CN218904350U - 一种缸体类工件定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种缸体类工件定位装置，包括：外主体支撑机构，其至少设置两个，两个或两个以上的外主体支撑机构沿着外主体的圆周方向均匀设置，用于支撑和定位缸体类工件的外主体；中间芯子自动调节机构，其至少设置两个，两个或两个以上的中间芯子自动调节机构沿着中间芯子的圆周方向设置，用于支撑中间芯子；夹紧机构，部分或者全部筋板上各固定一个夹紧机构，每个夹紧机构包括链条、转换头和可伸缩构件；链条压紧在筋板上，链条的两端各自通过转换头与一个可伸缩构件相连，两个可伸缩构件与转换连接板相连。

Description

一种缸体类工件定位装置

技术领域

本实用新型涉及大型缸体类工件机加工装夹定位，具体涉及一种用于大型缸体类工件的定位装置。

背景技术

大型缸体类工件一般包括中间芯子和外主体，中间芯子和外主体之间通过筋板相连，且外主体的直径范围一般在φ3000mm-φ5000mm之间、重量重25t-50t之间，受到其重量、体积及特殊结构的影响，使得该缸体类工件加工过程中中间芯子由于自身结构重力影响，会自然下垂，导致中间芯子与外主体部出现相对位置误差，最终会致使加工超差。

现有的加工方法是通过手动调节千斤顶来调节中间芯子的高度，机床验证后再调节至合理公差范围内方可加工，但是若无装夹装置进行装夹，会导致工件调节时间长，加工效率低，同时，当此类工件大批量加工时，频繁的装夹定位一方面造成过多的加工辅助时间，浪费机床产能，另一方面给操作人员带来的劳动强度较大，效率难以提升。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种缸体类工件定位装置，整个加工过程中通过该定位装置可以实现一次定位、装夹，进而实现缸体类工件上活后自动找正，防止加工过程中缸体类工件活动，变形，减少缸体类工件加工变形误差。

为了实现上述目的，本实用新型通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的实施例提供了一种缸体类工件定位装置，包括：

外主体支撑机构，其至少设置两个，两个或两个以上的所述外主体支撑机构沿着外主体的圆周方向均匀设置，用于支撑和定位缸体类工件的外主体；

中间芯子自动调节机构，其至少设置两个，两个或两个以上的所述中间芯子自动调节机构沿着缸体类工件的中间芯子的圆周方向设置，用于支撑中间芯子；

夹紧机构，包括压紧件、转换头和可伸缩构件；所述压紧件压紧在缸体类工件的筋板上，所述压紧件的两端各自通过所述转换头与所述可伸缩构件相连，所述可伸缩构件通过转换连接板与工作台相连。

作为进一步的技术方案，所述的外主体支撑机构包括压装构件和支撑构件；所述压装构件压紧在外主体的外边缘上部，所述支撑构件支撑在外主体的外边缘底部。

作为进一步的技术方案，所述支撑构件包括支撑座，在所述支撑座上固定高度调整装置。

作为进一步的技术方案，所述高度调整装置包括调整块、底座和调节螺栓；在所述调整块上设有螺栓过孔，所述底座与所述调整块均设有一个斜面，两个斜面相互接触，所述调节螺栓穿过所述调整块上的螺栓过孔与所述底座螺纹配合。

作为进一步的技术方案，所述压装构件包括压板、顶杆及拉杆，所述顶杆的顶部设置压板，所述压板上设置螺纹孔，所述拉杆顶部穿过所述螺纹孔与压紧螺母螺纹配合，且所述拉杆还固定有支撑螺母，所述支撑螺母位于所述压板的下方，其与所述压板之间设有套装在拉杆上的弹性件。

作为进一步的技术方案，所述顶杆及所述拉杆底部与同一个连接块相连，所述连接块与机床工作台相连接。

作为进一步的技术方案，所述中间芯子自动调节机构包括缓冲垫片、支撑杆、支撑柱、伺服电机和减速机；所述支撑杆和所述支撑柱螺纹配合，所述支撑杆穿设于所述支撑柱，所述支撑杆顶部安装有缓冲垫片，所述支撑杆底部与所述减速机输出轴上的输出孔间隙配合，且扭矩通过安装在所述支撑杆和所述减速机的输出孔之间的键传递，所述减速机的输入端与所述伺服电机的输出端连接；所述支撑柱下部与电机防护壳相连。

作为进一步的技术方案，所述的中间芯子自动调节机构还包括转换垫板，所述伺服电机固定在所述转换垫板上，所述转换垫板上面带有与工作台相连的孔。

作为进一步的技术方案，所述的可伸缩构件包括右旋螺杆、左旋螺杆；所述的右旋螺杆与左旋螺杆之间通过左右螺纹连接杆相连。

作为进一步的技术方案，所述转换头与所述压紧件之间通过销轴可拆卸式连接，所述压紧件可设为链条。

上述本实用新型的实施例的有益效果如下：

1.本实用新型通过外主体支撑机构，支撑和定位缸体类工件的外主体；通过中间芯子自动调节机构支撑中间芯子；通过夹紧机构对筋板进行锁死，保证整个工件可以完全压紧；且整体上缩短了工件装夹定位的时间，装夹找正时长由之前的每件工件2.5小时缩短至0.5小时。

2.本实用新型采用中间芯子自动调节机构可以实现自动化调节，替代了人工调节，降低了劳动强度，降低了机床的能耗，提升了加工效率和定位精度。

3.夹紧机构采用链条夹紧，保证了夹紧的可靠性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型在使用状态的整体结构示意图；

图2、图3是本实用新型的中间芯子自动调节机构的示意图；

图4是本实用新型中外主体支撑机构的示意图；

图5是外主体支撑机构中的调节装置的示意图；

图6是夹紧机构的示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

1中间芯子自动调节机构，2外主体支撑机构、3夹紧机构、4筋板、5中分面，6毛坯面，7中间芯子，8外主体；

1-1缓冲垫片、1-2支撑杆、1-3支撑柱、1-4电机防护壳、1-5转换垫板，1-6伺服电机、1-7减速机；

2-1等高块、2-2底座、2-3调节螺栓、2-4调整块、2-5支撑螺母、2-6弹簧、2-7压紧螺母、2-8压板、2-9顶杆、2-10拉杆、2-2-1底座斜面，2-4-1调整块斜面；

3-1链条、3-2连接销轴、3-3转换头、3-4左右螺纹连接杆、3-5右旋螺杆、3-6转换连接板、3-7左旋螺杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种缸体类工件定位装置，其中，缸体类工件主要加工中分面5以及外主体的外圆上的一些特征，由于中间芯子7和外主体8之间依靠多个筋板4进行连接，导致工件中间芯子7极易与外主体8出现相对高度差，该定位夹紧机构，能快速调节高度差，并采用了链条压紧形式。

应当理解的，本实用新型中的缸体类工件的主体结构为圆环，那么向心侧即为内侧，离心侧即为外侧，基于该基础方位，本实用新型中的内外被准确限定。

具体的，本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例公开的缸体类工件定位装置，主要有三部分，包括外主体支撑机构2、中间芯子自动调节机构1和夹紧机构3；其中外主体支撑机构2包括两个或者两个以上，两个或者两个以上外主体支撑机构1沿着外主体8的圆周方向均匀设置，用于支撑和定位缸体类工件的外主体8部分，中间芯子自动调节机构1也包括两个或者两个以上，两个或者两个以上中间芯子自动调节机构1沿着中间芯子7的圆周方向设置，用于支撑中间芯子7；夹紧机构3包括两个或者两个以上，每个夹紧机构3用于对对应的筋板4进行夹紧，优选的，为了更好的将工件夹紧且保证受力的均衡，每个筋板4上均固定一个夹紧机构3，即夹紧机构3的个数等于筋板4的个数。

进一步的，在本实施例中，上述的中间芯子自动调节机构1如图2、图3所示，其主要由缓冲垫片1-1、支撑杆1-2、支撑柱1-3、转换垫板1-5、伺服电机1-6、减速机1-7和电机防护壳1-4等组成；其中，支撑杆1-2和支撑柱1-3螺纹配合，支撑杆1-2的两端沿着支撑柱1-3的轴线穿过支撑柱1-3，在支撑杆1-2上部安装有缓冲垫片1-1，支撑杆1-2下部与减速机1-7的输出轴上的输出孔相连接，且该处将支撑杆1-2和减速机1-7输出孔设计成间隙配合，保证减速机1-7输出孔旋转过程中相互之间能上下产生相对移动，减速机1-7输出的扭矩通过支撑杆1-2和减速机1-7输出孔中间的键进行传递，在减速机1-7的带动下实现支撑杆1-2的上下高度调节。伺服电机1-6与减速机1-7为一个整体式结构，且伺服电机1-6与电机控制器相连，电机控制器控制伺服电机1-6的旋转角度和旋转方向。

进一步的，上述支撑柱1-3下部与电机防护壳1-4相连，电机防护壳1-4的主要作用是保护将伺服电机1-6和减速机1-7，同时上部用于固定支撑柱1-3，下部和转换垫板1-5相连接，转换垫板1-5与工作台相连。

进一步的，转换垫板1-5实现了将自动调节机构与机床工作台连接，具体的，转换垫板1-5上面带有与工作台T型槽匹配的孔，主要作用是保证中间芯子自动调节机构1可以与工件的工作台的正常连接。

由于工件的外主体8和中间芯子7之间仅仅依靠筋板4相连，因此刚性不足，导致中间芯子7在重力作用下会和外主体8产生一个高度差，待工件外主体8落在外主体支撑机构2后，使用机床探测中间芯子7和外主体8端面高度差，与设计高度值进行对比，将高度差算出后输入到中间芯子自动调节机构1的电机控制器中，电机控制器会根据差值对伺服电机1-6发送指令，进而带动支撑杆1-2旋转，从而让工件中间芯子7上下运动实现自动调整，调整完成后机床再次验证，确保调整无误后切断伺服电机1-6电源即可，且上述减速机1-7有自锁功能，确保支撑杆1-2的位置固定不动，保证加工时的稳定性和可靠性。

为了保证中间芯子自动调节机构1不对加工面造成损伤，本实施例在支撑杆1-2上部增加了一个软材质的缓冲垫片1-1，缓冲垫片1-1直接与工件面接触，采用软材料制作，有效防护工件不会产生磕碰伤，进一步的保证有效对工件加工面起到一定的保护作用。

进一步，上述的支撑杆1-2和支撑柱1-3采用了具有自锁功能的T型螺纹传动，既能保证传动效率又能自锁防止回转。

进一步的，本实施例中的外主体支撑机构2如图4所示：该外主体支撑机构2主要由支撑构件和压装构件组成，其中支撑构件包括等高块2-1、底座2-2、调节螺栓2-3、调整块2-4；所述的等高块2-1优选有四块金属块组成，四块等高块2-1组成一个整体，等高块2-1底部设有螺栓过孔，等高块2-1通过T型螺栓与机床工作台上的T型槽相连接；四个等高块2-1的上部放置调整装置，其中调整装置如图5所示，其包括调整块2-4、底座2-2和调节螺栓2-3，底座2-2和等高块2-1直接通过螺钉进行连接，在调整块2-4上带有螺栓过孔，底座2-2与调整块2-4均设有一个斜面(对应附图5中的底座斜面2-2-1和调整块斜面2-4-1)，两个斜面相互接触，调节螺栓穿过调整块2-4上的螺栓过孔与底座2-2螺纹配合，在调节螺栓2-3的作用下让底座2-2和调整块2-4的两斜面产生相对位移从而达到调节调整块2-4高度的目的。该机构为整个定位装置的主受力部分，工件落活时，均匀将整个工件的重量落在4组外主体支撑机构2的调整块2-4上。在工件落活前会先将外主体支撑机构2上的调整块2-4调至最高点，落上工件后机床探测工件上下端面高度差，得出高度差值后，并与设计高度值进行对比，对比后可确定调整块2-4调节方向及调节高度，然后对调整块2-4进行调节上下角度找正，调整块2-4和底座2-2通过斜楔结构上下调节，待调节各调整块2-4至工件找正在允许范围内之后，将工件外主体8通过压装构件进行压紧即可。

优选的，上述的等高块2-1一体铸造成型，有效保证其刚性。

优选的，上述调整块2-4选用刚性比较好的金属，例如铁。

进一步的，上述的压装构件包括支撑螺母2-5、弹簧2-6、压紧螺母2-7、压板2-8、顶杆2-9和拉杆2-10；顶杆2-9的顶部设置压板2-8，在压板2-8上设置螺纹孔，拉杆2-10的顶部设置螺纹，拉杆2-10顶部穿过所述螺纹孔与压紧螺母2-7配合，且在拉杆还固定有支撑螺母2-5，支撑螺母2-5位于压板2-8的下方，其与压板2-8之间设有套装在拉杆2-10上的弹簧2-6。

为了实现压板2-8的快拆快换功能，本实施例中将压板2-8、顶杆2-9及拉杆2-10设计成整体形式，通过T型块直接将整体压装构件与机床工作台上的T型槽相连接；顶杆2-9的顶部设置压板2-8，在拉杆2-10上设计有支撑螺母2-5，支撑螺母2-5和压板2-8间通过弹簧2-6连接，能保证压板脱离工件时仍然可以与拉杆2-10保持连接在一起，方便下次直接使用的位置保持。顶杆2-9设计成丝杆和圆柱体结合的形式，既能满足上下高度调节的要求，又能保证一直与压板2-8进行有效连接不掉落。整体压板设计能有效提升压活效率，防止部件丢失。

进一步的，本实施例中的夹紧机构3如图6所示，主要由链条3-1、连接销轴3-2、转换头3-3、左右螺纹连接杆3-4、右旋螺杆3-5、转换连接板3-6和左旋螺杆3-7等组成；右旋螺杆3-5、左旋螺杆3-7、左右螺纹连接杆3-4各自包括两个，其中两个右旋螺杆3-5、左旋螺杆3-7之间通过一个左右螺纹连接杆3-4相连形成可伸缩构件一；另外的两个右旋螺杆3-5、左旋螺杆3-7之间通过另外一个左右螺纹连接杆3-4相连形成可伸缩构件二；可伸缩构件一和可伸缩构件二相互平行设置，底部与转换连接板3-6相连，顶部各连接一个转换头3-3，两个转换头3-3通过连接销轴3-2与链条3-1的两端相连；在工件找正调整完成后，为了保证工件的加工稳定性，需要对工件进行进一步的夹紧，上端面由于高度距离工作台约2米，压紧该处意义不大，效果不好，因此采用了链条压紧筋板4的方案，筋板4为毛坯面全程不加工，该位置适合压紧，同时采用链条3-1压紧，链条3-1为柔性材料，压紧符型度高，下部采用了可伸缩构件一和可伸缩构件二压紧的形式，压紧转换连接板3-6，压紧力大，能有效保证工件加工过程中的可靠性和稳定性。链条3-1通过转换头3-3将链条3-1与拧紧用的可伸缩构件一和可伸缩构件二相连接，同时转换头3-3上设计有大开口，能将多余长度的链条3-1通过大开口处拉出，方便调节有效链条3-1长度，同时调节后将链条3-1与转换头3-1通过连接销轴3-2重新插拔即可实现长度转换，长度调节可以增大链条3-1压紧的使用范围，保证了更大的通用性。使用时可以先将连接销轴3-2拆卸，根据工件压紧位置的距离调整链条长度，调整至较为合适长度后用连接销轴3-2将链条3-1和转换头3-3进行连接，连接后通过可伸缩构件一和可伸缩构件二将工件压紧即可，调整左右螺纹连接杆3-4可以带动右旋螺杆3-5、左旋螺杆3-7上下调整，一端左旋一端右旋才能实现往一个方向旋转实现压紧。转换连接板3-6实现了将整个夹紧机构3与机床工作台连接的作用。

进一步的，利用上述定位装置对缸体类工件进行定位的方法如下；

步骤1.将外主体支撑机构2的调整块2-4调至最高位置处，将工件外部底部毛坯面圆弧落在上；

步骤2.落上工件后根据工件已加工的上下端面情况，对调整块2-4进行调节至工件达到加工允许范围内，然后将外围压板2-8压紧。

步骤3.机床探测中间芯子7和外主体8端面高度差，与理论高度值进行对比，将高度差算出后输入到中间芯子7自动调节机构的控制器，该机构会根据差值的具体数值控制伺服电机1-6带动支撑杆1-2进行自动调整，调整完成后机床再次验证，确保调整的准确性。

步骤4.最后将夹紧装置3锁死，保证工件完全压紧后方可进行加工。

本实施例通过上述的外主体支撑机构2，支撑和定位缸体类工件的外主体8；通过中间芯子自动调节机构1支撑中间芯子7；通过夹紧机构3对筋板进行锁死，保证整个工件可以完全压紧；且整体上缩短了工件装夹定位的时间，装夹找正时长由之前的每件工件2.5小时缩短至0.5小时；采用中间芯子自动调节机构1可以实现自动化调节，替代了人工调节，降低了劳动强度，降低了机床的能耗，提升了加工效率和定位精度；夹紧机构3采用链条夹紧，保证了夹紧的可靠性。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

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 (10)

1.一种缸体类工件定位装置，其特征在于，包括：

外主体支撑机构，其至少设置两个，两个或两个以上的所述外主体支撑机构沿着外主体的圆周方向均匀设置，用于支撑和定位缸体类工件的外主体；

中间芯子自动调节机构，其至少设置两个，两个或两个以上的所述中间芯子自动调节机构沿着缸体类工件的中间芯子的圆周方向设置，用于支撑中间芯子；

夹紧机构，包括压紧件、转换头和可伸缩构件；所述压紧件压紧在缸体类工件的筋板上，所述压紧件的两端各自通过所述转换头与所述可伸缩构件相连，所述可伸缩构件通过转换连接板与工作台相连。

2.如权利要求1所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述的外主体支撑机构包括压装构件和支撑构件；所述压装构件压紧在外主体的外边缘上部，所述支撑构件支撑在外主体的外边缘底部。

3.如权利要求2所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述支撑构件包括支撑座，在所述支撑座上固定高度调整装置。

4.如权利要求3所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述高度调整装置包括调整块、底座和调节螺栓；在所述调整块上设有螺栓过孔，所述底座与所述调整块均设有一个斜面，两个斜面相互接触，所述调节螺栓穿过所述调整块上的螺栓过孔与所述底座螺纹配合。

5.如权利要求2所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述压装构件包括压板、顶杆及拉杆，所述顶杆的顶部设置压板，所述压板上设置螺纹孔，所述拉杆顶部穿过所述螺纹孔与压紧螺母螺纹配合，且所述拉杆还固定有支撑螺母，所述支撑螺母位于所述压板的下方，其与所述压板之间设有套装在拉杆上的弹性件。

6.如权利要求5所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述顶杆及所述拉杆底部与同一个连接块相连，所述连接块与机床工作台相连接。

7.如权利要求1所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述中间芯子自动调节机构包括缓冲垫片、支撑杆、支撑柱、伺服电机和减速机；所述支撑杆和所述支撑柱螺纹配合，所述支撑杆穿设于所述支撑柱，所述支撑杆顶部安装有缓冲垫片，所述支撑杆底部与所述减速机输出轴上的输出孔间隙配合，且扭矩通过安装在所述支撑杆和所述减速机的输出孔之间的键传递，所述减速机的输入端与所述伺服电机的输出端连接；所述支撑柱下部与电机防护壳相连。

8.如权利要求7所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述的中间芯子自动调节机构还包括转换垫板，所述伺服电机固定在所述转换垫板上，所述转换垫板上面带有与工作台相连的孔。

9.如权利要求1所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述的可伸缩构件包括右旋螺杆、左旋螺杆；所述的右旋螺杆与左旋螺杆之间通过左右螺纹连接杆相连。

10.如权利要求1所述的一种缸体类工件定位装置，其特征在于，所述转换头与所述压紧件之间通过销轴可拆卸式连接，所述压紧件可设为链条。

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