CN213053741U - 多边形超长零件的装夹装置 - Google Patents

Abstract

一种多边形超长零件的装夹装置，用于装夹一多边形超长零件，多边形超长零件的装夹装置包括：多个垫座，多个垫座沿多边形超长零件的长度方向均匀设置于一机床的台面上；固定垫块，固定垫块的一端设置有一凹槽，多边形超长零件的两端分别容置于固定垫块的凹槽内，固定垫块的另一端与垫座连接；多个浮动垫块，多个浮动垫块设置于多边形超长零件长度方向上的长度等分位置处，浮动垫块包括垫块基体和设置于垫块基体上的轴承，轴承背离垫块基体的一侧设置有一容纳槽，多边形超长零件的外表面与容纳槽相配合，垫块基体与垫座连接。

Description

多边形超长零件的装夹装置

技术领域

本实用新型涉及常规深孔加工及铣削技术领域，特别涉及一种多边形超长零件的装夹装置。

背景技术

在将工件加工为多边形超长零件的过程中，以第四代核能系统中的八角管为例，在对工件进行加工时易变形，尤其是工件装夹定位时，因工件自身重量以及与垫块接触面之间的阻尼较大等原因，限制了工件在定位时的自由回弹，使工件呈现大刀弯趋势，直线校正读表值有3mm的偏差，无法满足工艺要求。如无专门应对措施，最终的加工结果无法满足设计要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多边形超长零件的装夹装置，用于多边形超长零件的装夹，通过固定垫块、浮动垫块及一字吊梁对本体进行工位定位，解决了工件在制造各环节中的变形控制问题，以进而使得加工成型后的产品满足工艺尺寸要求。

为了实现上述目的，本实用新型采取了以下技术方案。

本实用新型提供一种多边形超长零件的装夹装置，用于装夹一多边形超长零件，所述多边形超长零件的装夹装置包括：多个垫座，所述多个垫座沿所述多边形超长零件的长度方向均匀设置于一机床的台面上；固定垫块，所述固定垫块的一端设置有一凹槽，所述多边形超长零件的两端分别容置于所述固定垫块的凹槽内，所述固定垫块的另一端与所述垫座连接；多个浮动垫块，所述多个浮动垫块设置于所述多边形超长零件长度方向上的长度等分位置处，所述浮动垫块包括垫块基体和设置于所述垫块基体上的轴承，所述轴承背离所述垫块基体的一侧设置有一容纳槽，所述多边形超长零件的外表面与所述容纳槽相配合，所述垫块基体与所述垫座连接。

在一些实施例中，所述多边形超长零件的装夹装置还包括一字吊梁，所述一字吊梁与所述多边形超长零件连接，所述一字吊梁使得所述多边形超长零件的长度方向处于水平方向。

在一些实施例中，所述多边形超长零件为深孔对称结构件，所述多边形超长零件包括：一本体，所述本体具有一第一端及一第二端，所述本体的外周表面在沿垂直于所述本体的长度方向上的截面为一对称多边形结构，所述本体的内周表面为一内孔；其中，所述外周表面具有相对的一第一侧边与一第二侧边，在所述第一侧边设置有两个第一安装面及一第一凹槽，在所述第二侧边设置有两个第二安装面及一第二凹槽；并且，所述两个第一安装面设置于同一平面内，所述两个第一安装面凸出于所述第一凹槽且关于所述第一凹槽对称设置；所述两个第二安装面设置于同一平面内，所述两个第二安装面凸出于所述第二凹槽且关于所述第二凹槽对称设置；且所述第一凹槽与所述第二凹槽对称设置，所述两个第一安装面与所述两个第二安装面对称设置；以及，所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述两个第一安装面及所述两个第二安装面为关键表面。

在一些实施例中，在所述本体的所述第一端还设置一第一扩孔，所述第一扩孔与所述内孔相连通。

在一些实施例中，在所述本体的所述第二端还设置一第二扩孔，所述第二扩孔与所述内孔相连通。

在一些实施例中，所述第一安装面的平面度为不大于0.1mm，所述第二安装面的平面度为不大于0.1mm，所述第一安装面与所述第二安装面的对称度为不大于0.2mm，所述第一凹槽及所述第二凹槽的直线度均为不大于0.1mm；以及，所述内孔的直径范围为154mm。

在一些实施例中，在所述一字吊梁上均匀设置有多个孔及与所述孔一一对应连接的多个第一吊绳，所述多个第一吊绳的另一端分别与所述本体连接。

在一些实施例中，所述一字吊梁的两端分别与一第二吊绳连接，所述第二吊绳的另一端与吊机连接。

本申请多边形超长零件的装夹装置的有益效果是：

(1)用于对多边形超长零件的装夹，当所述多边形超长零件的结构及尺寸变化时，可仅通过调整装夹装置的固定垫块、浮动垫块及一字吊梁，再对所述多边形超长零件的关键表面及内孔进行加工，使得产品成型，并满足产品的高精度要求。

(2)可利用现有设备进行装夹定位，本申请工艺装备制造成本低，加工方法应用广泛。

附图说明

图1是本实用新型中的多边形超长零件的结构示意图。

图2是本实用新型中的多边形超长零件的截面示意图。

图3是本实用新型多边形超长零件的装夹装置的结构示意图。

图4是本实用新型中的固定垫块的结构示意图。

图5是本实用新型中的浮动垫块的结构示意图。

图6是本实用新型中的多边形超长零件与一字吊梁的装配示意图。

图中的标号分别为：

1、本体； 2、垫座；

3、固定垫块； 4、浮动垫块；

5、机床台面； 6、一字吊梁；

10、第一端； 11、第二端；

12、关键表面； 13、内孔；

14、第一侧边； 15、第二侧边；

133、第一扩孔； 134、第二扩孔；

141、第一安装面； 142、第一凹槽；

151、第二安装面； 152、第二凹槽；

31、凹槽； 41、垫块基体；

42、轴承； 43、容纳槽；

61、孔； 62、第一吊绳；

63、第二吊绳。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型多边形超长零件的装夹装置的具体实施方式，但是应当指出，本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

请参见图1至图6，本实用新型公开了一种多边形超长零件的装夹装置，所述装夹装置用于对加工过程中的多边形超长零件进行装夹定位，其中，所述多边形超长零件为一深孔对称结构件，如图1和图2所示的，所述多边形超长零件包括一本体1，所述本体1具有一第一端10及一第二端11，所述本体1的外周表面在沿垂直于所述本体1长度方向上的截面为一对称多边形结构，所述本体1具有多个两两对称的侧面，所述本体1的至少一对侧面上设置有关键表面12，所述本体1的内周表面为一内孔13。

在本实施例中，所述多边形超长零件以八角管为例，以所述本体1为装夹对象，对加工过程中的所述多边形超长零件的装夹装置进行描述。其中，所述多边形超长零件的加工设备选用与所述本体1的长度相匹配的深孔设备、车床及卧式镗铣床，所述多边形超长零件的装夹装置包括通用装夹装置，以及专用于对所述多边形超长零件进行装夹定位的装夹装置。在本实施例中，所述多边形超长零件为八角管。

请参见图3，本申请提供一种多边形超长零件的装夹装置，所述装夹装置包括：垫座2、固定垫块3、浮动垫块4，其中，所述多个垫座2沿所述本体1的长度方向均匀设置于一机床台面5上，所述机床台面5可以具体为所述深孔设备、所述车床及所述卧式镗铣床的水平工作面，通过所述机床台面5、所述固定垫块3和所述浮动垫块4对所述本体1进行装夹固定。

如图3和图5所示的，所述本体1的两端分别通过所述固定垫块3连接至所述垫座2上，其中，所述固定垫块3的一端设置有一凹槽31，所述本体1的两端分别容置于所述固定垫块3的所述凹槽31内，所述固定垫块3的另一端与所述垫座2进行平面接触。

如图3和图6所示的，所述多个浮动垫块4设置于所述本体1长度方向上的长度等分位置处，所述本体1通过所述多个浮动垫块4连接至所述垫座2上，其中，所述浮动垫块4包括垫块基体41和设置于所述垫块基体41上的轴承42，所述轴承42背离所述垫块基体41的一侧具有一容纳槽43，所述垫块基体41与所述轴承42进行活动连接，所述本体1的外表面收容于所述轴承42上的所述容纳槽43内，在本实施例中，所述轴承42为平面推力球轴承；以及所述浮动垫块4的垫块基体41与所述垫座2进行平面接触。

在本实施例中，对所述本体1进行定位时，所述本体1由于自重及所述本体1与所述固定垫块3的接触面阻尼较大等原因，限制了所述本体1的自由回弹，所述本体1呈现大刀状弯曲，所述本体1沿长度方向上的直线度偏差有3mm，无法满足工艺要求，若是强力装夹，在完成对所述本体1的加工后，会产生较大的反作用力释放，造成加工完成后的尺寸精度不符合工艺要求，在本实施例中，使用所述浮动垫块4代替通用装夹装置，能够使得所述本体1完成定位后不受自身重力及外力影响，达到自由状态。值得一提的是，在使用所述装夹装置对所述本体1进行定位前，需对所述浮动垫块4的高度进行检测，所述机床台面5上的所述浮动垫块4要求等高，所述浮动垫块4之间的高度偏差不大于0.05mm。

在本实施例中，所述垫座2的数目为五个，所述固定垫块3的数目为两个，所述浮动垫块4的数目为三个，所述浮动垫块4分别设置于所述本体1长度方向上的三等分点位置处。

需要说明的是，在其他实施例中，若所述本体1的外形尺寸发生变化，需要对所述固定垫块3及所述浮动垫块4的外形或高度尺寸进行调整，所述固定垫块3及所述浮动垫块4用于与所述本体1的外表面相配合。

请参见图6，所述装夹装置还包括一字吊梁6，所述一字吊梁6用于对所述本体1进行起吊及移动操作，在本实施例中，所述一字吊梁6与所述本体1连接，使得所述本体1的长度方向始终处于水平方向，具体为，在所述一字吊梁6上均匀设置有多个孔61及与所述孔61一一对应连接的多个第一吊绳62，所述多个第一吊绳62的另一端分别与所述本体1连接，所述一字吊梁6的两端分别与一第二吊绳63连接，所述第二吊绳63的另一端与吊机连接，通过所述第二吊绳63使得所述一字吊梁6及所述本体1始终处于水平状态。

值得注意的是，在使用所述一字吊梁6对所述本体1进行吊装前，采用等长的所述第一吊绳62捆扎所述本体1，并检查捆扎的可靠性；对所述本体1进行横向起吊时，使所述本体1距离地面高度约500mm，观察所述本体1是否达到平衡后，再对所述本体1进行起吊操作，在起吊过程中，每一所述第一吊绳62处于竖直状态，所述第一吊绳62的长度相等，所述一字吊梁6通过所述第一吊绳62使所述一字吊梁6的长度方向与所述本体1的长度方向相平行。所述多个第一吊绳62使得所述一字吊梁6吊装过程中，所述本体1均匀受力，防止不当的起吊方式导致所述本体1在其长度方向上发生变形。

在本实施例中，所述一字吊梁6为钢板焊接结构件，所述一字吊梁6的承载力至少为所述本体1的重量的3倍以上，由于所述多边形超长零件的自身重量不大于2吨，则所述一字吊梁6的自身重力不大于6吨；在其他实施例中，当所述多边形超长零件的重量大于2吨时，应对所述一字吊梁6进行重新设计以增加所述一字吊梁6的承载能力。

如图1和图2所示的，所述本体1的外周表面具有相对的一第一侧边14与一第二侧边15，在所述第一侧边14上设置的两个第一安装面141及一第一凹槽142，且所述第一安装面141设置于同一平面内，所述两个第一安装面141凸出于所述第一凹槽142且关于所述第一凹槽142对称设置；以及在所述第二侧边15上设置的两个第二安装面151及一第二凹槽152，且所述两个第二安装面151设置于同一平面内，所述两个第二安装面151凸出于所述第二凹槽152且关于所述第二凹槽152对称设置；以及，所述第一凹槽142与所述第二凹槽152对称设置，所述两个第一安装面141与所述两个第二安装面151对称设置；以及，所述两个第一安装面141、所述第一凹槽142、所述两个第二安装面151、所述第二凹槽152为所述多边形超长零件的所述关键表面12。

在本实施例中，采用所述一字吊梁6对所述多边形超长零件进行吊装操作，使得所述多边形超长零件放置于卧式镗铣床或车床上的机床台面5上，具体为，采用所述一字吊梁6对所述多边形超长零件的所述本体1进行吊装操作，使得所述本体1的两端安装于所述固定垫块3上，并使得所述本体1在长度等分位置处安装于所述浮动垫块4上，所述装夹装置实现对所述多边形超长零件的装夹固定；以及，采用所述卧式镗铣床或所述车床对所述本体1先后进行粗加工、半精加工、精加工形成所述关键表面12，即产品成型后的所述本体1的关键表面12为精加工面。通过验证，在对所述本体1的半精加工过程中，所述浮动垫块4对所述本体1的校正直线度不大于0.25mm；以及在对所述本体1的精加工过程中，所述浮动垫块4对所述本体1的校正直线度不大于0.1mm，完全满足工艺要求。

作为优先实施方式，所述关键表面12的尺寸要求达到：所述两个第一安装面141及所述两个第二安装面151的精加工面的平面度均为不大于0.1mm；并且，以所述多边形超长零件的所述第一端10的中心线作为第一基准A，并以所述多边形超长零件的所述第二端11的中心线作为第二基准B，所述第一安装面141与所述第二安装面151相对于所述第一基准A与所述第二基准B的公共基准A-B的对称度不大于0.2mm，所述第一凹槽142及所述第二凹槽152的直线度均为不大于0.1mm。

在本实施例中，采用所述一字吊梁6对所述多边形超长零件进行吊装操作，使得所述多边形超长零件放置于所述深孔设备上的机床台面5上，采用所述深孔设备对所述本体1先后进行深孔粗加工及深孔精加工形成所述内孔13，精加工后的所述内孔13的直径优选为154mm。

值得一提的是，在所述本体1的所述第一端10还设置一第一扩孔133，所述第一扩孔133与所述内孔13相连通，在所述本体1的所述第二端11还设置一第二扩孔134，所述第二扩孔134与所述内孔13相连通，并且，所述内孔13、所述第一扩孔133及所述第二扩孔134的中心线重合；所述第一扩孔133及所述第二扩孔134能够方便所述装夹装置的工位定位或方便深孔加工过程中的刀具走线，以及用于容纳深孔加工过程中的所述深孔设备的刀具；在本实施例中，所述第一扩孔133的直径优选为170mm，以及所述第二扩孔134的直径优选为164mm。

另外，产品成型后的所述多边形超长零件的长度为8497mm至8501mm，重量为1.28吨，所述多边形超长零件的对边尺寸为220mm。

在本实施例中，在所述本体1至产品成型的加工过程中，需要多次使用所述多边形超长零件的装夹装置对所述本体1进行工位定位，对上述本体1的装夹及加工过程需遵循“少切削量，多翻转，对称加工”的原则进行，并且，为了避免切削应力对尺寸精度可能产生的影响，在所述本体1的尺寸接近目标尺寸之前，需要松开所述装夹装置对所述本体1的装夹定位，并对所述本体1进行静置时效处理，时效处理时间72小时以上。

本申请多边形超长零件的装夹装置的优点在于，本申请用于对多边形超长零件进行装夹，通过设置垫座2、固定垫块3、浮动垫块4、机床台面5、一字吊梁6对所述多边形超长零件的本体1进行工位定位和装夹，以及对所述本体1的关键表面12及内孔13进行加工，解决了所述本体1在制造各环节中的变形控制问题，使得产品成型后的所述本体1满足工艺尺寸要求。并且，当所述本体1的结构和尺寸发生变化时，调整所述固定垫块3、所述浮动垫块4及所述一字吊梁6使得所述装夹装置重新对所述本体1进行工位定位，再对所述本体1进行加工，能够满足成型产品的高精度要求；本申请可利用现有设备，工艺装备制造成本低，加工方法应用广泛。

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

Claims (8)

1.一种多边形超长零件的装夹装置，用于装夹一多边形超长零件，其特征在于，所述多边形超长零件的装夹装置包括：

多个垫座，所述多个垫座沿所述多边形超长零件的长度方向均匀设置于一机床的台面上；

固定垫块，所述固定垫块的一端设置有一凹槽，所述多边形超长零件的两端分别容置于所述固定垫块的凹槽内，所述固定垫块的另一端与所述垫座连接；

多个浮动垫块，所述多个浮动垫块设置于所述多边形超长零件长度方向上的长度等分位置处，所述浮动垫块包括垫块基体和设置于所述垫块基体上的轴承，所述轴承背离所述垫块基体的一侧设置有一容纳槽，所述多边形超长零件的外表面与所述容纳槽相配合，所述垫块基体与所述垫座连接。

2.根据权利要求1所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，所述多边形超长零件的装夹装置还包括一字吊梁，所述一字吊梁与所述多边形超长零件连接，所述一字吊梁使得所述多边形超长零件的长度方向处于水平方向。

3.根据权利要求2所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，所述多边形超长零件为深孔对称结构件，所述多边形超长零件包括：

一本体，所述本体具有一第一端及一第二端，所述本体的外周表面在沿垂直于所述本体的长度方向上的截面为一对称多边形结构，所述本体的内周表面为一内孔；其中，

所述外周表面具有相对的一第一侧边与一第二侧边，在所述第一侧边设置有两个第一安装面及一第一凹槽，在所述第二侧边设置有两个第二安装面及一第二凹槽；并且，

所述两个第一安装面设置于同一平面内，所述两个第一安装面凸出于所述第一凹槽且关于所述第一凹槽对称设置；所述两个第二安装面设置于同一平面内，所述两个第二安装面凸出于所述第二凹槽且关于所述第二凹槽对称设置；且所述第一凹槽与所述第二凹槽对称设置，所述两个第一安装面与所述两个第二安装面对称设置；以及，

所述第一凹槽、所述第二凹槽、所述两个第一安装面及所述两个第二安装面为关键表面。

4.根据权利要求3所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，在所述本体的所述第一端还设置一第一扩孔，所述第一扩孔与所述内孔相连通。

5.根据权利要求4所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，在所述本体的所述第二端还设置一第二扩孔，所述第二扩孔与所述内孔相连通。

6.根据权利要求5所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，所述第一安装面的平面度为不大于0.1mm，所述第二安装面的平面度为不大于0.1mm，所述第一安装面与所述第二安装面的对称度为不大于0.2mm，所述第一凹槽及所述第二凹槽的直线度均为不大于0.1mm；以及，所述内孔的直径为154mm。

7.根据权利要求3所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，在所述一字吊梁上均匀设置有多个孔及与所述孔一一对应连接的多个第一吊绳，所述多个第一吊绳的另一端分别与所述本体连接。

8.根据权利要求7所述的多边形超长零件的装夹装置，其特征在于，所述一字吊梁的两端分别与一第二吊绳连接，所述第二吊绳的另一端与吊机连接。

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