有的铸件找正方法较为原始落后,不利于提高生产效率;同时,粗基准线找正精度不够稳定,人为因素干扰较大,对后续加工精度有着显著影响。
发明内容
针对上述现存的问题,本发明提供用于配合小型铸件的加工而设计的一种用于基准找正的工装,能够快速并精确拉直加工基准线,减少人为因素干扰,提高后续加工精度。
具体的,本发明提供一种用于小型铸件加工的找正工装,所述工装主要分为底座、调平装置和夹持工装三个部分。其中,底座用于找正时调平并支撑夹持工装;调平装置用于找正时调平夹持工装上的待加工件的基准面;夹持工装能够与底座可拆卸地连接,用于找正时夹持待加工件并在找正后夹紧待加工件,并且,夹持工装在找正后(携待加工件一起)与加工设备可拆卸地连接,用于为加工设备提供加工待加工件所需的基准面和加工基准线。
其中,夹持工装包括:主体和压块;压块通过紧固件用于与主体一起夹持(找正时)或进一步夹紧(找正后)待加工件。
进一步的,夹持工装的主体上设有:用于可拆卸地连接(通过紧固件,如固定螺钉)底座或加工设备的固定孔或槽、与底座或加工设备(定位凸起等)配合设置的定位孔、和用于夹紧待加工件的紧固孔(通过紧固件连接压块,如压紧螺钉);其中,固定孔或槽与底座配合设置用于首先在底座上调平夹持工装。
进一步的,夹持工装的主体上优选还设有:方向螺钉和/或方向孔,其中,方向螺钉设于远离调平装置一侧,方向孔设于夹持待加工件的反面,以防止装反。
进一步的,夹持工装还包括限位销,限位销安装于主体(限位孔)上,用于对待加工件进行限位(初步定位)。
优选的,主体上在待加工件的加工位置处还设有让位槽,用于保证工装避开加工位置。
进一步的,调平装置与高度规配合来实现待加工件的调平(找平),并利用高度规进一步实现(加工位置的)加工基准线的精确找正。
其中,调平装置可以是千斤顶(两个)。
此外,本发明还提供一种用于小型铸件加工的找正方法,所述方法采用上述的一种用于小型铸件加工的找正工装,并且所述方法包括:
(1)将底座放置于一平台上(要求底座与夹持工装主体接触面的平面度、平行度及垂直度公差均≤0.03mm),并将夹持工装置于底座的相应位置(底座上具体凸出的放置工装的小平台)上、通过相应手段(如,定位凸起配合定位孔、固定孔或槽的连接等)调平并固定连接;
(2)通过压块和夹持工装的主体来夹持待加工件,安装限位销,初步确定待加工件在夹持工装上的大致位置;
(3)在高度规的配合下,通过调整调平装置(千斤顶)进行待加工件的基准面的调平;使用高度规与预设的基准面是否重合来判定,同一高度的划线基准面部位与高度规是否在一条直线上(在误差允许范围之内),如果误差满足工艺要求,则可认为完成调平工作;
(4)通过调节紧固件来压紧压块,从而实现夹持工装对待加工件的夹紧;
(5)基于调平的基准面,使用高度规来(测量)确定待加工件的各加工基准线;
(6)将夹持工装与待加工件一起从底座上拆卸下来,并根据销钉孔及方向孔的位置,来将夹持工装与待加工件的整体固定在加工设备(如机床)上,即可进行所需的加工基准线的加工。在机床上加工时,以基准面为基础,加工测得的各加工基准线(加工尺寸)即可,加工位置设置让位槽,保证工装避开加工位置。
本发明采在机床外部使用工装找正的方法,将待加工的毛坯件固定在工装上,以高度规辅助进行基准面的精确找正和基于基准面的各加工面的测量,把毛坯件和工装一起装夹在机床上,工装上有定位销,因此可以直接装夹就可以满足加工要求。
本发明提供的找正工装在实际找正时,容易操作、不占机、找正精度高,可以做两个工装主体,轮流进行找正,大大缩减了找正时间,效率提高了2~3倍。可见,此找正工装完全满足加工精度要求,且加工效率高。
同时,采用此工装可实现较高精度基准线找正,不仅找正精度更高、缩短了找正时间,而且不占机,提高了机床的使用效率,对加工精度和效率的提升效果更好。
并且,采用此工装找正基准面抗干扰能力更强,人为因素少,比传统“人眼”判定基准线工艺更先进,精度更高,实际应用效果更好,提高了加工质量。
附图说明
图1是本发明的一种用于小型铸件加工的找正工装的示意图。
图2是本发明的一种用于小型铸件加工的找正工装的找正测量示意图。
图3是本发明的一种用于小型铸件加工的找正工装的立体示意图
图4是本发明的一种用于小型铸件加工的找正工装中的夹持工装主体的正反面示意图(左图为背面,右图为正面)。
图5是图4中夹持工装主体的立体示意图(正面)。
图6是图4中夹持工装主体的立体示意图(背面)。
图中:1-底座;2-千斤顶;3-固定螺钉;4-夹持工装主体;5-压紧螺钉;6-方向螺钉;7-压块;8-待加工件9-限位销;11-限位销孔;12-紧固孔;13-定位孔;14-方向孔;15-固定槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的“一种用于小型铸件加工的找正工装”作进一步详细说明。
如图1至图3所示,本实例中仅以一“工”字型待加工件8(毛坯件)为例,来介绍本发明提供的找正工装和相关找正方法。其中,选取其一顶面(A面)作为基准面,首先在找正工装上实现A面的调平找正,并将待加工件8利用夹持工装夹紧固定后,再利用高度规进行四个内侧待加工面的加工基准线的划定,随后即可转移(与夹持工装一起)到机床上根据精确划定的加工基准线加工获得所需尺寸的工字型件。实际上,本发明提供的找正工装和方法可用于各种类似形状的小型铸件的毛坯件的找正、测量划线,并不仅限于这一个特定产品。
具体的,参见图1至图3,本发明提供一种用于小型铸件加工的找正工装,所述工装分为底座1、调平装置(两个千斤顶2)和夹持工装三个部分。
其中,底座1竖直放于一平台/平地上(例如,要求底座与夹持工装主体接触面的平面度、平行度及垂直度公差均≤0.03mm)。参见图3,底座1主体为一个“墙形”的长方体形状,为夹持工装、千斤顶2和高度规(未示出)等提供抵靠、连接基础和测量投影基底,并且,在中部开始(向下)具有一个放置夹持工装主体4的延伸出的水平平台,平台的厚度与夹持工装主体4的厚度基本相当(略窄),千斤顶2抵靠该平台放置。同时,优选的,底座1上可以具有与定位孔13配合的定位凸起,帮助实现夹持工装的调平;此外,底座1还具有用于连接工装的螺纹孔等。
两个千斤顶2同样放置于平地上,分别位于待加工件8的两个底端下方,抵靠底座1的平台放置,与高度规(本实施中未示出,事实上,也可采用任何高精度的高度测量工具)配合:一边观察高度规中的影像结果一边调节一侧千斤顶2举升或降低待加工件8的一端的高度,从而使得夹持(尚未夹紧)的待加工件8的顶面A面达到完全水平(误差允许范围内)。这里,实际上也可仅使用一个千斤顶2,另一个采用固定高度支撑装置即可。
参见图1-6,夹持工装包括:夹持工装主体4、压块7(两个)、压紧螺钉5(两个)、固定螺钉3(两个)、方向螺钉6(两个)和限位销9。
进一步的,夹持工装主体4上设有:用于可拆卸地连接(通过固定螺钉3)底座1或机床的固定槽15、与底座1或机床(定位凸起等)配合设置的定位孔13、用于夹紧待加工件8的紧固孔12(通过压紧螺钉5连接压块7)、(顶端)方向螺钉6、(背面)方向孔4、限位销孔11、以及让位槽(四个)。
其中,方向螺钉6设于主体4的上侧,方向孔4设于夹持待加工件8的背面,以防止装反。限位销9安装于主体4的限位销孔11上,用于对待加工件8进行限位(初步定位)。优选的,主体4上在待加工件8的加工位置(左右两侧上下各一个)处还设有让位槽,用于保证工装避开加工位置。本实施例中提供的长方体形状的夹持工装设计可以适用于很多种类型的小型铸件的找正,但是实际上,夹持工装并不仅限于这一形状,本发明的夹持工装可以是具有上述描述的各特征的、能够实现夹持/夹紧功能的任何形状、配置的设置。并且,面对类似的待加工件,同一主体也可以通过调整压块的夹持位置来实现对不同待加工件的夹持找正功能。
夹持工装主体4首先按照定位孔13和方向螺钉6的定向定位放置于底座1的平台上,并通过固定螺钉3固定在底座1上,此间也可以通过高度规观察主体4是否水平安装(通过固定螺钉3与固定槽15处的连接进行微调)。随后,将待加工件8放在主体4上通过压块7压住并通过压紧螺钉5实现夹持;利用千斤顶2和高度规对其进行调平找正、并进一步拧紧压紧螺钉5来实现夹紧。最后,利用高度规测量基于A面的尺寸a、b,记录数据,将工装主体4与待加工件8一起从底座1上拆下来,根据方向螺钉6及方向孔14固定在机床上,在机床上加工时,只要以A面为基准,加工尺寸a、b即可,加工位置设置让刀槽,保证工装避开加工位置。
此外,本发明还提供一种用于小型铸件加工的找正方法,所述方法采用上述的一种用于小型铸件加工的找正工装,并且所述方法包括:
(1)将底座1放置于一平台上,并将夹持工装主体4置于底座1的平台上、通过定位凸起配合定位孔13、固定槽15的连接调平并固定连接;
(2)通过压块7和主体4来夹持待加工件8,安装限位销9,初步确定待加工件8在夹持工装上的大致位置;
(3)在高度规的配合下,通过调整千斤顶2进行待加工件8的基准面A面的调平;
(4)通过调节压紧螺钉5来压紧压块7,从而实现夹持工装对待加工件8的夹紧;
(5)基于调平的A面,使用高度规来(测量)确定待加工件的各加工基准线a和b;
(6)将夹持工装主体4与待加工件8一起从底座1上拆卸下来,并根据方向螺钉6及方向孔14的位置,来将夹持工装主体4与待加工件8的整体固定在机床上,即可进行所需的加工基准线的加工。
如图3所示,采用本发明工装找正基准面A面,首先将工装底座1(要求底座1底面与工装主体接触面平面度、平行度及垂直度均≤0.03mm)放在平台上,将工装放在底座1上,通过调整千斤顶2进行毛坯的调平,使用高度规与划线基准是否重合来判定,同一高度划线部位与高度规是否在一条直线上(在误差允许范围之内),如果误差满足工艺要求,则可认为完成调平工作,使用压紧螺钉5压紧压块7,使毛坯固定在工装主体4上,再使用高度规测量尺寸a、b,记录数据,将工装主体4与毛坯件一起从工装底座上拆下来,根据销钉孔及方向孔固定在机床上,在机床上加工时,只要以A面为基准,加工尺寸a、b即可,加工位置设置让刀槽,保证工装避开加工位置。
经分析,传统铸件基准线拉直找正方法存在明显误差:一是容易受人为因素影响,且不易操作;其次是针对小型铸件,即使微小的夹紧力也可能产生很大的工件变形,在精密加工中,夹紧机构和夹紧力大小都是以小的切削力为准。在机床上进行装夹时不易把控夹紧力度;再次是传统找正误差会影响产品的整体加工精度和效率,费时费力。
以本发明的工装在机床外部找正的方法,具有一定的新颖性和借鉴意义:一是使用高度规进行拉线找正,不受人为视觉干扰,通过调整千斤顶进行调平,操作简单便捷,易上手,以实测数据来确定同一高度基准线的精确位置,从而实现整体的拉直找正;再者是毛坯的拉直找正与装夹同步完成,只需要将工装固定在机床上即可进行加工。可见,此找正方法引入的误差较小,占机时间短,加工效率较高,完全优于传统的找正方法。
应理解的是,本文中所述的“内外”、“上下”、“前后”、“左右”等方位指示是以图中所示示例的装置的自身方向来进行划分的。应当理解的是,本发明的方案中,所称的上、下、前、后、左、右等位置是可以互换的,并不造成对本方案实质的限制。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述工装包括底座、调平装置和夹持工装;其中,所述底座用于找正时调平并支撑所述夹持工装;所述调平装置用于找正时调平所述夹持工装上的待加工件的基准面;所述夹持工装能够与所述底座可拆卸地连接,用于找正时夹持所述待加工件并在找正后夹紧所述待加工件,并且,所述夹持工装在找正后与加工设备可拆卸地连接,用于为所述加工设备提供加工所述待加工件所需的基准面和加工基准线。
2.根据权利要求1所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述夹持工装包括主体和压块;所述压块通过紧固件用于与所述主体一起夹持或夹紧所述待加工件。
3.根据权利要求1或2所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述夹持工装的主体上设有:用于可拆卸地连接所述底座或所述加工设备的固定孔或槽、与所述底座或所述加工设备配合设置的定位孔、和用于夹紧所述待加工件的紧固孔;其中,所述固定孔或槽与所述底座配合设置用于首先在所述底座上调平所述夹持工装。
4.根据权利要求3所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述夹持工装的主体上优选还设有:方向螺钉和/或方向孔,其中,所述方向螺钉设于远离所述调平装置一侧,所述方向孔设于夹持所述待加工件的反面,以防止装反。
5.根据权利要求3或4所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述夹持工装还包括限位销,所述限位销安装于所述主体上,用于对所述待加工件进行限位。
6.根据权利要求3-5任一所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述主体上在所述待加工件的加工位置处还设有让位槽,用于保证工装避开加工位置。
7.根据权利要求1-6任一所述的所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述调平装置与高度规配合来实现待加工件的调平,并利用高度规进一步实现加工基准线的精确找正。
8.根据权利要求1-7任一所述的用于小型铸件加工的找正工装,其特征在于,所述调平装置可以是千斤顶。
9.一种用于小型铸件加工的找正方法,其特征在于,所述方法采用如权利要求1-8任一所述的用于小型铸件加工的找正工装,并且所述方法包括:
(1)将底座放置于一平台上,并将夹持工装置于底座的相应位置上、通过相应手段调平并固定连接;
(2)通过压块和夹持工装的主体来夹持待加工件,安装限位销,确定待加工件在夹持工装上的大致位置;
(3)在高度规的配合下,通过调整调平装置进行待加工件的基准面的调平;
(4)通过调节紧固件来压紧压块,从而实现夹持工装对待加工件的夹紧;
(5)基于调平的基准面,使用高度规来确定待加工件的各加工基准线;
(6)将夹持工装与待加工件一起从底座上拆卸下来,并根据销钉孔及方向孔的位置,来将夹持工装与待加工件的整体固定在加工设备上,即可进行所需的加工基准线的加工。
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