一种用于限制工件旋转自由度的工装.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103495896 A (43)申请公布日 2014.01.08 CN 103495896 A (21)申请号 201310501593.5 (22)申请日 2013.10.22 B23Q 3/18(2006.01) (71)申请人 浙江嵘翔机械制造有限公司 地址 315318 浙江省宁波市慈溪市横河镇环 镇南路 88 号 (72)发明人 郑国 陈伟 唐树江 吴水林 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 魏晓波 (54) 发明名称 一种用于限制工件旋转自由度的工装 (57) 摘要 本发明涉及一种用于限制工件旋转自由度的 工装， 包括。

2、支撑柱体， 所述支撑柱体的一端设置有 可与加工平台可靠固定的安装部 ； 顶柱， 所述顶 柱设置于所述支撑柱体的另一端， 且用于与待加 工工件表面相抵。当与顶柱紧密接触的工件具有 转动趋势时， 顶柱将给工件一个与加工平台平行， 并且与工件的转动趋势相反的作用力， 阻止工件 进行转动， 支撑柱体可以给顶柱可靠的支撑， 与现 有技术中通过摩擦力的方式阻止工件进行旋转的 方式相比， 该工装中的顶柱对工件的支撑能力要 远大于工件与压块以及工件与加工平台之间的摩 擦力， 因而可以有效防止压紧于加工平台上的工 件在加工过程中发生转动， 保证工件的加工进度 和加工精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1。

3、 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103495896 A CN 103495896 A 1/1 页 2 1. 一种用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 包括 ： 支撑柱体 （5） ， 所述支撑柱体 （5） 的一端设置有可与加工平台可靠固定的安装部 （2） ； 设置于所述支撑柱体 （5） 的另一端， 且用于与待加工工件表面相抵的顶柱 （1） 。 2. 根据权利要求 1 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述顶柱 （1） 与所述支撑柱体 （5） 垂。

4、直。 3. 根据权利要求 2 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述顶柱 （1） 用于与待加工工件表面相接触的一端设置有顶柱端帽， 所述顶柱端帽的侧面为弧形面结构 或者多面体结构。 4. 根据权利要求 1 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述支撑柱 体 （5） 由上部柱体 （4） 和下部柱体 （3） 构成， 所述上部柱体 （4） 与下部柱体 （3） 的接触部位 沿周向均匀设置有相互咬合的凹槽 （6） 和凸起 （8） ， 且所述上部柱体 （4） 和下部柱体 （3） 通 过分别穿过所述上部柱体 （4） 和下部柱体 （3） 中心的螺栓固定。 5. 根据权利要求 。

5、4 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 相邻两个凹 槽 （6） 之间或者相邻两个凸起 （8） 之间的夹角不大于 30 度。 6. 根据权利要求 4 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述上部柱 体 （4） 或者下部柱体 （3） 中的一个上还设置有定位凹槽 （7） ， 另外一个上设置有与所述定位 凹槽 （7） 配合的定位凸起 （9） 。 7. 根据权利要求 1 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述顶柱 （1） 与所述支撑柱体 （5） 螺纹连接。 8. 根据权利要求 1 所述的用于限制工件旋转自由度的工装， 其特征在于， 所述顶柱 （1） 包括。

6、多个， 且多个所述顶柱 （1） 并排设置。 权 利 要 求 书 CN 103495896 A 2 1/4 页 3 一种用于限制工件旋转自由度的工装 技术领域 0001 本发明涉及机械加工设备技术领域， 更具体的说是涉及一种用于限制工件旋转自 由度的工装。 背景技术 0002 大型多角度产品的加工过程中， 工件的定位是一大难题， 由于大型多角度产品一 般外形是多角度、 多曲面， 并且形状非常不规则， 在装夹的过程中， 其旋转自由度非常不容 易限制。 0003 以风力发电机组的主要零部件轮毂和主机舱为例来进行说明， 风力发电机组的轮 毂和主机舱的尺寸很大， 并且这两个产品的外形均为多角度、 多曲面。

7、的不规则外形， 目前轮 毂和主机舱的装夹主要是通过压块将轮毂和主机舱压紧在加工平台上， 当然， 为了便于压 块的安装， 加工平台上设置有用于压块支撑柱安装的安装部， 压块支撑柱的一端与加工平 台上的安装部连接， 另一端上安装有压块， 压块通过压紧螺栓将轮毂和主机舱压紧在加工 平台上。 0004 然而， 上述工件的夹装方式中仅是通过压块将轮毂或者主机舱压紧在加工平台 上， 防止工件在加工平台上发生转动也仅仅是靠工件与加工平台以及工件与压块之间的摩 擦力来实现的， 当机床对工件的加工作用力较大时， 夹紧在加工平台上的工件很容易在加 工平台上发生旋转， 这会严重影响加工进程， 延长加工周期 ； 若该。

8、种情况未被及时发现， 还 可能造成加工工件的报废， 产生较大的经济损失。 0005 因此， 如何能够避免工件在加工平台上进行旋转， 以保证工件的加工精度， 是目前 本领域技术人员亟需解决的技术问题。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种用于限制工件旋转自由度的工装， 以限制大型多角度工 件的旋转自由度， 避免工件在加工平台上进行旋转， 以保证工件的加工精度。 0007 为解决上述技术问题， 本发明提供的用于限制工件旋转自由度的工装， 包括 ： 0008 支撑柱体， 所述支撑柱体的一端设置有可与加工平台可靠固定的安装部 ； 0009 设置于所述支撑柱体的另一端， 且用于与待加工工件表面相抵。

9、的顶柱。 0010 优选的， 所述顶柱与所述支撑柱体垂直。 0011 优选的， 所述顶柱用于与待加工工件表面相接触的一端设置有顶柱端帽， 所述顶 柱端帽的侧面为弧形面结构或者多面体结构。 0012 优选的， 所述支撑柱体由上部柱体和下部柱体构成， 所述上部柱体与下部柱体的 接触部位沿周向均匀设置有相互咬合的凹槽和凸起， 且所述上部柱体和下部柱体通过分别 穿过所述上部柱体和下部柱体中心的螺栓固定。 0013 优选的， 相邻两个凹槽之间或者相邻两个凸起之间的夹角不大于 30 度。 0014 优选的， 所述上部柱体或者下部柱体中的一个上还设置有定位凹槽， 另外一个上 说 明 书 CN 1034958。

10、96 A 3 2/4 页 4 设置有与所述定位凹槽配合的定位凸起。 0015 优选的， 所述顶柱与所述支撑柱体螺纹连接。 0016 优选的， 所述顶柱包括多个， 且多个所述顶柱并排设置。 0017 由以上技术方案可以看出本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装包括 支撑柱体和顶柱， 其中支撑柱体的一端上设置有可与加工平台可靠固定的安装部， 另一端 上设置有用于与待加工工件表面相抵的顶柱。 0018 该工装的具体使用方法是 ： 将工装支撑柱体设置有安装部的一端固定安装在加工 平台上的合适位置， 并使支撑柱体另一端设置的顶柱与已经夹装好的工件的外表面相抵， 并且该工装应安装在工件将要转向的一侧，。

11、 以便阻止工件向该方向转动。 0019 由于支撑柱体安装在加工平台上之后， 其本身与加工平台垂直， 而其端部的顶柱 与支撑柱体垂直， 因而当与顶柱紧密接触的工件具有转动趋势时， 顶柱将给工件一个与加 工平台平行， 并且与工件的转动趋势相反的作用力， 阻止工件进行转动， 支撑柱体可以给顶 柱可靠的支撑， 与现有技术中通过摩擦力的方式阻止工件进行旋转的方式相比， 本发明所 提供的用于限制工件旋转自由度的工装顶柱对工件的支撑能力要远大于工件与压块以及 工件与加工平台之间的摩擦力， 因而可以有效防止压紧于加工平台上的工件在加工过程中 发生转动， 保证工件的加工进度和加工精度。 附图说明 0020 图 。

12、1 为本发明实施例所提供的用于限制工件旋转自由度的工装的整体示意图 ； 0021 图 2 为本发明实施例所提供的下部柱体的结构示意图 ； 0022 图 3 为本发明实施例所提供的上部柱体的结构示意图。 0023 其中， 1 为顶柱， 2 为安装部， 3 为下部柱体， 4 为上部柱体， 5 为支撑柱体， 6 为凹槽， 7 为定位凹槽， 8 为凸起， 9 为定位凸起。 具体实施方式 0024 本发明的核心是提供一种用于限制工件旋转自由度的工装， 以限制大型多角度工 件的旋转自由度， 避免工件在加工平台上进行旋转， 以保证工件的加工精度。 0025 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面。

13、结合附图和具体实施方式 对本发明作进一步的详细说明。 0026 请同时参考图1至图3， 图1为本发明实施例所提供的用于限制工件旋转自由度的 工装的整体示意图， 图2为本发明实施例所提供的下部柱体的结构示意图， 图3为本发明实 施例所提供的上部柱体的结构示意图。 0027 本发明所公开的用于限制工件旋转自由度的工装， 主要应用于大型的多角度产品 的加工中， 尤其适用于风力发电机组的主要零部件 ： 轮毂和主机舱底座的加工， 轮毂和主机 舱底座外表面均是由多种角度的不规则曲面所构成的， 在装夹时其旋转自由度是非常难于 限制的， 本发明实施例中所提供的工装中包括支撑柱体 5 和顶柱 1， 其中支撑柱体。

14、 5 的一端 设置有可与加工平台可靠固定的安装部 2， 顶柱 1 设置在支撑柱体 5 的另一端上， 并且用于 与待加工的工件的表面相抵。 0028 以下以风力发电机组的轮毂的夹装为例， 来进行本发明中所提供的用于限制工件 说 明 书 CN 103495896 A 4 3/4 页 5 旋转自由度的工装的介绍， 当然， 应当强调的是， 实施例的列举不应当构成对本发明保护范 围的限制， 本领域技术人员很容易理解的是， 该用于限制工件旋转自由度的工装还可用于 其他大型工件的加工过程当中。 0029 在用于承载风力发电机组轮毂的加工平台上设置有压块支撑柱， 压块支撑柱的一 端与加工平台固定相连， 另一端。

15、上设置有压块， 压块通过压紧螺栓从风力发电机组轮毂底 面上的通孔内将风力发电机组轮毂压紧在加工平台上 ； 用于限制风力发电机组轮毂旋转自 由度的工装安装在加工平台上的适当位置， 并且保证工装的支撑柱体 5 安装在加工平台上 之后， 顶柱 1 可以与风力发电机组轮毂表面上的合适位置相抵， 该工装应安装在风力发电 机组轮毂在加工过程中可能转向的一侧， 以便阻止风力发电机组轮毂在加工过程中向该方 向旋转。 0030 由于支撑柱体 5 安装在加工平台上之后， 其本身与加工平台垂直， 而其端部的顶 柱 1 与支撑柱体 5 垂直， 因而当与顶柱 1 紧密接触的风力发电机组轮毂具有转动趋势时， 顶 柱 1 。

16、将给风力发电机组轮毂一个与加工平台平行， 并且与风力发电机组轮毂的转动趋势相 反的作用力， 阻止风力发电机组轮毂进行转动， 支撑柱体 5 可以给顶柱 1 可靠的支撑， 与现 有技术中通过摩擦力的方式阻止工件进行旋转的方式相比， 本发明所提供的用于限制工件 旋转自由度的工装中顶柱 1 对工件的支撑能力要远大于工件与压块以及工件与加工平台 之间的摩擦力， 因而可以有效防止压紧于加工平台上的风力发电机组轮毂在加工过程中发 生转动， 保证风力发电机组轮毂的加工进度和加工精度。 0031 支撑柱体 5 上的安装部 2 可以有多种形式， 不同形式的安装部 2 就决定了支撑柱 体5与加工平台的不同的连接方式。

17、， 例如可以将安装部2设置为卡装件， 然后在加工平台上 设置有卡装槽， 通过卡装件与卡装槽的配合实现支撑柱体 5 在加工平台上可靠的安装， 还 可以采用螺栓连接的方式将支撑柱体 5 安装在加工平台上， 甚至还可以在加工平台上设置 螺纹孔， 支撑柱体 5 的安装部 2 为与螺纹孔适配的螺纹连接端， 支撑柱体 5 与加工平台螺纹 连接。 0032 为了对给顶柱 1 提供更为可靠的支撑， 本实施例中的顶柱 1 与支撑柱体 5 垂直设 置。 0033 为了使顶柱 1 与待加工的工件表面接触更为可靠， 本实施例中所提供的用于限制 工件旋转自由度的工装中， 顶柱 1 用于与工件表面相接触的一端还设置有顶柱。

18、端帽， 顶柱 端帽的顶部应当为一平面， 顶柱端帽的侧面可以为弧形面结构 ； 但是在实际生产加工过程 中， 由于工件表面的形状不够规则， 或者构成工件表面的曲面形状较为特殊， 顶柱端帽顶端 的平面无法与工件表面进行接触， 而只能靠顶柱端帽的侧面对工件表面进行支撑， 若将顶 柱端帽的侧面设计成为弧形面结构的话， 无法与工件表面进行稳定的接触。 0034 为此， 本发明另一实施例中还提供了一种顶柱端帽， 该顶柱端帽的侧面为多面体 结构， 该种结构可以在仅能靠顶柱端帽侧面进行支撑时， 保证顶柱 1 与工件表面稳定的接 触， 如图 1 中所示。 0035 在加工过程中， 对于同一工件不同的接触位置或者对。

19、于不同的工件， 顶柱 1 的角 度都需要进行调整以便于与工件表面稳定的接触， 而在调整时需要将整个支撑柱体 5 从加 工平台上拆装后进行调整， 显然这种角度调整方式较为繁琐， 这会浪费较多的生产时间， 为 此， 本实施例中所提供的支撑柱体 5 为两段式结构， 具体的， 该支撑柱体包括上部柱体 4 和 说 明 书 CN 103495896 A 5 4/4 页 6 下部柱体 3， 其中上部柱体 4 和下部柱体 3 通过穿过两者中心的螺栓固定连接， 并且上部柱 体4和下部柱体3相互接触的部位还设置有相互咬合的凹槽6和凸起8， 当然凹槽6可以设 置在上部柱体 4 上， 也可以设置在下部柱体 3 上， 。

20、相应的凸起 8 就需要设置在下部柱体 3 上 或者上部柱体 4 上。 0036 由于上述实施例中所提供的用于限制工件旋转自由度的工装中的支撑柱体 5 为 分段式的支撑柱体， 而顶柱 1 固定设置在上部柱体 4 上， 因而在顶柱 1 需要调整角度时， 仅 需将连接上部柱体 4 和下部柱体 3 的螺栓拧松， 并对上部柱体 4 的角度进行调整， 从而通过 上部柱体4的角度的变化来带动顶柱1的角度发生变化， 调整完成后使凹槽6和凸起8相互 咬合， 并将螺栓拧紧即可， 由此可见， 该种工装在顶柱 1 角度需要调整时， 无需将支撑柱体 5 整体拆卸， 因而简化了调整步骤， 节省了调节时间。 0037 由于。

21、在下部柱体 3 固定不动的情况下， 上部柱体 4 的最小旋转角度为相邻两个凹 槽6或者相邻两个凸起8之间的角度， 为了能够实现较为精细的角度调整， 本实施例中的相 邻两个凹槽 6 之间或者相邻两个凸起 8 之间的夹角不超过 30， 例如可以为 10、 15、 30等。 0038 为了使上部柱体 4 和下部柱体 3 在相互旋转之后， 上部柱体 4 和下部柱体 3 的中 心线可以很方便的对正， 本实施例中的上部柱体 4 或者下部柱体 3 中的任意一个上设置有 定位凹槽 7， 另外一个上设置有定位凸起 9， 如图 2 和图 3 中所示， 这样不仅可以方便上部柱 体 4 和下部柱体 3 在旋转之后快速。

22、对正， 同时还可以实现上部柱体 4 在下部柱体 3 上的快 速安装。 0039 为了进一步优化方案， 本实施例中的顶柱1伸出支撑柱体5的长度还是可调的， 具 体的， 支撑柱体 5 上开设有柱体螺纹孔， 顶柱 1 用于与支撑柱体 5 连接的一端设置有与柱体 螺纹孔的内螺纹适配的外螺纹， 顶柱 1 伸出支撑柱体 5 的长度可以通过顶柱 1 拧入柱体螺 纹孔内的深度进行调节。 0040 为了方便柱体螺纹孔的开设， 还可以在支撑柱体 5 的端部设置一削平面， 所谓削 平面即通过去除支撑柱体 5 端部的一部分后出现的与竖直面相平行的一个平面， 在该削平 面上开设柱体螺纹孔， 同时顶柱 1 的数量可以为多。

23、个， 并且多个顶柱 1 应并排设置， 如图 1 中所示。 0041 以上对本发明所提供的用于限制工件旋转自由度的工装进行了详细介绍。 本文中 应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例的说明只是用于帮助 理解本发明的方法及其核心思想。 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱 离本发明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本 发明权利要求的保护范围内。 说 明 书 CN 103495896 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103495896 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103495896 A 8 。