CN213164120U - 一种横梁加工用固定工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种横梁加工用固定工装，它包括依次排布的左底座、中间座、右底座；三个底座与数控机床工作台固定连接，横梁工件的两端部底面与三个固定支撑Ⅰ和两个辅助支撑Ⅰ接触连接，横梁工件侧面使用两个侧面定位件Ⅰ进行侧定位，使用三组侧面定位件Ⅱ夹紧工件的侧壁，侧面定位件Ⅰ和侧面定位件Ⅱ均为L形，两个侧面定位件Ⅰ分别设置在左底座和右底座上台面的同向侧沿位置；工件的端面采用矩形端面定位块进行定位，端面定位块固定在右底座上台面的右侧，通过以上方案的设计，工件的六个自由度均被限制住，并且在加工薄弱部位增加辅助支撑进行加强，改进后工件的加工条件得到有效控制；通过改进，加工精度得到有效控制。

Description

一种横梁加工用固定工装

技术领域

本实用新型涉及龙门式机床加工技术领域，具体为一种横梁加工用固定工装。

技术背景

横梁是大型龙门机床结构的主要支撑部件，是机床的重要组成部分，其机械性能直接影响机床的精度。在加工及机床安装调试过程中，横梁经常因为自重及受载后发生变形，致使机床直线度达不到设计要求，需要进行反复加修，影响生产进度；横梁种类较多，长度2.1米-5米不等；宽度0.3米；内腔为避空结构，最小壁厚4mm，其加工难度非常大，上述横梁结构刚性极差，要求加工精度非常苛刻：三个导轨安装面平面度4丝，各导轨面相互垂直度3丝，平行度均3丝。

在加工过程中，横梁会受切削力，温度，工艺装备等影响容易产生应力变形，装夹变形，切削变形等多种微量变形，如何减少或杜绝变形为横梁加工工艺的难点。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种横梁加工用固定工装，可保证横梁加工精度，减少变形。

为实现上述发明目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种横梁加工用固定工装，它包括依次排布的左底座、中间座、右底座。

三个底座与数控机床工作台固定连接，三个底座上台面设置在同一水平面上。

横梁工件的两端部为侧导轨，其底面与三个固定支撑Ⅰ和两个辅助支撑Ⅰ接触连接，三个固定支撑Ⅰ呈三角形排布，其中两个设置在右底座上，一个设置在左底座上，两个辅助支撑Ⅰ设置在左底座固定支撑Ⅰ的前后侧。

所述的固定支撑Ⅰ为整体圆锥形的支撑件，起到底面方向的定位和夹紧作用,其配合夹紧器使用。

所述的夹紧器为松叶式夹紧器，市场上的松叶式夹紧器一般由压板、双头螺栓、螺母Ⅰ等组合而成，从工件的上方通过压板的端部进行夹紧工件，压板设置在固定支撑Ⅰ的正上方。

所述的辅助支撑Ⅰ由支撑座、压缩弹簧、支撑销和倒锥螺钉组成，支撑销通过压缩弹簧与支撑座连接，压缩弹簧设置在支撑座内部，倒锥螺钉倾斜5度与支撑座螺纹连接，倒锥螺钉的端部与支撑销接触连接，支撑销在压缩弹簧的作用下保持与工件接触，然后手动锁紧倒锥螺钉，使支撑销锁死在现有位置起到增强工件薄弱位置刚性的作用。

所述的支撑座设置有上下贯通的内筒，支撑销从内筒下端伸入，其中上部可穿过内筒上开口，其下端与压缩弹簧连接，倒锥螺钉端部活动伸入内筒，与支撑销侧壁接触连接。

还包括侧面定位件Ⅰ和侧面定位件Ⅱ，横梁工件侧面使用两个侧面定位件Ⅰ进行侧定位。使用三组侧面定位件Ⅱ夹紧工件的侧壁。侧面定位件Ⅰ和侧面定位件Ⅱ均为L形，两个侧面定位件Ⅰ分别设置在左底座和右底座上台面的同向侧沿位置，起到工件侧靠的作用；三组侧面定位件Ⅱ排布在中间座长度方向上，每组为两个对称布置在中间座前后侧，侧面定位件Ⅱ由L形定位板和锁紧螺钉组成，锁紧螺钉与定位板螺纹连接，用于工件主导轨前后侧面方向夹紧，增强侧面方向的夹紧力。

所述的中间座还均布有多个辅助支撑Ⅰ，辅助支撑Ⅰ与工件主导轨底板底面接触连接。

工件副导轨底面采用三个固定支撑Ⅰ定位和两个辅助支撑Ⅰ进行定位夹紧。三个固定支撑Ⅰ分别限制工件Z方向的移动自由度和绕X方向旋转自由度和绕Y方向旋转自由度；两个辅助支撑Ⅰ装夹在工装右侧利用弹簧力顶在工件底面后使用内六方旋转螺钉锁紧辅助支撑Ⅰ起到增强刚性的作用；

工件侧面采用两个侧面定位件Ⅰ和三组侧面定位件Ⅱ进行定位夹紧。两个侧面定位件Ⅰ限制工件Y方向移动自由度和绕Z轴的旋转自由度；三组侧面定位件Ⅱ目的是增加Y方向工件刚性，防止加工侧面的副导轨时工件振动造成副导轨平面度超差；

工件的一个端面采用一个矩形端面定位块进行定位，其固定在右底座上台面的右侧，用于限制横梁X方向移动自由度。

还包括可调支撑Ⅱ，由于横梁工件内腔结构为中空腔体，加工上端面主导轨时会因为壁厚太薄造成平面度超差，因此在工件内腔处又设计增加了多件内腔可调支撑Ⅱ。用于弥补主导轨面底部的刚性差的不足的缺陷。

所述的可调支撑Ⅱ为细牙螺杆结构，其上下端分别与工件内腔上顶面和下底面接触连接。

进一步地，可调支撑Ⅱ具体为M16*1.5可调细牙螺杆结构，其包括螺杆、螺母Ⅱ等，螺杆上端和螺母Ⅱ下端分别与工件内腔上顶面和下底面接触连接，通过螺杆旋转调节高度支撑内腔后锁紧，起到增强内腔薄壁面刚性的作用。

所述的固定支撑Ⅰ设计成锥形结构且进行调质处理，保证与工件接触为点接触，压表锁紧时即保证工件不产生位移又能使尖头嵌入工件内部起到防震效果。排布方式为依据长度方向均布放置。

本实用新型的有益效果为：

通过以上方案的设计，工件的六个自由度均被限制住，并且在加工薄弱部位增加辅助支撑Ⅰ、可调支撑Ⅱ进行加强，改进后工件的加工条件得到有效控制；通过改进，加工精度得到有效控制；原加工方案平面度、准直度、平行度控制在0.12左右；改进后准直度在0.02以内；平面度在0.02以内；三个导轨面相互平行度和垂直度在0.04以内。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1中固定支撑Ⅰ结构示意图；

图3为图1中辅助支撑Ⅰ结构示意图；

图4为图1中侧面定位件Ⅱ结构示意图；

图5为图1中可调支撑Ⅱ结构示意图。

1-左底座，2-中间座，3-右底座，4-固定支撑Ⅰ，5-辅助支撑Ⅰ，6-夹紧器，7-侧面定位件Ⅰ，8-侧面定位件Ⅱ，9-端面定位块，10-可调支撑Ⅱ，11-支撑座，12-支撑销，13-倒锥螺钉，14-定位板，15-锁紧螺钉，16-螺杆，17-螺母Ⅱ。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。

如附图所示的一种横梁加工用固定工装，它包括依次排布的左底座1、中间座2、右底座3。

三个底座通过压板与数控机床工作台固定连接，三个底座上台面设置在同一水平面上。

横梁工件的两端部为侧导轨，其底面与三个固定支撑Ⅰ4和两个辅助支撑Ⅰ5接触连接，三个固定支撑Ⅰ4呈三角形排布，其中两个设置在右底座3上，一个设置在左底座1上，两个辅助支撑Ⅰ5设置在左底座1固定支撑Ⅰ4的前后侧。

所述的固定支撑Ⅰ4为整体圆锥形的支撑件，起到底面方向的定位和夹紧作用,其配合夹紧器6使用。

所述的夹紧器6为松叶式夹紧器，市场上的松叶式夹紧器一般由压板、双头螺栓、螺母Ⅰ等组合而成，从工件的上方通过压板的端部进行夹紧工件，压板设置在固定支撑Ⅰ4的正上方。

所述的辅助支撑Ⅰ5由支撑座11、压缩弹簧、支撑销12和倒锥螺钉13组成，支撑销12通过压缩弹簧与支撑座11连接，压缩弹簧设置在支撑座11内部，倒锥螺钉13倾斜5度与支撑座11螺纹连接，倒锥螺钉13的端部与支撑销12接触连接，支撑销12在压缩弹簧的作用下保持与工件接触，然后手动锁紧倒锥螺钉13，使支撑销12锁死在现有位置起到增强工件薄弱位置刚性的作用。

所述的支撑座11设置有上下贯通的内筒，支撑销12从内筒下端伸入，其中上部可穿过内筒上开口，其下端与压缩弹簧连接，倒锥螺钉13端部活动伸入内筒，与支撑销12侧壁接触连接。

还包括侧面定位件Ⅰ7和侧面定位件Ⅱ8，横梁工件侧面使用两个侧面定位件Ⅰ7进行侧定位。使用三组侧面定位件Ⅱ8夹紧工件的侧壁。侧面定位件Ⅰ7和侧面定位件Ⅱ8均为L形，两个侧面定位件Ⅰ7分别设置在左底座1和右底座3上台面的同向侧沿位置，起到工件侧靠的作用；三组侧面定位件Ⅱ8排布在中间座2长度方向上，每组为两个对称布置在中间座2前后侧，侧面定位件Ⅱ8由L形定位板14和锁紧螺钉15组成，用于工件主导轨前后侧面方向夹紧，增强侧面方向的夹紧力。

所述的中间座2还均布有多个辅助支撑Ⅰ5，辅助支撑Ⅰ5与工件主导轨底板底面接触连接。

工件副导轨底面采用三个固定支撑Ⅰ4定位和两个辅助支撑Ⅰ5进行定位夹紧。三个固定支撑Ⅰ4分别限制工件Z方向的移动自由度和绕X方向旋转自由度和绕Y方向旋转自由度；两个辅助支撑Ⅰ5装夹在工装右侧利用弹簧力顶在工件底面后使用内六方旋转螺钉锁紧辅助支撑Ⅰ5起到增强刚性的作用；

工件侧面采用两个侧面定位件Ⅰ7和三组侧面定位件Ⅱ8进行定位夹紧。两个侧面定位件Ⅰ7限制工件Y方向移动自由度和绕Z轴的旋转自由度；三组侧面定位件Ⅱ8目的是增加Y方向工件刚性，防止加工侧面的副导轨时工件振动造成副导轨平面度超差；

工件的一个端面采用一个矩形端面定位块9进行定位，其固定在右底座3上台面的右侧，用于限制横梁X方向移动自由度。

由于横梁工件内腔结构为中空腔体，加工上端面主导轨时会因为壁厚太薄造成平面度超差。因此在工件内腔处又设计增加了多件内腔可调支撑Ⅱ10。用于弥补主导轨面底部的刚性差的不足的缺陷。

所述的内腔可调支撑Ⅱ10为细牙螺杆16结构，具体为M16*1.5可调细牙螺杆16结构，其包括螺杆16、螺母Ⅱ17等，螺杆16上端和螺母Ⅱ17下端分别与工件内腔上顶面和下底面接触连接，通过螺杆16旋转调节高度支撑内腔后锁紧，起到增强内腔薄壁面刚性的作用。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、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 (8)

1.一种横梁加工用固定工装，其特征在于：它包括依次排布的左底座、中间座、右底座；三个底座与数控机床工作台固定连接，三个底座上台面设置在同一水平面上；横梁工件的两端部为侧导轨，其底面与三个固定支撑Ⅰ和两个辅助支撑Ⅰ接触连接，三个固定支撑Ⅰ呈三角形排布，其中两个设置在右底座上，一个设置在左底座上，两个辅助支撑Ⅰ设置在左底座固定支撑Ⅰ的前后侧；

还包括侧面定位件Ⅰ和侧面定位件Ⅱ，横梁工件侧面使用两个侧面定位件Ⅰ进行侧定位，使用三组侧面定位件Ⅱ夹紧工件的侧壁，侧面定位件Ⅰ和侧面定位件Ⅱ均为L形，两个侧面定位件Ⅰ分别设置在左底座和右底座上台面的同向侧沿位置；三组侧面定位件Ⅱ排布在中间座长度方向上，每组为两个对称布置在中间座前后侧；

工件的一个端面采用一个矩形端面定位块进行定位，端面定位块固定在右底座上台面的右侧。

2.根据权利要求1所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：所述的固定支撑Ⅰ为整体圆锥形的支撑件，其配合夹紧器使用。

3.根据权利要求2所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：所述的夹紧器为松叶式夹紧器。

4.根据权利要求1所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：所述的辅助支撑Ⅰ由支撑座、压缩弹簧、支撑销和倒锥螺钉组成，支撑销通过压缩弹簧与支撑座连接，压缩弹簧设置在支撑座内部，倒锥螺钉倾斜5度与支撑座螺纹连接，倒锥螺钉的端部与支撑销接触连接，支撑销在压缩弹簧的作用下保持与工件接触。

5.根据权利要求4所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：所述的支撑座设置有上下贯通的内筒，支撑销从内筒下端伸入，其中上部可穿过内筒上开口，其下端与压缩弹簧连接，倒锥螺钉端部活动伸入内筒，与支撑销侧壁接触连接。

6.根据权利要求1所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：侧面定位件Ⅱ由L形定位板和锁紧螺钉组成，锁紧螺钉与定位板螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：所述的中间座还均布有多个辅助支撑Ⅰ，辅助支撑Ⅰ与工件主导轨底板底面接触连接。

8.根据权利要求1所述的横梁加工用固定工装，其特征在于：还包括可调支撑Ⅱ，所述的可调支撑Ⅱ为细牙螺杆结构，其上下端分别与工件内腔上顶面和下底面接触连接。

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