车铣复合加工工装的制作方法

本实用新型属于机械制造辅助工装技术领域，具体涉及一种车铣复合加工工装。

背景技术：

目前，伴随着国内外机械制造业飞速发展，机床行业特别是数控机床行业发展的势头更加迅猛，但是机床的实际利用率普遍偏低，造成了大量的资源浪费，原因之一是工件准备时间占用机床正常运行时间的很大比例，因此减少工件准备时间也就相应提高了机床的利用率。由于国产毛坯材料存在严重的加工应力变形，而零件的结构又决定了零件的装夹区域比较小，而且压紧力对零件的变形会造成很大的影响。

通常零件的加工都采用倒压板的方式，通过多次装夹反复去量的方式来解决加工应力变形的影响，但是，这种常规的工装紧固方式存在以下缺点：1.零件加工准备时间长，加工周期长，质量稳定性差，而且机床长时间处于空运行状态，造成了生产成本的极大浪费；2.定位精度不高，直接导致加工精度不高。此外，现有的车铣工装需要针对开粗和精加工分别定位工件，即先定位工件进行开粗铣削，再去应力后精加工，工序多，加工效率低；定位误差累积大，进一步降低了加工精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种加工效率高，加工工艺稳定，精度高的车铣复合加工工装。

本实用新型提供了如下的技术方案：

车铣复合加工工装，包括底板，底板的中心设有用于与车铣加工平台进行基础连接的安装孔，底板的上方安装有工件，工件上设有至少两个定位孔，底板上设有至少两个与定位孔匹配的定位销，定位销穿设于定位孔内，定位销用于在X轴和Y轴方向上快速定位工件，防止工件在水平面上偏移；底板上还设有若干个定位柱，定位柱的顶部抵住工件的底部，定位柱可使工件与底板保持一段距离，从而在Z轴方向上定位工件；底板上还设有若干个浮动支撑，浮动支撑的顶部抵住工件的底部。在车铣复合加工过程中，分别通过定位柱和定位销对工件进行三轴定位，便于加工时保持工件相对于底板固定，以保证加工的精度和稳定性。定位柱对工件进行刚性支撑，浮动支撑可轻微地上下浮动，对工件进行柔性支撑，避免在车铣加工过程中由于工件局部上下振动而产生弹性变形，保证了工件加工的平面度。

优选的，浮动支撑包括弹簧支撑和气动支撑，弹簧支撑通过弹簧的机械作用力对工件进行浮动支撑，但是弹簧支撑的支撑精度不高，无法紧密贴合工件，导致工件脱离弹簧支撑而上下轻微震动；气动支撑通过气动支撑内部的微型气缸支撑工件，当工件由于上下震动而触碰到气动支撑的支撑杆时，微型气缸立即锁紧支撑杆，使支撑杆顶住工件，防止工件向下变形；微型气缸可自动调节支撑杆的高度，使支撑杆始终与工件接触，避免车铣加工过程中工件弹性变形。弹簧支撑和气动支撑可从市场上购买。弹簧支撑与气动支撑配合作用，减小了工件在Z轴方向上的变形量。

优选的，工件为圆形，工件包括凸起的外圈和凹入的内圈，弹簧支撑包括第一弹簧支撑和第二弹簧支撑，第一弹簧支撑的自由高度与定位柱等高，多个定位柱和多个第一弹簧支撑分布于外圈的下方，并且第一弹簧支撑位于定位柱的内侧，多个定位柱位于同一圆周上，多个第一弹簧支撑也位于同一圆周上。多个定位柱和多个第一弹簧支撑对工件的外圈进行辅助支撑；由于工件的外圈与内圈的交界处应力的变化较大，更容易变形，对支撑精度要求较高，因此第一弹簧支撑位于定位柱的内侧，靠近内圈，以满足工件的支撑精度要求。多个定位柱位于同一圆周上，多个第一弹簧支撑也位于同一圆周上，从而配合工件的形状对工件施加均衡的支撑力，进一步有助于增加工件的平面度。

优选的，多个气动支撑分布于内圈的外侧，多个气动支撑沿圆周方向分布。内圈为工件加工的核心位置，而内圈的外侧，即内圈与外圈的交界处的平面度要求更高。气动支撑配合外圈定位柱和第一弹簧支撑的拉紧力，对内圈的外侧进行精确、稳定地进行浮动支撑，保证内圈的加工精度。气动支撑配合工件的形状沿圆周方向分布，因此对内圈的支撑力分布更均匀。

优选的，底板的安装孔周围设有多个第二弹簧支撑。底板的安装孔即对应于内圈的中心位置，此处设置第二弹簧支撑，相对于气动支撑而言，第二弹簧支撑在对内圈的中心进行浮动支撑的同时，可对内圈的中心处施加一定的刚性支撑力，因此第二弹簧支撑既保证了内圈中心处的平面度，又对内圈提供了稳定的支撑。

优选的，底板的形状为圆形，有利于车削时减少风阻系数，提高加工的稳定性。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可通过对工件进行一次装夹，使用车削完成粗、精加工，减少了在CNC加工中的开粗工序，提高了加工效率；分别通过定位柱和定位销对工件进行三轴定位，便于加工时保持工件相对于底板固定，以保证加工的精度和稳定性。定位柱对工件进行刚性支撑，浮动支撑对工件进行柔性支撑，避免在车铣加工过程中由于工件局部上下振动而产生弹性变形，减少加工过程中的装夹应力和加工应力，保证了工件加工的平面度和车削品质的稳定性。

2、多个定位柱和多个第一弹簧支撑对工件的外圈进行辅助支撑；由于工件的外圈与内圈的交界处应力的变化较大，更容易变形，对支撑精度要求较高，因此第一弹簧支撑位于定位柱的内侧，靠近内圈，以满足工件的支撑精度要求。

3、气动支撑分布于内圈的外侧，配合外圈定位柱和第一弹簧支撑的拉紧力，对内圈的外侧进行精确、稳定地浮动支撑，保证内圈的加工精度。

4、第二弹簧支撑在对内圈的中心进行浮动支撑的同时，可对内圈的中心处施加一定的刚性支撑力，既保证了内圈中心处的平面度，又对内圈提供了稳定的支撑。

5、定位柱、第一弹簧支撑、气动支撑分别位于同一圆周上，从而配合工件的形状对工件施加均衡的支撑力，进一步有助于增加工件的平面度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的立体结构示意图；

图4是本实用新型安装工件时的立体结构示意图；

图5是图4的主视图。

图中标记为：1.底板；11.安装孔；2.工件；21.外圈；22.内圈；3.定位销；4.定位柱；5.弹簧支撑；51.第一弹簧支撑；52.第二弹簧支撑；6.气动支撑。

具体实施方式

如图1至图5所示，车铣复合加工工装，包括底板1，底板1的中心设有用于与车铣加工平台进行基础连接的安装孔11，底板1的上方安装有工件2，工件2上设有至少两个定位孔，底板1上设有至少两个与定位孔匹配的定位销3，定位销3穿设于定位孔内，定位销3用于在X轴和Y轴方向上快速定位工件2，防止工件2加工时在水平面上偏移；底板1上还设有若干个定位柱4，定位柱4的顶部抵住工件2的底部，定位柱4可使工件2与底板1保持一段距离，从而在Z轴方向上定位工件2；底板1上还设有若干个浮动支撑，浮动支撑的顶部抵住工件2的底部。在车铣复合加工过程中，分别通过定位柱4和定位销3对工件2进行三轴定位，便于加工时保持工件2相对于底板1固定，以保证加工的精度和稳定性。定位柱4对工件2进行刚性支撑，浮动支撑对工件2进行柔性支撑，避免在车铣加工过程中由于工件局部上下振动而产生弹性变形，保证了工件加工的平面度。

浮动支撑包括弹簧支撑5和气动支撑6，弹簧支撑5对工件2进行粗略浮动支撑；气动支撑6对工件2进行精确地浮动支撑，弹簧支撑5与气动支撑6配合作用，减小了工件在Z轴方向上的变形量。弹簧支撑与气动支撑均可在市场上购买。

如图1和图4所示，工件2为圆形，工件2包括凸起的外圈21和凹入的内圈22，弹簧支撑5包括第一弹簧支撑51和第二弹簧支撑52，第一弹簧支撑51与定位柱4等高，多个定位柱4和多个第一弹簧支撑51分布于外圈21的下方，并且第一弹簧支撑51位于定位柱4的内侧，多个定位柱4位于同一圆周上，多个第一弹簧支撑4也位于同一圆周上。由于工件的外圈21与内圈22的交界处应力的变化较大，更容易变形，对支撑精度要求较高，因此第一弹簧支撑51位于定位柱4的内侧，靠近内圈22，以满足工件的支撑精度要求。多个定位柱4位于同一圆周上，多个第一弹簧支撑51也位于同一圆周上，从而配合工件的形状对工件施加均衡的支撑力，进一步有助于增加工件的平面度。

多个气动支撑6分布于内圈22的外侧，多个气动支撑6沿圆周方向分布。内圈22为工件加工的核心位置，气动支撑6配合外圈的定位柱4和第一弹簧支撑51的拉紧力，对内圈22的外侧进行精确、稳定地浮动支撑，保证内圈22的加工精度。气动支撑6沿圆周方向分布，对内圈22的支撑力分布更均匀。

底板1的安装孔11周围设有多个第二弹簧支撑52。底板的安装孔11即对应于内圈的中心位置，相对于气动支撑6而言，第二弹簧支撑52在对内圈22的中心进行浮动支撑的同时，可对内圈22施加一定的刚性支撑力，因此既保证了内圈中心处的平面度，又对内圈提供了稳定的支撑。

底板1的形状为圆形，有利于车削时减少风阻系数，提高加工的稳定性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。