挖掘机斗杆加工工装的制作方法

本实用新型涉及机械加工领域，特别是涉及一种挖掘机斗杆加工工装。

背景技术：

挖掘机的斗杆是最重要的四大结构件之一，连接铲斗和动臂，工作时承受较大外载荷作用，也是故障率最高的部件之一，其品质优劣直接决定挖掘机质量和工作性能。

如图1所示，斗杆a采用箱体式结构，主要由前支承a1、贴板a2、盖板a3、上耳板a4、后耳板a5、后支承a6、贴板a7、下盖板a8和中间支承a9等组成，上盖板a3有整体式和焊接式两种结构形式，后支承a6有圆柱支承和扇形支承两种结构形式，前支承a1连接铲斗，后支承a6连接动臂，上耳板a4连接铲斗油缸，后耳板a5连接斗杆油缸，中间支承a9连接铲斗摇臂，斗杆是关键的工作部件，不仅起到纽带作用，而且直接承受传递较大的外载荷。

斗杆采用焊后整体加工，加工内容为：前支承a1、上耳板a4、后耳板a5、后支承a6和中间支承a9镗孔；前支承a1、后支承a6、中间支承a9外侧刮面；上耳板a4、后耳板a5内侧刮面。

斗杆机加工工艺较为复杂，其为斗杆结构件制造的最后工序，因组焊尺寸精度、焊接变形等原因产生的误差都集中到机加工工序，各组孔之间有较高的关联关系，同时，加工孔是斗杆的薄弱易损区之一，若加工尺寸出现偏差，若强制压入轴套，轻则出现斗杆几组孔磨损加快缩短使用寿命、发生疲劳破坏和产生异响抖动等功能性问题，重则导致无法整机装配，只能返修或报废，因此，对斗杆孔机加工有较高的技术要求，以保证其质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种操作简单、加工质量高、生产效率高的挖掘机斗杆加工工装。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型是一种挖掘机斗杆加工工装，包括工装底平台、活动平台系统、v型夹紧装置、偶数个侧夹紧装置、多个高度定位支撑装置、压紧装置、活动压紧装置；所述的活动平台系统固定安装在工装底平台上，v型夹紧装置固定安装在活动平台系统的一端，多个高度定位支撑装置间隔固定在工装底平台上，偶数个侧夹紧装置间隔固定在活动平台系统或工装底平台上且两两侧夹紧装置相对而设，活动压紧装置固定在工装底平台上且位于与v型夹紧装置相对的另一端，压紧装置安装在两个相对而设的侧夹紧装置的顶部；所述的活动平台系统由活动平台、滑块导轨、滑块、限位块、多个螺纹套筒支撑装置、多个定位螺栓；所述的滑块导轨安装在工装底平台上，活动平台通过滑块滑接在导轨上，限位块固定安装在工装底平台上且位于活动平台的移动方向的两侧，用于限制活动平台的移动，多个螺纹套筒支撑装置分别固定安装在工装底平台上，定位螺栓穿过螺纹套筒支撑装置后螺接在工装底平台上。

所述的螺纹套筒支撑装置由基座和螺纹套组成；所述的基座底部平台通过内六角螺栓固定于工装底平台上，基座上的凸台中间为通孔，凸台的圆周为外螺纹；所述的螺纹套螺接在基座上的凸台上。

所述的高度定位支撑装置包括下盖板、支撑立板、多个螺栓螺母、上盖板和加强板；所述的下盖板固定在工装底平台上，上盖板通过支撑立板垂直固定在下盖板上，在上盖板的周边螺接有多个螺栓螺母，加强板固定在上盖板与支撑立板之间。

所述的活动压紧装置包括底板、支撑板、压板、纵向定位装置、压紧螺栓；所述的底板和纵向定位装置皆固定在工装底平台上，支撑板的下端垂直固定在底板上，压板的外端抵靠在支撑板的上端，所述压板中部设有一通孔，所述通孔位于压板中心偏向内端的位置，压紧螺栓穿过压板中部的通孔后螺接在纵向定位装置的顶面，压板的内端压在工件上。

所述的侧夹紧装置包括侧夹紧座、定位螺杆、侧面定位螺杆；所述的侧夹紧座通过螺栓固定在活动平台系统或工装底平台上，定位螺杆中部和侧面定位螺杆分别螺接在侧夹紧座上。

所述的压紧装置包括固定压板、压紧螺杆；所述的固定压板的两端分别固定在两个相对而设的侧夹紧装置顶端，压紧螺杆的中部螺接在固定压板的中部。

在两个相对而设的侧夹紧装置之间安装有拉杆。

采用上述方案后，本实用新型具有以下优点：

1、定位夹紧可靠，加工质量高，二次交检合格率由70%提升至100%，大幅降低斗杆加工的故障率。夹紧装置可靠，完全限制工件的六个自由度，确保加工过程中不会出现抖动等问题，一侧定位，另一侧夹紧，采用有效合理的检测方法，通过合理调整高度支撑定位装置和夹紧装置等，尽可能降低焊接变形等因素的影响，有效解决加工尺寸精度不准确问题，避免因此而导致的加工孔质量事故，降低斗杆的磨损和抖动，提高斗杆的使用寿命，保证压入轴套后满足设计配合尺寸要求。

2、通用化程度高，大幅降低工装投入成本和占地面积。只需调整活动平台系统的位置，同时再调整高度定位支撑装置等便可快速切换加工其他型号的斗杆，减少更换工装的时间。降低工装投入的费用，采用螺栓连接装配式结构，维修拆卸方便。

3、生产效率提高80%。本技术的工装操作简单，通过侧面定位的方式，结合可调力矩气动拧紧枪进行夹紧，可快速实现定位夹紧，极大降低因加工超差而引起的返修报废成本，使得生产过程更加顺畅。

本实用新型具有操作简单、加工质量高、生产效率高的优点，特别适合大批量生产中。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1是斗杆的轴测图；

图2是本实用新型的轴测图；

图3是本实用新型的俯视图；

图4是本实用新型活动平台系统的轴测图；

图5是本实用新型活动平台的轴测图；

图6是本实用新型去掉活动平台后的轴测图；

图7是本实用新型螺纹套筒支撑装置的立体分解图；

图8是本实用新型螺纹套筒支撑装置的轴测图；

图9是本实用新型高度定位支撑装置的轴测图；

图10是本实用新型高度定位支撑装置的正视图；

图11是本实用新型活动压紧装置的立体分解图；

图12是本实用新型活动压紧装置的工作原理图；

图13、图14、图15是本实用新型加工三种不同斗杆的轴测图。

具体实施方式

如图2、图3所示，本实用新型是一种挖掘机斗杆加工工装，包括工装底平台1、活动平台系统2、v型夹紧装置3、偶数个侧夹紧装置4、多个高度定位支撑装置5、压紧装置6、活动压紧装置7。

所述的活动平台系统2固定安装在工装底平台1上，v型夹紧装置3固定安装在活动平台系统2的一端，多个高度定位支撑装置5间隔固定在工装底平台1上，偶数个侧夹紧装置4间隔固定在活动平台系统2或工装底平台1上且两两侧夹紧装置4相对而设，活动压紧装置7固定在工装底平台1上且位于与v型夹紧装置3相对的另一端，压紧装置6安装在两个相对而设的侧夹紧装置4的顶部。

如图4-图6所示，所述的活动平台系统2由活动平台21、滑块导轨22、滑块23、限位块24、多个螺纹套筒支撑装置25、多个定位螺栓26；所述的滑块导轨22安装在工装底平台1上，活动平台21通过滑块23滑接在导轨22上并可沿纵向滑动，限位块24固定安装在工装底平台1上且位于活动平台21的移动方向的两侧，用于限制活动平台21的移动，多个螺纹套筒支撑装置25分别固定安装在工装底平台1上，定位螺栓26穿过螺纹套筒支撑装置25后螺接在工装底平台1上。活动平台系统2采用螺栓进行固定，根据不同机型，选择对应的螺纹孔固定，便可进行夹紧工件，而不会影响干涉主轴。通过活动平台21和滑块导轨22系统以适用不同机型夹紧需求，实现通用化目的。活动平台21上的夹紧装置夹紧工件时有较大的夹紧力，而滑块23不能承受较大的力，采用螺纹套筒支撑装置25传递夹紧力，对活动平台21的夹紧力通过活动平台21和螺纹套筒支撑装置25传递至工装底平台1上。活动平台21的两侧安装限位块24，防止滑块23脱离滑块导轨22。活动平台21使用板件加工而成，活动平台21需要进行铣面加工，中间开口以避开高度定位支撑装置5，通过滑块23在滑块导轨22上滑动可适用于多个机型夹紧。根据实际情况设计滑块导轨22的移动行程，以适配多个机型的斗杆加工使用，降低工装投入成本，减少更换工装的时间，提高生产效率，如图所示。

如图7、图8所示，所述的螺纹套筒支撑装置25由基座251和螺纹套252组成；所述的基座251底部平台通过内六角螺栓固定于工装底平台1上，基座251上的凸台中间为通孔，以便定位螺栓26穿过，凸台的圆周为外螺纹；所述的螺纹套252螺接在基座251上的凸台上。整体装配于工装底平台1后，转动螺纹套252调节高度至接触活动平台21下表面，定位螺栓26穿过活动平台21定位孔锁紧，用于支撑活动平台21并传递夹紧力，防止滑块23受力作用。

如图9、图10所示，所述的高度定位支撑装置5包括下盖板51、支撑立板52、多个螺栓螺母53、上盖板54和加强板55；所述的下盖板51固定在工装底平台1上，上盖板54通过支撑立板52垂直固定在下盖板51上，在上盖板54的周边螺接有多个螺栓螺母53，加强板55固定在上盖板54与支撑立板52之间。板件焊接后加工，上盖板54的上表面为定位面，且直接承受工件的重量和不确定的摩擦等外载荷，因此强度、刚度和加工精度要求较高，需要进行表面硬化处理，以保证工装的精度，下盖板51的下表面焊后加工，通过螺栓固定于工装底平台1上，需要进行加工，四组螺栓螺母53可根据实际斗杆的情况单组调整，确保高度方向定位准确。

如图11、图2所示，所述的活动压紧装置7包括底板71、支撑板72、压板73、纵向定位装置74、压紧螺栓75；所述的底板71和纵向定位装置74皆固定在工装底平台1上，支撑板72的下端垂直固定在底板71上，压板73的外端抵靠在支撑板72的上端，所述压板73上设有一通孔731，所述通孔731位于压板73中心偏向内端的位置，压紧螺栓75穿过压板73中部的通孔731后螺接在纵向定位装置74的顶面，压板73的内端压在工件10上。该活动压紧装置7用于压紧斗杆的前支承位置，防止加工时出现跳动，拧紧螺栓时，压板73一端被支撑板72顶住，迫使其另一侧压紧工件10（如图12所示）。压板73中部的通孔为u型孔，可纵向适当移动，保证能准确压紧各机型，实现通用化。

如图2所示，所述的侧夹紧装置4包括侧夹紧座41、定位螺杆42、侧面定位螺杆43；所述的侧夹紧座41通过螺栓固定在活动平台系统2或工装底平台1上，定位螺杆42中部和侧面定位螺杆43分别螺接在侧夹紧座41上。

所述的压紧装置6包括固定压板61、压紧螺杆62；所述的固定压板61的两端分别固定在两个相对而设的侧夹紧装置4顶端，压紧螺杆62的中部螺接在固定压板61的中部。

在两个相对而设的侧夹紧装置4之间安装有拉杆8。

如图2、图13所示，本实用新型的工作原理：

1、将工装整体吊上数控加工中心的工作台，通过工装平台底部的平键定位及四周的t型螺栓夹紧，固定工装整体。

2、调整工装活动平台系统2上的滑块到预定定位孔位置，调节螺纹套筒支撑装置25的高度保证其紧紧顶住活动平台21的下表面，拧入定位螺栓26进行固定，调整侧面定位螺杆43到指定位置，完成工装设定。

3、将斗杆工件10吊至工装，保证前支承a1靠紧纵向定位装置74侧边，转动一侧夹紧装置4上的定位螺杆42，推动工件靠紧另一侧已预先设定好的侧面定位螺杆43进行定位，初步转动v型夹紧装置3上的丝杆接触工件的后耳板a5进行预压紧，此时粗定位完成。

4、通过专用测量工具、水平仪、角尺、卷尺等测量主要尺寸，因工件焊接变形等原因导致工件有偏差，一般通过调节高度定位支撑装置5上的螺栓进行调整，即可消除偏差，测量前支承a1两侧面到纵向定位装置74两侧面之间的距离并调整相同，同时测量工件上各孔位之间的相对尺寸和绝对尺寸，保证在设计加工余量范围内，完成精定位。

5、定位完成后开始进行全方位夹紧，夹紧不能一次完全夹紧，且夹紧时需要避开相邻夹紧方式，采用交错逐步夹紧的方式进行，因加工时受力较大且复杂，两侧的侧夹紧装置4均需要夹紧工件，侧面夹紧完成后，转动压紧装置6上的丝杆，竖直方向压紧工件。再转动v型夹紧装置3丝杆进行纵向夹紧，最后活动压紧装置7压紧工件10，则斗杆加工的整个定位夹紧工作完成。

6、完全夹紧后不会出现抖动的情况，保证斗杆加工时的定位夹紧可靠，便可进行试加工和加工等内容，夹紧工具为可调力矩气动拧紧枪，可大幅提高夹紧效率。

当加工不同机型时，调整活动平台系统2、高度定位支撑装置5、v型夹紧装置3等便可快速进行切换，实现多机型加工，本技术工装采用螺栓装配式结构，拆卸方便，特别适合通用工装结构形式，既充分利用工装资源，节约工艺装备投入费用，又可提高生产效率，如图13-图15所示，为不同型号的斗杆a、b、c加工示意图。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。