CN101804562B - 一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工转向节的精镗铣组合机床，包括有底座、两个卧式液压滑台、两个镗削头、滑台式立柱、铣削头、内端面盘铣刀及悬装升降平衡机构等。两个卧式液压滑台分别位于底座前部两侧，两个镗削头分别位于两个卧式液压滑台上，滑台式立柱直立在两个卧式液压滑台后方的底座上，滑台式立柱后部悬装有悬装升降平衡机构，铣削头通过上滑体B悬装在滑台式立柱前侧上部，铣削头包括减速箱与铣刀机构。本发明将传统的精镗床与精铣机床合二为一，其结构紧凑、设计合理、操作方便，将精镗主销衬套孔和精铣内端面在同一工序一次装夹完成加工，减少了工序环节所造成的误差，提升了产品的品质，提高了生产效率，减少了设备资金的投入。

Description

一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床

技术领域

本发明属于机床领域，具体涉及加工汽车转向节的一种精镗铣组合机床。

背景技术

转向节是汽车转向桥的重要零件之一，由于转向节主销孔的同轴度、主销孔与内端面的垂直度以及所加工的表面粗糙度等加工精度要求较高，工艺安排必须是在精加工转向节主销孔完毕压入主销衬套之后，再一次精镗主销衬套孔。如工艺设备选择不当，将造成加工后主销衬套孔圆度超差、主销衬套孔与内端面垂直度超差及表面粗糙度超差等诸多质量问题。转向节压衬套后，传统的加工主销衬套孔和内端面工艺及设备选择如下：1、主销衬套孔加工：①选用金刚镗床或组合镗床并配置精镗刀镗削主销衬套孔；②选用摇臂钻床并配置铰刀铰削主销衬套孔。2、内端面加工：①选用通用平面铣床并配置大直径盘铣刀铣削内端面；②选用组合机床并配置锪刀锪内端面。3、通常采取先精镗主销衬套孔，再以主销衬套孔定位精铣内端面。4、完成精镗主销孔和精铣内端面加工，需要两台设备分两道工序实现加工。上述传统分工序加工存在下述不足：1、传统的主销衬套孔加工方法，因定位误差和主销衬套孔加工余量小，易造成加工余量不均，一旦超过0.15mm将镗不出完整孔，难以保证产品要求的圆度和同轴度。2、传统的内端面加工方法，①通用铣床铣削主轴尺寸较大，再加上铣刀隔套后，为确保其外径在铣削时不与转向节内开档叉部发生干涉，只能选用大直径盘铣刀和大规格机床，铣削过程不稳定，难以稳定的保证表面加工质量，同时机床功率利用率很低耗能大；②锪刀锪内端面，其驱动锪刀的输出轴在穿入转向节主销孔过程中，必须同时穿入锪刀内孔实施牙嵌啮合，切削过程因整个工艺系统刚度不足而振动大，难以保证表面加工质量；同时操作极不方便又很不安全。3、因工序环节而造成的定位误差，难以保证产品主销孔与内端面垂直度要求。4、按传统加工方法产品质量不稳定，合格率约为60％，加工成本高。5、分两道工序加工，费工费时，生产效率低，设备投资大和设备占地面积多。上述质量不合格的汽车转向节产品一旦装配总成出厂，无论是对汽车的承载能力，还是汽车的转向性能及安全性都会造成不利的影响。

发明内容

本发明的目的是解决上述存在不足之处，提供一种结构紧凑、设计合理、操作方便的加工汽车转向节的精镗铣组合机床，将精镗主销孔和精铣内端面在同一工序一次装夹完成加工，减少了工序环节所造成的误差，大大地提高了转向节的加工精度。

本发明采用的技术方案是：一种加工转向节的精镗铣组合机床，包括上平面呈倒“T”形的底座1、两个卧式液压滑台2、两个镗削头6；每个卧式液压滑台2上设有双矩导轨，其横断面呈“U”形状，两个卧式液压滑台2分别位于底座1前部两侧，两个镗削头6分别位于两个卧式液压滑台2上，还包括滑台式立柱20、铣削头18、悬装升降平衡机构32；滑台式立柱20直立在两个卧式液压滑台2后方的底座1上，铣削头18通过上滑体B13悬装在滑台式立柱20前侧上部。

滑台式立柱20前部设有向前凸起的立式导轨，立式导轨垂直于底座1的上平面，并且立式导轨的导轨面与卧式液压滑台2的双矩导轨的导轨面呈直角，上滑体B13配装在立式导轨上；滑台式立柱20顶部设有两组导轮机构；滑台式立柱20后部悬装有悬装升降平衡机构32，在悬装升降平衡机构32上设有两条长滚子链条，两条长滚子链条通过两组导轮机构将上滑体B13与悬装升降平衡机构32连接成为一连动体，其中长滚子链条的前端头连接在上滑体B13顶边框上；滑台式立柱20顶部设有顶盖，顶盖底部固定连接着液压缸B22尾部，液压缸B22的活塞杆颈部通过支架B21连接在上滑体B13上。

主电机B17与铣削头18悬装在上滑体B13上，铣削头18包括减速箱与铣刀机构；减速箱包括箱体，及输入轴、轴II、轴III轴IV四根轴，四根轴分别设于箱体内，其中输入轴的输入端与主电机B17之间通过皮带传动连接；输入轴上设有齿轮A23；轴II上设有齿轮B24和齿轮C25；轴III上设有齿轮D26和齿轮E27；轴IV上设有齿轮F28；铣刀机构包括铣削头输出轴31和内端面盘铣刀19，铣削头输出轴31通过圆锥滚子轴承及隔套固定在减速箱体头部，其中部设有齿轮G29，其两端分别设有内端面盘铣刀19，盘铣刀19的刃口向外。

铣削头18的主运动传动结构式为：

所述铣削头输出轴的旋转轴线与卧式镗削头6的连轴线相互平行并且共面。

所述减速箱输入轴端上的皮带轮C14与主电机B17主轴上的皮带轮D16通过皮带B15传动连接。

所述悬装升降平衡机构32包括有两条长滚子链条、底座及叠放在底座上的若干个平衡块，其中底座上设有两个铰链座。悬装升降平衡机构32的底座与长滚子链条后端头为铰链连接。长滚子链条的前端头与上滑体B13顶边框为铰链连接。

所述内端面盘铣刀19刀片均采用可转位不重磨铣刀片30。

附图说明

图1为本发明机床结构示意图，

图2是镗削头结构部分放大示意图，

图3是图1K向视图结构示意图，

图4是图1M处放大剖视图结构示意图，

图5为本发明机床专用铣削头机构运行原理图，

图6为本发明机床调试示意图。

说明书附图中：1、底座  2、卧式液压滑台  3、支架A  4、液压缸A  5、上滑体A  6、镗削头  7、皮带轮A  8、皮带A  9、皮带轮B  10、电机A  11、卧式镗削头输出轴  12、主销孔精镗刀  13、上滑体B  14、皮带轮C  15、皮带B  16、皮带轮D  17、电机B  18、专用铣削头  19、内端面盘铣刀  20、滑台式立柱  21、支架B  22、液压缸B  23、齿轮A  24、齿轮B  25、齿轮C  26、齿轮D  27、齿轮E 28、齿轮F 29、齿轮G 30、可转位不重磨铣刀片  31、铣削头输出轴  32、升降平衡机构  33、液压夹具  34、夹具调整垫  35、重卡转向节  36、主销衬套  37、标准心棒  38、量表  39、标准件。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。

实施例：

本发明机床结构见图1、图2，加工转向节的精镗铣组合机床包括上平面呈倒“T”形的底座1、两个卧式液压滑台2、两个镗削头6；每个卧式液压滑台2上设有双矩导轨，其横断面呈“U”形状，两个卧式液压滑台2分别位于底座1前部两侧，两个镗削头6分别位于两个卧式液压滑台2上，其同轴度≤0.01mm；参见图2，每个镗削头6包括输出轴11和主销孔精镗刀12，其主传动机构包括皮带轮A7、皮带A8、皮带轮B9和电机A10；其通过上滑体A5安装在卧式液压滑台2上，上滑体A5通过支架A3和液压缸A4之间连接实现在在卧式液压滑台2上的往复移动。还包括滑台式立柱20、铣削头18、悬装升降平衡机构32。滑台式立柱20直立在两个卧式液压滑台2后方的底座1上，铣削头18通过上滑体B13悬装在滑台式立柱20前侧上部。

滑台式立柱20前部设有向前凸起的立式导轨，立式导轨垂直于底座1的上平面，其垂直度≤0.02mm，并且立式导轨的导轨面与卧式液压滑台2的双矩导轨的导轨面呈直角，其垂直度≤0.05mm。上滑体B13配装在立式导轨上。

参见图3，滑台式立柱20顶部设有两组导轮机构。滑台式立柱20后部悬装有悬装升降平衡机构32，在悬装升降平衡机构32上设有两条长滚子链条，两条长滚子链条通过两组导轮机构将上滑体B13与悬装升降平衡机构32连接成为一连动体，其中长滚子链条的前端头连接在上滑体B13顶边框上，其连接方式为铰链连接。悬装升降平衡机构32包括有两条长滚子链条、底座及叠放在底座上的若干个平衡块，其中底座上设有两个铰链座，悬装升降平衡机构32的底座与长滚子链条后端头为铰链连接。悬装升降平衡装置32的作用在于可保证铣削头18上下往复运动的动态平衡，使铣削头18进给速度趋于平稳。

滑台式立柱20顶部设有顶盖，顶盖底部固定连接着液压缸B22尾部，液压缸B22的活塞杆颈部通过支架B21连接在上滑体B13上。当压力油分别由液压缸B22进出油口进出时，则使上滑体B13获得上下往复运动；由于液压缸液压缸B22受控于节流阀可获得不同的行进速度，最终使铣削头18获得不同的进给速度。

主电机B17与铣削头18悬装在上滑体B13上，铣削头18包括减速箱与铣刀机构；减速箱包括箱体，及输入轴、轴II、轴III轴IV四根轴，四根轴分别设于箱体内，其中输入轴的输入端与主电机B17之间通过皮带传动连接；输入轴上设有齿轮A23；轴II上设有齿轮B24和齿轮C25；轴III上设有齿轮D26和齿轮E27；轴IV上设有齿轮F28；铣刀机构包括铣削头输出轴31和内端面盘铣刀19，铣削头输出轴31通过圆锥滚子轴承及隔套固定在减速箱体头部，其中部设有齿轮G29，其两端分别设有内端面盘铣刀19，盘铣刀19的刃口向外，见图4。

参见图5，铣削头18的主运动传动结构式如下：

铣削头输出轴31的旋转轴线与镗削头6的连轴线相互平行并且共面。

减速箱输入轴端上的皮带轮C14与主电机B17主轴上的皮带轮D16通过三条三角皮带15B传动连接。铣削头18的电机B17通过变换三组不同直径的皮带轮C14与皮带轮D16可使铣削头输出轴31获得六种转速，可根据加工产品的材质变换铣削头转速，从而达到较为满意的表面粗糙度及加工精度。内端面盘铣刀19刀片均采用可转位不重磨铣刀片30。

在前工序利用卧式加工中心精度好特点制作一转向节作为本工序调整用标准件39，经三坐标测量机检测，确认倾斜角8°±10′等尺寸满足产品要求。

本发明机床调试原理见图6，利用标准件作为检测基准，标准心棒37模拟理想位置，通过打表确认位置误差大小及方向，作为对夹具调整垫34进行修正的依据。这样既可保证主销孔倾斜角8°±10′产品要求，又保证了主销衬套36的衬套孔单边加工余量不均度≤0.05mm要求。

通过生产实践证明，原两道工序两台机床的加工内容，现仅需一道工序一台机床即可完成，加工质量十分稳定，合格率提高至98％以上。产品精度得到很好的保障。

具体操作过程如下：

人工清理液压夹具33定位面→人工装入转向节35→人工操作启动按钮→转向节35被自动夹紧在液压夹具33上→镗削头6旋转、快进→镗削头6旋转、工进，精镗孔→镗削头6停止旋转、快退→铣削头18旋转、快进→铣削头18旋转、工进，精铣内端面→铣削头18停止旋转、快退→转向节35夹紧自动松开→人工取出转向节35→下一循环开始。

Claims (6)

1.一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，包括底座(1)、两个卧式液压滑台(2)、两个镗削头(6)；每个卧式液压滑台(2)上设有双矩导轨，其横断面呈“U”形状，两个卧式液压滑台(2)分别对称位于底座(1)两侧，两个镗削头(6)分别位于两个卧式液压滑台(2)上，其特征在于：

所述底座(1)上平面呈倒“T”形，两个卧式液压滑台(2)分别对称位于底座(1)前部两侧，

还包括滑台式立柱(20)、铣削头(18)、悬装升降平衡机构(32)；滑台式立柱(20)直立在两个卧式液压滑台(2)后方的底座(1)上，铣削头(18)通过上滑体B(13)悬装在滑台式立柱(20)前侧上部；

滑台式立柱(20)前部设有向前凸起的立式导轨，立式导轨垂直于底座(1)的上平面，并且立式导轨的导轨面与卧式液压滑台(2)的双矩导轨的导轨面呈直角，上滑体B(13)配装在立式导轨上；滑台式立柱(20)顶部设有两组导轮机构；滑台式立柱(20)后部悬装有悬装升降平衡机构(32)，在悬装升降平衡机构(32)上设有两条长滚子链条，两条长滚子链条通过两组导轮机构将上滑体B(13)与悬装升降平衡机构(32)连接成为一连动体，其中长滚子链条的前端头连接在上滑体B(13)顶边框上；滑台式立柱(20)顶部设有顶盖，顶盖底部固定连接着液压缸B(22)尾部，液压缸B(22)的活塞杆颈部通过支架B(21)连接在上滑体B(13)上；

主电机B(17)与铣削头(18)悬装在上滑体B(13)上，铣削头(18)包括减速箱与铣刀机构；减速箱包括箱体，及输入轴、轴II、轴III轴IV四根轴，四根轴分别设于箱体内，其中输入轴的输入端与主电机B(17)之间通过皮带传动连接；输入轴上设有齿轮A(23)；轴II上设有齿轮B(24)和齿轮C(25)；轴III上设有齿轮D(26)和齿轮E(27)；轴IV上设有齿轮F(28)；铣刀机构包括铣削头输出轴(31)和内端面盘铣刀(19)，铣削头输出轴(31)通过圆锥滚子轴承及隔套固定在减速箱体头部，其中部设有齿轮G(29)，其两端分别设有内端面盘铣刀(19)，内端面盘铣刀(19)的刃口向外；

铣削头(18)的主运动传动结构式为：

所述铣削头输出轴的旋转轴线与镗削头(6)的连轴线相互平行并且共面。

2.根据权利要求1所述的一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，其特征在于：减速箱输入轴端上的皮带轮C(14)与主电机B(17)主轴上的皮带轮D(16)通过皮带B(15)传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，其特征在于；悬装升降平衡机构(32)包括有两条长滚子链条、底座及叠放在底座上的若干个平衡块，其中底座上设有两个铰链座。

4.根据权利要求1或3所述的一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，其特征在于：悬装升降平衡机构(32)的底座与长滚子链条后端头为铰链连接。

5.根据权利要求1所述的一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，其特征在于：长滚子链条的前端头与上滑体B(13)顶边框为铰链连接。

6.根据权利要求1所述的一种加工汽车转向节的精镗铣组合机床，其特征在于：内端面盘铣刀(19)刀片均采用可转位不重磨铣刀片(30)。

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