叠装类部件上矩形槽的加工工装及方法与流程

本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种叠装类部件上矩形槽的加工工装及方法。

背景技术：

叠装类部件指，由多个零件按一定规律交错叠装，并通过连接杆(比如螺杆)轴向串装后形成的细长部件。例如，叠装类部件可以由多个第一零件和多个第二零件周期性交替堆叠构成。以第一零件和第二零件为长度相同但宽度不同的矩形件(长方体)为例，各个第一零件与各个第二零件的对称中心对齐，在部件的长度方向，各个第一零件相互对齐，各个第二零件相互对齐，并且，第一零件和第二零件的长度较长的边齐平。为满足产品要求，需要在部件的上端面(其中一个齐平的面)加工一个矩形槽，且要求矩形槽两侧内壁与另一个齐平的面垂直，矩形槽的底面与另一个齐平的面平行。

通常，叠装类部件的加工均在单个矩形件加工前完成，然后再通过叠装装置叠装起来。由于此部件的矩形槽的加工精度太高，采用传统的先加工再叠装的方法，叠装后形成的矩形槽的加工精度无法满足要求。

技术实现要素：

该本发明实施例提供了一种叠装类部件上矩形槽的加工工装及方法，能够提高该类零件的整体刚度，解决该类零件在加工前的调整和校直困难、加工时无校正基准的问题。所术技术方案如下：

第一方面，提供了一种叠装类部件上矩形槽的加工工装，所述叠装类部件包括多个宽矩形件、多个窄矩形件和连接杆，所述宽矩形件和所述窄矩形件的长度相同但宽度不同，所述多个宽矩形件和多件窄矩形件周期性交替层叠，所述连接杆穿过所述多个宽矩形件和所述多个窄矩形件以串接多个宽矩形件和多个窄矩形件，各个所述宽矩形件和各个所述窄矩形件的对称中心对齐，在所述叠装类部件的长度方向，各个所述宽矩形件相互对齐，各个所述窄矩形件相互对齐，所述宽矩形件和所述窄矩形件的长度较长的边齐平，所述待加工矩形槽位于所述叠装类部件的上表面上，所述上表面为所述宽矩形件和所述窄矩形件的长度较长的边所形成的其中一个平面，

所述工装包括安装底座、径向压紧组件、侧向调整组件和轴向压紧组件，所述径向压紧组件安装在所述安装底座上以在高度方向对所述叠装类部件进行压紧和定位，所述径向压紧组件上设有开口，所述待加工矩形槽所在位置露出所述开口；所述侧向调整组件包括第一定位座和第二定位座，所述第一定位座和所述第二定位座均安装于所述安装底座以在宽度方向对所述叠装类部件进行压紧和定位，所述第一定位座和所述第二定位座相对，所述径向压紧组件位于所述第一定位座和所述第二定位座之间；所述轴向压紧组件包括第一压紧件和第二压紧件，所述压紧组件和所述第二压紧件均安装于所述安装底座以在长度方向对所述叠装类部件进行压紧和定位，所述第一压紧件和所述第二压紧件相对，所述径向压紧组件位于所述第一压紧件和所述第二压紧件之间。

可选地，所述安装底座包括底座本体、分别设于所述底座本体上的安装面、第一调整面、第二调整面、定位面和止挡面，

所述安装面与所述第一调整面平行或共面，所述安装面位于所述第一调整面和所述第二调整面之间，所述第一调整面和所述第二调整面相对，所述第一调整面与所述第二调整面共面，

所述定位面从所述第一调整面的边缘延伸出，所述定位面与所述第一调整面垂直，所述第一调整面位于所述安装面与所述定位面之间，

所述止档面从所述第二调整面的边缘延伸出，所述止档面与所述定位面相对，所述第二调整面位于所述止档面与所述定位面之间，

所述径向压紧组件安装在所述安装面的中心位置，所述第一压紧件和所述第二压紧件分别安装于所述安装面的边缘位置，

所述第一定位座安装在所述第一调整面上且与所述定位面相抵，所述第二定位座安装在所述第二调整面上且与所述止档面相抵。

可选地，所述安装面、所述第一调整面、以及所述第二调整面均为矩形面。

可选地，所述径向压紧组件包括下压板、上压板和径向锁紧件；下压板与安装面可拆式连接，所述下压板与所述上压板通过径向锁紧件可拆卸连接，所述下压板与所述上压板平行，所述叠装类部件卡设在所述下压板和所述上压板之间，所述上压板上设有所述开口。

可选地，所述上压板包括第一子压板和第二子压板，所述第一子压板与所述第二子压板相对，所述开口为所述第一子压板与所述第二子压板之间的空挡。

可选地，所述径向锁紧件包括多根螺杆，各所述螺杆均穿过所述下压板和所述上压板，各所述螺杆的两端设有螺母以将所述下压板和所述上压板卡设于所述螺杆的两端，各所述螺杆之间相互平行。

可选地，所述第一定位座和所述第二定位座均为l型，所述第一定位座的水平部分设有用于与第一调整面连接的第一连接孔，所述第二定位座的水平部分设有用于与第二调整面连接的第二连接孔，

所述第一定位座的竖直部分的外壁、以及所述第二定位座的竖直部分的外壁均为凹凸面，所述凹凸面分别与所述宽矩形件和所述窄矩形件的长度较短的边相抵，

所述凹凸面为多个凸出位置和多个凹陷位置周期性交替形成，所述凸出位置与所述窄矩形件的长度较短的边相抵，所述凹陷位置与所述宽矩形件的长度较短的边相抵，各所述凸出位置内设有用于通过所述螺杆的通过孔，

所述第二定位座的竖直部分的内壁设有螺纹顶，所述螺纹顶卡设于所述第二定位座的竖直部分、以及所述止挡面之间。

可选地，所述第一压紧件包括第一安装座、第一压紧块和第一压紧螺栓，

所述第一安装座为l型，所述第一安装座的水平部分设有用于与所述安装面的边缘位置连接的第一安装孔，所述第一压紧螺栓的一端穿过所述第一安装座的竖直部分与所述第一压紧块螺纹连接，所述第一压紧块与所述叠装类部件在长度方向的第一端部相抵。

可选地，所述第一压紧块上设有第一螺栓孔，所述第一压紧螺栓的头部与所述第一螺栓孔螺纹连接，所述第一压紧螺栓的头部为球形，所述第一压紧螺栓的螺杆沿周向设有第一退刀槽，所述第一退刀槽与所述与所述第一螺栓孔螺纹连接。

第二方面，提供了一种叠装类部件上矩形槽的加工方法，所述方法包括：

装配叠装类部件和如权利要求所述的叠装类部件上矩形槽的加工工装；

在所述叠装类部件的上表面加工矩形槽。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过径向压紧组件可以在高度方向对叠装类部件进行压紧和定位，侧向调整组件可以在宽度方向对叠装类部件进行压紧和定位，轴向压紧组件可以在长度方向对叠装类部件进行压紧和定位，由于加工工装能够在高度、宽度和长度三个方向进行定位和压紧，能够保证叠装类部件的整体刚度和直线度分别达到加工矩形槽所需的刚度和直线度，这样，可以在叠装类部件叠装之后加工矩形槽，解决了先加工后叠装的精度差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的叠装类部件的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种叠装类部件上矩形槽的加工工装的结构示意图；

图3是图2的侧向视图；

图4是本发明实施例提供的安装底座的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的径向压紧组件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的侧向调整组件的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第一压紧件的结构示意图；

图8是图7的局部剖视图；

图9是本发明实施例提供的一种叠装类部件上矩形槽的加工方法的流程图。

附图中，1宽矩形件、11宽矩形件的侧面、12宽矩形件的底面、2窄矩形件、21窄矩形件的侧面、22窄矩形件的底面、3待加工矩形槽、31待加工矩形槽的两侧内壁、32待加工矩形槽的底面、100安装底座、110安装面、120第一调整面、120b第二调整面、130定位面、140止挡面、111径向压紧组件的连接孔、112轴向压紧组件的连接孔、121侧向调整组件的连接孔、150操作孔、160吊耳、200径向压紧组件、210下压板、220上压板、230径向锁紧件、221第一螺杆孔、211第二螺杆孔、222螺纹孔、220a第一子压板、220b第二子压板、300侧向调整组件、310第一定位座、310b第二定位座、311第一定位座的竖直部分的外壁、312第二定位座的竖直部分的外壁、313第二定位座的竖直部分的内壁、314凹凸面、314a凸出位置、314b凹陷位置、315第一连接孔、316通过孔、320螺纹顶、400轴向压紧组件、410第一安装座、420第一压紧块、430第一压紧螺栓、440第一安装孔、431第一退刀槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了解决传统的先加工再叠装的方法导致的叠装后形成的矩形槽的加工精度无法满足要求的问题，提出，矩形槽必须在全部矩形件叠装后再一起加工。基于此，必须设计加工工装，解决叠装类部件在矩形槽的加工过程中存在的问题，例如：1)部件是由多个宽窄不同的矩形件通过螺杆叠装在一起的，整体刚度很差，整体吊装和转运困难；2)部件是由宽窄矩形件交错叠装而成为叠装类部件，整体直线度很差，加工前必须进行直线度调整和校直；3)矩形件组件侧面为凸凹锯齿形，加工前的部件校正很困难；4)调整后直接转入加工时，还必须设计工装使部件保持在调整后的状态下才能进行加工。

图1是本发明实施例提供的叠装类部件的结构示意图，如图1所示，叠装类部件包括多个宽矩形件1、多个窄矩形件2和连接杆。宽矩形件1和窄矩形件2的长度相同但宽度不同。多个宽矩形件1和多件窄矩形件2周期性交替层叠。连接杆穿过多个宽矩形件1和多个窄矩形件2以串接多个宽矩形件1和多个窄矩形件2。各个宽矩形件1和各个窄矩形件2的对称中心对齐。在叠装类部件的长度方向，各个宽矩形件1相互对齐，各个窄矩形件2相互对齐，宽矩形件1的长度较长的边和窄矩形件2的长度较长的边齐平。其中，待加工矩形槽3位于叠装类部件的上表面上，上表面为宽矩形件1和窄矩形件2的长度较长的边所形成的其中一个平面。待加工矩形槽3的两侧内壁31与宽矩形件1的长度较长的边垂直，待加工矩形槽3的底面32与宽矩形件1的长度较长的边平行。

在本实施例中，参见图1，宽矩形件1的侧面11与窄矩形件2的侧面21平行，宽矩形件1的底面12与窄矩形件2的底面22齐平。叠装类部件的长度方向为l方向，叠装类部件的高度方向为h方向，叠装类部件的宽度方向为w方向。

图2是本发明实例提供的一种叠装类部件上矩形槽的加工工装的结构示意图，图3是图2的侧向视图。如图2和图3所示，该加工工装包括：安装底座100、径向压紧组件200、侧向调整组件300和轴向压紧组件400。

径向压紧组件200安装在安装底座100上以在高度方向对叠装类部件进行压紧和定位，径向压紧组件200上设有开口，待加工矩形槽3所在位置露出开口。

侧向调整组件300包括第一定位座310和第二定位座310b，第一定位座310和第二定位座310b均安装于安装底座100以在宽度方向对叠装类部件进行压紧和定位，第一定位座310和第二定位座310b相对，径向压紧组件200位于第一定位座310和第二定位座310b之间。

轴向压紧组件400包括第一压紧件和第二压紧件，第一压紧件和第二压紧件均安装于安装底座100以在长度方向对叠装类部件进行压紧和定位，第一压紧件和第二压紧件相对，径向压紧组件200位于第一压紧件和第二压紧件之间。侧向调整组件300位于第一压紧件和第二压紧件之间。

本发明实施例通过径向压紧组件可以在高度h方向对叠装类部件进行压紧和定位，侧向调整组件可以在宽度w方向对叠装类部件进行压紧和定位，轴向压紧组件可以在长度l方向对叠装类部件进行压紧和定位，由于加工工装能够在高度、宽度和长度三个方向进行定位和压紧，能够保证叠装类部件的整体刚度和直线度分别达到加工矩形槽所需的刚度和直线度，这样，可以在叠装类部件叠装之后加工矩形槽，解决了先加工后叠装的精度差的问题。

图4是本发明实施例提供的安装底座的结构示意图。如图4所示，安装底座100包括底座本体、分别设于底座本体上的安装面110、第一调整面120、第二调整面120b、定位面130和止挡面140。

安装面110与第一调整面120平行或共面，安装面110位于第一调整面120和第二调整面120b之间，第一调整面120和第二调整面120b相对，第一调整面120与第二调整面120b共面。

定位面130从第一调整面120的边缘延伸出，定位面130与第一调整面120垂直，第一调整面120位于安装面110与定位面130之间。

止档面140从第二调整面120b的边缘延伸出，止档面140与定位面130相对，第二调整面120b位于止档面140与定位面130之间。

径向压紧组件200安装在安装面110的中心位置，第一压紧件和第二压紧件分别安装于安装面110的边缘位置。

第一定位座310安装在第一调整面120上且与定位面130相抵，第二定位座安装310b在第二调整面120b上且与止档面140相抵。

当安装面110与水平面平行时，安装面110作为部件加工时水平校正的基准；定位面130和止挡面140作为部件加工时竖直校正的基准。安装面110用于对部件进行径向高度h方向定位，第一调整面120、第二调整面120b、定位面130和止挡面140配合使用，用于对部件进行侧向宽度w方向调整和定位，以上，各个方向的校正基准面能够提高部件校正精确度，达到对部件进行调整校直的目的。

安装面110的中心位置设计有径向压紧组件200的连接孔111，安装面110的边缘位置设计有轴向压紧组件的连接孔112。连接孔111用于可拆性地连接径向压紧组件200，连接孔112用于可拆性地连接轴向压紧组件400。第一调整面120和第二调整面120b上设有侧向调整组件300的连接孔121。

第一调整面120、第二调整面120b与安装面110可在一个平面上，也可在两个平行的平面上。示例性地，安装面110、第一调整面120、以及第二调整面120b均为矩形面。

示例性地，底座本体上还设有吊耳160。吊耳160的设计方便整体吊装该叠装类部件，并方便地进行转运。

图5是本发明实施例提供的径向压紧组件的结构示意图。如图5所示，径向压紧组件200包括下压板210、上压板220和径向锁紧件230；下压板210与安装面110可拆式连接，下压板210与上压板220通过径向锁紧件230可拆卸连接，下压板210与上压板220平行，叠装类部件卡设在下压板210和上压板220之间。上压板220上设有前述开口。

示例性地，径向锁紧件230包括多根螺杆，各螺杆均穿过下压板210和上压板220，各螺杆的两端设有螺母以将下压板210和上压板220卡设于螺杆的两端，各螺杆之间相互平行。

上压板220上设有与螺杆相配合的第一螺杆孔221，下压板210上设有与螺杆相配合的第二螺杆孔211，第一螺杆孔221与第二螺杆孔211对正。

下压板210还包含有与安装面110上连接孔111相配合的螺纹孔222，径向压紧组件200通过下压板210上的螺纹孔222可拆卸地安装在安装面110上。叠装类部件压紧时，部件的上下两面分别与上压板220和下压板210平面贴平，通过调整和压紧，可校正部件的一侧端面与安装面110平面一致。

其中，第一螺杆孔221和第二螺杆孔211可以为腰形孔，便于调整上压板和下压板的相对位置。需要说明的是，第二螺杆孔211与螺纹孔222是错开分布的，在下压板210与安装面110连接螺栓拆除的情况下，部件仍与上压板220、下压板210锁紧在一起而不松开。

为方便后结所加工，上压板应设计成分体式。示例性地，上压板220包括第一子压板220a和第二子压板220b，第一子压板220a与第二子压板220b相对，开口为第一子压板220a与第二子压板220b之间的空挡。其中，空档的距离不小于等矩形槽的宽度。其中，下压板210可设计成分体式也可为整体式。

为便于锁紧件230中螺母、以及下压板210与安装面110连接螺栓的安装操作，参见图4，第一调整面120、以及第二调整面120b的背面分别设计有操作孔150。操作孔150与安装面110相对。操作孔150的大小依据锁紧件230与螺母、以及连接螺栓的操作扳手空间而定。为便于径向锁紧件130的安装，第一调整面120与安装面110之间、以及第二调整面120b与安装面110之间可以设计有一定的操作空档，其操作空档距离依据锁紧件230的扳紧空间而定。

图6是本发明实例提供的侧向调整组件300的结构示意图，如图6所示，第一定位座310和第二定位座310b均为l型，第一定位座310的水平部分设有用于与第一调整面120连接的第一连接孔315，第二定位座310b的水平部分设有用于与第二调整面120b连接的第二连接孔。

第一定位座310的竖直部分的外壁311、以及第二定位座310b的竖直部分的外壁312均为凹凸面314。凹凸面314分别与宽矩形件1和窄矩形件2的长度较短的边相抵。

凹凸面314为多个凸出位置314a和多个凹陷位置314b周期性交替形成凹凸面为锯齿形，凸出位置314a与窄矩形件2的长度较短的边相抵，凹陷位置314b与宽矩形件1的长度较短的边相抵，各凸出位置314a内设有用于通过径向锁紧件230中螺杆的通过孔316。

第二定位座310b的竖直部分的内壁313设有螺纹顶320，螺纹顶320卡设于第二定位座310b的竖直部分、以及止挡面140之间。

螺纹顶320可采用手动螺纹顶也可采用液压螺纹顶。调整螺纹顶320，使第二定位座310b相对第一定位座310发生侧向移动，使凹凸面314与部件的凸凹侧面贴平并压紧，最终使部件两端的侧面分别与凹凸面314全部贴平，达到零件的直线度与安装底座定位面110的直线度一致。

示例性地，为便于调整，第一连接孔315和第二连接孔均设计成腰形孔，以便于调整时第二定位座310b在调整力的作用下可侧向发生移动。

由于径向锁紧件230需要从第一定位座310和第二定位座310b中穿过，第一定位座310和第二定位座310b设计有通过孔316，以用于径向锁紧件230的拆卸。

图7是本发明实例提供的第一压紧件的结构示意图。如图7所示，第一压紧件包括第一安装座410、第一压紧块420和第一压紧螺栓430。

第一安装座410为l型，第一安装座410的水平部分设有用于与安装面110的边缘位置连接的第一安装孔440，第一压紧螺栓430的一端穿过第一安装座410的竖直部分与第一压紧块420螺纹连接，第一压紧块420与叠装类部件在长度方向的第一端部相抵。

图8是图7的局部剖视图，如图8所示，第一压紧块420上设有第一螺栓孔，第一压紧螺栓430的头部与第一螺栓孔螺纹连接，第一压紧螺栓430的头部为球形，第一压紧螺栓430的螺杆沿周向设有第一退刀槽431，第一退刀槽431与与第一螺栓孔螺纹连接。

其中，调整第一压紧螺栓，可用于压紧部件在长度方向的端面。第一退刀槽431的设计能够避免第一压紧块420与第一压紧螺栓430连接的松脱。在第一退刀槽431的位置，螺栓的直径小于第一压紧螺栓430的螺纹底径，并且，第一退刀槽431的长度大于第一压紧块420上第一螺栓孔的螺纹的长度；同时，第一压紧螺栓的头部设计成球头，可减少压紧螺栓旋转时与压紧块的磨擦，避免压紧螺栓旋转时压紧块产生旋转，以影响零件表面的质量。

第一压紧件的结构与第二压紧件的结构相同。示例性地，第二压紧件包括第二安装座、第二压紧块和第二压紧螺栓。第二安装座为l型，第二安装座的水平部分设有用于与安装面的边缘位置连接的第二安装孔，第二压紧螺栓的一端穿过第二安装座的竖直部分与第二压紧块螺纹连接，第二压紧块与叠装类部件在长度方向的第二端部相抵。

图9是本发明实施例提供的一种叠装类部件上矩形槽的加工方法的流程图，采用上述叠装类部件上矩形槽的加工工装后可实现叠装类部件的调整校正和加工时的装夹、校正的实现。参见图9，该方法包括如下步骤。

步骤10、装配叠装类部件和叠装类部件上矩形槽的加工工装。

叠装类部件上矩形槽的加工工装为图2或图3示出的叠装类部件上矩形槽的加工工装。

步骤20、在叠装类部件的上表面加工矩形槽。

下面结合附图2-8详细介绍一下各个步骤。其中，步骤10可以包括如下步骤。

步骤101：使用径向压紧组件200中下压板210和上压板220，采用径向锁紧件230将叠装类部件锁紧在一起；通过径向压紧组件200，将部件吊装于安装底座100的安装面110上，使径向压紧组件200的螺纹孔222与安装面110的连接孔111对正；从操作孔150处进行操作，可拆式地将径向压紧组件200与安装底座100连接在一起。

步骤102：拆除径向压紧组件200的径向锁紧件230；将第一定位座310和第二定位座310b分别安装在第一调整面120和第二调整面120b上，通过第一连接孔315、第二连接孔、和连接孔121将第一定位座310和第二定位座310b安装在第一调整面120和第二调整面120b上。

调整第一定位座310的位置，使第一定位座310的竖直部分的内壁与安装底座定位面130贴平，并用塞尺寸检查保证无间隙。

调整第二定位座310b的位置，使第一定位座310的凹凸面314和第二定位座310b的凹凸面314之间的间距大于部件两侧的距离，间距差值不得小于部件自由状态下的侧弯量。

步骤103：在安装底座的止挡面140与3第二定位座的竖直部分的内壁313之间安装多个螺纹顶320，各螺纹顶320的位置可均布也可布置在部件侧面的凸起处。

旋转螺纹顶320，使零件的两侧的凸凹侧面分别与凹凸面314贴平，第一定位座310的竖直部分的内壁与安装底座的定位面130贴平；用塞尺检查各贴合面应无间隙，通过调整使部件的侧弯得到校正，部件的侧向直线度与安装底座定位面130的直线度一致。

步骤104：径向锁紧件230穿过通过孔316，通过下压板210和上压板220将部件锁紧在一起，使部件的下端面与下压板210面贴平，部件的下侧面直线度与安装底座安装面110的直线度一致。

步骤105：第一压紧件和第二压紧件对称地安装在部件的两侧，通过第一安装孔440和连接孔112可拆地安装在安装面110上。

旋转第一压紧螺栓430和第二压紧螺栓，使第一压紧块420和第二压紧块分别压紧部件的轴端，从零件两端对部件进行定位。

步骤106：利用安装底座100，将部件整体吊装于加工设备的工作平台上。

步骤20可以包括：打表校正安装底座的安装面110、定位面130，使其跳动小于部件要求的直线度和平面度；机床主轴作轴向和纵向进给运动，用铣刀铣加工上端面的待加工矩形槽。

利用以上所述的加工工装，分别从部件的径向、侧向和轴向来调整，达到了部件直线度校正的目的；通过在安装底座上设计校正基准面，可有效的将部件校正基准转移至安装底座上，满足部件加工校正要求，保证了部件的加工精度和成品率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。