一种用于大型缸体的夹具工装及其使用方法与流程

本发明属于夹具，更具体地，涉及一种用于大型缸体的夹具工装及其使用方法。

背景技术：

1、在传统的大型缸体夹具领域中，被加工缸体体积大，重量重，且尺寸种类繁多，因此通常需要专门设计机械夹具，用于将大型缸体固定夹紧，以便进行各种操作。

2、现有技术中，对于待加工的大型缸体，在上下料抓取阶段、固定夹紧阶段、切削加工阶段都需要采用功率较大的油缸、气缸、夹爪来完成各个动作，但是仍然存在一些缺陷：1.需要不同的工件进行不同的操作，结构较为复杂，且缸体的形状不规则，难以保证夹持过程中的位置精度。2.因为需要采用功率较大的工件，能源消耗量大；3.油缸压臂，导向块，压头等经常运动或者有摩擦的部件属于易损件，需要经常更换；4.针对不同高度和内径的缸体，需要定制不同的夹具，这不仅增加了成本，而且降低了生产效率。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种用于大型缸体的夹具工装，通过设置夹紧机构，并在所述夹紧机构上设置有快换套，所述快换套的外轮廓充当了缸体的粗导向，将粗导向和夹紧机构结合在一起，不仅精简了结构，而且确保了缸体在下降过程中的位置与夹紧位置保持高度一致，有效降低了偏差。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种用于大型缸体的夹具工装，包括固定于底部转台上的底座、设于所述底座中间位置的托盘机构、设于所述托盘机构两侧的夹紧机构以及用于定位缸体的定位机构；其中，

3、所述托盘机构包括托盘平台、设于所述托盘平台四角的托盘导柱、用于承载所述托盘导柱的托盘导柱座、通过螺钉与垫圈单元与所述托盘平台连接的推拉式夹紧器以及托盘定位块；

4、所述夹紧机构包括设于底部的油缸单元、设于所述油缸单元上的活塞单元、第二螺杆、通过所述第二螺杆设于油缸座上的快换套、设于所述快换套上的安装套、固定销、通过所述固定销设于所述安装套上的压臂、通过螺钉与所述压臂连接的压头以及设于夹紧机构顶端的顶盖；

5、所述定位机构包括缸体定位块、对缸体销孔定位的定位圆销和定位菱销以及用于检查缸体内部情况的有无料气检装置。

6、进一步的，所述油缸单元包括通过螺钉固定于所述底座上的油缸座、设于所述底座和所述油缸座之间的油缸垫片、油缸套以及设于油缸座上的油缸端盖。

7、进一步的，所述活塞单元包括一端与油缸座连接的活塞与活塞另一端连接的活塞杆、与所述活塞杆连接的第一螺杆。

8、进一步的，所述第一螺杆从上到下依次设置有螺母、推块、连接块以及调整垫。

9、进一步的，所述连接块中间设有凹槽，使得球形的推块与连接块接触时，根据需求自适应浮动，防止所述第一螺杆受剪切力过大受到破坏。

10、进一步的，所述垫圈单元包括组合使用的球面垫圈和锥面垫圈。

11、进一步的，所述底座通过矿物铸件常温铸造。

12、进一步的，所述快换套的外轮廓充当了缸体内壁的粗导向，使缸体下降时实际位置与夹紧位置偏差不大。

13、按照本发明的另一方面，本发明提供一种用于大型缸体的夹具工装实现，包括如下步骤：

14、s100：夹具进行上料时，抓手抓住缸体移动，油缸座出油，活塞带动活塞杆向下运动，从而带动螺母向下运动此时压臂绕固定销做旋转运动；

15、s200：推拉式夹紧器推动托盘机构整体向上运动，缸体底面与托盘机构上的缸体定位块接触稳定时，推拉式夹紧器和托盘平台整体承载缸体重量，抓手松开；

16、s300：推拉式夹紧器带动托盘机构整体向下运动，此时夹紧机构的快换套外轮廓充当缸体内壁的粗定位，引导缸体下降时实际位置与夹紧位置保持一定，到达底部位置后，在自身重力的作用下缸体销孔落到定位圆销和定位菱销上，缸体的底面与油缸定位块接触，完成定位；

17、s400：此时油缸座进油，活塞活塞带动活塞杆向上运动，从而带动螺母向上运动此时压臂绕固定销做旋转运动，此时压臂打开，压头压在缸体的上端面，缸体的底面将有无料气检装置压下，该装置发出有料信号，实现对缸体的夹紧。

18、进一步的，所述夹具工装使用之前还需要如下步骤：

19、采用有限元分析软件对夹紧机构、底座进行应力形变分析，保证该夹具工装刚性条件下的轻量化；

20、通过虚拟调试软件制作夹具的数字孪生体，在软件端模拟夹具的运动步骤，刀具的运行轨迹，检查上下料、加工过程中的干涉情况。

21、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

22、1.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装，通过设置夹紧机构，并在所述夹紧机构上设置有快换套，所述快换套的外轮廓充当了缸体的粗导向，将粗导向和夹紧机构结合在一起，不仅精简了结构，而且确保了缸体在下降过程中的位置与夹紧位置保持高度一致，有效降低了偏差。

23、2.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装，通过夹紧机构中间设置快换套，可以适用于不同的缸体高度、同时内径可以快速更换，无需拆装油缸，可以根据不同缸体的需求快速更换对应的快换套。

24、3.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装，通过在夹紧机构设置压臂、压头，当压臂从缸筒中间伸出往两侧夹紧时或压臂收起时不会与缸体内壁和抓手发生干涉，同时，由于压臂长度更短且不与抓手干涉，所需油缸压力更小，因此能够实现更低的能耗和成本。

25、4.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装，通过设置托盘机构，代替抓手完成缸体最后一段的落销、脱销动作，落销动作主要依靠缸体自重，既降低了能耗，又防止了位置不对时菱销、圆销被挤坏，延长设备的使用寿命。

26、5.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装,通过设置球形推块和中间设有凹槽的连接块，当推块向下移动时，球形推块会进入凹槽，能够根据实际情况进行自适应浮动的调整，通过推块和凹槽连接块之间的自适应浮动，有效防止夹紧机构在操作中受到剪切力的影响，能够更灵活地应对外部力的变化，提高夹紧机构的稳定性和可靠性，确保螺杆在使用过程中不受到不必要的损坏。

27、6.本发明的一种用于大型缸体的夹具工装的使用方法，在夹具工装投入使用之前，通过有限元分析软件对夹紧机构、底座进行应力形变分析，能够揭示出在各种工况下，夹具的受力分布、潜在的应力集中区域以及可能的形变模式，通过虚拟调试软件制作夹具的数字孪生体，在软件端模拟夹具的运动步骤，刀具的运行轨迹，检查上下料、加工过程中的干涉情况，完成预调试，通过这种虚拟方式，可以及早发现并修正设计中的缺陷或不合理之处，大大缩短了调试周期。

技术特征：

1.一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，包括固定于底部转台上的底座(1)、设于所述底座(1)中间位置的托盘机构(2)、设于所述托盘机构(2)两侧的夹紧机构(3)以及用于定位缸体的定位机构(4)；其中，

2.根据权利要求1所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述油缸单元(31)包括通过螺钉固定于所述底座(1)上的油缸座(311)、设于所述底座(1)和所述油缸座(311)之间的油缸垫片(312)、油缸套(314)以及设于油缸座(311)上的油缸端盖(313)。

3.根据权利要求1所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述活塞单元(36)包括一端与油缸座(311)连接的活塞(361)与活塞另一端连接的活塞杆(365)、与所述活塞杆(365)连接的第一螺杆(362)。

4.根据权利要求3所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述第一螺杆(362)从上到下依次设置有螺母(367)、推块(363)、连接块(364)以及调整垫(366)。

5.根据权利要求1所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述连接块(364)中间设有凹槽，使得球形的推块(363)与连接块(364)接触时，根据需求自适应浮动，防止所述第一螺杆(362)受剪切力过大受到破坏。

6.根据权利要求1所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述垫圈单元(24)包括组合使用的球面垫圈(241)和锥面垫圈(242)。

7.根据权利要求1所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述底座(1)通过矿物铸件常温铸造。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种用于大型缸体的夹具工装，其特征在于，所述快换套(39)的外轮廓充当了缸体内壁的粗导向，使缸体下降时实际位置与夹紧位置偏差不大。

9.一种用于大型缸体的夹具工装的使用方法，其特征在于，应用如权利要求1-8中任一项所述的一种用于大型缸体的夹具工装实现，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种用于大型缸体的夹具工装的使用方法，其特征在于，所述夹具工装使用之前还需要如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于大型缸体的夹具工装及其使用方法，装置包括底座、托盘机构、夹紧机构以及定位机构；所述托盘机构包括托盘平台、设于所述托盘平台四角的托盘导柱、托盘导柱座、通过螺钉与垫圈单元与所述托盘平台连接的推拉式夹紧器以及托盘定位块；所述夹紧机构包括设于底部的油缸单元、设于所述油缸单元上的活塞单元、第二螺杆、通过所述第二螺杆设于油缸座上的快换套、设于所述快换套上的安装套、固定销、通过所述固定销设于所述安装套上的压臂、通过螺钉与所述压臂连接的压头以及设于夹紧机构顶端的顶盖；通过一种带粗导向、可快换、可自适应的夹紧机构固定缸体，将粗导向和夹紧机构结合在一起，精简了结构，也提高了工作效率。

技术研发人员：唐拓,马红峰,石富军,姜钟阳
受保护的技术使用者：东风设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8