CN205834797U - 一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，属于航空结构件的加工领域，采用机外装夹工作站进行装夹找正后，再在加工机床上进行加工：机外装夹工作站：机外装夹工作站包括工作台、零点定位装置、托板和机外装夹基板，零点定位装置包括零点定位器和定位接头，托板上设有工件装夹固定孔，托板底面设有若干定位接头，机外装夹基板顶面设有若干匹配的零点定位器，机外装夹基板上还设有若干用于与工作台可拆卸固定的安装孔，机外装夹基板和加工机床上的机床基板具有统一的零点定位基准，两者的各零点定位器的中心距完全一致。本实用新型减少机床停机时间，减少因装夹导致的停机时间、缩短工序流程、提高生产效率。

Description

一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置

技术领域

本实用新型属于航空结构件的加工领域。

背景技术

目前航空结构件的加工，具有多品种单件小批量加工特点，而目前工件必须在机床找正后才能开始加工,因而使得零件装夹准备导致机床停机时间占比高，浪费了大量的宝贵时间。同时，工件加工过程中的人为误差无法消除，直接影响工件的整体精度，同一批零件的误差有大有小，一致性较差；不能实现中断加工和柔性生产；精加工余量大，导致精加工时间很长，设备利用率很低，设备数量虽然很多，但产量却不能满足要求。

传统的产品生产线是由多台普通设备和加工中心组成，其中数控设备担任主要生产加工任务。但由于现有数控设备都是单兵孤岛式作业、不同设备之间协调作业集成度差，生产线基本上还是采用一人一机生产方式。而零件加工需要多道工序连续作业完成，所以现在零件加工依靠大量的专用工装夹具、刀具、量具保证，造成工装材料消耗大，工序流程长，各个工序没有通用接口，重复工作量大，引发加工人员多，生产组织难度大，产品制造转换速度慢，所以导致制造成本高，生产效率低。同时不同产品结构差异大，造成工艺流程和所使用设备的差异大，设备平均负荷率低，物流比较混乱。不能形成产品加工流，工序间物流和加工程序信息流的有效完整统一协调作业。

企业的关键设备总是有限的，在加工制造中经常遇到生产计划的改变需要安插急件加工，当一个工件在一台机床上已经开始加工后，中途一般不能拆不来，如加工的是大件，而另有一急件又需这一台机床加工，往往束手无策，只能等待加工完毕，这样无疑会影响生产进度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，减少机床停机时间，减少因装夹导致的停机时间、缩短工序流程、提高生产效率。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，包括机外装夹工作站和加工机床：

加工机床：加工机床包括机床工作台，以及可拆卸固定于机床工作台上的机床基板，机床基板上设有若干零点定位器；

机外装夹工作站：机外装夹工作站包括工作台、零点定位装置、托板和机外装夹基板，零点定位装置包括零点定位器和定位接头，托板上设有工件装夹固定孔，托板底面设有若干定位接头，机外装夹基板顶面设有若干匹配的零点定位器，机外装夹基板上还设有若干用于与工作台可拆卸固定的安装孔，机外装夹基板和加工机床上的机床基板具有统一的零点定位基准，两者的各零点定位器的中心距完全一致。

作为选择，机外装夹工作站的工作台为不具备加工功能而只具备装夹找正功能的机床工作台。即，机外装夹工作站可采用普通机床工作台(具有机床基板及其零点定位器)简化而成，或直接采用普通的机床工作台(具有机床基板及其零点定位器)。

作为选择，托板上均布有工件装夹固定孔，托板上还设有若干用以固定定位接头的定位接头固定孔。

作为选择，机外装夹基板上的安装孔为螺钉孔，机外装夹基板通过连接螺钉与工作台连接固定。

作为选择，机床基板上还设有若干用于与机床工作台可拆卸固定的安装孔，机床基板上的安装孔为螺钉孔，机床基板通过连接螺钉与机床工作台连接固定。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

各部件作用及其工作过程为：针对于目前航空结构件的加工，因其多品种单件小批量加工特点，使得零件装夹准备导致机床停机时间占比高，解决这一问题最直接的思路就是减少机床停机时间，通过离散式多工位生产模式的快速装夹技术将大部分装夹时间外移，可有效减少90％以上因装夹导致的停机时间、缩短工序流程、提高生产效率，实现1分钟快速换装零件，同时结合柔性化工装夹具的设计理念，推动航空结构件向快速柔性制造方向发展：

1、机床基板主要用于与机床工作台连接；

2、托板主要用于装夹产品，并与机外装夹基板或机床基板连接；

3、机外装夹基板主要用于在机外进行工件装夹找正；

4、机外装夹基板与机床基板的各定位单元中心距完全一致；

5、工件与托板和机外装夹基板的机外预装主要用于所有工件的装夹找正，其主要目的是将大部分装夹时间外移，减少90％以上因装夹导致的停机时间。

6、机床基板是通过连接螺钉与机床进行加固，此机床基板通过一次调试以后长时间固定不动，然后将固定在托板上的工件一起安装到机床基板，两者之间的连接方式通过零点定位装置进行定位拉紧连接。

本实用新型的有益效果：

1、适应现在产品小批量、多品种、高精度、快速反应的工艺要求，对机床的要求是提高机床的加工效率，拓展加工范围，使工件的加工精度提升到机床的加工精度上来，避免人为误差。

2、本实用新型方法及其设备加工产品能够覆盖大多数目前生产的产品，解决目前依靠单人单机落后加工方式，缩短工序流程，减少工装使用，提高生产效率，达到国际先进水平，实现快捷、柔性、高效的制造方式，生产线控制能够实现集成控制。

3、采用本实用新型的离散式多工位生产模式的快速装夹技术，利用零点定位装置的精确定位功能，可实现当前工件“中断”加工，马上“一分钟换装”急件，等急件加工完后，再装上上次未加工完的工件，继续加工。这样将设备“柔性”大大提高。

4、不同种类的数控机床建立统一的基准定位系统，实现工件在不同设备上按照同一加工基准传递，完全避免人为误差和实现中断加工。

5、零点定位装置的重复定位精度高(<0.002mm)，无论什么人来操作，其结果都是一致的，因此有效地避免了人为误差的影响，产品的一致性非常好，并有效地降低了废品率，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的加工机床加工时状态的拆分示意图；

图2是本实用新型实施例的机外装夹工作站组装零点定位托盘的状态示意图；

图3是本实用新型实施例的机床基板的主视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本实用新型实施例的机外装夹基板的主视图；

图6是本实用新型实施例的托板的主视图；

图7是图6的A-A剖视图；

图8是图7的A处局部放大图；

图9是图7的B处局部放大图；

图10是本实用新型适用于离散式多工位生产模式的快速装夹方法的流程框图；

其中1为托板、11为工件装夹固定孔、12为定位接头固定孔、2为机外装夹基板、21为机外装夹基板安装孔、3为机床基板、31为机床基板安装孔、4为零点定位器、5为定位接头、6为机床工作台、7为工件、8为连接螺钉。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。

一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，参考图1-9，包括机外装夹工作站和加工机床：

加工机床：加工机床包括机床工作台6，以及可拆卸固定于机床工作台6上的机床基板3，机床基板3上设有若干零点定位器4；

机外装夹工作站：机外装夹工作站包括工作台、零点定位装置、托板1和机外装夹基板2，零点定位装置包括零点定位器4和定位接头5，托板1上设有工件装夹固定孔11，托板1底面设有若干定位接头5，机外装夹基板2顶面设有若干匹配的零点定位器4，机外装夹基板2上还设有若干用于与工作台可拆卸固定的机外装夹基板安装孔21，机外装夹基板2和加工机床上的机床基板3具有统一的零点定位基准，两者的各零点定位器4的中心距完全一致。作为选择，如本实施例所示，机外装夹工作站的工作台为不具备加工功能而只具备装夹找正功能的机床工作台。即，机外装夹工作站可采用普通机床工作台(具有机床基板及其零点定位器)简化而成，或直接采用普通的机床工作台(具有机床基板及其零点定位器)。托板1上均布有工件装夹固定孔11，托板1上还设有若干用以固定定位接头5的定位接头固定孔12。机外装夹基板2上的机外装夹基板安装孔21为螺钉孔，机外装夹基板2通过连接螺钉8与工作台连接固定。机床基板3上还设有若干用于与机床工作台6可拆卸固定的机床基板安装孔31，机床基板安装孔31为螺钉孔，机床基板3通过连接螺钉8与机床工作台6连接固定。

参考图10所示，采用前述装置，适用于离散式多工位生产模式的快速装夹方法，采用机外装夹工作站进行装夹找正后，再在加工机床上进行加工：

装夹方法：各工件7分别预先在机外装夹工作站的机外装夹基板2上与一托板1离线装夹找正成若干零点定位托盘；当该工件7需要上机床工作台6加工时，将该零点定位托盘按照同一的零点定位基准装夹固定于机床基板3上即可开始机床加工；加工好工件的零点定位托盘取下后即可进行下一零点定位托盘上的工件7的加工(可以实现一分钟换装)。

当加工中的工件A需要临时中断加工，更换加工其他工件B时，工件B也预先在机外装夹工作站与一托板B离线装夹找正成零点定位托盘B，然后从机床基板上取下零点定位托盘A，将零点定位托盘B装夹固定于机床基板上即可开始机床加工(可以实现一分钟换装)；工件B加工完毕后，取下零点定位托盘B，重新将零点定位托盘A装夹固定于机床基板上即可恢复其中断的机床加工。

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

Claims (5)

1.一种适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，其特征在于包括机外装夹工作站和加工机床：

加工机床：加工机床包括机床工作台，以及可拆卸固定于机床工作台上的机床基板，机床基板上设有若干零点定位器；

机外装夹工作站：机外装夹工作站包括工作台、零点定位装置、托板和机外装夹基板，零点定位装置包括零点定位器和定位接头，托板上设有工件装夹固定孔，托板底面设有若干定位接头，机外装夹基板顶面设有若干匹配的零点定位器，机外装夹基板上还设有若干用于与工作台可拆卸固定的安装孔，机外装夹基板和加工机床上的机床基板具有统一的零点定位基准，两者的各零点定位器的中心距完全一致。

2.如权利要求1所述的适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，其特征在于：机外装夹工作站的工作台为不具备加工功能而只具备装夹找正功能的机床工作台。

3.如权利要求1所述的适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，其特征在于：托板上均布有工件装夹固定孔，托板上还设有若干用以固定定位接头的定位接头固定孔。

4.如权利要求1所述的适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，其特征在于：机外装夹基板上的安装孔为螺钉孔，机外装夹基板通过连接螺钉与工作台连接固定。

5.如权利要求1所述的适用于航空结构件多工位快速装夹的装置，其特征在于：机床基板上还设有若干用于与机床工作台可拆卸固定的安装孔，机床基板上的安装孔为螺钉孔，机床基板通过连接螺钉与机床工作台连接固定。