CN120962358A - 一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装和加工方法 - Google Patents

Abstract

一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装及加工方法，包括端面销孔加工工装和外侧面加工工装，端面销孔加工工装包括法兰基座和主梁，主梁与法兰基座连接，法兰基座与四轴加工中心第四轴连接，主梁左右两侧加工工位上安装背部定位块，主梁上安装有对工件进行固定的气缸；外侧面加工工装包括条形基座，条形基座正面设有圆形定位轴与四轴加工中心的第四轴连接，条形基座背面设有凸台，凸台上安装有支撑销，工件套设在支撑销上通过固定螺栓固定。加工方法包含两道工序，分别通过上述二工装一次装夹实现。本发明具有结构简单合理、操作方便、装夹定位精度高的特点，将多道装夹加工工序优化为二道装夹加工，大大减小装夹对加工精度影响，提高生产效率。

Description

一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装和加工方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装和加工方法。

背景技术

履带板是工程机械、农业设备、军事车辆以及其他轻重型装备行动系统中不可或缺的关键部件，主要用于提供稳定的移动支撑和动力传递。传统的履带板通常使用强度较高的钢或铸铁制成，然而随着现代化工业、军用装备对设备轻量化、高效化和节能化需求的增加，传统履带板材料逐渐被轻量化材料所替代，如铝合金、钛合金等。

针对现有的轻型装备行动系统用铝合金履带板(具有两个平行的且与两侧端面垂直销孔、上下侧面均有凹槽结构)的机加工，传统的夹持固定工装多为具有不同钳口的平口钳，加工工序长、装夹次数多，每一道工序装夹都需要人工手动对履带板进行夹持固定。由人工固定履带板存在操作繁琐、装夹定位精度差等问题，带来的结果是产品加工效率低，履带板销孔和两端侧面垂直精度、外侧面和两端侧面垂直精度差等问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装，具有结构合理、操作方便、装夹定位精度高的特点。

本发明所要解决的第二个个技术问题是提供一种轻型装备行动系统用履带板的加工方法，工艺更加简单合理，将原来多道装夹加工工序优化为二道装夹加工，极大程度上减小装夹对加工精度的影响，有效提高生产效率。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装，其特征在于：包括端面销孔加工工装和外侧面加工工装；其中，

端面销孔加工工装包括法兰基座和主梁，主梁的后端与法兰基座连接固定，主梁的前端设有顶尖孔与活动顶尖配合，法兰基座与四轴加工中心的第四轴连接，主梁的左右两侧设有加工工位，在加工工位上安装有与工件毛坯底部相抵的背部定位块，在主梁上加工工位的前后两端分别设有对工件进行固定的气缸；

外侧面加工工装包括条形基座，条形基座正面凸设有圆形定位轴与四轴加工中心的第四轴连接，条形基座的背面设有与工件的端面配合的凸台，凸台上安装有与工件的两个端面销孔对应的支撑销，工件套设在支撑销上与凸台相抵，通过固定螺栓穿过垫块、销孔拧入支撑销的螺孔内固定。

作为改进，所述主梁为矩形块，法兰基座为圆形块，法兰基座的前端面凹设有主梁定位槽，主梁定位槽内开设有若干主梁固定孔，主梁的后端开设有与主梁固定孔对应的连接孔，主梁的后端设置在主梁定位槽内通过螺栓与法兰基座固定，法兰基座的后端面中部凸设有圆柱形的定位销，定位销直径和四轴加工中心第四轴轴孔内径相同，法兰基座上、主梁固定孔外还设有若干法兰基座固定孔，法兰基座通过定位销与四轴加工中心第四轴轴孔定位后通过螺栓穿过法兰基座固定孔与四轴加工中心的第四轴连接固定。

进一步，所述主梁固定孔为四个沉孔，沉孔在法兰基座的后端面，四个主梁固定孔分别开设在主梁定位槽的四角位置，法兰基座固定孔为沉孔，沉孔在法兰基座的前端面，法兰基座固定孔为三～四个，通过螺栓穿过法兰基座固定孔与四轴加工中心的第四轴连接固定。

进一步，所述主梁的左右两侧前后两端分别凹设有供气缸安装的安装区，气缸为六个，其中二个分别设置在主梁的左右两侧后端，四个分别安装在主梁的左右二侧前端，安装区内设有多个气缸安装孔，气缸通过螺栓固定在主梁上。

再进一步，所述六个气缸的结构相同，均包括气缸主体，气缸主体的中部设置气缸伸缩杆，气缸伸缩杆顶端设置气缸压块，气缸伸缩杆与气缸压块通过三号销轴连接，气缸压块中间通过气缸压块支架与气缸主体连接，气缸压块与气缸压块支架通过一号销轴连接，气缸压块支架与气缸主体通过二号销轴连接。

进一步，所述主梁的左右两侧中部凹设有背面定位块定位槽，背部定位块的正面为与工件毛坯底部轮廓相同的曲面，背面定位块定位槽内开设有定位孔，背部定位块上设有对应的沉孔，通过螺栓将背部定位块固定在背部定位块定位槽内。

再进一步，所述条形基座正面的圆形定位轴外径与加工中心第四轴中心孔内径相同，圆形定位轴上开设有中心固定孔，条形基座的背面凸台内凹设有左右二个支撑销定位槽，支撑销定位槽内开设有贯穿的定位孔，支撑销的一端设有对应的连接孔，支撑销设置在定位槽内、通过螺栓固定。

最后，所述垫块为一侧开槽的圆形垫块。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种轻型装备行动系统用履带板的加工方法，其特征在于：采用上述加工工装进行加工，具体步骤为：

1)将装配好的端面销孔加工工装和外侧面加工工装分别固定在不同的四轴加工中心的第四轴上，其中端面销孔加工工装需配合活动顶尖使用；

2)端面销孔加工：打开六个气缸，将一件工件放入主梁的左侧加工工位，关闭左侧加工工位的三个气缸，使工件固定，然后使端面销孔加工工装旋转180°，将另一件工件放入主梁的右侧加工工位，随后关闭右侧加工工位的三个气缸，使工件固定；加工时，首先进行工件上下端面的铣削加工，然后进行镗孔加工，最后进行销孔倒角加工，通过旋转第四轴实现工件上下面的加工；

3)外侧面加工：将步骤2)加工后的工件通过端面销孔穿插在支撑销上，然后垫上垫块，将固定螺栓穿过垫块、工件的销孔拧入支撑销中将工件固定；采用铣削工序对工件外侧面进行加工，首先加工工件一个面，然后再加工工件另一个面，通过旋转第四轴实现工件上下两个外侧面的加工。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、分为端面销孔加工工装和外侧面加工工装，将工件端面铣削和镗孔工序放在端面销孔加工工装上一次装夹、一次性加工完成，最大程度上保证了端面和销孔的垂直精度，第二道工序外侧面加工的装夹以第一道工序销孔为基准，同样能保证外侧面和端面的垂直精度；

2、端面销孔加工工装可以非常简单的实现更多工位加工，同时气缸的使用能使工件装卸变得方便快捷，提升了加工效率；

3、外侧面加工工装配置两个开槽的垫块，能够在不完全去除固定螺栓的情况下拿下垫块，使工件快速的装卸，提升外侧面加工效率；

本发明的加工工装具有设计简单合理，、操作方便、装夹定位精度高的特点，加工方法更加简单，将原来多道装夹加工工序优化为二道装夹加工，极大程度上减小装夹对加工精度的影响，有效提高生产效率。

附图说明

图1是本发明提供的端面销孔加工工装的结构示意图；

图2是本发明提供的端面销孔加工工装另一角度的结构示意图；

图3是图1在去除工件后的结构示意图；

图4是法兰基座的前、后端面结构示意图；

图5是主梁的结构示意图；

图6是背部定位块的结构示意图；

图7a、图7b是气缸的结构示意图；

图8a、图8b是外侧面加工工装的结构示意图；

图9是图8a在去除工件后的结构示意图；

图10是条形基座的结构示意图

图11是支撑销的结构正反面示意图；

图12是垫块的结构正反面示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1-12所示，一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装，包括端面销孔加工工装A和外侧面加工工装B，其中端面销孔加工工装A包括法兰基座2和主梁1，主梁1的后端与法兰基座2连接固定，主梁1的前端设有顶尖孔12a与活动顶尖配合，法兰基座2与四轴加工中心的第四轴连接，主梁1的左右两侧设有加工工位，在加工工位上安装有与工件毛坯底部相抵的背部定位块4，在主梁1上加工工位的前后两端分别设有对工件8进行固定的气缸3；外侧面加工工装B包括条形基座5，条形基座5正面凸设有圆形定位轴51与四轴加工中心的第四轴连接，条形基座5的背面设有与工件8的端面配合的凸台52，凸台52上安装有与工件8的两个端面销孔对应的支撑销6，工件8套设在支撑销6上，通过固定螺栓7穿过垫块9、销孔拧入支撑销6的螺孔61内固定。

具体结构为：主梁1为矩形块，法兰基座2为圆形块，法兰基座2的前端面凹设有主梁定位槽22，主梁定位槽22内开设有若干主梁固定孔23，主梁1的后端开设有与主梁固定孔23对应的连接孔11，主梁1的后端设置在主梁定位槽22内通过螺栓与法兰基座2固定，法兰基座2的后端面中部凸设有圆柱形的定位销21，定位销21直径和四轴加工中心第四轴轴孔内径相同，法兰基座2上、主梁固定孔23外还设有若干法兰基座固定孔24，法兰基座2通过定位销21与四轴加工中心第四轴轴孔定位后通过螺栓穿过法兰基座固定孔24与四轴加工中心的第四轴连接固定。本实施例的主梁固定孔23为四个沉孔，沉孔在法兰基座2的后端面，四个主梁固定孔23分别开设在主梁定位槽22的四角位置，法兰基座固定孔24为沉孔，沉孔在法兰基座2的前端面，法兰基座固定孔24为四个，通过螺栓穿过法兰基座固定孔24与四轴加工中心的第四轴连接固定。

主梁1的左右两侧前后两端分别凹设有供气缸3安装的安装区12，气缸3为六个，其中二个分别设置在主梁1的左右两侧后端，四个分别安装在主梁1的左右二侧前端，安装区12内设有多个气缸安装孔，气缸3通过螺栓固定在主梁1上。六个气缸3的结构相同，均包括气缸主体31，气缸主体31的中部设置气缸伸缩杆32，气缸伸缩杆32顶端设置气缸压块33，气缸伸缩杆32与气缸压块33通过三号销轴36连接，气缸压块33中间通过气缸压块支架34与气缸主体31连接，气缸压块33与气缸压块支架34通过一号销轴37连接，气缸压块支架34与气缸主体1通过二号销轴35连接。

主梁1的左右两侧中部凹设有背面定位块定位槽13，背部定位块4的正面为与工件毛坯底部轮廓相同的曲面，背面定位块定位槽13内开设有定位孔，背部定位块4上设有对应的沉孔41，通过螺栓将背部定位块4固定在背部定位块定位槽13内。

条形基座5正面的圆形定位轴51外径与加工中心第四轴中心孔内径相同，圆形定位轴51上开设有中心固定孔，条形基座5的背面凸台52内凹设有左右二个支撑销定位槽53，支撑销定位槽53内开设有二个贯穿的定位孔54，支撑销6的一端设有对应的连接孔62，支撑销6设置在支撑销定位槽53内、通过螺栓固定。垫块9为一侧开槽91的圆形垫块。

一种轻型装备行动系统用履带板的加工方法，加工方法包含两道工序加工，分别通过端面销孔加工工装和外侧面加工工装一次装夹实现，第一道工序包含端面铣削、镗孔工序加工，通过端面销孔加工工装一次装夹实现，端面铣削包含上端面铣削和下端面铣削，镗孔包含粗镗、精镗和上下倒角，第二道工序为外侧面铣削工序加工，通过外侧面加工工装一次装夹实现，外侧面铣削分为上下外侧面铣削，所述上下面铣削、上下倒角和上下面外侧面铣削分别通过端面销孔加工工装和外侧面加工工装配合四轴加工中心的第四轴旋转180°实现。

具体步骤为：

一、将装配好的端面销孔加工工装A和外侧面加工工装B分别固定在不同的四轴加工中心的第四轴上，其中端面销孔加工工装需配合活动顶尖使用；

二、端面销孔加工：打开六个气缸3，将一件工件8放入主梁1的左侧加工工位，关闭左侧加工工位的三个气缸3，使工件8固定，然后使端面销孔加工工装A旋转180°，将另一件工件8放入主梁1的右侧加工工位，随后关闭右侧加工工位的三个气缸3，使工件8固定；加工时，首先进行工件8上下端面的铣削加工，然后进行镗孔加工，最后进行销孔倒角加工，通过旋转第四轴实现工件8上下面的加工；

三、外侧面加工：将步骤2)加工后的工件8通过端面销孔穿插在支撑销6上，然后垫上垫块9，将固定螺栓7穿过垫块9、工件8的销孔拧入支撑销6中将工件8固定；采用铣削工序对工件8外侧面进行加工，首先加工工件8一个面，然后再加工工件8另一个面，通过旋转第四轴实现工件8上下两个外侧面的加工。

生产时，1套两工位的端面销孔加工工装A可配合4套外侧面加工工装B使用，既1台端面销孔加工加工中心搭配4台外侧面加工加工中心，以提高生产效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轻型装备行动系统用履带板的加工工装，其特征在于：包括端面销孔加工工装和外侧面加工工装；其中，

端面销孔加工工装包括法兰基座和主梁，主梁的后端与法兰基座连接固定，主梁的前端设有顶尖孔与活动顶尖配合，法兰基座与四轴加工中心的第四轴连接，主梁的左右两侧设有加工工位，在加工工位上安装有与工件毛坯底部相抵的背部定位块，在主梁上加工工位的前后两端分别设有对工件进行固定的气缸；

外侧面加工工装包括条形基座，条形基座正面凸设有圆形定位轴与四轴加工中心的第四轴连接，条形基座的背面设有与工件的端面配合的凸台，凸台上安装有与工件的两个端面销孔对应的支撑销，工件套设在支撑销上与凸台相抵，通过固定螺栓穿过垫块、销孔拧入支撑销的螺孔内固定。

2.根据权利要求1所述的加工工装，其特征在于：所述主梁为矩形块，法兰基座为圆形块，法兰基座的前端面凹设有主梁定位槽，主梁定位槽内开设有若干主梁固定孔，主梁的后端开设有与主梁固定孔对应的连接孔，主梁的后端设置在主梁定位槽内通过螺栓与法兰基座固定，法兰基座的后端面中部凸设有圆柱形的定位销，定位销直径和四轴加工中心第四轴轴孔内径相同，法兰基座上、主梁固定孔外还设有若干法兰基座固定孔，法兰基座通过定位销与四轴加工中心第四轴轴孔定位后通过螺栓穿过法兰基座固定孔与四轴加工中心的第四轴连接固定。

3.根据权利要求2所述的加工工装，其特征在于：所述主梁固定孔为四个沉孔，沉孔在法兰基座的后端面，四个主梁固定孔分别开设在主梁定位槽的四角位置，法兰基座固定孔为沉孔，沉孔在法兰基座的前端面，法兰基座固定孔为三～四个，通过螺栓穿过法兰基座固定孔与四轴加工中心的第四轴连接固定。

4.根据权利要求3所述的加工工装，其特征在于：所述主梁的左右两侧前后两端分别凹设有供气缸安装的安装区，气缸为六个，其中二个分别设置在主梁的左右两侧后端，四个分别安装在主梁的左右二侧前端，安装区内设有多个气缸安装孔，气缸通过螺栓固定在主梁上。

5.根据权利要求4所述的加工工装，其特征在于：六个所述气缸的结构相同，均包括气缸主体，气缸主体的中部设置气缸伸缩杆，气缸伸缩杆顶端设置气缸压块，气缸伸缩杆与气缸压块通过三号销轴连接，气缸压块中间通过气缸压块支架与气缸主体连接，气缸压块与气缸压块支架通过一号销轴连接，气缸压块支架与气缸主体通过二号销轴连接。

6.根据权利要求7所述的加工工装，其特征在于：所述主梁的左右两侧中部凹设有背面定位块定位槽，背部定位块的正面为与工件毛坯底部轮廓相同的曲面，背面定位块定位槽内开设有定位孔，背部定位块上设有对应的沉孔，通过螺栓将背部定位块固定在背部定位块定位槽内。

7.根据权利要求6所述的加工工装，其特征在于：所述条形基座正面的圆形定位轴外径与加工中心第四轴中心孔内径相同，圆形定位轴上开设有中心固定孔，条形基座的背面凸台内凹设有左右二个支撑销定位槽，支撑销定位槽内开设有贯穿的定位孔，支撑销的一端设有对应的连接孔，支撑销设置在定位槽内、通过螺栓固定。

8.根据权利要求7所述的加工工装，其特征在于：所述垫块为一侧开槽的圆形垫块。

9.一种轻型装备行动系统用履带板的加工方法，其特征在于：采用权利要求8所述的加工工装进行加工，具体步骤为：

1)将装配好的端面销孔加工工装和外侧面加工工装分别固定在不同的四轴加工中心的第四轴上，其中端面销孔加工工装需配合活动顶尖使用；

2)端面销孔加工：打开六个气缸，将一件工件放入主梁的左侧加工工位，关闭左侧加工工位的三个气缸，使工件固定，然后使端面销孔加工工装旋转180°，将另一件工件放入主梁的右侧加工工位，随后关闭右侧加工工位的三个气缸，使工件固定；加工时，首先进行工件上下端面的铣削加工，然后进行镗孔加工，最后进行销孔倒角加工，通过旋转第四轴实现工件上下面的加工；

3)外侧面加工：将步骤2)加工后的工件通过端面销孔穿插在支撑销上，然后垫上垫块，将固定螺栓穿过垫块、工件的销孔拧入支撑销中将工件固定；采用铣削工序对工件外侧面进行加工，首先加工工件一个面，然后再加工工件另一个面，通过旋转第四轴实现工件上下两个外侧面的加工。