一种防止薄壁壳体件变形的加工装置及其加工方法

申请号 CN202311399540.7 申请日 2023-10-25 公开(公告)号 CN117600504A 公开(公告)日 2024-02-27
申请人 浙江先导精密机械有限公司; 发明人 邓礼广; 郑胜华; 祝伟生; 何俊; 廖子剑;
摘要 本 发明 公开了一种防止薄壁壳体件 变形 的加工装置及其加工方法,包括 车床 ,车床包括动 力 头和 尾座 ,动力头包括夹紧机构和驱动夹紧机构转动的动力机构,尾座上设有轴套;夹持工装,夹持工装包括通过 螺栓 预紧在薄壁壳体件两端的连接盘和设置在连接盘上的夹持部,其中一个夹持工装的夹持部通过夹紧机构沿薄壁壳体件的半径方向夹紧,另一个夹持工装的夹紧部插设在轴套内。本方案中车床的动力头和尾座在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。
权利要求

1.一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征在于,包括:
车床,车床包括动头和尾座(1),所述动力头包括夹紧机构(2)和驱动所述夹紧机构转动的动力机构(3),所述尾座上设有轴套;
夹持工装(4),夹持工装包括通过螺栓(5)预紧在薄壁壳体件两端的连接盘(4.1)和设置在所述连接盘上的夹持部(4.2),其中一个夹持工装的夹持部通过夹紧机构沿薄壁壳体件的半径方向夹紧,另一个夹持工装的夹紧部插设在所述轴套内。
2.根据权利要求1所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征是,所述夹持工装对称设置在薄壁壳体件的两端,两个夹持工装上的夹持部同轴设置。
3.根据权利要求2所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征是,所述夹紧机构采用卡盘,所述卡盘上设有呈圆周分布的卡爪,所述卡爪沿薄壁壳体件的半径方向移动夹紧。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征是,所述车床还包括底座,所述动力头设置在底座上,所述底座上设有导轨,所述尾座移动通过导轨移动设置在所述底座上。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征是,所述连接盘上设有通孔,所述通孔根据夹持部的中心轴线呈圆周分布。
6.根据权利要求5所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,其特征是,所述薄壁壳体件的两端设有余量层,所述余量层的端部设有若干螺纹孔,所述螺纹孔与所述连接盘上的通孔一一对应,螺栓穿过通孔将连接盘预紧在薄壁壳体件的两端。
7.利用权利要求1至6中任意一项所述一种防止薄壁壳体件变形的加工装置的加工方法,其特征在于,依次包括以下步骤:
步骤一:将薄壁壳体件的内外径预留0.8mm至1.0mm的余量,薄壁壳体件的两端端面预留5mm的余量作为装夹工艺料头,并在薄壁壳体件两端的装夹工艺料头上加工若干深5mm的螺纹孔;
步骤二:将夹持工装通过螺栓预紧在薄壁壳体件的两端,将组装好的夹持工装和薄壁壳体件装入车床内,薄壁壳体件一端的夹持工装的夹持部插入尾座的套筒内,另一端的夹持工装的夹持部插入动力头的夹紧机构内,夹紧机构和尾座同步紧;
步骤三:动力机构驱动薄壁壳体件根据薄壁壳体件的中心轴线转动进行内外径的余量加工。
8.根据权利要求7所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工方法,其特征是,所述步骤二中薄壁壳体件和夹持工装组装好后,放置在平台上,打表夹持工装和薄壁壳体件圆周跳动小于等于0.005mm。
9.根据权利要求8所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工方法,其特征是,所述步骤二中将组装好的夹持工装和薄壁壳体件装入车床后,再打表薄壁壳体件的侧边和上面,圆跳动0.01mm和轴向直线度0.01mm。
10.根据权利要求9所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工方法,其特征是,所述夹紧机构和尾座气动联接,当夹紧机构锁紧时,所述尾座也同时锁紧。

说明书全文

一种防止薄壁壳体件变形的加工装置及其加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及夹持工装技术领域,尤其是涉及一种防止薄壁壳体件变形的加工装置及其加工方法。

背景技术

[0002] 随着技术平持续提升,运动控制、高性能伺服驱动、高精密减速器等关键技术和部件加快突破,机器人的整机功能和性能显著增强,对相关部件的精度要求越来越高。现有机器人基座类管道薄壁壳体件的装夹及加工存在操作困难、变形严重的问题,现有的加工装置沿薄壁壳体件的轴线方向夹紧薄壁壳体件后对薄壁壳体件进行余量加工,加工装置的装夹对薄壁壳体件产生的压较大,造成薄壁壳体件变形,加工装置拆装后存在变形回弹的问题,造成加工精度降低以及加工质量不达标的问题。
[0003] 例如,中国专利公开号CN209936412U,公开日2020年01月14日,名为“一种薄壁壳体夹持工装”,包括从左至右依次设置有一号可调水平限位机构、一号支撑机构、二号可调水平限位机构和一号压紧机构,圆形夹具体底座上端面直径a两侧对称设置有三号可调水平限位机构、二号压紧机构和二号支撑机构,圆形夹具体底座上端面设置有多个安装孔。
[0004] 现有专利存在的缺点是:现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形,加工装置拆装后由于变形回弹造成加工精度降低和加工质量较低的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的是为了解决现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形,加工装置拆装后由于变形回弹造成加工精度降低和加工质量较低的问题,提供一种防止薄壁壳体件变形严重、提高加工质量和加工精度的防止薄壁壳体件变形的加工装置及其加工方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,包括:
车床,车床包括动力头和尾座,所述动力头包括夹紧机构和驱动所述夹紧机构转动的动力机构,所述尾座上设有轴套;
夹持工装,夹持工装包括通过螺栓预紧在薄壁壳体件两端的连接盘和设置在所述连接盘上的夹持部,其中一个夹持工装的夹持部通过夹紧机构沿薄壁壳体件的半径方向夹紧,另一个夹持工装的夹紧部插设在所述轴套内。本方案所述的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置通过夹持工装分别与车床的动力头和尾座的轴套配合,沿薄壁壳体件的轴线方向不施加轴向夹紧力,夹持机构沿薄壁壳体件的半径方向夹紧设置在薄壁壳体件一端的夹持工装的夹持部,车床的动力头和尾座在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。
[0007] 作为优先,所述夹持工装对称设置在薄壁壳体件的两端,两个夹持工装上的夹持部同轴设置。所述夹持工装通过螺栓预紧在薄壁壳体件的两端,直接对夹持工装进行装夹即可,减少对薄壁壳体件的装夹次数,避免人为原因导致产品尺寸不合格,提高产品加工精度和产品加工质量。
[0008] 作为优先,所述夹紧机构采用卡盘,所述卡盘上设有呈圆周分布的卡爪,所述卡爪沿薄壁壳体件的半径方向移动夹紧。所述卡盘可采用气动压盘,精度更高。
[0009] 作为优先,所述车床还包括底座,所述动力头设置在底座上,所述底座上设有导轨,所述尾座移动通过导轨移动设置在所述底座上。所述尾座通过气缸驱动在所述导轨上,所述气缸与气动卡盘联动连接,当卡盘紧时,所述尾座也同时锁定;当卡盘打开时,所述尾座也同时打开。
[0010] 作为优先,所述连接盘上设有通孔,所述通孔根据夹持部的中心轴线呈圆周分布。所述螺栓穿过所述通孔预紧在薄壁壳体件的两端。
[0011] 作为优先,所述薄壁壳体件的两端设有余量层,所述余量层的端部设有若干螺纹孔,所述螺纹孔与所述连接盘上的通孔一一对应,螺栓穿过通孔将连接盘预紧在薄壁壳体件的两端。所述余量层用于预紧夹持工装。
[0012] 利用上述任意一项所述一种防止薄壁壳体件变形的加工装置的加工方法,依次包括以下步骤:步骤一:将薄壁壳体件的内外径预留0.8mm至1.0mm的余量,薄壁壳体件的两端端面预留5mm的余量作为装夹工艺料头,并在薄壁壳体件两端的装夹工艺料头上加工若干深
5mm的螺纹孔;
步骤二:将夹持工装通过螺栓预紧在薄壁壳体件的两端,将组装好的夹持工装和薄壁壳体件装入车床内,薄壁壳体件一端的夹持工装的夹持部插入尾座的套筒内,另一端的夹持工装的夹持部插入动力头的夹紧机构内,夹紧机构和尾座同步锁紧;
步骤三:动力机构驱动薄壁壳体件根据薄壁壳体件的中心轴线转动进行内外径的余量加工。车床的动力头和尾座在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。
[0013] 作为优先,所述步骤二中薄壁壳体件和夹持工装组装好后,放置在水平台上,打表夹持工装和薄壁壳体件圆周跳动小于等于0.005mm。提高薄壁壳体件的加工精度。
[0014] 作为优先,所述步骤二中将组装好的夹持工装和薄壁壳体件装入车床后,再打表薄壁壳体件的侧边和上面,圆跳动0.01mm和轴向直线度0.01mm。提高薄壁壳体件的加工精度。
[0015] 作为优先,所述夹紧机构和尾座气动联接,当夹紧机构锁紧时,所述尾座也同时锁紧。
[0016] 因此,本发明具有如下有益效果:车床的动力头和尾座在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。附图说明
[0017] 图1是本发明装配薄壁壳体件的一种结构示意图。
[0018] 图2是本发明中车床的一种结构示意图。
[0019] 图3是本发明中薄壁壳体件和夹持工装的一种结构示意图。
[0020] 如图:尾座1、夹紧机构2、动力机构3、
夹持工装4、连接盘4.1、夹持部4.2、
螺栓5、薄壁壳体件6。

具体实施方式

[0021] 为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0022] 实施例一,如图1、图2、图3所示的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置,包括:车床,车床包括动力头和尾座1,动力头包括夹紧机构2和驱动夹紧机构2转动的动力机构3,尾座1上设有轴套;夹持工装4,夹持工装4包括通过螺栓5预紧在薄壁壳体件两端的连接盘4.1和设置在连接盘4.1上的夹持部4.2,其中一个夹持工装4的夹持部4.2通过夹紧机构2沿薄壁壳体件的半径方向夹紧,另一个夹持工装4的夹紧部插设在轴套内。
[0023] 上述实施例中的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置通过夹持工装4分别与车床的动力头和尾座1的轴套配合,沿薄壁壳体件的轴线方向不施加轴向夹紧力,夹持机构沿薄壁壳体件的半径方向夹紧设置在薄壁壳体件一端的夹持工装4的夹持部4.2,车床的动力头和尾座1在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。
[0024] 本实施例中,如图1、图2所示,夹持工装4对称设置在薄壁壳体件的两端,两个夹持工装4上的夹持部4.2同轴设置。夹持工装4通过螺栓5预紧在薄壁壳体件的两端,直接对夹持工装4进行装夹即可,减少对薄壁壳体件的装夹次数,避免人为原因导致产品尺寸不合格,提高产品加工精度和产品加工质量。
[0025] 进一步的,如图2所示,夹紧机构2采用卡盘,卡盘上设有呈圆周分布的卡爪,卡爪沿薄壁壳体件的半径方向移动夹紧。卡盘可采用气动压盘,精度更高。
[0026] 进一步的,车床还包括底座,动力头设置在底座上,底座上设有导轨,尾座1移动通过导轨移动设置在底座上。尾座1通过气缸驱动在导轨上,气缸与气动卡盘联动连接,当卡盘锁紧时,尾座1也同时锁定;当卡盘打开时,尾座1也同时打开。
[0027] 具体的,如图3所示,连接盘4.1上设有通孔,通孔根据夹持部4.2的中心轴线呈圆周分布。螺栓5穿过通孔预紧在薄壁壳体件的两端。薄壁壳体件的两端设有余量层,余量层的端部设有若干螺纹孔,螺纹孔与连接盘4.1上的通孔一一对应,螺栓5穿过通孔将连接盘4.1预紧在薄壁壳体件的两端。余量层用于预紧夹持工装4。
[0028] 实施例二,如图1、图2、图3所示的一种防止薄壁壳体件变形的加工装置的加工方法,依次包括以下步骤:步骤一:将薄壁壳体件的内外径预留0.8mm至1.0mm的余量,薄壁壳体件的两端端面预留5mm的余量作为装夹工艺料头,并在薄壁壳体件两端的装夹工艺料头上加工若干深
5mm的螺纹孔;
步骤二:将夹持工装4通过螺栓5预紧在薄壁壳体件的两端,将组装好的夹持工装4和薄壁壳体件装入车床内,薄壁壳体件一端的夹持工装4的夹持部4.2插入尾座1的套筒内,另一端的夹持工装4的夹持部4.2插入动力头的夹紧机构2内,夹紧机构2和尾座1同步锁紧;
步骤三:动力机构3驱动薄壁壳体件根据薄壁壳体件的中心轴线转动进行内外径的余量加工。车床的动力头和尾座1在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。
[0029] 具体的,步骤二中薄壁壳体件和夹持工装4组装好后,放置在水平台上,打表夹持工装4和薄壁壳体件圆周跳动小于等于0.005mm。提高薄壁壳体件的加工精度。步骤二中将组装好的夹持工装4和薄壁壳体件装入车床后,再打表薄壁壳体件的侧边和上面,圆跳动0.01mm和轴向直线度0.01mm。提高薄壁壳体件的加工精度。夹紧机构2和尾座1气动联接,当夹紧机构2锁紧时,尾座1也同时锁紧。
[0030] 本发明具有如下有益效果:车床的动力头和尾座1在薄壁壳体件的轴线方向上不对薄壁壳体件施加压力,从源头上根除了现有的加工装置的轴向装夹对薄壁壳体件产生的压力较大使得薄壁壳体件变形的问题。装夹时对工件轴向不施加压力,只承受工件自身的重力。防止薄壁壳体件变形严重、提高产品的加工质量和加工精度。
[0031] 以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式,并非以此限定本发明的具体实施范围。凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化理应均包含在本发明的保护范围内。
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