CN219336857U - 一种大型薄壁环类工件加工支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型薄壁环类工件加工支撑装置,属于加工工装技术领域，所述装置包括：第一支撑机构，设置有多个，多个所述第一支撑机构成圆形排列布置于工作台上；圆周支撑机构，设置在工作台上；所述圆周支撑机构设置在第一支撑机构所形成圆形的内部；同轴调节机构，设置有多个，多个所述同轴调节机构成圆形排列布置于工作台上；所述同轴调节机构与第一支撑机构交替间隔设置；本实用新型可以有效解决薄壁环类工件加工时装夹变形的问题，保证了加工精度；可以实现自动夹紧，提高工件装夹速度，省时省力，且保证适度的夹紧力和足够的支撑力；可以快速的找正工件。

Description

一种大型薄壁环类工件加工支撑装置

技术领域

本实用新型涉及一种大型薄壁环类工件加工支撑装置,属于加工工装技术领域。

背景技术

大型薄壁环类工件，尤其是大型发电机用转子房、转子屋等部件直径和长度尺寸均较大，这类工件一般为大直径薄壁筒式产品，其直径规格一般为6000mm、8100 mm、9000mm、12000 mm等，壁厚一般在30mm-60mm，这类工件一般需要加工外圆和底板，并且加工精度要求高，加工公差通常小于0.1mm。

工件在加工时依靠夹具对工件位置的固定才能实现工件的粗加工或精加工。目前，工件在车加工过程中，通常只采用常规夹具对工件进行夹紧固定，但是由于大型薄壁环类工件直径大，壁厚薄，以及加工公差小的特点，采用上述方式夹紧大型薄壁类工件，一方面，由于缺乏刚性的支撑，在加工过程中会导致型薄壁环类工件变形严重，使得产品自由状态尺寸与装夹状态尺寸差别较大，从而导致较大的加工误差，不能满足加工要求；另一方面，采用常规的夹具夹紧固定工件，操作繁琐，并且调整过程中需要人工拧紧夹紧部件，费时费力，调节速度慢，工件夹紧定位速度慢；另外，人工拧紧夹紧部件，难以保证合适拧紧力。

另外，采用常规夹具夹紧固定工件中，需要通过工作人员根据经验，人工对工件进行找正，找正速度较慢。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，可以有效解决薄壁环类工件加工时装夹变形的问题，保证了加工精度；可以实现自动夹紧，提高工件装夹速度，省时省力，且保证适度的夹紧力和足够的支撑力；可以快速的找正工件。

为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，包括：

第一支撑机构，设置有多个，多个所述第一支撑机构成圆形排列布置于工作台上；

圆周支撑机构，设置在工作台上；所述圆周支撑机构设置在第一支撑机构所形成圆形的内部；

同轴调节机构，设置有多个，多个所述同轴调节机构成圆形排列布置于工作台上；

所述同轴调节机构与第一支撑机构交替间隔设置。

进一步地，所述第一支撑机构包括垫铁，垫铁固定在工作台上，垫铁的顶面可拆卸安装有等高条；

所述垫铁上设有垫铁调节顶，所述垫铁调节顶内部设有力传感器。

进一步地，所述圆周支撑机构包括支撑架体，所述支撑架体为圆形框架结构；

所述支撑架体的周向设有多个第一调节支撑顶和多个第二调节支撑顶，所述第一调节支撑顶和第二调节支撑顶交替间隔设置；第一调节支撑顶和第二调节支撑顶可沿工件径向伸缩。

进一步地，所述同轴调节机构包括调节壳体，所述调节壳体上设有可沿工件径向移动的卡爪，所述卡爪与第一调节支撑顶一一对应设置；

所述调节壳体上安装有驱动组件，所述卡爪与驱动组件连接。

进一步地，还包括第二支撑机构，所述第二支撑机构设置在调节壳体的顶部，并且设置在卡爪的外侧；所述第二支撑机构为调铁；

所述调铁包括上垫铁和下垫铁，下垫铁固定在调节壳体上，上垫铁通过楔面结构可滑动设置在下垫铁上。

进一步地，所述第一调节支撑顶和第二调节支撑顶均包括固定在支撑架体上的调节顶壳体，所述调节顶壳体内固设有液压缸，所述液压缸的伸缩杆可伸出调节顶壳体外，所述液压缸的伸缩杆沿工件径向伸缩；

所述液压缸的伸缩杆的端部设有万向支撑头。

进一步地，所述支撑架体的底部设有多个支撑座，所述支撑座为支撑顶。

进一步地，所述支撑架体的上部设有支撑杆，所述支撑杆设有四根，四根支撑杆布置成方形。

进一步地，所述万向支撑头通过压盖固定在液压缸的伸缩杆上；

所述万向支撑头的材质为高密度尼龙。

进一步地，所述驱动组件包括转动设置在调节壳体上的丝杠，所述丝杠上螺接有移动螺母，所述卡爪固定在移动螺母上；所述丝杠与驱动件传动连接。

本实用新型采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本实用新型解决了大型薄壁环类工件装夹变形的问题，使原本只靠夹紧加工导致工件变形严重的问题得到了有效的解决；提高了装夹速度，提高了生产效率，且工件自由状态尺寸与装夹状态基本一致，保证了加工精度。

2、本实用新型设有可以支撑工件内侧的圆周支撑机构，支撑速度快，液压支撑，省去了人力拧紧，支撑力足。

3、本实用新型设置有同轴调节机构，其与圆周支撑机构中的第一调节支撑顶相配合，可以快速得实现工件找正（同轴度调节），节省了机床找正时间，提升了加工效率。

4、本实用新型通过第一支撑机构，可以增大机床工作台直径，扩大了机床使用范围，可以让机床加工更大直径的工件。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是第一支撑机构的结构示意图；

图3是圆周支撑机构的示意图；

图4是第一调节支撑顶和第二调节支撑顶的示意图；

图5是同轴调节机构的立体图；

图6是同轴调节机构的剖视图。

图中，

1-工作台，2-垫铁，3-等高条，4-垫铁调节顶，5-支撑架体，6-支撑座，7-支撑杆，8-第一调节支撑顶，9-横杆，10-第二调节支撑顶，11-调节顶壳体，12-液压缸，13-万向支撑头，14-压盖，15-卡爪，16-移动螺母，17-调节壳体，18-驱动电机，19-丝杠，20-减速机，21-调铁。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

实施例1

如图1-6共同所示，本实用新型提供一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，包括第一支撑机构、同轴调节机构和圆周支撑机构，所述第一支撑机构用于支撑工件，承载整个工件的重量；第一支撑机构底部与工作台1连接，具有拓展工作台1加工范围的作用。

所述第一支撑机构设有多个，多个第一支撑机构在工作台1上排列成圆形。

所述圆周支撑机构设置在工作台1上，圆周支撑机构是工件与所述支撑装置中心的连接机构；所述圆周支撑机构设置在第一支撑机构所形成圆形的内部。

所述同轴调节机构设有多个，多个同轴调节机构在工作台1上排列成圆形；所述同轴调节机构与第一支撑机构交替间隔设置；同轴调节机构用于调节工件与工作台1的同轴度。

所述第一支撑机构包括垫铁2，垫铁2固定在工作台1上，垫铁2的顶面可拆卸安装有等高条3，等高条3数量为两个，两个等高条3平行设置，等高条3用于车床安装工件前的配车，以保证所有第一支撑机构与工件的接触面等高；方便多次配车，可以有效保护垫铁2高度不变，需要更换时，仅需更换等高条3即可，在有效保证加工精度不变的情况下，可节省成本。

所述垫铁2上还设有垫铁调节顶4，所述垫铁调节顶4的伸缩部能够伸出以支撑工件；在实际生产中，受到工件直径过大且为薄壁件的影响，经常出现工件局部因形变而导致工件已加工端面高度不一致的情况，这样就会出现工件与垫铁2不接触的点，这时，可以采用垫铁调节顶4对这些接触不到的点进行支撑。

所述垫铁调节顶4内部设有力传感器，所述力传感器与控制系统连接，通过控制系统设定每个力传感器的额定支撑力值，工件完全落在垫铁2上面后，垫铁调节顶4的伸缩部伸出，此时垫铁调节顶4会根据预设值支撑值支撑在产品上，保证工件下表面完全与之接触，保证工件加工刚性。

所述圆周支撑机构包括支撑架体5，所述支撑架体5为筋板焊接而成的圆形框架结构；所述支撑架体5的底部设有多个支撑座6，支撑座6用于与工作台1连接，所述支撑座6为支撑顶。

所述支撑架体5的上部设有支撑杆7，用于与工件的端面板连接，对工件的端面板具有支撑作用，能有效保证工件的刚性。所述支撑杆7设有四根，四根支撑杆7布置成方形；相邻支撑杆7之间设有预留支撑位置，当工件端面板刚性极其不足的情况下，可以将四处预留支撑位置全部用于支撑工件，以保证工件的刚性。

进一步地，相邻支撑杆7之间连接有横杆9，所述预留支撑设置在横杆9上。

所述支撑架体5的周向设有多个第一调节支撑顶8和多个第二调节支撑顶10，第一调节支撑顶8和第二调节支撑顶10结构和数量相同，第一调节支撑顶8和第二调节支撑顶10交替间隔设置；第一调节支撑顶8和第二调节支撑顶10可沿工件径向伸缩。

所述第一调节支撑顶8和第二调节支撑顶10均包括固定在支撑架体5上的调节顶壳体11，所述调节顶壳体11内固设有液压缸12，所述液压缸12的伸缩杆可伸出调节顶壳体11外，所述液压缸12的伸缩杆沿工件径向伸缩；所述液压缸12的伸缩杆的端部设有万向支撑头13，所述万向支撑头13通过压盖14固定在液压缸12的伸缩杆上；所述万向支撑头13的材质为高密度尼龙。

所述同轴调节机构包括调节壳体17，所述调节壳体17固定在工作台1上，所述调节壳体17上设有可沿工件径向移动的卡爪15，所述卡爪15与第一调节支撑顶8一一对应设置，调节同轴度时，相对设置的卡爪15与第一调节支撑顶8可以分别顶在工件的外壁和内壁上，并同步运动，可以保证工件不被卡爪15夹变形。

所述调节壳体17上安装有驱动组件，所述卡爪15连接驱动组件，通过驱动组件带动卡爪15沿工件径向移动。

所述驱动组件包括转动设置在调节壳体17上的丝杠19，所述丝杠19上螺接有移动螺母16，所述卡爪15固定在移动螺母16上；所述丝杠19与驱动件传动连接，所述驱动件包括相连接的驱动电机18和减速机20，所述驱动件与机床的控制系统连接。

所述驱动件以及丝杠19均设置在调节壳体17的内部。

所述移动螺母16与调节壳体17之间通过滑槽和导轨滑动连接，以保证卡爪15移动的平稳。

所述支撑装置还包括第二支撑机构，所述第二支撑机构设置在调节壳体17的顶部，所述第二支撑机构设置在卡爪15的外侧；所述第二支撑机构为调铁21，调铁21包括上垫铁和下垫铁，下垫铁固定在调节壳体17上，上垫铁和下垫铁之间设置楔面结构，使得上垫铁可沿下垫铁滑动，从而调节上垫铁的位置，以支撑工件；所述上垫铁和下垫铁之间设置有锁紧结构，用于将两者锁紧固定，锁紧结构为公知技术，此处不再赘述。在第一支撑结构的基础上，配合第二支撑机构，可以增加多个支撑点，再次增加工件的刚性。

本实用新型的工作原理：

首先，将本实用新型的第一支撑机构、同轴调节机构、圆周支撑机构组装在工作台上。

然后，将第一支撑机构的垫铁调节顶降至低于等高条高度处，同轴调节机构的卡爪伸出至工件下落预定位置，圆周支撑机构的第一调节支撑顶、第二调节支撑顶完全缩回，方便工件落入支撑装置中。

再次，通过起重设备将工件起吊后落入装置中，让第一支撑机构的垫铁调节顶完全顶上，调铁完全支撑后启动圆周支撑机构的第一调节支撑顶、第二调节支撑顶顶紧工件，最后通过同轴调节机构进行同轴调节

最后，机床验证工件同轴后，将同轴调节机构的卡爪夹紧后，开始加工。

同轴调节具体过程为：圆周支撑机构顶紧工件后，机床的测量系统测量工件的偏心量之后，将偏心数值反馈至机床控制系统中，系统会自动运算并将每个卡爪的调节量反馈至对应卡爪，进行自动调节，此时为了保证工件不被卡爪夹变形，与卡爪对应的第一调节支撑顶与卡爪同步运动。为了保证调节的有效性，调节后需要机床测量系统再次测量进行验证，以保证其准确性。确定同轴度无误后，驱动电机和减速机停机，完成同轴度调节，并将工件夹紧。

以上所述为本实用新型最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本实用新型的技术启示而进行的等效变换，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，包括：

第一支撑机构，设置有多个，多个所述第一支撑机构成圆形排列布置于工作台（1）上；

圆周支撑机构，设置在工作台（1）上；所述圆周支撑机构设置在第一支撑机构所形成圆形的内部；

同轴调节机构，设置有多个，多个所述同轴调节机构成圆形排列布置于工作台（1）上；

所述同轴调节机构与第一支撑机构交替间隔设置。

2.如权利要求1所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，所述第一支撑机构包括垫铁（2），垫铁（2）固定在工作台（1）上，垫铁（2）的顶面可拆卸安装有等高条（3）；

所述垫铁（2）上设有垫铁调节顶（4），所述垫铁调节顶（4）内部设有力传感器。

3.如权利要求1所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于， 所述圆周支撑机构包括支撑架体（5），所述支撑架体（5）为圆形框架结构；

所述支撑架体（5）的周向设有多个第一调节支撑顶（8）和多个第二调节支撑顶（10），所述第一调节支撑顶（8）和第二调节支撑顶（10）交替间隔设置；第一调节支撑顶（8）和第二调节支撑顶（10）可沿工件径向伸缩。

4.如权利要求3所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于， 所述同轴调节机构包括调节壳体（17），所述调节壳体（17）上设有可沿工件径向移动的卡爪（15），所述卡爪（15）与第一调节支撑顶（8）一一对应设置；

所述调节壳体（17）上安装有驱动组件，所述卡爪（15）与驱动组件连接。

5.如权利要求4所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于， 还包括第二支撑机构，所述第二支撑机构设置在调节壳体（17）的顶部，并且设置在卡爪（15）的外侧；所述第二支撑机构为调铁（21）；

所述调铁（21）包括上垫铁和下垫铁，下垫铁固定在调节壳体（17）上，上垫铁通过楔面结构可滑动设置在下垫铁上。

6.如权利要求3所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，所述第一调节支撑顶（8）和第二调节支撑顶（10）均包括固定在支撑架体（5）上的调节顶壳体（11），所述调节顶壳体（11）内固设有液压缸（12），所述液压缸（12）的伸缩杆可伸出调节顶壳体（11）外，所述液压缸（12）的伸缩杆沿工件径向伸缩；

所述液压缸（12）的伸缩杆的端部设有万向支撑头（13）。

7.如权利要求3所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，所述支撑架体（5）的底部设有多个支撑座（6），所述支撑座（6）为支撑顶。

8.如权利要求3所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，

所述支撑架体（5）的上部设有支撑杆（7），所述支撑杆（7）设有四根，四根支撑杆（7）布置成方形。

9.如权利要求6所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，

所述万向支撑头（13）通过压盖（14）固定在液压缸（12）的伸缩杆上；

所述万向支撑头（13）的材质为高密度尼龙。

10.如权利要求4所述的一种大型薄壁环类工件加工支撑装置，其特征在于，所述驱动组件包括转动设置在调节壳体（17）上的丝杠（19），所述丝杠（19）上螺接有移动螺母（16），所述卡爪（15）固定在移动螺母（16）上；所述丝杠（19）与驱动件传动连接。

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