CN107234468A - 一种前轴两端加工夹具及加工方法 - Google Patents

一种前轴两端加工夹具及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种前轴两端加工夹具及加工方法，该夹具包括相对设置的前转台、后转台，所述前转台、后转台之间安装有用于固定两个工件的板桥，所述前转台、后转台控制所述板桥旋转，所述板桥上两个工件的两个不同端部处于待加工状态，两个工件待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线。本发明实现对前轴主销孔、锁销孔及其端面的快速加工，只需对调一次工位，就加工完成2件两端倾斜角度不同的工件，明显提高生产效率，提高产品的合格率。

Description

一种前轴两端加工夹具及加工方法
技术领域
本发明属于机械加工设备领域，特别是涉及一种前轴两端加工夹具及加工方法。
背景技术
汽车前轴的加工包括主销孔、锁销孔的加工及其端面的处理，现有的加工设备依次通过粗铣主销孔上下两端面、钻主销孔、镗车主销孔两端面和钻、铰锁销孔来完成，上述工序至少需要四台设备，主要包括粗铣设备、钻孔设备、镗车设备、钻铰孔设备，而且每道工序需要更换一次夹具，现有技术由4个工序加工，最终形成产品两端的尺寸要求，由于需要多次装夹定位，两端主销孔的偏移不稳定，存在质量风险，并且，不能有效地保证锁销孔与主销孔的相对位置，因此尺寸波动大，最终的主销孔与锁销孔距离尺寸波动大，通常在±0.4mm左右，产品合格率低，只有70％-80％，为用户的装配造成较大的不良影响。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种前轴两端加工夹具及加工方法，用于解决现有技术中前轴两端主销孔以及锁销孔加工时需要多次更换夹具、两端主销孔的偏移不稳定、存在质量风险等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种前轴两端加工夹具，包括相对设置的前转台、后转台，所述前转台、后转台之间安装有用于固定两个工件的板桥，所述前转台、后转台控制所述板桥旋转，所述板桥上两个工件的两个不同端部处于待加工状态，两个工件待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线。
进一步地，所述板桥上可拆卸安装有用于夹紧工件的夹紧装置，所述夹紧装置包括用于夹紧工件一侧的压板以及用于夹紧工件另一侧的定位板，所述板桥上安装有用于控制所述压板旋转及升降的转角缸。
进一步地，所述夹紧装置包括用于夹紧工件前部的前夹紧装置，所述前夹紧装置包括用于夹紧两个工件前部上侧的前压板以及分别用于夹紧两个工件前部下侧的第一前定位板、第二前定位板。
进一步地，所述夹紧装置还包括用于夹紧工件后部的后夹紧装置，所述后夹紧装置包括用于夹紧两个工件后部上侧的后压板以及分别用于夹紧两个工件后部下侧的第一后定位板、第二后定位板。
进一步地，还包括底板，所述前转台、后转台安装在所述底板上。
进一步地，所述板桥上安装有用于抵紧工件内侧的侧向辅助支撑缸。
进一步地，所述侧向辅助支撑缸的型号为LC0652-C，所述侧向辅助支撑缸的辅助支撑杆直线推进至压紧工件内侧。
进一步地，所述板桥上安装有用于压紧工件外侧的侧向压紧缸。
进一步地，所述侧向压紧缸的型号为HTB-SDMB63-25，所述侧向压紧缸的侧向压紧板旋转至垂直压紧工件，侧向压紧板松开时，旋转至与工件平行。
进一步地，所述定位板上设有平行于工件长轴的凹槽以及位于凹槽两侧的支撑板，所述定位板上还设有用于定位的定位孔，定位孔通过锁紧件将定位板固定在板桥上，凹槽上设有至少一个工件定位销孔，工件定位销孔与工件上相应的孔位对应，定位板的侧边设有侧向限位孔，板桥上设有与所述侧向限位孔对应的孔位。
本发明第二方面提供一种前轴两端加工方法，包括将两个工件安装在可转动的板桥上，所述板桥上两个工件的两个不同端部处于待加工状态，两个工件待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线，加工该待加工端的主销孔、上端面以及锁销孔，结束后，所述板桥旋转180°，两个工件的下端面朝上，加工该下端面，结束后，所述板桥再次旋转180°，将两个工件对调，使得未加工端处于待加工状态，加工该待加工端的主销孔、上端面以及锁销孔，结束后，所述板桥旋转180°，两个工件的下端面朝上，加工该下端面，得到两端均被加工的工件。
进一步地，所述板桥上两个工件的上侧、下侧、外侧、内侧均被压紧。
如上所述，本发明的一种前轴两端加工夹具及加工方法，具有以下有益效果：本发明实现对前轴主销孔、锁销孔及其端面的快速加工，只需对调一次工位，就加工完成2件两端倾斜角度不同的工件，明显提高生产效率，提高产品的合格率。
附图说明
图1显示为本发明实施例的前轴两端加工夹具主视结构示意图。
图2显示为本发明实施例的前轴两端加工夹具俯视结构示意图。
图3显示为图1的A-A剖视结构示意图。
图4显示为图2中的B部放大图。
图5显示为本发明实施例中前轴产品的结构示意图。
图6显示为本发明实施例中定位板的结构示意图。
图7显示为图6的左视图。
图8显示为图6的俯视图。
零件标号说明
1—前转台
2—桥板
3—前压板
4—第一前定位板
5—后压板
6—第一后定位板
7—后转台
8—第二前定位板
9—第二后定位板
10—转角缸
11—底板
12—侧向辅助支撑缸
121—辅助支撑杆
13—侧向压紧缸
131—侧向压紧板
14—工件
141—主销孔
142—上端面
143—下端面
144—锁销孔
15—定位孔
16—侧向限位孔
17—工件定位销孔
18—凹槽
19—支撑板
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1-图3所示，一种前轴两端加工夹具，包括相对设置的前转台1、后转台2，所述前转台1、后转台7之间安装有用于固定两个工件14的板桥2，所述前转台1、后转台7控制所述板桥2旋转，所述板桥2上两个工件14的两个不同端部处于待加工状态，两个工件14待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线。前转台1、后转台2上设有旋转装置，板桥2的前端安装在前转台1上，后端安装在后转台2上，根据工艺需要，前转台1、后转台2同步旋转，进而带动板桥2随之旋转，使得工件14的主销孔、锁销孔及其端面均得到加工，只需更换一次定位，即可完成上述工序。本实施例中，两个工件14被固定在板桥2上，两个工件14上待加工一端的主销孔中心线与刀具主轴的中心线平行，两个工件14位于板桥2的转轴中心线的两侧，刀具加工完其中一个工件14的孔位后，移动至另一个工件14待加工孔位处，对相应的孔位进行加工，工件14主销孔上端面加工完成后，板桥2绕其转轴中心线旋转180°，两个工件14的主销孔下端面朝上，实现对工件14下端面的加工。
所述板桥2上可拆卸安装有用于夹紧工件14的夹紧装置，所述夹紧装置包括用于夹紧工件14一侧的压板以及用于夹紧工件14另一侧的定位板，所述板桥2上安装有用于控制所述压板旋转及升降的转角缸10，转角缸10可以从市场上购买得到，压板压紧工件时，压板的长轴垂直于工件的长轴，不需压紧工件时，压板在转角缸10的控制下上升并旋转至压板长轴平行于工件长轴在底板11上的投影，不会存在位置干涉。
如图1和图2所示，所述夹紧装置包括用于夹紧工件14前部的前夹紧装置以及用于夹紧工件14后部的后夹紧装置，所述前夹紧装置包括用于夹紧两个工件14前部上侧的前压板3以及分别用于夹紧两个工件14前部下侧的第一前定位板4、第二前定位板8，所述后夹紧装置包括用于夹紧两个工件14后部上侧的后压板5以及分别用于夹紧两个工件14后部下侧的第一后定位板6、第二后定位板9，所述板桥2上安装有用于控制所述前压板3、后压板5旋转及升降的转角缸10。前压板3、后压板5压紧在两个工件14的上表面，第一前定位板4、第二前定位板8夹紧两个工件14前部的下表面，第一后定位板6、第二后定位板9夹紧两个工件14后部的下表面。前后夹紧工件14，能够提高稳定性，使得工件14被有效夹紧，不会滑移或松脱。图1中，两个工件14的上端面朝上并处于待加工状态时，外侧工件14与水平面所成夹角为6.25°，内侧工件14与水平面所成夹角为5.5°(图中未明示)，可见，由于所需加工孔位的倾斜角度不同，两个工件的倾斜角度也不同。当然，根据工件14规格的不同，也可是为其他倾角。
进一步地，还包括底板11，所述前转台1、后转台2安装在所述底板11上，底板11起到支撑前转台1、后转台2的作用，板桥2为悬空状态，以便于工件的旋转。
如图2所示，本实施例中，两个工件14平行固定在板桥2上，两个工件14靠近前转台1的部位为前部，靠近后转台2的部位为后部，前压板3、第一前定位板4、第二前定位板8夹紧工件14的前部，后压板5、第一后定位板6、第二后定位板9夹紧工件14的后部，两个工件14为同一规格，处于下排的工件14的后端与处于上排工件14的前端是同一规格端，图2中两个工件14靠近后转台7的一端处于待加工状态，对主销孔、锁销孔及上端面加工后，前转台1、后转台2带动两个工件14旋转180°，对下端面进行加工，结束后，前转台1、后转台2带动两个工件14旋转180°，使得工件14复位，上端面朝上，工作人员将两个工件14的固定工位对调，对调时，工件14在水平面上旋转180°，使得即将需要加工的一端被固定在待加工工位上，即可进行主销孔、锁销孔及端面的加工。
所述板桥2上安装有用于抵紧工件14内侧的侧向辅助支撑缸12。本实施例中，所述侧向辅助支撑缸12的型号为LC0652-C，如图4所示，所述侧向辅助支撑缸12的辅助支撑杆121直线推进至压紧工件14内侧。如图2所示，此处的内侧是指两个工件相邻的一侧，外侧则是靠近板桥2外边缘的一侧，即内侧的相对侧。
所述板桥2上安装有用于压紧工件14外侧的侧向压紧缸13，本实施例中，所述侧向压紧缸13的型号为HTB-SDMB63-25，所述侧向压紧缸13的侧向压紧板131旋转至垂直压紧工件14，侧向压紧板131松开时，旋转至与工件14平行。
如图2所示，侧向辅助支撑缸12、侧向压紧缸13配合，夹紧工件14的内外侧，侧向辅助支撑缸12、侧向压紧缸13压紧的部位靠近工件18待加工的一侧，起到稳定工件14的作用，有效避免在加工时发生侧向偏移。
如图5所示为工件14的结构示意图，本实施例的工件14为前轴，需要加工的部位包括主销孔141、上端面142、下端面143、锁销孔144，传统设备的加工方式为：①粗铣主销孔141的上端面142、下端面143；②钻主销孔141；③镗车主销孔141的上端面142、下端面143，并粗精镗主销孔141；④钻、铰锁销孔144。由于产品两端主销孔141的倾斜角度不同，需要将产品一端批量加工完成后，再调整夹具角度，进行另一端的加工，上述四道工序，需要相应的四台不同设备，包括粗铣设备、钻孔设备、镗车设备、钻铰孔设备，而且每道工序需要更换一次夹具。
如图6-图8所示，定位板上设有平行于工件14长轴的凹槽18以及位于凹槽18两侧的支撑板19，两个支撑板19互相平行，起到支撑工件14底面的作用，工件14的底部有凸起等结构，凹槽18可以有效避免位置干涉，定位板上还设有用于定位的定位孔15，定位孔15配合螺栓，将定位板固定在板桥2上，凹槽18上设有至少一个工件定位销孔17，工件定位销孔17与工件14上相应的孔位对应，通过向工件定位销孔17插入螺钉等部件，穿入工件14的对应孔位中，使得工件14被精确限位，定位板的侧边设有侧向限位孔16，板桥2上设有对应的孔位，通过螺钉穿入侧向限位孔16以及板桥2上对应的孔位，实现定位板的侧向固定，进一步提高定位板的稳定性，优选地，定位板的相邻两侧均设有侧向限位孔16，使得定位板被精确固定在板桥2上。
定位板包括第一前定位板4、第一后定位板6、第二前定位板8、第二后定位板9，各定位板倾斜角度根据产品需要而定。定位板上用于支撑工件的表面经过摩削处理，使得其倾角根据工件需要而不同，不同倾角的定位板适应不同工件的倾斜角度要求，通过更换定位板，即可适应不同倾角的工件加工。
采用本发明的加工方法如下：将两个工件14定位在板桥2上，通过压板和定位板分别压紧工件14的上侧和下侧，通过侧向辅助支撑缸12和侧向压紧缸13分别压紧工件14的内侧和外侧，工件14被夹紧后，两个工件14的两个不同端部处于待加工状态，工件14上待加工一端的主销孔中心线与刀具主轴的中心线平行，对工件14的主销孔、上端面以及锁销孔进行加工，结束后，板桥2旋转180°，两个工件14的下端面朝上，再对该下端面进行加工，结束后，板桥2再次旋转180°，两个工件14的上端面再次朝上，将两个工件14的安装位对调，对调后，两个工件14的未加工端处于待加工状态，按照相同的方法进行主销孔、上端面、锁销孔以及下端面的加工，得到两端的主销孔、上端面、锁销孔以及下端面均被加工的前轴。该方法不同于传统方法，有效减少了工件换位的次数，并且，只需一台夹具即可完成加工，有效降低生产成本，提高生产效率。
综上所述，本发明的效果主要有：1、减少工件装夹定位的次数，减少加工误差的累积；2、加工方式更简单，相比现有的加工方式，本发明的加工方式比较简单、新颖，使用一台数控设备，一套旋转夹具，通过快速更换前后定位板，就能实现多角度产品的加工，既使物流通畅，又能达到产品的质量要求；3、减员增效，降低成本，本发明可以至少减少作业人员1.5名、减轻作业人员的劳动强度30％，产品废品损失也减少2％，进而降低生产成本，例如：按照某一类型产品月报废率2％计算，1500件×2％×100元＝3000元，年废品损失约3.6万元，相当于每年减少废品损失近3.6万元。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种前轴两端加工夹具，其特征在于：包括相对设置的前转台(1)、后转台(7)，所述前转台(1)、后转台(7)之间安装有用于固定两个工件(14)的板桥(2)，所述前转台(1)、后转台(7)控制所述板桥(2)旋转，所述板桥(2)上两个工件(14)的两个不同端部处于待加工状态，两个工件(14)待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线。
2.根据权利要求1所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述板桥(2)上可拆卸安装有用于夹紧工件(14)的夹紧装置，所述夹紧装置包括用于夹紧工件(14)一侧的压板以及用于夹紧工件(14)另一侧的定位板，所述板桥(2)上安装有用于控制所述压板旋转及升降的转角缸(10)。
3.根据权利要求2所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述夹紧装置包括用于夹紧工件(14)前部的前夹紧装置，所述前夹紧装置包括用于夹紧两个工件(14)前部上侧的前压板(3)以及分别用于夹紧两个工件(14)前部下侧的第一前定位板(4)、第二前定位板(8)。
4.根据权利要求2所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述夹紧装置还包括用于夹紧工件(14)后部的后夹紧装置，所述后夹紧装置包括用于夹紧两个工件(14)后部上侧的后压板(5)以及分别用于夹紧两个工件(14)后部下侧的第一后定位板(6)、第二后定位板(9)。
5.根据权利要求1所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：还包括底板(11)，所述前转台(1)、后转台(2)安装在所述底板(11)上。
6.根据权利要求1所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述板桥(2)上安装有用于抵紧工件(14)内侧的侧向辅助支撑缸(12)。
7.根据权利要求1所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述板桥(2)上安装有用于压紧工件(14)外侧的侧向压紧缸(13)。
8.根据权利要求2所述的前轴两端加工夹具，其特征在于：所述定位板上设有平行于工件(14)长轴的凹槽(18)以及位于凹槽(18)两侧的支撑板(19)，所述定位板上还设有用于定位的定位孔(15)，定位孔(15)通过锁紧件将定位板固定在板桥(2)上，凹槽(18)上设有至少一个工件定位销孔(17)，工件定位销孔(17)与工件(14)上相应的孔位对应，定位板的侧边设有侧向限位孔(16)，板桥2上设有与所述侧向限位孔(16)对应的孔位。
9.一种前轴两端加工方法，其特征在于，包括将两个工件(14)安装在可转动的板桥(2)上，所述板桥(2)上两个工件(14)的两个不同端部处于待加工状态，两个工件(14)待加工端的主销孔中心线平行于刀具主轴中心线，加工该待加工端的主销孔、上端面以及锁销孔，结束后，所述板桥(2)旋转180°，两个工件(14)的下端面朝上，加工该下端面，结束后，所述板桥(2)再次旋转180°，将两个工件(14)对调，使得未加工端处于待加工状态，加工该待加工端的主销孔、上端面以及锁销孔，结束后，所述板桥(2)旋转180°，两个工件(14)的下端面朝上，加工该下端面，得到两端均被加工的工件(14)。
10.根据权利要求9所述的前轴两端加工方法，其特征在于，所述板桥(2)上两个工件(14)的上侧、下侧、外侧、内侧均被压紧。
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