柔性履带式吸震压紧系统
技术领域
本发明涉及轨道车辆薄型部件加工
技术领域
，尤其涉及一种柔性履带式吸震压紧系统。背景技术
轨道车辆中存在大量的长大薄型部件，例如侧墙、地板、车顶等，宽度可达3米以上，长度可达20米，但是厚度均较薄。根据功能需求，部件本身存在很多开孔，例如侧墙的窗口、门口，车顶的空调井、电器井等，部件本身也需要与其他部件相连接或者其他小部件安装在其上，使得这些长大薄型部件需要进行大量的切削加工。
加工此类长大薄型部件存在以下难点：
1、由于长大薄型部件的面积与厚度比值大，且大多数具有轨道车辆的外形弧度，使其在装夹过程中存在扭曲或者局部变形等风险，对整体加工质量产生影响；
2、部件表面过大，压紧部位距离加工部位过远，导致压紧点无法靠近加工部位，造成加工部位压紧力不足，在加工时容易产生强烈的震动，一方面影响加工质量，降低机床使用寿命，另一方面产生较大噪音，对人体造成伤害。
现有技术中，针对轨道车辆的长大薄型部件的切削加工主要通过两种加工手段，第一种是通过简易垫块、压板与螺杆配合使用对部件进行装夹；第二种是制作专用工装对长大薄型部件进行整体装夹。
但是，经过长时间实践发现，现有技术中的加工方式具有很多缺陷：第一，长大薄型部件多为圆弧曲面结构，应用的简易垫块及压板装夹实际为线接触，装夹面积小，受力过大容易使工件产生变形；第二，有些加工部位在部件中部，距离周边压紧区域较远；如压紧区域在部件周边，会因距离过远，仅靠部件自身强度不能满足加工部位压紧力要求，使待加工部位夹紧力不足，加剧切削时的震动；再如使用加长压臂对加工区域周边压紧，会使压紧装置外形庞大且结构复杂，不便操作，增加了料件切换时间，同时增加了工装成本；第三，由于待加工的长大部件多数存在空腔等特殊结构，容易产生噪音，现有技术中的工装无法对噪音进行吸收或隔离，对工作环境产生影响。
终上所述，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种适用于轨道车辆中长大薄型部件切削加工作业使用的新型柔性履带式吸震压紧系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种对加工区域周边提供足够的压紧力、降低加工时的噪音、实现快速切换以减少工装调整时间、通用性强便于调整且适用于多种工件以降低制造成本的柔性履带式吸震压紧系统。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的柔性履带式吸震压紧系统，该压紧系统用以压持待加工工件，所述压紧系统包括：
与机床连接的驱动组件；以及
集成于所述驱动组件靠近待加工工件一侧的压紧组件；
所述压紧组件具有与所述驱动组件连接的异形滑槽件、以及安装于所述异形滑槽件底部压紧小车；
所述异形滑槽件与所述压紧小车装配一侧被配置为配合面，所述配合面与待加工工件的加工面的面形一致；
所述压紧小车具有与待加工工件的加工面接触的履带，所述压紧小车通过所述履带压持所述待加工工件的加工面；
所述履带的材质为三元乙丙橡胶。
进一步的，所述驱动组件集成有多根所述异形滑槽件；
沿所述异形滑槽件的配合面的延伸方向安装有多个所述压紧小车。
进一步的，所述驱动组件包括：
固定架，机床的主轴与所述固定架装配固定；
对称布置于所述固定架两侧的横梁；以及
集成于所述横梁端部的纵梁；
所述纵梁沿竖直方向延伸，且所述纵梁内部中空，所述纵梁内部具有滑块；
所述滑块内部形成为滑动空腔，且所述滑块的滑动空腔内具有沿所述纵梁的轴线方向延伸的纵向连接轴；
所述纵向连接轴朝向所述异形滑槽件一端安装有滑轮，所述驱动组件通过所述滑轮与所述异形滑槽件滑动连接。
进一步的，所述纵向连接轴能够沿所述滑块的轴向移动以实现系统的Z向移动和Z向支撑；
所述滑块的材质为尼龙滑块或其他带有自润滑或功能相同材质。
进一步的，所述异形滑槽件包括：
与所述驱动组件配合的滑槽部；以及
集成于所述滑槽部底部的异形部；
所述滑槽部与所述驱动组件配合一侧具有沿所述异形滑槽件长度方向延伸的滑槽，所述滑轮嵌入所述滑槽内；
所述驱动组件通过所述滑轮与所述滑槽的滑动配合以实现系统的Y向移动；
所述异形部上端与所述滑槽部连接，所述异形部的下端形成为所述配合面。
进一步的，所述压紧小车包括：
顶板；
集成于所述顶板上端中部位置的固定销，所述压紧小车通过所述固定销与所述异形部的配合面装配固定；
对称安装于所述顶板两侧的侧板；以及
集成于两块所述侧板之间的履带机构；
所述履带机构具有：
集成于所述侧板的下部、并沿所述侧板的宽度方向并排布置的三组轴承结构；以及
安装于所述轴承结构上的所述履带；
该系统通过所述履带和所述轴承结构形成沿X向的移动。
进一步的，所述轴承结构包括：
安装于所述侧板之间的轴；以及
沿所述轴的长度方向间隔布置的多个轴承，相邻所述轴承之间通过垫片分割；
所述履带传动连接于三组所述轴承组件的轴承上以形成沿X向的活动。
进一步的，所述侧板包括：
与所述顶板连接的连接体；以及
形成于所述连接体下方、并与所述连接体一体成型的装配体；
所述轴承组件装配于所述装配体。
进一步的，所述固定架被配置为与机床的主轴匹配的四边形框体结构。
进一步的，所述驱动组件还包括锁紧机构；
所述锁紧机构包括：
与所述纵梁的内壁固连、并集成于所述纵梁上部的施压块，所述施压块沿其轴向开设有通孔，所述纵向连接轴穿设于所述施压块的通孔内；
套设于所述纵向连接轴外部、并嵌装于所述纵梁内的锁紧件，所述锁紧件的内侧与所述纵向连接轴的外壁接触；以及
位于所述施压块和所述锁紧件之间的压力传感器。
在上述技术方案中，本发明提供的一种柔性履带式吸震压紧系统，具有以下有益效果：
本发明的压紧系统可以实现机床主轴沿XYZ三个方向的自由运动，不影响到整套系统的基本功能，实现对代加工区域周边的实时压紧；纵向连接轴和滑块提供Z方向的移动和支撑，主轴通过锁紧机构提供压紧力，通过异形滑槽件实现Y向的移动和支撑，以及压紧小车提供X向的移动和支撑，同时，利用与工件加工面匹配的异形部的配合面能够保持压紧小车与加工面完全贴合以保证压紧效果，从而提高加工质量。
本发明的压紧系统通过设计适配不同工件的加工面的异形部提高了系统的通用性，只需要调整异形件就可以适配不同工件的加工要求，降低工装制造成本。该系统采用模块化设计，结构简单，便于制造，成本低。
本发明的系统不需要装载超长的压臂，有效减小了工装的体积，可以通过局部增加压紧小车的方式来增强压紧力，也可以通过局部减少压紧小车来躲避压紧系统范围内避让不开的加工部位，使用方式灵活。
本发明的压紧力通过纵梁内的锁紧机构通过主轴向下施加压力提供给待加工工件周边，对待加工部位提供足够的压紧力，有效杜绝了压紧力不足的现象，同时减少了周边不必要的压紧装置的设立。EPDM橡胶履带的应用可以有效地吸收多余的震动，减少震动对工件、刀具和机床的危害，同时可以大幅降低噪音，减小对环境的危害。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统加工的待加工工件的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的工作状态的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的驱动组件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的异形滑槽件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的压紧小车的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的压紧小车的轴承结构的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的压紧小车的锁紧机构的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的柔性履带式吸震压紧系统的压紧小车的锁紧机构的局部放大图。
附图标记说明：
1、驱动组件；2、异形滑槽件；3、压紧小车；10、待加工工件；11、主轴；
101、固定架；102、横梁；103、纵梁；104、纵向连接轴；105、滑块；106、滑轮；
201、滑槽部；202、异形部；203、滑槽；204、配合面；
301、履带；302、顶板；303、固定销；304、侧板；305、轴；306、轴承；307、垫片；
1001、加工面；
10301、施压块；10302、压力传感器；10303、锁紧件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1～图8所示；
本发明的柔性履带式吸震压紧系统，该压紧系统用以压持待加工工件，所述压紧系统包括：
与机床连接的驱动组件1；以及
集成于驱动组件1靠近待加工工件10一侧的压紧组件；
压紧组件具有与驱动组件1连接的异形滑槽件2、以及安装于异形滑槽件2底部压紧小车3；
异形滑槽件2与压紧小车3装配一侧被配置为配合面204，配合面204与待加工工件10的加工面1001的面形一致；
压紧小车3具有与待加工工件10的加工面1001接触的履带301，压紧小车3通过履带301压持待加工工件10的加工面1001；
履带301的材质为三元乙丙橡胶。
具体的，本实施例公开了一种适用于长大薄型工件的切削作业，同时也可以适用于长大薄型工件其他作业使用的压紧系统；该系统包括与机床连接的驱动组件1以及与驱动组件1连接的压紧组件。本实施例的驱动组件1可以是直接与机床的主轴11连接，也可以是与机床的主轴箱装配，同时还可以是根据实际作业要求与机床的其他可连接的机构连接的结构。而下方的压紧组件与待加工工件10直接接触以对待加工工件10的加工面1001实现压紧作业，本实施例为了能够适配加工面1001的面形，设计了上述的异形滑槽件2，而异形滑槽件2的下方的配合面204的面形与待加工工件10的加工面1001面形一致，从而让下端的压紧小车3能够沿着加工面1001的表面布置，并与具有一定弧度的加工面1001更好的贴合以保证压紧效果更好。而本实施例的系统可以根据实际加工要求选择合适数量和位置的压紧小车3，以保证不影响加工作业。
另外，本实施例的履带301是与待加工工件10的加工面1001直接接触的部件，为了能够吸收震动以避免损伤和减小噪音，本实施例的履带301采用三元乙丙橡胶材质(即EPDM橡胶)，同时，本实施例的履带301的材质还可以是具有相同效果和功能的其他材料，使得本实施例的履带301不单单具有压紧作用，还起到了一定的吸震作用，能够有效吸收多余的振动，减少震动对工件、刀具和机床的危害，可以大幅降低噪音，减小对环境和人员的危害。
优选的，本实施例的驱动组件1集成有多根异形滑槽件2；
沿异形滑槽件2的配合面的延伸方向安装有多个压紧小车3。
为了能够实现上述的根据加工要求适当调整压紧小车3的数量和位置这一效果，本实施例的驱动组件1下端集成有多根异形滑槽件2，同时异形滑槽件2上布置有多个压紧小车3。
多个用压紧小车3的布置，和带有一定宽度的履带301的应用，可以将压紧力平均施加到工件表面1001上，在提供足够的压紧力的同时，还可以有效的保护待加工部件不至于被过大的压紧力施压变形。
另外，上述的驱动组件1包括：
固定架101，机床的主轴11与固定架101装配固定；
对称布置于固定架101两侧的横梁102；以及
集成于横梁102端部的纵梁103；
纵梁103沿竖直方向延伸，且纵梁103内部中空，纵梁103内部固连有滑块105；
滑块105内部形成为滑动空腔，且滑块105的滑动空腔内具有沿纵梁103的轴线方向延伸的纵向连接轴104；为实现施加压力，在纵梁103内部设计有锁紧机构。该锁紧机构包括与纵梁103的内壁固连、并集成于纵梁103上部的施压块10301，施压块10301沿其轴向开设有通孔，纵向连接轴104穿设于施压块103的通孔内；套设于纵向连接轴104外部、并嵌装于纵梁103内的锁紧件10303，锁紧件10303的内侧与纵向连接轴104的外壁接触；以及位于施压块10301和锁紧件10303之间的压力传感器10302，使纵向连接轴104与纵梁103锁定。同时在纵梁103内设置压力传感器，以便监测调整压力值。
工作时，施压块10301与纵梁103连接，起到向下施加压力的作用，通过电控来控制锁紧件10303的工作，让其锁紧纵向连接轴104，而主轴11再向下施压，锁紧件10303和施压块10301共同挤压压力传感器10302达到理想值压力后，主轴11停止下压，达到施加压紧力的作用。
纵向连接轴104朝向异形滑槽件2一端安装有滑轮106，驱动组件1通过滑轮106与异形滑槽件2滑动连接。
其中，本实施例的纵向连接轴104能够沿滑块105的轴向移动以实现系统的Z向移动和Z向支撑；
滑块106的材质为尼龙滑块。
该处详细介绍了能够满足本申请的系统使用的驱动组件1的结构，其包括与机床连接的固定架101，布置在固定架101上的横梁102，以及与横梁102连接的纵梁103，而本实施例的纵梁103内部中空并具有一滑块105，还设计了穿过滑块105的纵向连接轴104，纵向连接轴104的下端安装有滑轮106，利用该滑轮106与下方的异形滑槽件2配合以实现Y向的移动和支撑，同时，利用沿Z向活动的纵向连接轴104实现Z向的移动和支撑。本实施例的滑块105采用尼龙滑块，或者其他具有自润滑或辅助润滑功能的滑块结构。而让纵向连接轴104在滑块105内滑动的结构可以使得整套系统沿Z向移动，使得压紧系统不受机床抬刀等沿Z轴动作的影响，始终贴合待加工工件10的加工面1001。
优选的，本实施例的异形滑槽件2包括：
与驱动组件1配合的滑槽部201；以及
集成于滑槽部201底部的异形部202；
滑槽部201与驱动组件1配合一侧具有沿异形滑槽件2长度方向延伸的滑槽203，滑轮106嵌入滑槽203内；
驱动组件1通过滑轮106与滑槽203的滑动配合以实现系统的Y向移动；
异形部202上端与滑槽部201连接，异形部202的下端形成为配合面204。
该处详细介绍了异形滑槽件2的结构，其包括滑槽部201和异形部202，其中的滑槽部201为了能够与驱动组件1的滑轮106滑动配合，开设有能够嵌入并保持滑轮106只能沿Y向移动的滑槽203，滑轮106和滑槽203滑动连接以实现系统沿Y向的移动。同时，下方设计了可拆卸连接的异形部202，并设计了与待加工工件10的加工面1001面形匹配的配合面204，而本实施例的异形滑槽件2为了能够与不同面形结构的长大薄型工件配合，只需要设计多种异形部202即可，对应地安装异形部202，以使其满足不同的加工要求。
优选的，本实施例的压紧小车3包括：
顶板302；
集成于顶板302上端中部位置的固定销303，压紧小车3通过固定销303与异形部202的配合面204装配固定；
对称安装于顶板302两侧的侧板304；以及
集成于两块侧板304之间的履带机构；
履带机构具有：
集成于侧板304的下部、并沿侧板304的宽度方向并排布置的三组轴承结构；以及
安装于轴承结构上的履带301；
该系统通过履带301和轴承结构形成沿X向的移动。
其中，上述的轴承结构包括：
安装于侧板304之间的轴305；以及
沿轴305的长度方向间隔布置的多个轴承306，相邻轴承306之间通过垫片307分割；
履带301传动连接于三组轴承组件的轴承306上以形成沿X向的活动。
本实施例的压紧小车3的作用是对待加工工件10的局部加工部位提供足够的压紧力，压紧小车3可以沿着工件X轴方向移动，具体是通过上述的X方向运动的履带实现，从而使得整套压紧系统能够在待加工工件10周边附近实施有效的压紧，而不受工件大小的影响。
更优选的是，为了能够并列集成多组轴承结构，本实施例的侧板304包括：
与顶板302连接的连接体30401；以及
形成于连接体30401下方、并与连接体30401一体成型的装配体30402；
轴承组件装配于装配体30402。
多组轴承结构的应用是为了增大履带301的面积，分散压紧力，保护代加工部件不被局部过大的压紧力挤压变形。
履带选择EPDM橡胶为材质，其一是为了吸收多余的震动，降低加工时的噪音，其二是保护待加工部件表面不被移动的压紧系统划伤。
最后，本实施例的固定架101被配置为与机床的主轴11匹配的四边形框体结构。同理，为了能够与机床的对应机构连接，本实施例的固定架101也可以设计呈能够与机床的待连接机构的任意结构形式，这里并不对其做进一步的限制。
本实施例的压紧系统可以通过增加或者减少压紧小车3的方式，实现压紧力和压紧面积的调节，必要时，可以对压紧系统增加配重以达到足够的压紧力。
在上述技术方案中，本发明提供的一种柔性履带式吸震压紧系统，具有以下有益效果：
本发明的压紧系统可以实现机床主轴的XYZ三个方向的运动且不会影响到整套系统的基本功能；纵向连接轴104和滑块105提供Z方向的移动和支撑，通过异形滑槽件2实现Y向的移动和支撑，以及压紧小车3提供X向的移动和支撑，同时，利用与工件加工面10匹配的异形部202的配合面204能够保持压紧小车3与加工面1001完全贴合以保证压紧效果，从而提高加工质量。
本发明的压紧系统通过设计适配不同工件的加工面1001的异形部202提高了系统的通用性，只需要调整异形件就可以适配不同工件的加工要求，降低工装制造成本。该系统采用模块化设计，结构简单，便于制造，成本低。
本发明的系统不需要装载超长的压臂，有效减小了工装的体积，可以通过局部增加压紧小车3的方式来增强压紧力，也可以通过局部减少压紧小车3来躲避压紧系统范围内避让不开的加工部位，使用方式灵活。
本发明的压紧力通过纵梁103内的锁紧机构通过主轴11向下施加压力提供给待加工工件10周边，对待加工部位提供足够的压紧力，有效杜绝了压紧力不足的现象，同时减少了周边不必要的压紧装置的设立。EPDM橡胶履带的应用可以有效地吸收多余的震动，减少震动对工件、刀具和机床的危害，同时可以大幅降低噪音，减小对环境的危害。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
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