技术领域
[0001] 本
发明涉及
机械加工设备技术领域，更具体的说是涉及一种用于限制工件旋转自由度的工装。
背景技术
[0002] 大型多
角度产品的加工过程中，工件的
定位是一大难题，由于大型多角度产品一般外形是多角度、多曲面，并且形状非常不规则，在装夹的过程中，其旋转自由度非常不容易限制。
[0003] 以
风力发
电机组的主要零部件
轮毂和主
机舱为例来进行说明，
风力发电机组的轮毂和主机舱的尺寸很大，并且这两个产品的外形均为多角度、多曲面的不规则外形，目前轮毂和主机舱的装夹主要是通过压
块将轮毂和主机舱压紧在加工平台上，当然，为了便于压块的安装，加工平台上设置有用于压块
支撑柱安装的安装部，压块支撑柱的一端与加工平台上的安装部连接，另一端上安装有压块，压块通过压紧
螺栓将轮毂和主机舱压紧在加工平台上。
[0004] 然而，上述工件的夹装方式中仅是通过压块将轮毂或者主机舱压紧在加工平台上，防止工件在加工平台上发生转动也仅仅是靠工件与加工平台以及工件与压块之间的
摩擦力来实现的，当机床对工件的加工作用力较大时，夹紧在加工平台上的工件很容易在加工平台上发生旋转，这会严重影响加工
进程，延长加工周期；若该种情况未被及时发现，还可能造成加工工件的报废，产生较大的经济损失。
[0005] 因此，如何能够避免工件在加工平台上进行旋转，以保证工件的加工
精度，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种用于限制工件旋转自由度的工装，以限制大型多角度工件的旋转自由度，避免工件在加工平台上进行旋转，以保证工件的加工精度。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供的用于限制工件旋转自由度的工装，包括：
[0008] 支撑柱体，所述支撑柱体的一端设置有可与加工平台可靠固定的安装部；
[0009] 设置于所述支撑柱体的另一端，且用于与待加工工件表面相抵的顶柱。
[0010] 优选的，所述顶柱与所述支撑柱体垂直。
[0011] 优选的，所述顶柱用于与待加工工件表面相
接触的一端设置有顶柱端帽，所述顶柱端帽的侧面为弧形面结构或者多面体结构。
[0012] 优选的，所述支撑柱体由上部柱体和下部柱体构成，所述上部柱体与下部柱体的接触部位沿周向均匀设置有相互咬合的凹槽和凸起，且所述上部柱体和下部柱体通过分别穿过所述上部柱体和下部柱体中心的螺栓固定。
[0013] 优选的，相邻两个凹槽之间或者相邻两个凸起之间的夹角不大于30度。
[0014] 优选的，所述上部柱体或者下部柱体中的一个上还设置有定位凹槽，另外一个上设置有与所述定位凹槽配合的定位凸起。
[0015] 优选的，所述顶柱与所述支撑柱体
螺纹连接。
[0016] 优选的，所述顶柱包括多个，且多个所述顶柱并排设置。
[0017] 由以上技术方案可以看出本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装包括支撑柱体和顶柱，其中支撑柱体的一端上设置有可与加工平台可靠固定的安装部，另一端上设置有用于与待加工工件表面相抵的顶柱。
[0018] 该工装的具体使用方法是：将工装支撑柱体设置有安装部的一端固定安装在加工平台上的合适
位置，并使支撑柱体另一端设置的顶柱与已经夹装好的工件的外表面相抵，并且该工装应安装在工件将要转向的一侧，以便阻止工件向该方向转动。
[0019] 由于支撑柱体安装在加工平台上之后，其本身与加工平台垂直，而其端部的顶柱与支撑柱体垂直，因而当与顶柱紧密接触的工件具有转动趋势时，顶柱将给工件一个与加工平台平行，并且与工件的转动趋势相反的作用力，阻止工件进行转动，支撑柱体可以给顶柱可靠的支撑，与
现有技术中通过摩擦力的方式阻止工件进行旋转的方式相比，本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装顶柱对工件的支撑能力要远大于工件与压块以及工件与加工平台之间的摩擦力，因而可以有效防止压紧于加工平台上的工件在加工过程中发生转动，保证工件的加工进度和加工精度。
附图说明
[0020] 图1为本发明
实施例所提供的用于限制工件旋转自由度的工装的整体示意图；
[0021] 图2为本发明实施例所提供的下部柱体的结构示意图；
[0022] 图3为本发明实施例所提供的上部柱体的结构示意图。
[0023] 其中，1为顶柱，2为安装部，3为下部柱体，4为上部柱体，5为支撑柱体，6为凹槽，7为定位凹槽，8为凸起，9为定位凸起。
具体实施方式
[0024] 本发明的核心是提供一种用于限制工件旋转自由度的工装，以限制大型多角度工件的旋转自由度，避免工件在加工平台上进行旋转，以保证工件的加工精度。
[0025] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 请同时参考图1至图3，图1为本发明实施例所提供的用于限制工件旋转自由度的工装的整体示意图，图2为本发明实施例所提供的下部柱体的结构示意图，图3为本发明实施例所提供的上部柱体的结构示意图。
[0027] 本发明所公开的用于限制工件旋转自由度的工装，主要应用于大型的多角度产品的加工中，尤其适用于
风力发电机组的主要零部件：轮毂和主机舱底座的加工，轮毂和主机舱底座外表面均是由多种角度的不规则曲面所构成的，在装夹时其旋转自由度是非常难于限制的，本发明实施例中所提供的工装中包括支撑柱体5和顶柱1，其中支撑柱体5的一端设置有可与加工平台可靠固定的安装部2，顶柱1设置在支撑柱体5的另一端上，并且用于与待加工的工件的表面相抵。
[0028] 以下以风力发电机组的轮毂的夹装为例，来进行本发明中所提供的用于限制工件旋转自由度的工装的介绍，当然，应当强调的是，实施例的列举不应当构成对本发明保护范围的限制，本领域技术人员很容易理解的是，该用于限制工件旋转自由度的工装还可用于其他大型工件的加工过程当中。
[0029] 在用于承载风力发电机组轮毂的加工平台上设置有压块支撑柱，压块支撑柱的一端与加工平台固定相连，另一端上设置有压块，压块通过压紧螺栓从风力发电机组轮毂底面上的通孔内将风力发电机组轮毂压紧在加工平台上；用于限制风力发电机组轮毂旋转自由度的工装安装在加工平台上的适当位置，并且保证工装的支撑柱体5安装在加工平台上之后，顶柱1可以与风力发电机组轮毂表面上的合适位置相抵，该工装应安装在风力发电机组轮毂在加工过程中可能转向的一侧，以便阻止风力发电机组轮毂在加工过程中向该方向旋转。
[0030] 由于支撑柱体5安装在加工平台上之后，其本身与加工平台垂直，而其端部的顶柱1与支撑柱体5垂直，因而当与顶柱1紧密接触的风力发电机组轮毂具有转动趋势时，顶柱1将给风力发电机组轮毂一个与加工平台平行，并且与风力发电机组轮毂的转动趋势相反的作用力，阻止风力发电机组轮毂进行转动，支撑柱体5可以给顶柱1可靠的支撑，与现有技术中通过摩擦力的方式阻止工件进行旋转的方式相比，本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装中顶柱1对工件的支撑能力要远大于工件与压块以及工件与加工平台之间的摩擦力，因而可以有效防止压紧于加工平台上的风力发电机组轮毂在加工过程中发生转动，保证风力发电机组轮毂的加工进度和加工精度。
[0031] 支撑柱体5上的安装部2可以有多种形式，不同形式的安装部2就决定了支撑柱体5与加工平台的不同的连接方式，例如可以将安装部2设置为卡装件，然后在加工平台上设置有卡装槽，通过卡装件与卡装槽的配合实现支撑柱体5在加工平台上可靠的安装，还可以采用螺栓连接的方式将支撑柱体5安装在加工平台上，甚至还可以在加工平台上设置
螺纹孔，支撑柱体5的安装部2为与螺纹孔适配的
螺纹连接端，支撑柱体5与加工平台螺纹连接。
[0032] 为了对给顶柱1提供更为可靠的支撑，本实施例中的顶柱1与支撑柱体5垂直设置。
[0033] 为了使顶柱1与待加工的工件表面接触更为可靠，本实施例中所提供的用于限制工件旋转自由度的工装中，顶柱1用于与工件表面相接触的一端还设置有顶柱端帽，顶柱端帽的顶部应当为一平面，顶柱端帽的侧面可以为弧形面结构；但是在实际生产加工过程中，由于工件表面的形状不够规则，或者构成工件表面的曲面形状较为特殊，顶柱端帽顶端的平面无法与工件表面进行接触，而只能靠顶柱端帽的侧面对工件表面进行支撑，若将顶柱端帽的侧面设计成为弧形面结构的话，无法与工件表面进行稳定的接触。
[0034] 为此，本发明另一实施例中还提供了一种顶柱端帽，该顶柱端帽的侧面为多面体结构，该种结构可以在仅能靠顶柱端帽侧面进行支撑时，保证顶柱1与工件表面稳定的接触，如图1中所示。
[0035] 在加工过程中，对于同一工件不同的接触位置或者对于不同的工件，顶柱1的角度都需要进行调整以便于与工件表面稳定的接触，而在调整时需要将整个支撑柱体5从加工平台上拆装后进行调整，显然这种角度调整方式较为繁琐，这会浪费较多的生产时间，为此，本实施例中所提供的支撑柱体5为两段式结构，具体的，该支撑柱体包括上部柱体4和下部柱体3，其中上部柱体4和下部柱体3通过穿过两者中心的螺栓固定连接，并且上部柱体4和下部柱体3相互接触的部位还设置有相互咬合的凹槽6和凸起8，当然凹槽6可以设置在上部柱体4上，也可以设置在下部柱体3上，相应的凸起8就需要设置在下部柱体3上或者上部柱体4上。
[0036] 由于上述实施例中所提供的用于限制工件旋转自由度的工装中的支撑柱体5为分段式的支撑柱体，而顶柱1固定设置在上部柱体4上，因而在顶柱1需要调整角度时，仅需将连接上部柱体4和下部柱体3的螺栓拧松，并对上部柱体4的角度进行调整，从而通过上部柱体4的角度的变化来带动顶柱1的角度发生变化，调整完成后使凹槽6和凸起8相互咬合，并将螺栓拧紧即可，由此可见，该种工装在顶柱1角度需要调整时，无需将支撑柱体5整体拆卸，因而简化了调整步骤，节省了调节时间。
[0037] 由于在下部柱体3固定不动的情况下，上部柱体4的最小旋转角度为相邻两个凹槽6或者相邻两个凸起8之间的角度，为了能够实现较为精细的角度调整，本实施例中的相邻两个凹槽6之间或者相邻两个凸起8之间的夹角不超过30°，例如可以为10°、15°、30°等。
[0038] 为了使上部柱体4和下部柱体3在相互旋转之后，上部柱体4和下部柱体3的中心线可以很方便的对正，本实施例中的上部柱体4或者下部柱体3中的任意一个上设置有定位凹槽7，另外一个上设置有定位凸起9，如图2和图3中所示，这样不仅可以方便上部柱体4和下部柱体3在旋转之后快速对正，同时还可以实现上部柱体4在下部柱体3上的快速安装。
[0039] 为了进一步优化方案，本实施例中的顶柱1伸出支撑柱体5的长度还是可调的，具体的，支撑柱体5上开设有柱体螺纹孔，顶柱1用于与支撑柱体5连接的一端设置有与柱体螺纹孔的
内螺纹适配的
外螺纹，顶柱1伸出支撑柱体5的长度可以通过顶柱1拧入柱体螺纹孔内的深度进行调节。
[0040] 为了方便柱体螺纹孔的开设，还可以在支撑柱体5的端部设置一削平面，所谓削平面即通过去除支撑柱体5端部的一部分后出现的与竖直面相平行的一个平面，在该削平面上开设柱体螺纹孔，同时顶柱1的数量可以为多个，并且多个顶柱1应并排设置，如图1中所示。
[0041] 以上对本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明
权利要求的保护范围内。
