Gis系列储油箱加工专用性组合式夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种GIS系列储油箱加工专用性组合式夹具。采用该套夹具，比传统加工工艺减少了一道工序，加工效率提高了20%；装夹和拆卸工件方便快捷，装夹和拆卸时间缩短了60%；工件定位调节方便，定位基准精确可靠，提高了工件的加工质量，加工精度和形位公差精度提高了45%；首件定位调节固定后，后续工件装夹时，无需再次调节定位，提高了生产效率，单件生产周期缩短了30%；提高了密封法兰面的加工质量，提高了储油箱装配后的密封性，绝缘油消耗量降低了15%。
【专利说明】GIS系列储油箱加工专用性组合式夹具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种机床夹具，具体涉及一种用于油浸倒置式电流互感器关键配 套件储油箱机械加工的专用性组合式机床夹具。
【背景技术】
[0002] 电流互感器储油箱是油浸倒置式电流互感器的关键部件，广泛应用于高压、超高 压、特高压等各种电压等级开关设备，其由箱体和箱盖组成，主要作用是存储及提供油纸绝 缘所需的绝缘油，维持电力系统对高压互感器在运行期间的绝缘水平，其性能的优劣对防 止进潮进水，防止外界杂质的进入，防止绝缘油外泄与降低油耗，延长设备运行寿命，以及 适应检修作业而提供取油样或必要时的大量进、放油或少量补油等方面具有重要意义。储 油箱以铸造工艺方法生产铸件毛坯后，再利用加工中心对铸件毛坯进行机械加工，机床夹 具是储油箱机械加工过程中不可或缺的专用性工艺装备。
[0003] 机床夹具是为使工件能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其它表面的相互位 置精度等技术要求，在机床上加工工件时将工件准确定位，以使工件获得相对于机床和刀 具的正确位置，并把工件可靠地定位、夹紧的装置。按使用特点可分为：万能通用夹具、专用 性夹具、可调夹具、组合夹具。通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元 件以及夹具体等组成。夹具设计的质量，对工件的产品质量、生产效率、加工成本以及生产 安全等有直接的影响。为此，设计夹具时必须考虑其实用性、经济性、可靠性等。
[0004] 如图1、图2、图3所示，传统的储油箱加工工艺分为三道工序，工序1、工序2和工 序3。工序1 :以大端法兰背面a为定位基准面，粗加工小端法兰面g，即工步01，并以该面 g作为工序2的定位基准面。工序2 :以粗加工的小端法兰面g作为定位基准面，该工序包 括3个工步，工步01，铣削加工大端法兰端面；工步02,钻孔；工步03,攻丝。工序3 :以工 序2加工后的大端法兰面e上对称分布的4个通孔f作为定位基准，该工序包括6个工步， 工步01，铣削（精加工）加工小端法兰端面；工步02,小端法兰面钻孔；工步03,铣削加工侧 面凸台端面；工步04,侧面凸台内孔键孔；工步05,侧面凸台钻孔；工步06,攻丝。
[0005] 储油箱的传统加工工艺采用两套机床夹具：三爪卡盘(万能通用夹具)、专用性组 合夹具100。工序1和工序3同时采用专用性组合夹具100,工序2采用三爪卡盘。
[0006] 如图4所示，传统机械加工的专用性组合夹具100,该夹具100包括底板101、夹紧 装置（图中，元件102?105,工序3加工时为定位装置)、定位装置（图中，元件106?109， 工序3加工时为夹紧装置)及若干连接元件组成。夹紧装置由8根支柱102、2个横梁103、 4个气缸104、4个定位螺柱105组成，底板101左右两侧各安装4根支柱102, 2个横梁103 分别安装在底板101左右两侧的4根支柱102上部，4个气缸104安装在底板101左右两 侦?，每侧2个位于横梁103的正下方，4个定位螺柱105分别安装在4个气缸104的上部，4 个定位螺柱105的上部穿过横梁103上开设的通孔，该4个通孔与工件的4个通孔f位置 和尺寸相对应。定位装置由4个方支柱106、4个支板107、4个定位螺栓108、4个锁紧螺母 109组成，底板101左右两侧各安装2个方支柱106,分别位于两侧横梁103的外侧，与4个 气缸104的安装位置相对应，4个支板107分别安装在4个方支柱106上部，4个定位螺栓 108分别安装在4个支板107的靠近产品侧，即大端法兰背面上方，锁紧螺母109目的是固 定定位螺栓108,防止加工时定位螺栓108松动。
[0007] 如图5所示，传统机械加工时工序1工件的装夹和拆卸，装夹前4个气缸104均在 非工作状态，支板107和定位螺栓108始终处于工作状态。首先将工件大端向下在2个横梁 103和4个定位螺栓108之间由一侧推入到夹具100的中心部位，放置在夹具100的2个横 梁103上面，然后升起气缸104,带动螺柱105上升到工作位置，最后旋转4个定位螺栓108 压紧大端法兰背面a，且调节4个定位螺栓，使工件处于水平状态，完成工件的定位和夹紧。 拆卸工件时，降下4个气缸104,将工件由一侧抽出即可。使用该夹具的定位装置对工件定 位时，工件处于悬空位置，由于大端法兰背面a向上，定位调节不方便，调节定位螺栓108时 需要抵抗气缸104的压紧力，手工调节定位难以与之抗衡，而且大端法兰背面a的定位接触 点不固定，工件每次装夹均需重复调节定位。作为后序定位基准面的小端法兰面g加工质 量难以保证，以致影响工序2、3的加工质量，造成两端法兰各自的厚度均匀性差，其它部位 的位置尺寸和形位公差精度低，同时生产效率低。
[0008] 传统机械加工时工序2工件的装夹和拆卸，首先将三爪卡盘安装在加工中心的工 作台面上，然后将工件小端向下放置在三爪卡盘上，由于大端法兰不是圆形，需要经过多次 对刀，调整工件位置，使工件前、后、左、右居中，最后将工件夹紧。使用三爪卡盘对工件夹 紧，每个工件均需多次对刀调节定位，生产效率低，且大端法兰处于悬空位置，平面度、法兰 厚度和形位公差精度难以保证，以致影响工序3的加工质量。
[0009] 如图6所示，传统机械加工时工序3工件的装夹和拆卸，装夹前4个气缸104均在 非工作状态，支板107和定位螺栓108转回外侧。首先升起气缸104,带动螺柱105上升到 工作位置，然后将工序2加工后的工件大端向下放置在夹具100的2个横梁103上面，并且 使4个定位螺柱105的上端穿过工件大端法兰面上的4个通孔f，但不超过大端法兰背面 a，然后将支板107和定位螺栓108转到工作位置，用螺栓110将支板107固定，最后旋转定 位螺栓108压紧大端法兰背面a，完成工件的定位和夹紧。拆卸工件时，首先旋转定位螺栓 108脱离大端法兰背面a，然后松开螺栓110,将支板107和定位螺栓108转回外侧，最后降 下气缸104,使螺柱105脱离大端法兰面上的4个通孔f，即可将工件无阻碍地取下。使用 该夹具的夹紧装置对工件夹紧，操作不方便，装夹速度慢，批量生产效率低。
[0010]
【权利要求】
1.GIS系列储油箱加工专用性组合式夹具，其特征在于，包括底板（201)、上/下定位夹 紧装置、左/右定位夹紧装置、前/后定位夹紧装置及若干连接固定元件组成： 上/下定位夹紧装置：定位部由4根支柱（202)、4个定位螺栓（203)、4个锁紧螺母 (204)组成，4根支柱（202)均布安装在底板（201)左右两侧，4个定位螺栓（203)分别安装 在4根支柱（202)的顶部；夹紧部一由4根支柱（202)、2个横梁（205)、4个气缸（206)组 成，4根支柱（202 )均布安装在底板（201)前后两侧，2个横梁（205 )分别安装在前后两侧2 根支柱（202 )的顶部，2个横梁（205 )的顶部两端各安装2个气缸（206 );夹紧部二由4个转 角气缸（207)组成，分别均布安装在底板（201)的中心部位； 左/右定位夹紧装置：定位部由横梁（208)、定位螺栓（209)、锁紧螺母（210)组成，横 梁（208)安装在左侧的两根支柱（202)的上部，定位螺栓209安装在横梁208的两头，即位 于工件左、右侧凸台的两侧；夹紧部由横梁（211)、支柱（212)、气缸（213)组成，横梁（211) 安装在右侧的两根支柱（202)的上部，气缸（213)安装在横梁（211)的内侧，支柱（212)安 装在横梁（211)中间下部； 前/后定位夹紧装置：定位部由支撑板（214)、定位螺栓（215)、锁紧螺母（216)组成， 底板（201)上开设有矩形槽，以保证定位部的安装位置和操作空间，支撑板（214)安装在底 板（201)的矩形槽内，定位螺栓（215 )安装在支撑板（214 )上；夹紧部由支撑板（217 )、气缸 (218)组成，支撑板（217)安装在底板（201)上，以保证气缸（218)的安装位置，底板（201) 上开设有矩形通孔，以保证夹紧部的安装位置和操作空间，气缸（218)安装在底板（201)和 支撑板（217)的连接区域。
【文档编号】B23Q3/08GK204209478SQ201420520050
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】席建东, 曾鸣, 王飞 申请人:江苏华江科技有限公司