一種適用于筒狀工件的加工裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械加工領(lǐng)域，具體為一種適用于筒狀工件的加工裝備，尤其是大型薄壁筒狀零部件。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空航天生產(chǎn)制造領(lǐng)域，存在許多形狀結(jié)構(gòu)特別的零部件，其中薄壁筒狀零部件(如飛機機身)就是其中比較典型的代表。這種形狀結(jié)構(gòu)的零部件應(yīng)用場合十分廣泛，特別是在航空工業(yè)領(lǐng)域很多零部件都具有這種結(jié)構(gòu)特點。大型薄壁筒狀零部件自身載荷大，在進行連接裝配時(如機身蒙皮與機身骨架的連接)往往存在以下一些問題，例如由于待裝配零部件是高度較大的薄壁結(jié)構(gòu)，因此其剛度相對較差，加工裝配孔時易產(chǎn)生較大撓度，產(chǎn)生彎曲變形，難以保證孔的精度和表面質(zhì)量，且常用回轉(zhuǎn)裝置難以保證重載下的定位精度等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的技術(shù)目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種針對筒狀工件的環(huán)向工位轉(zhuǎn)換定位精準(zhǔn)的加工裝備。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種適用于筒狀工件的加工裝備，包括控制系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)定位裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括承載工件的工作臺、支撐工作臺的底座、驅(qū)動工作臺轉(zhuǎn)動的電機以及抱閘機構(gòu)；
所述底座的上部橫向設(shè)置有帶外齒的轉(zhuǎn)盤軸承，座體與轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈固定連接；所述工作臺位于底座和轉(zhuǎn)盤軸承的上方，與轉(zhuǎn)盤軸承的外圈固定連接；所述電機的動力輸出機構(gòu)上設(shè)有與轉(zhuǎn)盤軸承外圈齒牙嚙合的齒輪；
所述抱閘機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子、抱緊襯套以及第一液壓系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在工作臺臺板的下方，上端與臺板固定連接；所述定子固定在底座上，環(huán)繞在轉(zhuǎn)子的外圍；所述抱緊襯套設(shè)置在定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙空間內(nèi)，抱緊襯套與定子之間構(gòu)成密閉的液腔，所述液腔的輸液口與所述第一液壓系統(tǒng)連接，充液膨脹后的抱緊襯套抱住轉(zhuǎn)子；
所述電機、第一液壓系統(tǒng)分別與所述控制系統(tǒng)連接。
[0005]本發(fā)明加工裝備電機在控制系統(tǒng)控制下，通過齒輪驅(qū)動工作臺轉(zhuǎn)動。工位旋轉(zhuǎn)到位后，電機停止，控制系統(tǒng)控制第一液壓系統(tǒng)向抱緊襯套和定子之間的液腔輸入高壓油，使襯套發(fā)生內(nèi)脹式彈性變形，從而抱緊轉(zhuǎn)子，通過其和轉(zhuǎn)子之間的靜摩擦力矩來克服工件加工過程中產(chǎn)生的附加力矩(負(fù)載力矩)，維持工作臺在加工過程中的穩(wěn)定性。
[0006]在上述方案的基礎(chǔ)上，進一步改進的技術(shù)方案還包括:
本發(fā)明加工裝備設(shè)有夾持裝置:
所述夾持裝置包括第二液壓系統(tǒng)、夾具基座以及對稱設(shè)置在夾具基座左右兩側(cè)的夾鉗、油缸和支撐桿，所述夾鉗的前端設(shè)有壓頭，夾鉗的末端與一油缸的活塞桿鉸連接，該油缸缸筒通過一鉸支座連接在夾具基座上，支撐桿的前端鉸連接在夾鉗靠近末端的鉗體上，支撐桿的末端固定安裝在夾具基座上；油缸與所述第二液壓系統(tǒng)連接，所述第二液壓系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。在工作過程中，夾鉗以支撐桿的前端為支點，在油缸活塞桿的控制下轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)壓頭對工件夾持和松開的動作。
[0007]所述壓頭內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制系統(tǒng)連接，當(dāng)壓力傳感器采集壓力信號達(dá)到一定數(shù)值后，第二液壓系統(tǒng)停止向相應(yīng)的油缸供壓，使工件受力均衡。
[0008]本發(fā)明加工裝備包括夾具固定面板，工件通過預(yù)加工的孔位豎向固定在所述面板上，面板固定安裝在所述工作臺上。進一步的，還配有若干支撐夾持在工件底部周側(cè)的肋板，所述肋板根據(jù)工件的規(guī)格和形狀通過螺釘安裝在面板的相應(yīng)位置上。
[0009]有益效果:
本發(fā)明加工裝備用于實現(xiàn)對豎向設(shè)置的筒狀零部件在環(huán)向方向上不同工位的變換、夾緊和定位。工件豎直定位在工作臺上的方式，可以基本消除其因重力造成的工件軸向變形。采用轉(zhuǎn)盤軸承與齒輪嚙合傳動，簡化了轉(zhuǎn)臺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由抱閘機構(gòu)鎖緊后，為精準(zhǔn)加工提供了有力保障。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)合理，易于裝配，且定位精準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，尤其適用于大型薄壁筒狀零部件的加工。
【附圖說明】
[0010]圖1為旋轉(zhuǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為夾持裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明加工裝備的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0011]為了進一步闡明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和工作原理，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的介紹。
[0012]如圖1至圖3所示，一種適用于筒狀工件的加工裝備，包括以下組成構(gòu)件:
一)控制系統(tǒng)；
優(yōu)選高性能的配置。
[0013]二)旋轉(zhuǎn)定位裝置；
所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括工作臺1、底座4、電機8以及抱閘機構(gòu)。
[0014]一帶齒四點接觸轉(zhuǎn)盤軸承架設(shè)在底座4的頂端，底座4與轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈3通過螺釘固定連接。
[0015]所述工作臺I設(shè)置在轉(zhuǎn)盤軸承的上方，通過螺釘與轉(zhuǎn)盤軸承的外圈2固定連接。
[0016]所述電機8的輸出軸通過減速器帶動一齒輪(包括螺旋齒)轉(zhuǎn)動，所述齒輪與轉(zhuǎn)盤軸承外圈2上的齒牙相嚙合。
[0017]所述抱閘機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子5、抱緊襯套6以及第一液壓系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在工作臺I臺板的下方，上端與臺板鑄造為一體。所述定子5固定設(shè)置在底座4上端面中部，環(huán)繞在轉(zhuǎn)子的外圍。抱緊襯套6設(shè)置在定子5和轉(zhuǎn)子之間的間隙空間內(nèi)，抱緊襯套6與定子5之間構(gòu)成密閉的液腔，所述液腔的輸液口(包括進口和出口)與所述第一液壓系統(tǒng)連接，液腔充入高壓油后，抱緊襯套6膨脹，利用摩擦力牢牢抱住轉(zhuǎn)子，避免工作臺在加工時產(chǎn)生的負(fù)載力矩作用下發(fā)生位移。
[0018]所述電機8、第一液壓系統(tǒng)分別與控制系統(tǒng)連接。
[0019]三)夾持裝置；
工作臺I的兩側(cè)設(shè)有各一套夾持裝置。
[0020]所述夾持裝置包括第二液壓系統(tǒng)、夾具基座9以及對稱設(shè)置在夾具基座9左右兩側(cè)的夾鉗19、油缸I和支撐桿12。
[0021]所述夾鉗19的前端設(shè)有壓頭13和壓力傳感器，夾鉗19的末端與一油缸11的活塞桿鉸連接，夾具基座9兩側(cè)設(shè)有油缸鉸支座10，該油缸11的缸筒通過對應(yīng)的鉸支座10連接在夾具基座9上。支撐桿12的前端鉸連接在夾鉗19靠近其末端的鉗體上，如圖2所示，支撐桿12的末端固定安裝在夾具基座9上。油缸10與所述第二液壓系統(tǒng)連接，所述第二液壓系統(tǒng)、壓力傳感器分別與所述控制系統(tǒng)連接。
[0022]四)其它治具組件；
包括夾具固定面板16和若干肋板17。
[0023]加工時，首先進行預(yù)裝配，利用工件在之前工序中加工的孔位作為定位孔，將工件豎向固定在所述夾具固定面板16上，根據(jù)工件15的規(guī)格和形狀，三角架結(jié)構(gòu)的肋板17通過螺釘安裝在面板相應(yīng)的位置上，并分布在工件15底部的周側(cè)，相互配合夾住工件的底部側(cè)面，起到進一步支撐穩(wěn)固的作用。之后，通過物流將工件和面板一起移動到工作臺I上，利用螺釘將面板16固定安裝在工作臺I上，工作臺I臺板上預(yù)先設(shè)有安裝好螺母的凹槽14ο
[0024]在控制系統(tǒng)的操控下，工件15被轉(zhuǎn)到合適的工位上，抱閘機構(gòu)鎖緊工作臺I?？刂葡到y(tǒng)控制第二液壓系統(tǒng)向夾持裝置的油缸11供油，推動各夾鉗19動作，對稱夾持住工件15的上部，當(dāng)壓力傳感器達(dá)到設(shè)定值后，第二液壓系統(tǒng)停止供油，保證工件受力均衡，使工件在加工時產(chǎn)生較小撓動。待到該工位的加工工序完成后，第二液壓系統(tǒng)卸載，壓頭13遠(yuǎn)離工件，之后抱閘機構(gòu)卸載，電機8驅(qū)動工作臺I轉(zhuǎn)到下一工位，重復(fù)上述步驟。
[0025]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書、說明書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種適用于筒狀工件的加工裝備，包括控制系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)定位裝置，其特征在于: 所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括承載工件的工作臺(I)、支撐工作臺的底座(4)、驅(qū)動工作臺轉(zhuǎn)動的電機(8)以及抱閘機構(gòu)； 所述底座(4)的上部橫向設(shè)置有帶外齒的轉(zhuǎn)盤軸承，座體與轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈(3)固定連接；所述工作臺(I)位于底座(4)和轉(zhuǎn)盤軸承的上方，與轉(zhuǎn)盤軸承的外圈(2)固定連接；所述電機(8)的動力輸出機構(gòu)上設(shè)有與轉(zhuǎn)盤軸承外圈(2)齒牙嚙合的齒輪； 所述抱閘機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子(5)、抱緊襯套(6)以及第一液壓系統(tǒng)，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在工作臺(I)臺板的下方，上端與臺板固定連接；所述定子(5 )固定在底座(4 )上，環(huán)繞在轉(zhuǎn)子的外圍；所述抱緊襯套(6)設(shè)置在定子(5)和轉(zhuǎn)子之間的間隙空間內(nèi)，抱緊襯套(6)與定子(5 )之間構(gòu)成密閉的液腔，所述液腔的輸液口與所述第一液壓系統(tǒng)連接，充液膨脹后的抱緊襯套(6)抱住轉(zhuǎn)子； 所述電機(8 )、第一液壓系統(tǒng)分別與所述控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于筒狀工件的加工裝備，其特征在于，還設(shè)有夾持裝置: 所述夾持裝置包括第二液壓系統(tǒng)、夾具基座(9)以及對稱設(shè)置在夾具基座(9)左右兩側(cè)的夾鉗(19 )、油缸(10 )和支撐桿(12 )，所述夾鉗(19 )的前端設(shè)有壓頭(13 )，夾鉗(19 )的末端與一油缸(11)的活塞桿鉸連接，該油缸(11)缸筒通過一鉸支座(10)連接在夾具基座(9 )上，支撐桿(12 )的前端鉸連接在夾鉗(19 )靠近末端的鉗體上，支撐桿(12 )的末端固定安裝在夾具基座(9)上；油缸(10)與所述第二液壓系統(tǒng)連接，所述第二液壓系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于筒狀工件的加工裝備，其特征在于，所述壓頭(13)上設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種適用于筒狀工件的加工裝備，其特征在于，包括夾具固定面板(16)，工件通過預(yù)加工的孔位豎向固定在所述面板(16)上，面板(16)固定安裝在所述工作臺(I)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于筒狀工件的加工裝備，其特征在于，配有若干支撐夾持在工件底部周側(cè)的肋板(17)，所述肋板(17)根據(jù)工件的規(guī)格和形狀通過螺釘安裝在面板的相應(yīng)位置上。
【專利摘要】一種適用于筒狀工件的加工裝備，包括旋轉(zhuǎn)定位裝置,所述旋轉(zhuǎn)定位裝置包括工作臺、底座、電機以及抱閘機構(gòu);底座上部橫向設(shè)置有帶外齒的轉(zhuǎn)盤軸承，底座與轉(zhuǎn)盤軸承的內(nèi)圈固定連接；工作臺位于底座和轉(zhuǎn)盤軸承的上方，與轉(zhuǎn)盤軸承的外圈固定連接；電機的動力輸出機構(gòu)上設(shè)有與轉(zhuǎn)盤軸承外圈齒牙嚙合的齒輪；所述抱閘機構(gòu)包括轉(zhuǎn)子、定子、抱緊襯套以及液壓系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在工作臺臺板的下方，上端與臺板固定連接；定子固定在底座上，環(huán)繞在轉(zhuǎn)子的外圍；所述抱緊襯套設(shè)置在定子和轉(zhuǎn)子之間的間隙內(nèi)，與定子之間構(gòu)成密閉的液腔，所述液腔的輸液口與液壓系統(tǒng)連接。本發(fā)明設(shè)計科學(xué)合理，旋轉(zhuǎn)定位精準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，尤其適用于大型薄壁筒狀零部件的加工。
【IPC分類】B23Q3-08, B23Q1-26
【公開號】CN104669015
【申請?zhí)枴緾N201510019152
【發(fā)明人】沈建新, 趙崇良, 田威, 李東明, 廖文和
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月15日