CN213917176U - 用于框梁类零件半精加工的万能工装 - Google Patents

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崔明亮
黄小庆
尹帮海
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Abstract

本实用新型提供了一种用于框梁类零件半精加工的万能工装,包括底板、固定基准柱、调节基准柱、多个随机支撑柱和多个压紧机构,底板的上表面设置有多个第一定位槽和多个第二定位槽;所述固定基准柱的下表面设置有十字键,上表面设置有第一销孔,所述十字键插接于第一定位槽和第二定位槽的相交处;所述调节基准柱下表面设置有平键,上表面设置有第二销孔,所述平键插接于任意一第一定位槽或第二定位槽内;所述固定基准柱、调节基准柱、和随机支撑柱的高度相同,所述随机支撑柱和压紧机构可拆卸设置于底板的任意位置。还提供了一种装夹方法。本实用新型可用于不同结构、不同要求、不同基准的零件加工,适应“小批量、多品种、快节奏”的科研生产要求。

Description

用于框梁类零件半精加工的万能工装
技术领域
本实用新型涉及机加工技术领域,尤其是一种用于框梁类零件半精加工的万能工装。
背景技术
目前,专用加工工装广泛应用于复杂结构产品零件的加工工序中,用以保证产品加工质量、精度、效率,避免因机床切削力不均匀造成的零件松动过切、尺寸控制不均匀等质量问题。
传统加工工装的设计及使用理念是具有专用性特点的,其特点是根据产品零件结构形式设计对应的支撑、压紧、找正、装夹部件,依据产品零件结构进行排列组合,将其运用至产品加工过程。然而由于该种专用性特点也就决定了每套工装仅能够应用于某一种特定产品的零件加工。
通常在产品研制初期,零件结构、锻造成型模拟等关键特点结构不能进行精确的设定,一旦对设计结构或者关键尺寸进行更改,在阶段设计备制的专用加工工装在实际使用过程中将会出现位置结构、尺寸结构等结构匹配问题,严重影响产品研发生产进度,甚至导致原设计工装报废。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于框梁类零件半精加工的万能工装,通用性强,不受零件结构制约,可用于多种框梁类零件的半精加工。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:用于框梁类零件半精加工的万能工装,包括底板、固定基准柱、调节基准柱、多个随机支撑柱和多个压紧机构,所述底板的上表面设置有多个第一定位槽和多个第二定位槽,多个第一定位槽相互平行,多个第二定位槽相互平行,所述第一定位槽垂直于第二定位槽,且第一定位槽和第二定位槽的断面相同;所述固定基准柱的下表面设置有十字键,上表面设置有第一销孔所述十字键插接于第一定位槽和第二定位槽的相交处;所述调节基准柱下表面设置有平键,上表面设置有第二销孔,所述平键插接于任意一第一定位槽或第二定位槽内;所述固定基准柱、调节基准柱、和随机支撑柱的高度相同,所述随机支撑柱和压紧机构可拆卸设置于底板的任意位置。
进一步地,所述第一定位槽和第二定位槽均为断面呈凸字形的通槽。
进一步地,所述固定基准柱、调节基准柱和随机支撑柱均包括从下至上依次设置的底盘、圆台形的中部柱体和圆柱形的上部柱体。
进一步地,所述固定基准柱和调节基准柱上设置有辅助定位孔。
进一步地,所述第一销孔为圆形销孔,所述第二销孔为菱销孔。
进一步地,所述压紧机构包括千斤顶、压板、滑动块和螺母,所述千斤顶竖直放置于底板上表面,滑动块位于第一定位槽或第二定位槽内,且滑动块上表面设置有螺柱,所述螺柱的上端贯穿条形孔并与螺母螺纹连接。
进一步地,所述随机支撑柱自然放置于底板上表面。
本实用新型的有益效果是:固定基准柱能够通过十字键固定在任意一第一定位槽和第二定位槽的相交处,调节基准柱通过平键与第一定位槽和第二定位槽滑动配合,能够滑动到任意位置,这样就能够在一定的尺寸范围内将第一销孔和第二销孔之间的距离调解为任意值,从而对多种零件上的基准孔进行准确地定位,而随机支撑柱和压紧机构可拆卸地设置在底板的任意位置,因此,可以根据零件的轮廓调整压紧机构和随机支撑柱的位置,使随机支撑柱和压紧机构配合,从而将零件压紧固定。本实用新型可用于不同结构、不同要求、不同基准的零件加工,适应“小批量、多品种、快节奏”的科研生产要求。
附图说明
图1是底板的俯视示意图;
图2是底板的侧视示意图;
图3是固定基准柱的主视示意图;
图4是固定基准柱的仰视示意图;
图5是调节基准柱的主视示意图;
图6是调节基准柱的仰视示意图;
图7是随机支撑柱的示意图;
图8是实施例中被加工零件的俯视示意图;
图9是零件装夹后的俯视示意图;
图10是图9中A-A的剖视示意图;
图11是图9中B-B的剖视示意图;
图12是图9中C-C的剖视示意图;
附图标记:1—底板;2—固定基准柱;3—调节基准柱;4—随机支撑柱;5—第一定位槽;6—第二定位槽;7—十字键;8—第一销孔;9—平键;10—第二销孔;11—辅助定位孔;12—千斤顶;13—压板;14—滑动块;15—螺母;16—条形孔;17—螺柱;18—工艺凸台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1至图12所示,本实用新型的用于框梁类零件半精加工的万能工装,包括底板1、固定基准柱2、调节基准柱3、多个随机支撑柱4和多个压紧机构,所述底板1的上表面设置有多个第一定位槽5和多个第二定位槽6,多个第一定位槽5相互平行,多个第二定位槽6相互平行,所述第一定位槽5垂直于第二定位槽6,且第一定位槽5和第二定位槽6的断面相同;所述固定基准柱2的下表面设置有十字键7,上表面设置有第一销孔8所述十字键7插接于第一定位槽5和第二定位槽6的相交处;所述调节基准柱3下表面设置有平键9,上表面设置有第二销孔10,所述平键9插接于任意一第一定位槽5或第二定位槽6内;所述固定基准柱2、调节基准柱3、和随机支撑柱4的高度相同,所述随机支撑柱4和压紧机构可拆卸设置于底板1的任意位置。
底板1采用矩形板,用于固定其他的部件,同时承载被加工的零件,底板1的长度大于1m,具有足够的面积,以保证能够对体积较大的零件进行装夹。底板1的具体结构如图1和图2所示,底板1的上表面设置了多个第一定位槽5和多个第二定位槽6,第一定位槽5和第二定位槽6用于对固定基准柱2和调节基准柱3进行定位,第一定位槽5和第二定位槽6的形状和尺寸均相同,且间距也相同,以便于将固定基准柱2和调节基准柱3固定在多个位置,固定基准柱2和调节基准柱3用于对零件基准孔进行定位,不同零件的基准孔位置不一致,可根据零件基准孔的位置灵活地调节固定基准柱2和调节基准柱3的位置,从而实现对多种零件的基准孔进行定位。
如图3和图4所示,为了实现固定基准柱2快速固定在底板1上,固定基准柱2的下表面设置了十字键7,第一定位槽5和第二定位槽6相交形成十字槽,十字键7能够与十字槽相配合,固定时,将十字键7插入十字槽即可,安装和拆卸都非常方便。
如图5和图6所示,为了便于对调节基准柱3进行定位和调节调节基准柱3的位置,在调节基准柱3的下表面设置了平键9,平键9能够插入第一定位槽5或第二定位槽6并在第一定位槽5或第二定位槽6内滑动,从而可将调节基准柱3移动至任意位置。
如图7所示,随机支撑柱4用于在多个位置对零件进行支撑,固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4均与压紧机构相配合,从而将零件压紧固定在固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4上,然后即可对零件进行切削加工。随机支撑柱4和压紧机构可拆卸设置于底板1的任意位置,从而可根据零件的形状调整随机支撑柱4和压紧机构的位置,以便于用于各种形状的零件的固定。
由于固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4要承受零件的重力以及压紧力,因此需要具备较高的强度和稳定性,因此,固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4均包括从下至上依次设置的底盘、圆台形的中部柱体和圆柱形的上部柱体。底盘为圆盘,面积较大,与底板1的接触面积大,可提高稳定性。底盘、中部柱体和上部柱体的外径从下至上依次减小,保证良好的支撑刚性。
当固定基准柱2和调节基准柱3之间的距离调整好后,为了使固定基准柱2和调节基准柱3稳定地定位,防止固定基准柱2和调节基准柱3移动,固定基准柱2和调节基准柱3上设置有辅助定位孔11,辅助定位孔11设置在底盘上,固定基准柱2的辅助定位孔11为一对圆形的通孔,调节基准柱3的辅助定位孔11为一对圆弧形的通孔,为了便于利用螺栓对固定基准柱2和调节基准柱3进行辅助定位,所述第一定位槽5和第二定位槽6均为断面呈凸字形的通槽。安装螺栓时,先将螺栓的大端放入第一定位槽5或第二定位槽6,然后将固定基准柱2或调节基准柱3上的辅助定位孔11对准螺栓的上端,向下移动固定基准柱2或调节基准柱3,使螺栓穿过辅助定位孔11,然后将固定基准柱2的十字键7卡入一十字槽,或者将调节基准柱3的平键9卡入第一定位槽5或者第二定位槽6,调节好调节基准柱3的位置后,将定位螺母旋紧到螺栓上,即可使固定基准柱2和调节基准柱3保持稳固。使用完成后,也可以快速地拆除固定基准柱2和调节基准柱3。
第一销孔8和第二销孔10用于对零件上的基准孔进行定位,具体通过定位销进行定位,防止零件水平移动,可采用常规的圆柱销,作为优选的实施方式,所述第一销孔8为圆形销孔,所述第二销孔10为菱销孔。采用圆柱销对一个基准孔和第一销孔8进行连接定位,采用菱销对另一个基准孔和第二销孔10进行连接定位。
上述万能工装的装夹方法,包括
粗加工过程中,在零件边缘预留多个工艺凸台18,所述工艺凸台18位于同一高度,并在至少两个工艺凸台18上加工通孔。大部分框梁类零件的尺寸较大,形状不规则,为了便于加工时对零件进行装夹,以及方便零件的起吊搬运,一般都会在零件边缘位置设置多个工艺凸台18,通过对工艺凸台18进行装夹定位,即可使零件保持固定,通过在工艺凸台18上加工起吊通孔,可便于零件的起吊运送。零件精加工完成后,再将工艺凸台18切掉即可。
为了保证加工精度,工艺凸台18位于同一高度,具体地,所有工艺凸台18的上、下表面位于同一水平面内,用于支撑工艺凸台18的固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4的高度相同,这样能够比较稳定地支撑各个工艺凸台18,且工艺凸台18的上、下表面可作为基准面,可保证零件的加工精度。
以某滑轨零件为例,其外形轮廓的俯视图如图8所示,其总长度为2m左右,边缘设置了多个工艺凸台18。
将底板1安装到机床平台上,底板1上设置有安装孔,可通过螺栓等将底板1固定在机床平台上。
选取两个工艺凸台18上的通孔作为基准孔,确定两个基准孔之间的距离。两个基准孔之间的距离不宜过小,具体距离值通过零件图纸即可计算或者直接得到。选取图8所示零件两端的两个通孔作为基准孔,这两个通孔之间的距离为1340mm。
利用十字键7将固定基准柱2固定在一第一定位槽5和第二定位槽6的相交处,将调节基准柱3的平键9插接于一第一定位槽5或第二定位槽6内,并移动调节基准柱3,直到第一销孔8到第二销孔10的距离等于两个基准孔之间的距离,即1340mm。根据零件的尺寸和底板2的大小随机选择一第一定位槽5和第二定位槽6的相交处安装固定基准柱2,一般来说,固定基准柱2固定在底板1靠近端部的位置。固定基准柱2固定好后位置不再变化,利用螺栓紧固固定基准柱2。根据两个基准孔之间的距离大致判断调节基准柱3的位置范围,将调节基准柱3的平键9插接于该位置范围内的第一定位槽5或第二定位槽6中,然后测量第一销孔8到第二销孔10的距离,根据测量结果滑动调节基准柱3,直到第一销孔8到第二销孔10的距离等于两个基准孔之间的距离,然后利用螺栓紧固调节基准柱3。
根据零件上工艺凸台18的位置将随机支撑柱4摆放在底板1上,使得每一个工艺凸台18与一随机支撑柱4对应。将零件吊至底板1的上方,并移动零件使两个基准孔分别对准第一销孔8和第二销孔10,其余的工艺凸台10对准各个随机支撑柱4,当随机支撑柱4没有位于工艺凸台18下方时则对随机支撑柱4的位置进行调节。全部对准后下放零件,利用固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4支撑零件。
将定位销插入第一销孔8和第二销孔10,防止零件水平移动,再利用压紧机构将工艺凸台18压紧固定在固定基准柱2、调节基准柱3和随机支撑柱4上,即可使零件保持固定,如图9至图12所示。
如图10至图12所示,压紧机构包括千斤顶12、压板13、滑动块14和螺母15,所述千斤顶12竖直放置于底板1上表面,滑动块14位于第一定位槽5或第二定位槽6内,且滑动块14上表面设置有螺柱17,所述螺柱17的上端贯穿条形孔16并与螺母15螺纹连接。所述随机支撑柱4自然放置于底板1上表面。
压紧机构压紧工艺凸台18时,先将滑动块14滑动至合适的位置,然后将千斤顶12放在底板1上,将压板13的一端放在工艺凸台18上,另一端放在千斤顶12上,且使螺柱17穿过条形孔16,再将螺母15装在螺柱17的上端并压紧压板13,最后控制千斤顶12伸长,对压板13施加压力。
现有常规的压紧机构需要将底部紧固在压板1上,本申请的这种压紧机构中,千斤顶12和随机支撑柱4均自然放在底板1上,可以十分方便地调节千斤顶12和随机支撑柱4的位置,提高装夹的效率。加工完成后,也可以快速地将工装拆除,十分方便快捷。
此外,千斤顶12能够提供足够大的支撑力,通过控制千斤顶12伸长,能够对压板13的一端提供较大的压力,压力通过压板13传递至工艺凸台18,保证对工艺凸台18的压紧力。
当两个基准孔之间的距离大于底板1的长度时,将多块底板1安装在机床平台上配合使用。如底板1的长度为1.5m,而零件的长度为3m,采用一块底板1不能稳定地支撑零件,因此,可采用两块底板1共同使用。
本实用新型的工装能够实现快速装夹和拆卸,使用效率高;可用于不同形状的零件的装夹,通用性强,可适应不同结构、不同要求、不同基准的零件加工,只需一次设计及制造,完成一次制备投入后,可以适应多样化的产品结构,避免因产品结构不同、加工要求不同等因素而进行的多次工装投入,满足“小批量、多品种、快节奏”的科研生产要求。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于,包括底板(1)、固定基准柱(2)、调节基准柱(3)、多个随机支撑柱(4)和多个压紧机构,所述底板(1)的上表面设置有多个第一定位槽(5)和多个第二定位槽(6),多个第一定位槽(5)相互平行,多个第二定位槽(6)相互平行,所述第一定位槽(5)垂直于第二定位槽(6),且第一定位槽(5)和第二定位槽(6)的断面相同;所述固定基准柱(2)的下表面设置有十字键(7),上表面设置有第一销孔(8),所述十字键(7)插接于第一定位槽(5)和第二定位槽(6)的相交处;所述调节基准柱(3)下表面设置有平键(9),上表面设置有第二销孔(10),所述平键(9)插接于任意一第一定位槽(5)或第二定位槽(6)内;所述固定基准柱(2)、调节基准柱(3)、和随机支撑柱(4)的高度相同,所述随机支撑柱(4)和压紧机构可拆卸设置于底板(1)的任意位置。
2.如权利要求1所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述第一定位槽(5)和第二定位槽(6)均为断面呈凸字形的通槽。
3.如权利要求1或2所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述固定基准柱(2)、调节基准柱(3)和随机支撑柱(4)均包括从下至上依次设置的底盘、圆台形的中部柱体和圆柱形的上部柱体。
4.如权利要求2所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述固定基准柱(2)和调节基准柱(3)上设置有辅助定位孔(11)。
5.如权利要求1所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述第一销孔(8)为圆形销孔,所述第二销孔(10)为菱销孔。
6.如权利要求2所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述压紧机构包括千斤顶(12)、压板(13)、滑动块(14)和螺母(15),所述千斤顶(12)竖直放置于底板(1)上表面,滑动块(14)位于第一定位槽(5)或第二定位槽(6)内,且滑动块(14)上表面设置有螺柱(17),所述螺柱(17)的上端贯穿条形孔(16)并与螺母(15)螺纹连接。
7.如权利要求2所述的用于框梁类零件半精加工的万能工装,其特征在于:所述随机支撑柱(4)自然放置于底板(1)上表面。
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