CN106392663B - 一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轴箱体加工柔性生产线，生产线包括对刀仪，控制系统，线性托盘系统，多个加工中心及上下料工位，操作台位布局于同一侧，线性托盘系统包括机床和多个托盘，托盘顶部可固定轴箱体，底部与机床可拆卸固定，每个托盘可与任意一个加工中心对应，控制系统可控制每个加工中心分别对托盘上的轴箱体进行数控加工。本发明同时还提供了一种轴箱体加工柔性生产线加工方法。本发明提供的一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法，可实现一人多机控制，提高生产效率，保证产品质量。

Description

一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法

技术领域

本发明涉及一种柔性生产线，尤其是一种用于轴箱体加工的柔性生产线及利用该生产线进行轴箱体加工的加工方法。

背景技术

铁道车辆轴箱体分为左右件，且每件轴箱体分多个工步进行加工，每种轴箱体至少需4个工装台位(2台设备)，但一般来说并行生产动车组、城际车、大铁路、地铁等十几个品种轴箱体，因此轴箱体加工工装需要多次拆卸及重新安装，多次拆装影响工装精度，轴箱体有高精度加工要求，工装定位精度需要保证；每次拆装需要重新检测、查找机床旋转中心并重新设定坐标原点，所需辅助时间长。轴箱体原有加工方法存在粗加工后暴露铸造缺陷，需进行焊补返修，发回毛坯厂家修复后返回重新加工。因此迫切需要能够实行并行生产的轴箱体加工柔性生产线及其加工方法，提高生产效率，保证产品质量。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种轴箱体加工柔性生产线，布局结构紧凑，可实现一人多机控制，提高生产效率，其具体技术方案是：

一种轴箱体加工柔性生产线，所述生产线包括对刀仪，控制系统，线性托盘系统，多个加工中心及多个上下料台位，操作台位布局于同一侧，所述线性托盘系统包括机床和多个托盘，每个所述加工中心均对应一个所述托盘，所述托盘顶部根据加工需要固定不同类型的轴箱体，底部与机床可拆卸固定安装，所述托盘从所述上下料台位接收并固定轴箱体后，由所述机床带动运行至对应的加工中心，由所述控制系统控制每个所述加工中心分别对所述托盘上的轴箱体进行数控加工，每个所述加工中心根据轴箱体的类型进行不同的操作，多个所述加工中心并行生产，分别操作。

进一步的，所述托盘的底部设有固定座，通过所述固定座，将所述托盘与所述机床顶面可拆卸固定。

进一步的，所述固定座上设有插槽，所述插槽内部设有锁紧结构，当所述插槽与所述机就床上对应设置的凸台插接后，所述锁紧结构与所述凸台锁紧固定，使所述托盘固定在所述机床上不可移动。

进一步的，所述托盘相邻两侧边上各设有一个定位块，限定所述轴箱体在所述托盘上的位置。

本发明同时还提供了一种轴箱体柔性生产线加工方法，可实现一人多机控制，加工方便快捷，保证加工质量。

一种轴箱体柔性生产线加工方法，包括如下步骤：

S1，在三维虚拟环境下建立设备、轴箱体、夹具、刀具模型，进行三维仿真验证和刀轨后置处理，进行干涉检查，软件自动生成G代码文件；

S2，G代码文件输入如前文所述的柔性生产线控制系统，柔性生产线将对刀仪的刀具参数输入到控制系统；

S3，操作人员在总控制台直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工，在上下料台位进行轴箱体装夹、拆卸。

进一步的，所述柔性生产线仅进行精加工工序。

进一步的，加工过程中，采用两孔一面、或两面一孔的定位方式进行加工。

进一步的，加工过程中，采用两步加工，一步轴箱体侧放，以轴承孔及其端面定位，二步加工以一步加工后的面及孔定位。

进一步的，加工过程中，采用专用线性托盘系统，托盘与设备及上下料台位留有专用装配接口，保证轴箱体在上下料台位和各加工中心直接的精确定位传输。

进一步的，步骤S1中，采用计算机辅助设计(CAM)软件进行三维仿真验证和刀轨后置处理，进行干涉检查，并自动生成G代码文件。

综上所述，本发明提供的一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法，使用计算机辅助设计软件进行加工模拟，有效避免发生撞刀、干涉情况；操作人员可以在总控制台直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工，进行一人多机控制；线性托盘系统定位准确，精度高；轴箱体加工方法可简化工部，加工方便快捷，且能有效保证加工质量；可实现铁路车辆多车型轴箱体加工的并行生产，提高生产效率，保证产品质量；可提高轴箱体加工的工艺水平，布局结构紧凑，节省场地。

附图说明：

图1：本发明一和轴箱体加工柔性生产线平面布局图；

图2：本发明一种轴箱体柔性生产线中线性托盘立体图一；

图3：本发明一种轴箱体柔性生产线中线性托盘立体图二；

图4：本发明一种轴箱体柔性生产线中线性托盘平面图一；

图5：本发明一种轴箱体柔性生产线中线性托盘平面图二；

图6：本发明一种轴箱体柔性生产线加工方法流程图；

其中：对刀仪1，总控制台2，上下料工位3，加工中心4，线性托盘系统5，托盘6，第一定位块7，第二定位块8，固定座9，插槽10，突耳11

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

如图1至5所示，本发明提供的一种轴箱体加工柔性生产线，生产线包括对刀仪1，控制系统，线性托盘系统5，多个加工中心4及上下料工位3，操作台位布局于同一侧，线性托盘系统5包括机床和多个托盘6，托盘6顶部可固定轴箱体，底部与机床可拆卸固定，每个托盘6可与一个加工中心4对应，控制系统可控制每个加工中心4分别对托盘6上的轴箱体进行数控加工。

如图1所示，在本实施例中，整个轴箱体加工柔性生产线，包括1台对刀仪1，1套控制系统，为总控制台2，1套线性托盘系统5，5个加工中心4及3个上下料工位3，操作台位布局于同一侧，加工中心4为卧式加工中心，每个加工中心4均对应一个托盘6，托盘6顶部可固定轴箱体，底部与机床可拆卸固定，从上下料工位接受并固定轴箱体后，由机床带动运行至对应的加工中心4，每个托盘6可根据加工需要固定不同类型的轴箱体，由控制系统可控制每个加工中心4分别对托盘6上的轴箱体进行数控加工，每个加工中心4可根据轴箱体的类型，进行不同的操作，即在本发明提供的轴箱体加工柔性生产线上，5个加工中心4最多可分别同时进行5种类型轴箱体的加工操作。5个加工中心4，并行生产，分别操作，节省时间，提高效率。上下料台位3可与加工中心4同时操作，或分开操作，即轴箱体的加工可与上下料同时进行，实现一人多机操控。

托盘6为平台结构，可拆卸的固定在机床上，便于拆卸维修，固定后不可转动、移动位置，在加工过程中，提高加工精度，如图2所示，托盘6的主体底部设有固定座9，通过固定座9与机床可拆卸固定，在固定座9上，设有插槽10，机床上对应设置的凸台插入到插槽10中，可用于定位托盘6在机床上的位置，保证加工精度，在插槽10中设有锁紧结构，当凸台插入到插槽10中后，锁紧结构与凸台锁紧固定，加强托盘6与机床的固定安装，避免托盘9在机床上发生微小位移，以及发生偏倾现象，进一步提高加工精度。在本实例中，固定座9上设有四个插槽10，在固定座9上均衡设置，避免发生偏倾的现象。固定座9可与托盘6的主体结构可一体成型，也可焊接固定，或通过螺钉固定，插槽10与固定座9可焊接固定或通过螺钉固定。如图2及图4所示，托盘6的主体外形为方形，四个边角做切边处理，固定座9的形状与托盘6的主体形状相同或相近，整体尺寸可略小于托盘6的主体尺寸，同向固定在托盘6主体结构底部的中心位置处，在固定座9的四个切边后的边角处，各固定有一个插槽10，插槽10的外形为圆形的套环结构，内、外圈各为一圆环，两圆环中间，可能过螺将插槽10固定在固定座9上，外圈圆环在对应固定座9的边角处，与固定座9的边角同时进行切边处理。

如图3至图5所示，在托盘6的一个侧面上，设有两个托耳11，分据该侧面的两端。托耳11可用于搬运车把托盘6送到到指定的加工中心4或上下料台位3上，在两个托耳11的中间部位，在该侧面上还设有第一定位块7，在相邻的侧边上还固定有第二定位块8，两个定位块突出于托盘6主体结构的顶面，并与轴箱体配合，对轴箱体进行基准定位，避免轴箱体在托盘表面上移动，提高加工精度。两个定位块可与托盘6的主体结构一体成型，也可如图3所示，一端通过螺钉固定在托盘6的侧边上，另一端突出于托盘6的上表面，在第一定位块7和第二定位块8的自由端，即突出于托盘6的上表面的一端，设有螺钉孔，可用于与轴箱体的固定。

如图3所示，在托盘6的主体结构上，设有多个安装孔，用于固定轴箱体。

本实施例还提供了一种轴箱体加工柔性生产线的加工方法，以充分利用本发明提供的轴箱体加工柔性生产线。如图6所示，本发明提供的加工方法包括以下步骤：

S1，在三维虚拟环境下建立设备、轴箱体、夹具、刀具模型，进行三维仿真验证和刀轨后置处理，进行干涉检查，软件自动生成G代码文件。在本发明提供的实例中，使用计算机辅助设计(CAM)软件进行加工模拟，将设备、夹具、刀具、毛坯在三维环境下进行仿真验证，以及干涉检查，有效避免发生撞刀、干涉情况。也可利用UG软件进行。验证及检查结束后，将自动生成G代码文。

S2，G代码文件输入柔性生产线控制系统，柔性生产线将对刀仪的刀具参数输入到控制系统。G代码文件将轴箱体的相关加工信息传送至总控制台的控制系统，根据将要加工的轴箱体的类型，柔性生产线将对刀仪的刀具参数从数据库选调出来，并同样输入到控制系统，由控制系统根据相应的刀具参数及加工信息，选择相应的加工操控指令。

S3，操作人员在总控制台直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工，在上下料台位进行轴箱体装夹、拆卸。控制系统根据S2步骤选择的加工操控指令，操作人员可以仅在总控制台操作控制搬动车把指定的托盘送到指定的加工中心或是上下料台位，然后直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工。

在本发明中的柔性生产线，包括1台对刀仪，1套控制系统，1套线性托盘系统，5台卧式加工中心和3台上下料台位，如图1所示，操作台位布局于同一侧，布局合理，结构紧凑，节省场地。采用专用的线性托盘系统，托盘与设备及上下料台位留有专用装配接口，如前文所述的托耳、定位块、固定座、插槽等，保证轴箱体在上下料台位和各加工中心直接的精确定位传输，保证定位精度。轴箱体加工工装采用六点定位原理，最大限度限制自由度，采用两孔一面或两面一孔定位方式加工，如采用短芯轴和大端面组合，以两孔一面方式定位，即中心孔与端面定位，定位销采用菱形销，保证加工过程定位精准。

在轴箱体进行加工的时候，轴箱体加工柔性生产线仅进行精加工，粗加工由毛坯供应厂家或在厂区内原材料加工区域完成，可实现模块化及自动化生产，提高生产效率。精加工平面单边留量1mm，圆柱单边留量1.5mm，可避免铸造缺陷，无需进行焊补反修，进一步提高生产效率，保证产品质量。

在本发明提供的加工方法中，加工工序优化为两步，一步轴箱体侧放，以轴承孔及其端面定位，进行相应的轴箱体加工操作，二步加工以一步加工后的面及孔定位，对轴箱体的其他部位进行加工，以完成整个轴箱体的加工操作过程。这种二步加工工艺，可简化工部，加工方便快捷，且能有效保证加工质量。

综上所述，本发明提供的一种轴箱体加工柔性生产线及加工方法，使用计算机辅助设计软件进行加工模拟，有效避免发生撞刀、干涉情况；操作人员可以在总控制台直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工，进行一人多机控制；线性托盘系统定位准确，精度高；轴箱体加工方法可简化工部，加工方便快捷，且能有效保证加工质量；可实现铁路车辆多车型轴箱体加工的并行生产，提高生产效率，保证产品质量；可提高轴箱体加工的工艺水平，布局结构紧凑，节省场地。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种轴箱体加工柔性生产线，其特征在于：所述生产线包括对刀仪，控制系统，线性托盘系统，多个加工中心及多个上下料台位，操作台位布局于同一侧，所述线性托盘系统包括机床和多个托盘，每个所述加工中心均对应一个所述托盘，所述托盘顶部根据加工需要固定不同类型的轴箱体，底部与机床可拆卸固定安装，所述托盘从所述上下料台位接收并固定轴箱体后，由所述机床带动运行至对应的加工中心，由所述控制系统控制每个所述加工中心分别对所述托盘上的轴箱体进行数控加工，每个所述加工中心根据轴箱体的类型进行不同的操作，多个所述加工中心并行生产，分别操作。

2.如权利要求1所述的一种轴箱体加工柔性生产线，其特征在于：所述托盘的底部设有固定座，通过所述固定座，将所述托盘与所述机床顶面可拆卸固定。

3.如权利要求2所述的一种轴箱体加工柔性生产线，其特征在于：所述固定座上设有插槽，所述插槽内部设有锁紧结构，当所述插槽与所述机床上对应设置的凸台插接后，所述锁紧结构与所述凸台锁紧固定，使所述托盘固定在所述机床上不可移动。

4.如权利要求1所述的一种轴箱体加工柔性生产线，其特征在于：所述托盘相邻两侧边上各设有一个定位块，限定所述轴箱体在所述托盘上的位置。

5.一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1，在三维虚拟环境下建立设备、轴箱体、夹具、刀具模型，进行三维仿真验证和刀轨后置处理，进行干涉检查，软件自动生成G代码文件；

S2，G代码文件输入如权利要求1至4任一项所述柔性生产线的控制系统，柔性生产线将对刀仪的刀具参数输入到控制系统；

S3，操作人员在总控制台直接调用不同车型数控加工程序控制各加工中心进行数控加工，在上下料台位进行轴箱体装夹、拆卸。

6.如权利要求5所述的一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：所述柔性生产线仅进行精加工工序。

7.如权利要求5所述的一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：加工过程中，采用两孔一面、或两面一孔的定位方式进行加工。

8.如权利要求5所述的一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：加工过程中，采用两步加工，一步轴箱体侧放，以轴承孔及其端面定位，二步加工以一步加工后的面及孔定位。

9.如权利要求5所述的一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：加工过程中，采用专用线性托盘系统，托盘与设备及上下料台位留有专用装配接口，保证轴箱体在上下料台位和各加工中心直接的精确定位传输。

10.如权利要求5所述的一种轴箱体柔性生产线加工方法，其特征在于：步骤S1中，采用计算机辅助设计(CAM)软件进行三维仿真验证和刀轨后置处理，进行干涉检查，并自动生成G代码文件。