CN110757181A - 一种铝合金轮毂中心定位机构及方法 - Google Patents

一种铝合金轮毂中心定位机构及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金轮毂铣加工用具的技术领域，特别是涉及一种铝合金轮毂中心定位机构及方法，其通过滑块、齿轮和限位块配合，气缸、电缸和位移传感器等控制，控制精度高，定位效果良好、提高生产效率，能够满足目前所有产品的中心定位，包括底盘、上盖、限位块、滑块、电缸、气缸和位移传感器,上盖与底盘通过第二轴承和第三轴承连接，滑块位于底盘上侧，其设有第二齿条，上盖设有弧形槽，弧形槽内设有齿轮，第二齿条和齿轮相啮合；限位块位于开口槽内，其底端设有第一齿条，第一齿条和齿轮相啮合；限位块的上端内侧设有台肩；气缸安装在底盘的下端，其活塞杆与滑块固定连接，两个电缸对称分布在底盘下端两侧，上盖上设有位移传感器。

Description

一种铝合金轮毂中心定位机构及方法
技术领域
本发明涉及铝合金轮毂铣加工用具的技术领域，特别是涉及一种铝合金轮毂中心定位机构及方法。
背景技术
目前，铝合金轮毂在铣床加工是利用涨套芯轴定位，涨套芯轴适用于加工中心孔在小范围尺寸内的铝合金轮毂，中心孔尺寸差别较大的只能更换整套涨套芯轴，由于铝合金轮毂具有很多不同的中心孔尺寸，而且由于不同规格的铝合金轮毂偏距不一样，涨套芯轴高度也需要上下调整，因此现场需要制作很多规格的涨套芯轴，一方面增加生产成本，另一方面也增加现场管理难度，另外更换涨套芯轴时，寻找、拆装、调整涨套芯轴耽误很多时间，降低生产效率，因此有必要设计一种铝合金轮毂中心定位机构来解决以上问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种控制精度高，定位效果良好、提高生产效率的一种铝合金轮毂中心定位机构及方法，能够满足目前所有产品的中心定位，不再需要制造大量的涨套芯轴，也不再需要更换工装，节约车间生产成本，而且方便车间现场管理。
为实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：
一种铝合金轮毂中心定位机构，包括底盘、上盖、限位块、滑块、电缸、气缸和位移传感器,所述底盘主体为同轴心且直径自下而上逐级减小的三级台阶型圆柱体，第三轴承套装在底盘的第二级圆柱体外周，第二轴承位于第三轴承上方，且套装在底盘的顶级圆柱体外周，上盖位于底盘上方并通过第二轴承和第三轴承匹配连接，底盘上端中心处设有第二沉孔，滑块位于底盘上侧，其上半部为爪形且每个分爪的径向侧面均设有第二齿条，下半部为导向柱且位于第二沉孔内，滑块顶端中心和导向柱中心分别设有第三沉孔，两个所述第三沉孔内分别固定有第一轴承，两个所述第一轴承上下相对且两个轴承内圈之间形成通道；上盖对应滑块的分爪处设有弧形槽，弧形槽内设有轴承座，轴承座上安装有齿轮，所述第二齿条和齿轮相啮合；上盖的上端位于齿轮顶端切线方向设有开口槽，限位块位于开口槽内且与开口槽形状匹配，限位块底端设有第一齿条，第一齿条和齿轮相啮合；限位块的上端内侧设有台肩；气缸安装在底盘的下端，气缸的活塞杆和底盘同轴并穿过底盘且通过所述第三沉孔内的第一轴承与滑块固定连接，两个电缸安装在底盘下端并对称分布于气缸两侧，上盖上设有位移传感器，位移传感器与电缸进行电气连接。
一种优选的技术方案中，还包括盖板，所述盖板位于上盖上侧，盖板上设有豁槽，豁槽与所述开口槽相匹配；所述限位块位于台肩下方设有通槽；盖板沿豁槽方向径向深入所述通槽内，盖板与所述上盖固定连接。
一种优选的技术方案中，所述滑块的上半部具有4个均布的分爪，所述上盖相对应设置4个均布的弧形槽、4个开口槽，4个限位块分别匹配于4个开口槽内。
一种优选的技术方案中，所述上盖上设有传感器安装孔，所述位移传感器安装在传感器安装孔内。
一种铝合金轮毂中心定位方法，是根据任一项上述的铝合金轮毂中心定位机构实现的，包括以下操作步骤：
S1:首先把轮毂放到机床夹具的支撑块上，然后两个电缸同时给电开始工作，两个电缸将底盘向上顶起，底盘托着整个机构一起向上移动；
S2:当位移传感器的探头接触到铝合金轮毂法兰面时，电缸停止工作并保持位置不动，整个机构停止移动，此时气缸开始工作，气缸的活塞杆向上推，同时带着滑块向上移动，滑块的第二齿条同时带动齿轮分别向上旋转，齿轮通过第一齿条带动限位块向外移动；
S3:当限位块的台肩贴紧铝合金轮毂中心孔时，气缸停止工作并保持位置不动，此时机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧即可进行铣加工；
S4:铣加工完一个窗口后，机床夹具的压爪松开，机床上的窗口定位块会拨动铝合金轮毂旋转到下一个需要加工的窗口，此时铝合金轮毂会带着限位块、盖板、上盖、滑块一起旋转，而底盘、气缸、电缸保持不动，然后机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧进行加工，以此类推，直至整个产品加工完毕；
S5:加工完毕后，气缸向下移动，气缸的活塞杆向下拉，同时带着滑块向下移动，滑块的第二齿条同时带动齿轮向下旋转，齿轮通过第一齿条带动限位块向内移动，限位块的台肩脱离中心孔，此时松开夹爪即可把铝合金轮毂取出。
上述技术方案中，当加工同一规格的产品时，电缸会一直保持不动，只需要气缸工作即可完成定位。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本申请定位机构通过滑块、齿轮和限位块配合、气缸、电缸和位移传感器等控制，控制精度高，定位效果良好；限位块、盖板、上盖之间形成密封结构，加工产生的铝屑不能掉入机构内部，机构使用寿命长，结构设计简单，制造成本低，而且操作简便，能够满足目前所有产品的中心定位，不再需要制造大量的涨套芯轴，也不再需要更换工装，节约车间生产成本，提高生产效率，而且方便车间现场管理。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的俯视结构示意图；
图3是图2中沿A-A方向剖视结构示意图；
图4是盖板的结构示意图；
图5是定位块的结构示意图；
图6是去掉盖板和定位块后的俯视图；
图7本发明的使用状态的配合结构示意图。
附图标记：1-底盘；1-1-第一沉孔；1-2-第二沉孔；1-3-第一螺纹孔；2-上盖；2-1-弧形槽；2-2-传感器安装孔；2-3-第二螺纹孔；2-4-开口槽；3-盖板；3-1-豁槽；3-2-第一光孔；3-3-第二光孔；4-限位块；4-1-第一齿条；4-2-台肩；4-3-通槽；5-滑块；5-1-第二齿条；5-2-第三沉孔；6-第一螺纹杆；7-第一轴承；8-齿轮；9-第二轴承；10-第三轴承；11-第二螺纹杆；12-电缸；13-气缸；14-位移传感器；15-轴承座；16-轮毂；17-轮毂中心孔；18-轮毂法兰面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图6所示，本发明实施例的铝合金轮毂中心定位机构，包括底盘1、上盖2、限位块4、滑块5、电缸12、气缸13和位移传感器14,底盘1主体为同轴心且直径自下而上逐级减小的三级台阶型圆柱体，第三轴承10套装在底盘1的第二级圆柱体外周，第二轴承9位于第三轴承10上方，且套装在底盘1的顶级圆柱体外周，上盖2位于底盘1上方并通过第二轴承9和第三轴承10匹配连接，底盘1上端中心处设有第二沉孔1-2，滑块5位于底盘1上侧，其上半部为爪形且每个分爪的径向侧面均设有第二齿条5-1，下半部为导向柱且位于第二沉孔1-2内，滑块5顶端中心和导向柱中心分别设有第三沉孔5-2，两个第三沉孔5-2内分别固定有第一轴承7，两个第一轴承7上下相对且两个轴承内圈之间形成通道；上盖2对应滑块5的分爪处设有弧形槽2-1，弧形槽2-1和第二沉孔1-2相连通，弧形槽2-1内设有轴承座15，轴承座15上安装有齿轮8，第二齿条5-1和齿轮8相啮合；上盖2的上端位于齿轮8顶端切线方向设有开口槽2-4，限位块4位于开口槽2-4内且与开口槽2-4形状匹配，限位块4可在开口槽2-4内往返移动，限位块4底端设有第一齿条4-1，第一齿条4-1和齿轮8相啮合；限位块4的上端内侧设有台肩4-2；底盘1的下端设有四个均布的第一螺纹孔1-3，气缸13通过四个螺栓与第一螺纹孔1-3连接实现固定安装，气缸13的活塞杆和底盘1同轴并穿过底盘1且顶住滑块5下侧第三沉孔5-2内的第一轴承7，然后用第一螺纹杆6穿过上下两个第一轴承7和滑块5与活塞杆螺纹连接，两个电缸12通过气缸13两侧对称分布第一沉孔1-1内的第二螺纹杆11安装在底盘1下端，上盖2上设有位移传感器14，位移传感器14与电缸12进行电气连接；两个电缸12将底盘1向上顶起，底盘1托着整个机构一起向上移动，当位移传感器14的探头接触到铝合金轮毂的法兰面时，电缸12停止工作并保持位置不动，整个机构停止移动，此时气缸13开始工作，气缸13的活塞杆向上推，同时带着滑块5向上移动，滑块5的第二齿条5-1同时带动四个齿轮8分别向上旋转，齿轮8通过第一齿条4-1带动限位块4向外移动，当限位块4的台肩4-2贴紧铝合金轮毂的中心孔时即可完成定位。
本实施例中，还包括盖板3，如图2、图4所示，盖板3位于上盖2上侧，盖板3上设有豁槽3-1，豁槽3-1与开口槽2-4相匹配，限位块4可在豁槽3-1方向往返移动；限位块4位于台肩4-2下方设有通槽4-3；当限位块4向豁槽3-1内侧移动时，盖板3沿豁槽3-1方向径向深入通槽4-3内，优选地，通槽4-3设计为矩形槽；上盖2上设有八个均布的第二螺纹孔2-3，盖板3上相应地设有八个均布的第一光孔3-2，盖板3与上盖2通过螺栓穿过第一光孔3-2和第二螺纹孔2-3固定连接；盖板3和上盖2固定连接，上盖2与底盘1通过第二轴承9和第三轴承10连接，气缸13的活塞杆通过两个第一轴承7与滑块5固定连接，铣加工完一个窗口后，机床夹具的压爪松开，机床上的窗口定位块会拨动铝合金轮毂旋转到下一个需要加工的窗口，铝合金轮毂会带着限位块4、盖板3、上盖2、滑块5一起旋转，而底盘1、气缸13、电缸12保持不动。
本实施例中，滑块5的上半部具有4个均布的分爪，上盖2相对应设置4个均布的弧形槽2-1、4个开口槽2-4，4个限位块4分别匹配于4个开口槽2-4内；通过滑块5的上下移动同时带动4个齿轮8上下旋转，从而带动4个限位块同时向外侧移动或者向内侧移动。
本实施例中，如图6所示，上盖2上设有传感器安装孔2-2，盖板3对应传感器安装孔2-2设置有第二光孔3-3，位移传感器14安装在传感器安装孔2-2内。
本实施例的铝合金轮毂中心定位方法，其使用状态如图7所示，包括以下操作步骤：
①首先把轮毂16放到机床夹具的支撑块上，然后两个电缸12同时给电开始工作，两个电缸12将底盘1向上顶起，底盘1托着整个机构一起向上移动；
②当位移传感器14的探头接触到铝合金轮毂法兰面18时，电缸12停止工作并保持位置不动，整个机构停止移动，此时气缸13开始工作，气缸13的活塞杆向上推，同时带着滑块5向上移动，滑块5的4个分爪上的4个第二齿条5-1同时带动4个齿轮8分别向上旋转，齿轮8通过第一齿条4-1带动限位块4向外移动；
③当4个限位块4的台肩4-2贴紧铝合金轮毂中心孔17时，气缸13停止工作并保持位置不动，此时机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧即可进行铣加工；
④铣加工完一个窗口后，机床夹具的压爪松开，机床上的窗口定位块会拨动铝合金轮毂旋转到下一个需要加工的窗口，此时铝合金轮毂会带着限位块4、盖板3、上盖2、滑块5一起旋转，而底盘1、气缸13、电缸12保持不动，然后机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧进行加工，以此类推，直至整个产品加工完毕；
⑤加工完毕后，气缸13向下移动，气缸13的活塞杆向下拉，同时带着滑块5向下移动，滑块5的第二齿条5-1同时带动四个齿轮8向下旋转，齿轮8通过第一齿条4-1带动限位块4向内移动，限位块4的台肩4-2脱离中心孔，此时松开夹爪即可把铝合金轮毂取出。
当加工同一规格的产品时，电缸会一直保持不动，只需要气缸工作即可完成定位，当加工不同偏距和不同中心孔的铝合金轮毂时，定位机构只需按照上面的操作即可完成定位，不再需要更换工装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种铝合金轮毂中心定位机构，其特征在于，包括底盘(1)、上盖(2)、限位块(4)、滑块(5)、电缸(12)、气缸(13)和位移传感器(14),所述底盘(1)主体为同轴心且直径自下而上逐级减小的三级台阶型圆柱体，第三轴承(10)套装在底盘(1)的第二级圆柱体外周，第二轴承(9)位于第三轴承(10)上方且套装在底盘(1)的顶级圆柱体外周，上盖(2)位于底盘(1)上方并通过第二轴承(9)和第三轴承(10)匹配连接，底盘(1)上端中心处设有第二沉孔(1-2)，滑块(5)位于底盘(1)上侧，其上半部为爪形且每个分爪的径向侧面均设有第二齿条(5-1)，下半部为导向柱且位于第二沉孔(1-2)内，滑块(5)顶端中心和导向柱中心分别设有第三沉孔(5-2)，两个所述第三沉孔(5-2)内分别固定有第一轴承(7)，两个所述第一轴承(7)上下相对且两个轴承内圈之间形成通道；上盖(2)对应滑块(5)的分爪处设有弧形槽(2-1)，弧形槽(2-1)内设有轴承座(15)，轴承座(15)上安装有齿轮(8)，所述第二齿条(5-1)和齿轮(8)相啮合；上盖(2)的上端位于齿轮(8)顶端切线方向设有开口槽(2-4)，限位块(4)位于开口槽(2-4)内且与开口槽(2-4)形状匹配，限位块(4)底端设有第一齿条(4-1)，第一齿条(4-1)和齿轮(8)相啮合；限位块(4)的上端内侧设有台肩(4-2)；气缸(13)安装在底盘(1)的下端，气缸(13)的活塞杆和底盘(1)同轴并穿过底盘(1)且通过所述第三沉孔(5-2)内的第一轴承(7)与滑块(5)固定连接，两个电缸(12)安装在底盘(1)下端并对称分布于气缸(13)两侧，上盖(2)上设有位移传感器(14)，位移传感器(14)与电缸(12)进行电气连接。
2.如权利要求1所述的铝合金轮毂中心定位机构，其特征在于，还包括盖板(3)，所述盖板(3)位于上盖(2)上侧，盖板(3)上设有豁槽(3-1)，豁槽(3-1)与所述开口槽(2-4)相匹配；所述限位块(4)位于台肩(4-2)下方设有通槽(4-3)；盖板(3)沿豁槽(3-1)方向径向深入所述通槽(4-3)内，盖板(3)与所述上盖(2)固定连接。
3.如权利要求2所述的铝合金轮毂中心定位机构，其特征在于，所述滑块(5)的上半部具有4个均布的分爪，所述上盖(2)相对应设置4个均布的弧形槽(2-1)、4个开口槽(2-4)，4个限位块(4)分别匹配于4个开口槽(2-4)内。
4.如权利要求3所述的铝合金轮毂中心定位机构，其特征在于，所述上盖(2)上设有传感器安装孔(2-2)，所述位移传感器(14)安装在传感器安装孔(2-2)内。
5.一种铝合金轮毂中心定位方法，其特征在于，是根据权利要求1-4任一项所述的铝合金轮毂中心定位机构实现的，包括以下操作步骤：
S1:首先把轮毂放到机床夹具的支撑块上，然后两个电缸(12)同时给电开始工作，两个电缸(12)将底盘(1)向上顶起，底盘(1)托着整个机构一起向上移动；
S2:当位移传感器(14)的探头接触到铝合金轮毂法兰面(18)时，电缸(12)停止工作并保持位置不动，整个机构停止移动，此时气缸(13)开始工作，气缸(13)的活塞杆向上推，同时带着滑块(5)向上移动，滑块(5)的第二齿条(5-1)同时带动齿轮(8)分别向上旋转，齿轮(8)通过第一齿条(4-1)带动限位块(4)向外移动；
S3:当限位块(4)的台肩(4-2)贴紧铝合金轮毂中心孔(17)时，气缸(13)停止工作并保持位置不动，此时机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧即可进行铣加工；
S4:铣加工完一个窗口后，机床夹具的压爪松开，机床上的窗口定位块会拨动铝合金轮毂旋转到下一个需要加工的窗口，此时铝合金轮毂会带着限位块(4)、盖板(3)、上盖(2)、滑块(5)一起旋转，而底盘(1)、气缸(13)、电缸(12)保持不动，然后机床夹具的压爪再将铝合金轮毂锁紧进行加工，以此类推，直至整个产品加工完毕；
S5:加工完毕后，气缸(13)向下移动，气缸(13)的活塞杆向下拉，同时带着滑块(5)向下移动，滑块(5)的第二齿条(5-1)同时带动齿轮(8)向下旋转，齿轮(8)通过第一齿条(4-1)带动限位块(4)向内移动，限位块(4)的台肩(4-2)脱离中心孔，此时松开夹爪即可把铝合金轮毂取出。
6.如权利要求5所述的铝合金轮毂中心定位方法，其特征在于，当加工同一规格的产品时，电缸(12)会一直保持不动，只需要气缸(13)工作即可完成定位。
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CN111941106A (zh) * 2020-08-21 2020-11-17 湖南机电职业技术学院 一种方便安装的数控车床四工位刀架用麻花钻夹具

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