大型船用柴油机V形机体高效立体复合加工装置的制作方法

大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置
技术领域
1.本实用新型属于柴油机机体机械加工技术领域，具体涉及一种大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置。


背景技术：

2.机体是船用柴油机零件中尺寸结构最复杂的大型箱体类零件，是所有零件和附件的装配基体。从结构及功能分析，机体主要加工难点体现在三大孔系(即曲轴孔、凸轮轴孔、气缸孔)的尺寸公差及其形位公差上，稍有偏差极有可能产生抱轴、拉缸等严重质量事故的发生；长期以来，“v”形机体缸孔的加工沿用传统的工艺方法，利用工装角铁调整缸孔的角度(通常将缸孔调整为竖直状态)，此工艺装置(工装角铁)原始、笨重，工艺基准找正困难，缸孔加工精度主要依靠机体找正精度及机床精度保证，另外，在加工过程中频繁的起吊、翻转和装夹机体，容易造成磕碰、变形等影响产品质量的问题产生，且占用机床的加工时间，严重制约着机体生产线的产能和效率，因此，针对上述问题，有必要进行改进。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题：提供一种大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置，通过将转动安装于基座上的托板、用于对托板上的v形机体进行夹紧的定位夹紧机构、宽度可调式支撑机构以及翻转机构集成与底板上，实现对v形机体可靠支撑前提下的水平位置、正反向旋转后的倾斜位置的调节，彻底改善了当前加工方法导致的生产效率低下、产品加工精度不稳定的局面，通过配套工装的使用实现了大型复杂箱体类零件的高效立体复合加工，同时能够实现v形机体关键要素空间尺寸的精确、稳定，提高产品加工质量，具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。
4.本实用新型采用的技术方案：大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置，包括底板托板和位于托板底部的基座，所述基座固定于底板上且托板与基座转动连接，v形机体位于所述托板上，所述托板上设有用于对v形机体进行夹紧固定的定位夹紧机构，所述底板上设有上端与托板适配连接并用于对托板和v形机体进行支撑的宽度可调式支撑机构，所述底板上设有与托板连接的翻转机构，且托板在翻转机构的驱动下实现对固定于托板上的v形机体加工面的调整。
5.其中，所述宽度可调式支撑机构包括左支撑、右支撑和水平油缸，所述左支撑和右支撑分别位于托板左右两侧，所述左支撑和右支撑下端分别与固定于底板两侧的导轨适配连接，所述导轨内端的底板上固定有水平油缸，所述左支撑和右支撑下端分别与同侧的水平油缸活塞杆端部固定连接，并通过两个水平油缸调节左支撑和右支撑之间的距离使托板两侧适配于左支撑和右支撑上端内侧壁上的缺口上，完成左支撑和右支撑对托板的支撑。
6.进一步地，形状相同的所述左支撑和右支撑对称设置于底板上，所述左支撑和右支撑均由上下两端的竖直段和将上下两端竖直段连接为一体的倾斜段组成，所述左支撑和右支撑内侧壁上设有位于上端竖直段与倾斜段过渡连接位置上的凸台，所述凸台与左支撑
和右支撑上端竖直段的内壁形成用于支撑托板的缺口，所述左支撑上端竖直段的上平面为与v形机体相反侧上端倾斜面平行的斜面，所述右支撑上端竖直段的上平面为与v形机体相反侧上端倾斜面平行的斜面。
7.进一步地，所述定位夹紧机构包括立板、固定块和手轮螺栓，所述托板上固定有位于v形机体两侧的立板，所述立板与其内侧的固定块通过螺栓固连，且立板上的通孔与设于固定块上的安装孔位置对应并连通，所述手轮螺栓穿过立板上的通孔与设于安装孔内的夹紧块螺纹固连，并通过旋转手轮螺栓使夹紧块伸出或缩回安装孔后实现对v形机体的夹紧或松开。
8.进一步地，所述翻转机构包括多组翻转组件，所述翻转组件为两个下端铰接于底板上的翻转油缸，两个所述翻转油缸上端的活塞杆端部分别铰接于托板两侧，并通过控制同侧的翻转油缸实现托板倾斜或水平位置的调节。
9.进一步地，所述基座上端面固定有轴承座，且轴承座上端位于托板中部底面上的避让槽内，所述托板上固定有与轴承座转动连接的转轴，所述托板在翻转机构的驱动下以转轴轴线为中心顺时针或逆时针翻转。
10.进一步地，所述基座上平面两侧面为托板处于水平位置时分别与v形机体上端同侧的倾斜面平行的斜面ⅰ，所述斜面ⅰ上内嵌有与斜面ⅰ位于同一平面上的耐磨垫块，所述翻转机构驱动托板顺时针或逆时针翻转至托板抵于基座左侧斜面ⅰ或右侧斜面ⅰ上时，实现v形机体上端右侧倾斜面或左侧倾斜面处于水平位置的调节。
11.一种大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置的方法，包括以下步骤：
12.1)、首先启动翻转机构中的翻转油缸将托板调整至水平位置，接着启动宽度可调式支撑机构中的水平油缸，使其拉动左支撑和右支撑相向移动至托板两侧分别适配于左支撑和右支撑上端内侧壁上的缺口上，确保托板被左支撑和右支撑稳固托起；
13.2)、天车将顶面朝上的v形机体吊运并放置于托板上，找正并调平v形机体至加工状态，调整v形机体左右侧的定位夹紧机构中的手轮螺栓，使与手轮螺栓连接的夹紧块夹紧v形机体，待v形机体被定位夹紧机构夹紧固定后，即具备可加工v形机体顶平面的条件；
14.3)、完成v形机体水平工位加工要素后，启动水平油缸向外推动左支撑和右支撑使其向外移动，启动翻转机构中左侧的翻转油缸使其活塞杆伸出，而使翻转机构中右侧的翻转油缸的活塞杆缩回，从而驱动托板翻转至托板底面接触到基座右侧的斜面ⅰ，然后开启与基座右侧的斜面ⅰ相反侧的水平油缸，拉动左支撑使其上端斜面与托板左侧底面接触，从而支起托板底面，使其具备v形机体a列缸孔面、气缸孔加工条件；
15.4)、完成v形机体a列缸孔面、气缸孔加工内容后，启动左侧水平油缸向外推出左支撑，启动翻转机构中右侧翻转油缸的活塞杆伸出，左侧的翻转油缸的活塞杆缩回，从而驱动托板翻转至托板底面接触到基座左侧的斜面ⅰ，然后开启与基座左侧的斜面ⅰ相反侧的水平油缸，向内拉动右支撑使其上端斜面与托板右侧底面接触，从而支起托板底面，使其具备v形机体b列缸孔面、气缸孔加工条件；
16.5)、v形机体的上述要素加工完成后，水平油缸的活塞杆伸长后向外推动对应的左支撑和右支撑，翻转油缸重新调整托板至v形机体水平位置，水平油缸拉动对应的左支撑和右支撑将托板挑起并支撑稳固后，旋转v形机体左右侧的手轮螺栓，使夹紧块松开v形机体，将加工好的v形机体卸下，完成v形机体的加工。
17.本实用新型与现有技术相比的优点：
18.1、本技术方案通过将转动安装于基座上的托板、用于对托板上的v形机体进行夹紧的定位夹紧机构、宽度可调式支撑机构以及翻转机构集成与底板上，实现对v形机体可靠支撑前提下的水平位置、正反向旋转后的倾斜位置的调节，彻底改善了当前加工方法导致的生产效率低下、产品加工精度不稳定的局面；
19.2、本技术方案在提高v形机体空间孔系形位尺寸精度的前提下，极大地缩减了v形机体加工过程中的辅助工序内容，减少了v形机体的起吊、翻转次数，降低了v形机体磕碰、变形等质量问题产生的风险；
20.3、本技术方案能够较大程度的做到基准统一和工序集中，工艺稳定性好；同时，能够较好的发挥出设备的加工能力，降低工人的劳动强度，显著提高生产效率；
21.4、本技术方案相较于传统的v形机体加工方式，通过改变机体装夹方式，实现“一次装夹、多面加工”的机体高效、立体复合加工模式，解决了大型v形机体加工效率低下，关键要素空间尺寸精度不稳定的问题；
22.5、本技术方案将基座两侧面和左支撑与右支撑上端面加工成与v形机体同侧倾斜面平行的斜面，在v形机体翻转后用于对其进行支撑，使其在不同工位下协同工作，从而保证加工过程安全可靠；
23.6、本技术方案通过配套工装的使用实现了大型复杂箱体类零件的高效立体复合加工，同时能够实现v形机体关键要素空间尺寸的精确、稳定，提高产品加工质量，具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。
附图说明
24.图1为本实用新型结构示意图；
25.图2为本实用新型左视图；
26.图3为图1中a处局部放大示意图；
27.图4为本实用新型顺时针旋转后加工v形机体a列缸孔面、气缸孔时的位置状态示意图；
28.图5为本实用新型逆时针旋转后加工v形机体b列缸孔面、气缸孔时的位置状态示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图1-5描述本实用新型的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
31.大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置，如图1-2所示，包括底板1、托板2和位于托板2底部的基座3，所述基座3固定于底板1上且托板2与基座3转动连接，v形机体4位于所述托板2上，所述托板2上设有用于对v形机体4进行夹紧固定的定位夹紧机构，所述
底板1上设有上端与托板2适配连接并用于对托板2和v形机体4进行支撑的宽度可调式支撑机构，所述底板1上设有与托板2连接的翻转机构，且托板2在翻转机构的驱动下实现对固定于托板2上的v形机体4加工面的调整；上述结构中，通过将转动安装于基座3上的托板2、用于对托板2上的v形机体4进行夹紧的定位夹紧机构、宽度可调式支撑机构以及翻转机构集成与底板1上，实现对v形机体4可靠支撑前提下的水平位置、正反向旋转后的倾斜位置的调节，彻底改善了当前加工方法导致的生产效率低下、产品加工精度不稳定的局面；在提高v形机体4空间孔系形位尺寸精度的前提下，极大地缩减了v形机体4加工过程中的辅助工序内容，减少了v形机体4的起吊、翻转次数，降低了v形机体4磕碰、变形等质量问题产生的风险；
32.宽度可调式支撑机构的具体结构如下：所述宽度可调式支撑机构包括左支撑5、右支撑6和水平油缸7，所述左支撑5和右支撑6分别位于托板2左右两侧，所述左支撑5和右支撑6下端分别与固定于底板1两侧的导轨8适配连接，所述导轨8内端的底板1上固定有水平油缸7，所述左支撑5和右支撑6下端分别与同侧的水平油缸7活塞杆端部固定连接，并通过两个水平油缸7调节左支撑5和右支撑6之间的距离使托板2两侧适配于左支撑5和右支撑6上端内侧壁上的缺口上，完成左支撑5和右支撑6对托板2的支撑；具体的，形状相同的所述左支撑5和右支撑6对称设置于底板1上，所述左支撑5和右支撑6均由上下两端的竖直段和将上下两端竖直段连接为一体的倾斜段组成，所述左支撑5和右支撑6内侧壁上设有位于上端竖直段与倾斜段过渡连接位置上的凸台，所述凸台与左支撑5和右支撑6上端竖直段的内壁形成用于支撑托板2的缺口，所述左支撑5上端竖直段的上平面为与v形机体4相反侧上端倾斜面平行的斜面，所述右支撑6上端竖直段的上平面为与v形机体4相反侧上端倾斜面平行的斜面。
33.如图3所示，定位夹紧机构的具体结构如下：所述定位夹紧机构包括立板9、固定块10和手轮螺栓11，所述托板2上固定有位于v形机体4两侧的立板9，所述立板9与其内侧的固定块10通过螺栓固连，且立板9上的通孔与设于固定块10上的安装孔位置对应并连通，所述手轮螺栓11穿过立板9上的通孔与设于安装孔内的夹紧块12螺纹固连，并通过旋转手轮螺栓11使夹紧块12伸出或缩回安装孔后实现对v形机体4的夹紧或松开。
34.翻转机构的具体结构如下：所述翻转机构包括多组翻转组件，所述翻转组件为两个下端铰接于底板1上的翻转油缸13，两个所述翻转油缸13上端的活塞杆端部分别铰接于托板2两侧，并通过控制同侧的翻转油缸13实现托板2倾斜或水平位置的调节。
35.托板2与基座3的转动连接结构如下：所述基座3上端面固定有轴承座14，且轴承座14上端位于托板2中部底面上的避让槽内，所述托板2上固定有与轴承座14转动连接的转轴15，所述托板2在翻转机构的驱动下以转轴15轴线为中心顺时针或逆时针翻转；具体的，所述基座3上平面两侧面为托板2处于水平位置时分别与v形机体4上端同侧的倾斜面平行的斜面ⅰ16，所述斜面ⅰ16上内嵌有与斜面ⅰ16位于同一平面上的耐磨垫块17，所述翻转机构驱动托板2顺时针或逆时针翻转至托板2抵于基座3左侧斜面ⅰ16或右侧斜面ⅰ16上时，实现v形机体4上端右侧倾斜面或左侧倾斜面处于水平位置的调节。
36.一种大型船用柴油机v形机体高效立体复合加工装置的方法，包括以下步骤：
37.1)、首先启动翻转机构中的翻转油缸13将托板2调整至水平位置，接着启动宽度可调式支撑机构中的水平油缸7，使其拉动左支撑5和右支撑6相向移动至托板2两侧分别适配
于左支撑5和右支撑6上端内侧壁上的缺口上，确保托板2被左支撑5和右支撑6稳固托起；
38.2)、天车将顶面朝上的v形机体4吊运并放置于托板2上，找正并调平v形机体4至加工状态，调整v形机体4左右侧的定位夹紧机构中的手轮螺栓11，使与手轮螺栓11连接的夹紧块12夹紧v形机体4，待v形机体4被定位夹紧机构夹紧固定后，即具备可加工v形机体4顶平面的条件；
39.3)、完成v形机体4水平工位加工要素后，如图4所示，启动水平油缸7向外推动左支撑5和右支撑6使其向外移动，启动翻转机构中左侧的翻转油缸13使其活塞杆伸出，而使翻转机构中右侧的翻转油缸13的活塞杆缩回，从而驱动托板2翻转至托板2底面接触到基座3右侧的斜面ⅰ16，然后开启与基座3右侧的斜面ⅰ16相反侧的水平油缸7，拉动左支撑5使其上端斜面与托板2左侧底面接触，从而支起托板2底面，使其具备v形机体4a列缸孔面、气缸孔加工条件；上述加工过程中，将基座3右侧斜面ⅰ16和左支撑5上端斜面对翻转-26
°
后的v形机体4进行支撑，使其在不同工位下协同工作，从而保证加工过程安全可靠；
40.4)、完成v形机体4a列缸孔面、气缸孔加工内容后，如图5所示，启动左侧水平油缸7向外推出左支撑5，启动翻转机构中右侧翻转油缸13的活塞杆伸出，左侧的翻转油缸13的活塞杆缩回，从而驱动托板2翻转至托板2底面接触到基座3左侧的斜面ⅰ16，然后开启与基座3左侧的斜面ⅰ16相反侧的水平油缸7，向内拉动右支撑6使其上端斜面与托板2右侧底面接触，从而支起托板2底面，使其具备v形机体4b列缸孔面、气缸孔加工条件；上述加工过程中，将基座3左侧斜面ⅰ16和右支撑6上端斜面对翻转26
°
后的v形机体4进行支撑，使其在不同工位下协同工作，从而保证加工过程安全可靠；
41.5)、v形机体4的上述要素加工完成后，水平油缸7的活塞杆伸长后向外推动对应的左支撑5和右支撑6，翻转油缸13重新调整托板2至v形机体4水平位置，水平油缸7拉动对应的左支撑5和右支撑6将托板2挑起并支撑稳固后，旋转v形机体4左右侧的手轮螺栓11，使夹紧块12松开v形机体4，将加工好的v形机体4卸下，完成v形机体4的加工。
42.由上述加工方法可以看出，能够较大程度的做到基准统一和工序集中，工艺稳定性好；同时，能够较好的发挥出设备的加工能力，降低工人的劳动强度，显著提高生产效率；
43.本技术方案相较于传统的v形机体4加工方式，通过改变机体装夹方式，实现“一次装夹、多面加工”的机体高效、立体复合加工模式，解决了大型v形机体4加工效率低下，关键要素空间尺寸精度不稳定的问题；
44.本技术方案通过配套工装的使用实现了大型复杂箱体类零件的高效立体复合加工，同时能够实现v形机体4关键要素空间尺寸的精确、稳定，提高产品加工质量，具有较广泛的应用领域和较好的推广价值。
45.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
46.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当
将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。