一种直径可调筒体加工辅助工装的制作方法

本发明涉及自动化加工技术领域，具体涉及一种直径可调筒体加工辅助工装。

背景技术：

在大型筒体类零件加工及焊接过程中，往往需要对筒体进行回转或对接操作，通常会将筒体安装在支撑工装内。在对多种直径型号的筒体进行加工时，由于辅助工装缺乏通用性，采用一套工装对应一种型号的筒体的方式，更换过程复杂，制造成本高，自动化程度低。北京工业大学设计的一种直径可调筒体加工辅助工装，专利号（zl201410331644.9），其采用八只电机驱动千斤顶来分别控制移动八个变径块，需要控制各端的四只电机同步协调动作，否则会产生同轴度误差，且工装结构相对复杂。因此设计一种实用性好直径可调的筒体加工辅助工装具有现实意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种直径可调筒体加工辅助工装，可实现在一套工装上适应多种直径及类型的筒体零件外形，在很大程度上解放劳动强度，具有自动化程度高，通用性及适应性强的优点，有很高的使用价值。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一种直径可调筒体加工辅助工装，包括工装主体和伸缩缸组，所述工装主体包括主筒以及对称设置在主筒两端的凸环，所述凸环的外周转动连接有变径控制环；

所述伸缩缸组包括连接在所述主筒上的左伸缩缸组和右伸缩缸组，所述左伸缩缸组用于控制一端的所述变径控制环转动，所述右伸缩缸组用于控制另一端的所述变径控制环转动；

每一端的所述凸环上至少均布有三个变径杆组，所述变径杆组的第一端部和所述变径控制环相连接，所述变径杆组的中间部铰接连接在所述凸环的外侧面，所述变径杆组的第二端部用于夹持贯穿所述主筒的工件；

一端的所述变径控制环转动，带动一端的多个所述变径杆组的第二端部夹持或松开工件；另一端的所述变径控制环转动，带动另一端的多个所述变径杆组的第二端部夹持或松开工件。

进一步地，所述变径控制环的厚度和所述凸环的厚度相同，所述变径控制环的外侧面和所述凸环的外侧面处于同一平面内。此种设计便于连接变径杆组，便于对筒体的夹持。

进一步地，所述变径控制环的内径和所述凸环的外径相适配，所述变径控制环的内圈和所述凸环的外圈滑配连接。

进一步地，所述左伸缩缸组和右伸缩缸组均包括三个伸缩缸。

进一步地，所述伸缩缸的缸体端部和所述凸环的内侧面相铰接，所述伸缩缸的活塞杆端部和所述变径控制环相铰接。

进一步地，每一端的所述凸环上均布有十二个变径杆组。

进一步地，所述变径杆组的第二端部转动连接有滚轮，所述滚轮的外径大于所述变径杆组的第二端部的宽度。

进一步地，所述变径杆组包括变径杆，所述变径杆包括一体成型的变径杆左段和变径杆右段，所述变径杆左段和所述变径杆右段的结合处设有第三销孔，转轴贯穿所述第三销孔和所述凸环相连接；

所述变径杆左段的外端设有拨销，所述变径控制环上设有径向方向的滑槽，所述拨销和所述滑槽滑动连接。

进一步地，所述变径杆右段的外端转动连接有滚轮，所述滚轮的外径大于所述变径杆右段的外端的宽度。

进一步地，所述变径杆整体呈l形，所述变径杆右段包括不在同一平面内的第一连接段和第二连接段。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1、本工装设在主筒的两端连接凸环和变径控制环，通过主筒上连接的左伸缩缸组和右伸缩缸组控制两端的变径控制环转动，两端的变径控制环和凸环上均连接有变径杆组，变径控制环转动带动变径杆组转动实现对不同筒径的筒体的夹持；

2、本工装结构简单，通用性及适应性强，左伸缩缸组和右伸缩缸组可分别控制两端的变径控制环转动，使本装置可进行圆形筒体、锥形筒体或左右两端不同筒径的筒体的夹持；

3、本工装控制简单，通过伸缩缸组带动变径控制环转动实现变径杆组的变径，完成对筒体的夹持，无需复杂的同步控制电路；

4、本工装在变径杆组的第二端部设置滚轮，滚轮的设置能够保证对筒体的夹持效果。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1不同状态下的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中工装主体的结构示意图；

图4为本发明具体实施方式中变径控制环的结构示意图；

图5为本发明具体实施方式中变径杆的结构示意图。

其中：100、工装主体；110、主筒；120、左凸环；130、右凸环；121、左销孔；122、左缸体座板；123、左销轴；131、右销孔；132、右缸体座板；133、右销轴；200、变径控制环组件；210、左变径控制环；211、第一滑槽；212、第一销孔；213、第一销轴；220、右变径控制环；221、第二滑槽；222、第二销孔；223、第二销轴；300、变径杆组组件；310、左变径杆组；320、右变径杆组；301、变径杆；302、变径杆左段；303、变径杆右段；304、第三销孔；305、拨销；306、滚轮；307、滚轮轴；308、转轴；400、伸缩缸组；410、左伸缩缸组；420、右伸缩缸组；430、伸缩缸；431、缸体；432、活塞杆。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图5所示，一种直径可调筒体加工辅助工装，包括工装主体100和伸缩缸组400，工装主体100包括主筒110以及对称设置在主筒110两端的凸环，凸环的外周转动连接有变径控制环；伸缩缸组400包括连接在主筒110上的左伸缩缸组410和右伸缩缸组420，左伸缩缸组410用于控制一端的变径控制环转动，右伸缩缸组420用于控制另一端的变径控制环转动；每一端的凸环上至少均布有三个变径杆组，变径杆组的第一端部和变径控制环相连接，变径杆组的中间部铰接连接在凸环的外侧面，变径杆组的第二端部用于夹持贯穿主筒110的工件；一端的变径控制环转动，带动一端的多个变径杆组的第二端部夹持或松开工件；另一端的变径控制环转动，带动另一端的多个变径杆组的第二端部夹持或松开工件。

本工装设在主筒的两端连接凸环和变径控制环，通过主筒上连接的左伸缩缸组和右伸缩缸组控制两端的变径控制环转动，两端的变径控制环和凸环上均连接有变径杆组，变径控制环转动带动变径杆组转动实现对不同筒径的筒体的夹持。

本发明通过以下内容进一步说明：一种直径可调筒体加工辅助工装（见附图1、2）,由工装主体100、变径控制环组件200、变径杆组组件300、伸缩缸组400等几部分组成。

工装主体100为筒体结构，其由主筒110、左凸环120及右凸环130等构成。变径控制环组件200包括结构相同的左变径控制环210和右变径控制环220，变径控制环的宽度与凸环的宽度相等。变径控制环的内圈与凸环的外圈滑配连接。变径杆组组件300包括结构相同的左变径杆组310和右变径杆组320，l形结构左变径杆组310和右变径杆组320分别设有12只变径杆301。各组的变径杆分别均布铰接在工装主体100两端的凸环外侧。

伸缩缸组400分为左右两组，左伸缩缸组410和右伸缩缸组420，图1和图2所示，每组伸缩缸组各为三个伸缩缸430。各伸缩缸430的缸体431端部与工装主体铰接，伸缩缸的活塞杆432端分别与各变径控制环铰接。

在本实施例中，每一端采用三个伸缩缸组进行控制，实际使用中，每一端设置一个伸缩缸组也能够完成控制变径控制环的转动，每端采用三个伸缩缸组能够保证变径控制环转动的稳定。

左凸环120和右凸环130与主筒110固定联接成一体结构。在左凸环120和右凸环130上分别均布有若干个销孔（图3所示，各为12个销孔），（在左凸环120上均布有12个左销孔121，在右凸环130上均布有12个右销孔131），各销孔与铰接变径杆301的转轴308配合。销孔的数量和变径杆的数量相同。

在左凸环120和右凸环130的内侧分别均布固定设有缸体座板，缸体座板的数量与缸体数量相同（图例各设三块）。每块缸体座板上垂直固定设有与缸体端部铰接的销轴。具体的，左凸环120的内侧面连接有左缸体座板122，左缸体座板122上设置左销轴123，左销轴123用于连接缸体431。右凸环130的内侧面连接有右缸体座板132，右缸体座板132上设置右销轴133，右销轴133用于连接缸体431。

变径控制环组件200（见附图4、1、2）共有两个，左变径控制环210和右变径控制环220。左变径控制环210的宽度与左凸环120的宽度相同，右变径控制环220的宽度和右凸环130的宽度对应相等。各变径控制环的内径分别与左凸环120和右凸环130的外径滑配。

在本发明的另一个实施例中，为了保证变径控制环和凸环的滑动效果，在变径控制环的内圈设有凹槽，凸环的外圈连接在凹槽内。此种设计能够保证变径控制环滑动时的稳定。或者采用在凸环的外圈设有凹槽的方式，变径控制环的内圈连接在凸环的凹槽内。

在本实施例中，凸环、主筒110和变径控制环同轴设置，凸环的内径不小于主筒110的内径。

各变径控制环上均布设有滑槽，滑槽（左变径控制环上的第一滑槽211、右变径控制环上的第二滑槽221）的设置方向为沿变径控制环的径向方向，滑槽宽度与变径杆上的拨销305外径滑配。滑槽数量与各变径杆组的变径杆数量相同。

在各变径控制环上还均布设有用于固定联接销轴（第一销轴213和第二销轴223）的销孔（第一销孔212和第二销孔222）。伸缩缸的活塞杆432端分别通过第一销轴213和第二销轴223与各变径控制环铰接。

变径杆组组件300共设两组，左变径杆组310和右变径杆组320。左变径杆组310和右变径杆组320分别设有12只变径杆301，各组的变径杆分别均布铰接在工装主体100两端的凸环外侧。

在本实施例中用十二根变径杆301，实际使用中三根变径杆301即能够实现对筒体的夹持，变径杆301的数量越多对筒体的夹持效果越好。

变径杆301（见附图5），大致呈l形结构的杆件。变径杆左段302与变径杆右段303的结合处设有第三销孔304。第三销孔304与转轴308滑配，即变径杆301与工装主体100两端的凸环铰接联接。变径杆左段302外端一侧设有拨销305，拨销305的外径与变径控制环上均布设有的滑槽滑动配合。变径杆右段303的外端通过滚轮轴307转动连接有滚轮306。夹持工件时，滚轮306与工件接触，能够保证对工件的夹持效果。

在本发明进一步地实施例中，变径杆右段303包括不在同一平面内的第一连接段和第二连接段，第一连接段和变径杆左段302在同一平面内，第二连接段向上弯折后处于另一平面。如图1和图2所示，第二连接段和第一连接段采用不在同一水平面的设计，当变径杆处于回收状态时，一个变径杆的第二连接段上的滚轮能够会收到相邻的变径杆的第一连接段上，保证了变径杆收缩的效果。

本发明的工作工作过程为：

各伸缩缸的活塞杆收回，拉动左变径控制环顺时针转动复位，右变径控制环逆时针转动复位（以图1、图2的视角看），各变径杆组的变径杆右段同步收回（见附图2状态）。

将筒体零件置入工装内；控制各伸缩缸的活塞杆伸出，推动左变径控制环逆时针转动，左变径杆组的各变径杆右段同步向圆心伸出，直到滚轮与工件表面接触；右变径控制环顺时针转动，右变径杆组的各变径杆右段同步向圆心伸出，直到滚轮与工件表面接触。

本发明具有以下优点：本发明适应性强，一套工装适应不同筒体直径的功能，无需更换工装；左右两端变径杆组分别自动定心，可同时适应圆柱和圆锥两种筒形，通用性及适应性强；工件安装后可以根据需要转动；整体结构设计简单；控制简单，通过伸缩气缸组控制变径杆组的变径，无需复杂的同步控制电路。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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