CN105364729B - 一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具 - Google Patents

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Abstract

一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，它涉及一种夹具。现有侧架铸件冒口需要在铸件完成后切割金属液体的通道，传统方法对侧架铸件冒口切割时危害大且污染环境，利用高压水射流技术切割虽弥补了传统方法的缺点但侧架铸件在水槽中无法实现稳定定位。本发明中支撑底座顶面为与侧架铸件底面定位面C相配合的三钉定位面C’，第一定位块的一侧面为与侧架铸件中间侧面定位面A相配合的双定位钉定位面A’，第一定位块靠近第二定位块的端面为与侧架铸件中间底面定位面B相配合的单钉定位面B’，辅助支撑凸棱的顶面D’与侧架铸件顶部底面D相配合设置，第二定位块和连接杆的间隙与侧架铸件底部夹紧面E相配合。本发明适用于切割侧架铸件过程中。

Description

一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具
技术领域
本发明涉及一种切割铁路货车侧架铸件的夹具，属于机械加工领域。
背景技术
铸件作为很多大型零件的毛坯，是许多大型零件的基础,而铸件冒口作为铸件加工时金属液体的通道，需要在铸件完成之后进行切割。传统的铸件冒口切割方式是使用氧炔焰加工，利用乙炔燃烧时产生的高温切断冒口。这种切割方式的优点主要是效率较高，而缺点也十分明显，氧炔焰切割时会产生大量的废气对操作人员造成危害，同时产生的废渣会污染环境，切割后的表面粗糙不平滑，因此需要选择一种新的切割方式来代替传统的氧炔焰切割。
高压水射流技术作为近年来刚兴起的切割技术，正越来越多的应用到各种类型的加工领域。高压水射流的原理是利用特定的增压泵，将水加压到300-420MPa左右，而最终混入一定量的磨砂，通过直径约0.1mm左右的喷嘴喷出，行成最终的高压切割水射流，完成对加工件的切割。由于这种高压水射流不会与工件接触，因此几乎可以切割所有的常见的金属与非金属材料，适用范围很广。但目前尚无合适的辅助工具帮助铸件在水槽中实现稳定定位，导致高压水射流切割侧架铸件的过程不顺利，切割位置不够准确。
发明内容
本发明为解决现有侧架铸件冒口需要在铸件完成后切割金属液体的通道，传统方法对侧架铸件冒口切割时危害大且污染环境，利用高压水射流技术切割虽弥补了传统方法的缺点但侧架铸件在水槽中无法实现稳定定位的问题，进而提出一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，它包括支撑底座、第一定位块、第二定位块、压轮部件、压杆和连接杆，所述支撑底座的顶面上设置有三个第一定位钉，所述支撑底座的顶面为与侧架铸件底面定位面C相配合的三钉定位面C’，所述三钉定位面C’上从前至后依次设置有第一定位块、第二定位块和连接杆，所述第一定位块和第二定位块之间间隙设置，第一定位块为矩形块，第一定位块的一侧面上有两个并列设置的第二定位钉，所述第一定位块的一侧面为与侧架铸件中间侧面定位面A相配合的双定位钉定位面A’，所述第一定位块靠近第二定位块的端面上设有一个第三定位钉，所述第一定位块靠近第二 定位块的端面为与侧架铸件中间底面定位面B相配合的单钉定位面B’，所述支撑底座的顶面上加工有辅助支撑凸棱，辅助支撑凸棱位于第一定位块的前方并与第一定位块垂直设置，所述辅助支撑凸棱的顶面D’与侧架铸件顶部底面D相配合设置，第二定位块和连接杆之间间隙设置，所述第二定位块和连接杆之间的间隙与侧架铸件底部夹紧面E相配合设置；
所述连接杆垂直设置在支撑底座的顶面上，所述压轮部件设置在第二定位块上，所述压杆位于第二定位块和连接杆之间，所述压杆的一端与压轮部件相连接，压杆的中部与连接杆的顶端相铰接，压杆的另一端为施力端。
所述压轮部件包括压板和滚轮，所述压板与连接杆平行设置，压板的下端设置有滚轮，所述滚轮滚压在第二定位块与第一定位块相对的侧面上，所述压板的上端与压杆的一端相铰接。
本发明与现有技术相比的有益效果：
1、本发明能够对侧架铸件实现定位与夹紧的效果，从而使侧架铸件有效固定在水槽上，通过高压水射流机床喷嘴的移动，对侧架铸件的冒口进行切割。
2、本发明通过双定位钉定位面A’、单钉定位面B’、三钉定位面C’和辅助支撑凸棱顶面D’的设置有效实现对侧架铸件的定位工作，上述定位结构均是根据侧架铸件的自身结构对应设置的，对侧架铸件实现六个自由度的完全定位。
3、在六个自由度的完全定位后，通过对压杆中施力端施力后，使压板和滚轮沿第二定位块同步向上或向下运动，当压杆的施力端受向上的作用力时，滚轮沿第二定位块的侧面向下移动，实现对侧架铸件的压紧效果；当压杆的施力端受向下的作用力时，滚轮向上移动，实现松开侧架铸件的效果。
附图说明
图1是侧架铸件的第一立体结构示意图；
图2是侧架铸件的第二立体结构示意图；
图3是本发明的第一立体结构示意图；
图4是本发明的第二立体结构示意图；
图5是本发明的第三立体结构示意图；
图6是利用本发明对侧架铸件实现定位及夹紧的使用状态图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施 方式包括支撑底座1、第一定位块2、第二定位块3、压轮部件4、压杆5和连接杆6，所述支撑底座1的顶面上设置有三个第一定位钉7，所述支撑底座1的顶面为与侧架铸件底面定位面C相配合的三钉定位面C’，所述三钉定位面C’上从前至后依次设置有第一定位块2、第二定位块3和连接杆6，所述第一定位块2和第二定位块3之间间隙设置，第一定位块2为矩形块，第一定位块2的一侧面上有两个并列设置的第二定位钉8，所述第一定位块2的一侧面为与侧架铸件中间侧面定位面A相配合的双定位钉定位面A’，所述第一定位块2靠近第二定位块3的端面上设有一个第三定位钉9，所述第一定位块2靠近第二定位块3的端面为与侧架铸件中间底面定位面B相配合的单钉定位面B’，所述支撑底座1的顶面上加工有辅助支撑凸棱10，辅助支撑凸棱10位于第一定位块2的前方并与第一定位块2垂直设置，所述辅助支撑凸棱10的顶面D’与侧架铸件顶部底面D相配合设置，第二定位块3和连接杆6之间间隙设置，所述第二定位块3和连接杆6之间的间隙与侧架铸件底部夹紧面E相配合设置；
所述连接杆6垂直设置在支撑底座1的顶面上，所述压轮部件4设置在第二定位块3上，所述压杆5位于第二定位块3和连接杆6之间，所述压杆5的一端与压轮部件4相连接，压杆5的中部与连接杆6的顶端相铰接，压杆5的另一端为施力端。
本实施方式中的压轮部件4在压杆5的作用下实现压紧侧架铸件的效果。第一定位块2、第二定位块3和连接杆6固定连接在支撑底座1的顶面上。
具体实施方式二：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式中所述三个第一定位钉7围合形成三角形定位面，所述第一定位块2位于该三角形定位面上。
第一定位块2位于该三角形定位面上是针对侧架铸件底面的结构具体设置，这样使第一定位块2对侧架铸件底面的定位效果更加准确。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式中所述压轮部件4包括压板4-1和滚轮4-2，所述压板4-1与连接杆6平行设置，压板4-1的下端设置有滚轮4-2，所述滚轮4-2滚压在第二定位块3与第一定位块2相对的侧面上，所述压板4-1的上端与压杆5的一端相铰接。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图3说明本实施方式，本实施方式中第二定位块3为两层阶梯块，所述滚轮4-2滚压在两层阶梯块中上层阶梯的前端面上。如此设置使滚轮4-2的压紧侧架铸件的效果更好。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图5说明本实施方式，本实施方式中所述夹具还包括两个水槽 连接板11，所述支撑底座1的底面上固定连接有两个并列设置的水槽连接板11，每个水槽连接板11为双层板体，每个水槽连接板11沿其板体厚度方向加工有多个连接通孔。由于高压水射流技术的切割力较小，因此通过两个水槽连接板11以及每个水槽连接板11上多个连接通孔的设置可有效实现本发明固定在水槽中的效果，从而顺利进行水射流的切割加工。
本发明对侧架铸件进行六自由度定位思路：
由于侧架铸件在装夹时，其底部本身存在一个大平面，因此优先选择该大平面作为定位面，从而可以限制住3个自由度的运动。此外，可以发现侧架铸件装夹时，中间空的两侧表面质量较高，可以分别进行2个自由度和1个自由度的限制，从而对侧架铸件进行完全的定位。同时由于侧架铸件自重较为平衡且同时切削力不大，因此采用简单的侧面部向定位块加压力的夹紧方式。
本发明对侧架铸件进行六自由度定位过程：
以侧架铸件自身为坐标轴，侧架铸件的长度方向为X方向，侧架铸件的宽度方向为Y方向，侧架铸件的高度方向为Z方向，三个第一定位钉7用于铸件底部大平面的定位，即从而限制住侧架铸件的X，Y方向的转动，同时也限制住其Z方向的移动。两个并列设置的第二定位钉8限制住侧架铸件的X，Y方向的移动，而一个第三定位钉9限制住侧架铸件Z方向的转动，从而完成侧架铸件进行六自由度的定位工作。
当使用本发明进行夹紧时，人工操作压杆5的施力端，由于压杆5中部与连接杆6的铰接作用，可保证压杆5顺利的运动，随着压杆5的施力端被抬升，压轮部件 4下移十公分左右的距离，与对侧架铸件产生压力，完成侧架铸件的夹紧。此外，水槽连接板11的设置使本发明能够与水槽上的固定板相连接，通过螺钉拧紧从而将支撑底座1和水槽固定连接。由于水射流的力较小，因此利用螺钉完全可靠，不会导致夹具装配和加工产生侧翻和不稳定等现象。

Claims (5)

1.一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，其特征在于：它包括支撑底座(1)、第一定位块(2)、第二定位块(3)、压轮部件(4)、压杆(5)和连接杆(6)，所述支撑底座(1)的顶面上设置有三个第一定位钉(7)，所述支撑底座(1)的顶面为与侧架铸件底面定位面C相配合的三钉定位面C’，所述三钉定位面C’上从前至后依次设置有第一定位块(2)、第二定位块(3)和连接杆(6)，所述第一定位块(2)和第二定位块(3)之间间隙设置，第一定位块(2)为矩形块，第一定位块(2)的一侧面上有两个并列设置的第二定位钉(8)，所述第一定位块(2)的一侧面为与侧架铸件中间侧面定位面A相配合的双定位钉定位面A’，所述第一定位块(2)靠近第二定位块(3)的端面上设有一个第三定位钉(9)，所述第一定位块(2)靠近第二定位块(3)的端面为与侧架铸件中间底面定位面B相配合的单钉定位面B’，所述支撑底座(1)的顶面上加工有辅助支撑凸棱(10)，辅助支撑凸棱(10)位于第一定位块(2)的前方并与第一定位块(2)垂直设置，所述辅助支撑凸棱(10)的顶面与侧架铸件顶部底面D相配合设置，第二定位块(3)和连接杆(6)之间间隙设置，所述第二定位块(3)和连接杆(6)之间的间隙与侧架铸件底部夹紧面E相配合设置；
所述连接杆(6)垂直设置在支撑底座(1)的顶面上，所述压轮部件(4)设置在第二定位块(3)上，所述压杆(5)位于第二定位块(3)和连接杆(6)之间，所述压杆(5)的一端与压轮部件(4)相连接，压杆(5)的中部与连接杆(6)的顶端相铰接，压杆(5)的另一端为施力端。
2.根据权利要求1所述的一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，其特征在于：所述三个第一定位钉(7)围合形成三角形定位面，所述第一定位块(2)位于该三角形定位面上。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，其特征在于：所述压轮部件(4)包括压板(4-1)和滚轮(4-2)，所述压板(4-1)与连接杆(6)平行设置，压板(4-1)的下端设置有滚轮(4-2)，所述滚轮(4-2)滚压在第二定位块(3)与第一定位块(2)相对的侧面上，所述压板(4-1)的上端与压杆(5)的一端相铰接。
4.根据权利要求3所述的一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，其特征在于：第二定位块(3)为两层阶梯块，所述滚轮(4-2)滚压在两层阶梯块中上层阶梯的前端面上。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于水刀切割铁路货车侧架铸件的夹具，其特征在于：所述夹具还包括两个水槽连接板(11)，所述支撑底座(1)的底面上固定连接有两个并列设置的水槽连接板(11)，每个水槽连接板(11)为双层板体，每个水槽连接板(11)沿其板体厚度方向加工有多个连接通孔。
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