CN105479123B - 一种箱体加工工装及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种箱体加工工装，包括设置在卧式加工中心回转工作台上的立柱、箱体工装I及箱体工装II，箱体工装I及箱体工装II对称设在立柱两侧，箱体工装I通过定位机构I以工件B面及M面为加工基准进行定位，并通过夹紧机构I压紧工件的N面、L面及Q面进行固定；箱体工装II通过定位机构II与工件上的J孔及K孔配合进行定位，通过夹紧机构II压紧工件的M面进行固定；利用该工装的箱体加工工艺为，依次将工件安装在箱体工装I和箱体工装II上，预先在刀库中安装好所需刀具，并预先编制好加工程序，然后开机对工件进行加工。本发明只需两次装夹即可完成箱体加工，简化了加工工艺，保证加工质量，降低操作人员的劳动强度，提高加工效率。

Description

一种箱体加工工装及其加工工艺
技术领域
本发明涉及机械冷加工技术领域，尤其涉及一种箱体加工工装及其加工工艺。
背景技术
在传统制造业中，由于形状复杂的箱体类零件经常需要多种刀具在不同机床上加工出不同的平面与孔穴(如图1-8所示)，以前的加工工艺是：镗孔、镗平面、钻孔；铣平面、钻孔、攻丝，这种加工工艺至少需要三台设备及三个操作者，此种加工过程不仅存在装夹次数多、加工时间长、操作不方便的问题，而且加工精度不高、生产效率低下。
而加工中心则是机电一体化的典型产品，可以说是现代最完善的单机。它是体现柔性自动化的基本单元，实现先进制造技术的载体，可以自动换刀，大大减少了工件搬运和装夹次数，缩短辅助时间，进一步提高精度、效率和自动化程度，减低成本。针对这种情况，同时针对在钻、铣、镗类加工中心上加工箱体零件的工序特点，研究了箱体零件加工工艺路线及其所用工装，解决了该类复杂箱体在不同机床间周转加工，生产过程装夹次数多、效率较低的现状。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种箱体加工工装及其加工工艺，可简化加工工艺，保证加工质量，降低操作人员的劳动强度，提高加工效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种箱体加工工装，包括设置在卧式加工中心回转工作台上的立柱、箱体工装I及箱体工装II，所述箱体工装I及箱体工装II对称设置在立柱两侧，所述箱体工装I包括定位机构I和夹紧机构I，通过定位机构I以工件B面及M面为加工基准进行定位，通过夹紧机构I压紧工件的N面、L面及Q面进行固定；箱体工装II包括定位机构II和夹紧机构II，通过定位机构II与工件上的J孔及K孔配合进行定位，通过夹紧机构II压紧工件的M面进行固定。
优选的，所述定位机构I包括水平定位柱和竖直定位柱，所述水平定位柱为四个、且呈方形固定在回转工作台上，所述竖直定位柱为三个、且呈三角形设置在立柱上；所述夹紧机构I包括水平方向夹紧部件、竖直方向夹紧部件和前侧夹紧部件I。
优选的，所述水平方向夹紧部件包括相对设置的左顶杆和右顶杆，左顶杆和右顶杆水平设置在支座上，所述支座固定在立柱上，所述左顶杆和右顶杆与支座均为螺纹配合；所述前侧夹紧部件I为三套，均包括压板I和锁紧杆I，锁紧杆I端部与螺母配合，所述压板I贯穿在锁紧杆I上、且可绕锁紧杆I转动，一个锁紧杆I固定在顶板上，另两个锁紧杆I固定在立柱上、且分别设置在两个支座下方。
优选的，所述定位机构II包括上定位芯轴和下定位芯轴，上定位芯轴和下定位芯轴均竖直设置在支架上，上定位芯轴和下定位芯轴分别与工件上的J孔及K孔配合进行定位；所述夹紧机构II包括上下两套结构相同的前侧夹紧部件II，前侧夹紧部件II包括压板II和锁紧杆II，锁紧杆II端部与螺母配合，所述压板II贯穿在锁紧杆II上、且可绕锁紧杆II转动，两个锁紧杆II分别固定在支架一侧。
优选的，所述支架为L型，支架一边固定在立柱上、另一边水平设置，两个L型支架上下对应、相背设置在立柱上，支架(22)水平边上设有与上定位芯轴(21)、下定位芯轴(28)配合的通孔。
优选的，三个竖直定位柱呈三角形设置在立板上，所述立板固定在立柱上，所述水平方向夹紧部件的支座均设置在立板上。
优选的，所述立板上所有镂空区，所述镂空区与工件A*面外形相匹配。
优选的，所述上定位芯轴顶部设有提手，所述提手为圆环状。
本发明还涉及一种箱体加工工艺，包括以下步骤：
(一)在卧式加工中心的回转工作台上安装箱体工装I及箱体工装II，箱体工装I与箱体工装II对称设置在回转工作台中部的立柱上；预先在刀库中安装好所需刀具，并在控制面板上预先编制好加工程序；
(二)将工件定位并压紧在箱体工装I上，粗铣工件的A基准面、G基准面、E基准面；
(三)分别镗工件的A面、A*面、G面及E面上的H孔、I孔、J孔及K孔，及各孔内部各阶梯孔；
(四)精铣工件的A面、G面及E面，并对A面、G面及E面上的孔口进行倒角；
(五)精铣工件上斜孔F处平面；
(六)钻工件A面上H孔的周边孔、G面上J孔的周边孔、E面上K孔的周边孔及F孔；
(七)将工件从箱体工装I上卸下，安装到箱体工装II上，将工件在箱体工装II上定位并压紧；
(八)粗精铣工件的A*面、B面及B*面；
(九)钻工件B*面上各孔、A*面上I孔的周边孔及B面上各孔；
(十)对工件A*面上I孔的孔口进行倒角；
(十一)钻工件M面上各孔。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在卧式加工中心上加工形状复杂的箱体工件，可利用回转工作台上的箱体工装I及箱体工装II将工件固定，依次对各加工面及各孔进行加工，只需两次装夹即可完成箱体加工。在这种功能齐全的卧式加工中心上加工工件，它集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹于一身，有利于保证各加工部位的位置精度要求，同时也减少了工件的装夹次数，节省大量的专用和通用工艺装备，节省占用的车间面积；另外，还可减少装卸工件的辅助时间，消除因多次装夹带来的定位误差，使其具有多种工艺手段，提高加工精度，加工中减少了周转次数和运输工作量，并相应的减少了操作工人，减低了生产成本。
附图说明
图1是箱体的主视图；
图2是图1的左视图；
图3是图1的右视图；
图4是图1中的A-A剖视图；
图5是图2中的B-B剖视图；
图6是图2中的C-C剖视图；
图7是图6中的D-D剖视图；
图8是图3的俯视图和仰视图；
图9是本发明实施例的主视图；
图10是图9的S向视图；
图11是图9的T向视图；
图中：1-回转工作台，2-箱体工装I，3-箱体工装II，4-立柱，5-定位机构I，7-定位机构II，8-夹紧机构II，9-水平定位柱，10-竖直定位柱，11-提手，12-竖直方向夹紧部件，13-前侧夹紧部件I，14-左顶杆，15-右顶杆，16-支座，17-顶板，18-螺杆，19-压板I，20-锁紧杆I，21-上定位芯轴，22-支架，23-前侧夹紧部件II，24-压板II，25-锁紧杆II，26-立板，27-镂空区，28-下定位芯轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图9、10、11所述的一种箱体加工工装，包括设置在卧式加工中心回转工作台1上的立柱4、箱体工装I2及箱体工装II3，所述箱体工装I2及箱体工装II3对称设置在立柱4两侧，所述箱体工装I2包括定位机构I5和夹紧机构I，通过定位机构I5以工件B面及M面为加工基准进行定位，通过夹紧机构I压紧工件的N面、L面及Q面进行固定；箱体工装II3包括定位机构II7和夹紧机构II8，通过定位机构II7与工件上的J孔及K孔配合进行定位，通过夹紧机构II8压紧工件的M面进行固定。
其中，所述定位机构I5包括水平定位柱9和竖直定位柱10，所述水平定位柱9为四个、且呈方形固定在回转工作台1上，所述竖直定位柱10为三个、且呈三角形设置在立柱4上；所述夹紧机构I包括水平方向夹紧部件、竖直方向夹紧部件12和前侧夹紧部件I13。三个竖直定位柱10呈三角形设置在立板26上，所述立板26固定在立柱4上，所述水平方向夹紧部件的支座16均设置在立板26上。
为了减少工装整体重量，在立板26上所有镂空区27，所述镂空区27与工件A*面外形相匹配，安装工件时可将。
所述水平方向夹紧部件包括相对设置的左顶杆14和右顶杆15，左顶杆14和右顶杆15水平设置在支座16上，所述支座16固定在立柱4上，所述左顶杆14和右顶杆15与支座16均为螺纹配合；所述竖直方向夹紧部件12包括垂直固定在立柱4上的水平顶板17和竖直贯穿顶板17的螺杆18；所述前侧夹紧部件I13为三套，均包括压板I19和锁紧杆I20，锁紧杆I20端部与螺母配合，所述压板I19贯穿在锁紧杆I20上、且可绕锁紧杆I20转动，一个锁紧杆I 20固定在顶板17上，另两个锁紧杆I20固定在立柱4上、且分别设置在两个支座16下方。
所述定位机构II7包括上定位芯轴21和下定位芯轴28，上定位芯轴21和下定位芯轴28均竖直设置在支架22上，上定位芯轴21和下定位芯轴28分别与工件上的J孔及K孔配合进行定位，为了方便装卸上定位芯轴21，在其顶部设有提手11，所述提手11为圆环状；所述夹紧机构II8包括上下两套结构相同的前侧夹紧部件II23，前侧夹紧部件II23包括压板II24和锁紧杆II25，锁紧杆II25端部与螺母配合，所述压板II24贯穿在锁紧杆II25上、且可绕锁紧杆II25转动，两个锁紧杆II25分别固定在支架22一侧。所述支架22为L型，支架22一边固定在立柱4上、另一边水平设置，两个L型支架22上下对应、相背设置在立柱4上，支架(22)水平边上设有与上定位芯轴(21)、下定位芯轴(28)配合的通孔。
加工A面、E面、G面及其上各孔时，将工件安装在箱体工装I2上，利用水平定位柱9对下端B面、竖直定位柱10对工件M面进行找正定位，利用左顶杆14和右顶杆15对工件左右两面进行固定，顶部用贯穿顶板17的螺杆18锁紧固定，工件前端面上下则用螺母与锁紧杆I20配合将压板I19压紧固定，然后按照编好的程序对其进行加工；然后将工件卸下，再安装在箱体工装II3上，前侧则用螺母与锁紧杆II25配合将压板II24压紧在工件前侧上下部位，然后按照编好的程序对工件A*面、B面、B*面及M面进行加工。
利用上述箱体加工工装的箱体加工工艺，包括以下步骤：
(一)在卧式加工中心的回转工作台1上安装箱体工装I2及箱体工装II3，箱体工装I2与箱体工装II3对称设置在回转工作台1中部的立柱4上；预先在刀库中安装好所需刀具，并在控制面板上预先编制好加工程序；
(二)将工件定位并压紧在箱体工装I2上，粗铣工件的A基准面，然后回转工作台1顺时针旋转90°粗铣G基准面，回转工作台1再逆时针旋转180°粗铣E基准面；
(三)按照程序分别镗工件的A面、A*面、G面及E面上的H孔、I孔、J孔及K孔，及各孔内部各阶梯孔；
(四)精铣工件的A面、G面及E面，并对A面、G面及E面上的孔口进行倒角；
(五)精铣工件上斜孔F处平面；
(六)钻工件A面上H孔的周边孔、G面上J孔的周边孔、E面上K孔的周边孔及F孔；
(七)将工件从箱体工装I2上卸下，安装到箱体工装II3上，将工件在箱体工装II3上定位并压紧；
(八)粗精铣工件的A*面、B面及B*面；
(九)钻工件B*面上各孔、A*面上I孔的周边孔及B面上各孔；
(十)对工件A*面上I孔的孔口进行倒角；
(十一)钻工件M面上各孔。
综上所述，发明具有简化加工工艺、保证加工质量、降低操作人员的劳动强度、提高加工效率的优点。在卧式加工中心上加工形状复杂的箱体工件，可利用回转工作台上的箱体工装I及箱体工装II将工件固定，依次对各加工面及各孔进行加工，只需两次装夹即可完成箱体加工。在这种功能齐全的卧式加工中心上加工工件，它集铣削、钻削、铰削、镗削、攻螺纹和切螺纹于一身，有利于保证各加工部位的位置精度要求，同时也减少了工件的装夹次数，节省大量的专用和通用工艺装备，节省占用的车间面积；另外，还可减少装卸工件的辅助时间，消除因多次装夹带来的定位误差，使其具有多种工艺手段，提高加工精度，加工中减少了周转次数和运输工作量，并相应的减少了操作工人，减低了生产成本。

Claims (9)

1.一种箱体加工工装，其特征在于：包括设置在卧式加工中心回转工作台(1)上的立柱(4)、箱体工装I(2)及箱体工装II(3)，所述箱体工装I(2)及箱体工装II(3)对称设置在立柱(4)两侧，所述箱体工装I(2)包括定位机构I(5)和夹紧机构I，通过定位机构I(5)以工件B面及M面为加工基准进行定位，通过夹紧机构I压紧工件的N面、L面及Q面进行固定；箱体工装II(3)包括定位机构II(7)和夹紧机构II(8)，通过定位机构II(7)与工件上的J孔及K孔配合进行定位，通过夹紧机构II(8)压紧工件的M面进行固定。
2.根据权利要求1所述的箱体加工工装，其特征在于：所述定位机构I(5)包括水平定位柱(9)和竖直定位柱(10)，所述水平定位柱(9)为四个、且呈方形固定在回转工作台(1)上，所述竖直定位柱(10)为三个、且呈三角形设置在立柱(4)上；所述夹紧机构I包括水平方向夹紧部件、竖直方向夹紧部件(12)和前侧夹紧部件I(13)。
3.根据权利要求2所述的箱体加工工装，其特征在于：所述水平方向夹紧部件包括相对设置的左顶杆(14)和右顶杆(15)，左顶杆(14)和右顶杆(15)水平设置在支座(16)上，所述支座(16)固定在立柱(4)上，所述左顶杆(14)和右顶杆(15)与支座(16)均为螺纹配合；所述竖直方向夹紧部件(12)包括垂直固定在立柱(4)上的水平顶板(17)和竖直贯穿顶板(17)的螺杆(18)；所述前侧夹紧部件I(13)为三套，均包括压板I(19)和锁紧杆I(20)，锁紧杆I(20)端部与螺母配合，所述压板I(19)贯穿在锁紧杆I(20)上、且可绕锁紧杆I(20)转动，一个锁紧杆I(20)固定在顶板(17)上，另两个锁紧杆I(20)固定在立柱(4)上、且分别设置在两个支座(16)下方。
4.根据权利要求1所述的箱体加工工装，其特征在于：所述定位机构II(7)包括上定位芯轴(21)和下定位芯轴(28)，上定位芯轴(21)和下定位芯轴(28)均竖直设置在支架(22)上，上定位芯轴(21)和下定位芯轴(28)分别与工件上的J孔及K孔配合进行定位；所述夹紧机构II(8)包括上下两套结构相同的前侧夹紧部件II(23)，前侧夹紧部件II(23)包括压板II(24)和锁紧杆II(25)，锁紧杆II(25)端部与螺母配合，所述压板II(24)贯穿在锁紧杆II(25)上、且可绕锁紧杆II(25)转动，两个锁紧杆II(25)分别固定在支架(22)一侧。
5.根据权利要求4所述的箱体加工工装，其特征在于：所述支架(22)为L型，支架(22)一边固定在立柱(4)上、另一边水平设置，两个L型支架(22)上下对应、相背设置在立柱(4)上，支架(22)水平边上设有与上定位芯轴(21)、下定位芯轴(28)配合的通孔。
6.根据权利要求3所述的箱体加工工装，其特征在于：三个竖直定位柱(10)呈三角形设置在立板(26)上，所述立板(26)固定在立柱(4)上，所述水平方向夹紧部件的支座(16)均设置在立板(26)上。
7.根据权利要求6所述的箱体加工工装，其特征在于：所述立板(26)上所有镂空区(27)，所述镂空区(27)与工件A*面外形相匹配。
8.根据权利要求4所述的箱体加工工装，其特征在于：所述上定位芯轴(21)顶部设有提手(11)，所述提手(11)为圆环状。
9.根据上述任一权利要求所述箱体加工工装的箱体加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(一)在卧式加工中心的回转工作台(1)上安装箱体工装I(2)及箱体工装II(3)，箱体工装I(2)与箱体工装II(3)对称设置在回转工作台(1)中部的立柱(4)上；预先在刀库中安装好所需刀具，并在控制面板上预先编制好加工程序；
(二)将工件定位并压紧在箱体工装I(2)上，粗铣工件的A基准面、G基准面、E基准面；
(三)分别镗工件的A面、A*面、G面及E面上的H孔、I孔、J孔及K孔，及各孔内部各阶梯孔；
(四)精铣工件的A面、G面及E面，并对A面、G面及E面上的孔口进行倒角；
(五)精铣工件上斜孔F处平面；
(六)钻工件A面上H孔的周边孔、G面上J孔的周边孔、E面上K孔的周边孔及F孔；
(七)将工件从箱体工装I(2)上卸下，安装到箱体工装II(3)上，将工件在箱体工装II(3)上定位并压紧；
(八)粗精铣工件的A*面、B面及B*面；
(九)钻工件B*面上各孔、A*面上I孔的周边孔及B面上各孔；
(十)对工件A*面上I孔的孔口进行倒角；
(十一)钻工件M面上各孔。
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