CN110842601A - 一种z形纵梁一次加工成型装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种Z形纵梁一次加工成型装置及方法，属于机械加工技术领域，解决Z形纵梁加工精度不高，加工难度大的问题；具体是通过在工作平台两侧设置上部、下部以及左右的可调节顶紧装置对Z形纵梁的上下端部和中部上下表面在倾斜和水平两个状态下进行顶紧定位，使Z形纵梁在倾斜和水平两个加工面进行切换，在Z形纵梁不翻货加工的同时实现角度转变过程中快速、精确夹紧定位，从而提高生产效率，降低劳动强度，有效保证位置尺寸精度，提高Z形纵梁的合格率。

Description

一种Z形纵梁一次加工成型装置及方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种机加定位装置，具体为一种Z形纵梁一次加工成型装置及加工方法。

背景技术

Z形纵梁的截面呈英文字母Z形，所以称之为Z形纵梁，Z形纵梁在越野车底盘中应用较为广泛，起支撑、连接汽车各个总成，使各总成保持相对正确位置，并承担汽车内外各种载荷的作用。Z形纵梁长越1.9米，由厚10mm、与水平面呈一定夹角的Z型基体和两个L型件焊接而成，对于Z形纵梁需进行Z型基体上下斜面的水平加工、斜端面加工、垂直端面加工、0°平面各槽和220-φ17连接孔加工，其端面加工精度和孔位置精度直接影响着其余零部件能否顺利装配完成。根据现有加工设备，纵梁加工时需进行多次翻货，费时费力且加工难度大、生产效率低、安全隐患大，尤其220-φ17连接孔为倾斜面加工，孔加工位置尺寸无法保证，造成连接孔频繁干涉现象，致使无法实现各零部件与纵梁的正常连接装配，严重影响了加工精度及生产进度，已成为制约生产的技术瓶颈。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种Z形纵梁一次加工成型装置及方法，目的是实现对于Z形不规则零件在机加定位时的快速、精确夹紧。解决Z形纵梁加工精度不高，加工难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种Z形纵梁一次加工成型装置，包括水平工作台，所述水平工作台的一侧设置有左上压紧装置、左下支撑装置、第一侧向顶紧装置；所述水平工作台的另一侧设置有右上压紧装置、右下支撑装置、第二侧向顶紧装置；所述第一侧向顶紧装置位于水平工作台的上方，所述第二侧向顶紧装置位于水平工作台的下方；所述左上压紧装置、左下支撑装置、第一侧向顶紧装置以及右上压紧装置、右下支撑装置和第二侧向顶紧装置都包括调节杆和顶紧端部，所述顶紧端部可拆卸连接在调节杆的一端，顶紧端部与Z形纵梁接触的一端为平面或斜面；所述调节杆用于根据Z形纵梁的尺寸调节顶紧端部的伸缩长度使顶紧端部与Z形纵梁的接触面贴合并将Z形纵梁的上下左右各面位置固定。

进一步的，所述顶紧端部通过螺栓连接在调节杆的一端。

进一步的，所述的左上压紧装置、左下支撑装置和第一侧向顶紧装置设置在第一支撑架上；所述右上压紧装置、右下支撑装置、第二侧向顶紧装置设置在第二支撑架上。

更进一步的，还包括底座，所述水平工作台设置在底座上，第一支撑架和第二支撑架与底座相连接并分别设置在底座的左右两端。

所述第一支撑架的上端通过第一连接杆与左上压紧装置相连接，下端通过第二连接杆与左下支撑装置相连接，所述左上压紧装置和左下支撑装置的调节杆分别垂直于水平工作面，左上压紧装置和左下支撑装置的顶紧端部分别朝向水平工作面相对设置，所述第一侧向顶紧装置的调节杆连接在第一支撑架的连接孔上，并通过螺栓固定。

所述第二支撑架的上端通过第三连接杆与右上压紧装置相连接，下端通过第四连接杆与右下支撑装置相连接，所述右上压紧装置和右下支撑装置的调节杆分别垂直于水平工作面，右上压紧装置和右下支撑装置的顶紧端部分别朝向水平工作面相对设置，所述第二侧向顶紧装置的调节杆连接在第二支撑架的连接孔上，并通过螺栓固定。

进一步的，所述的第一侧向顶紧装置包括第一平面顶紧装置和第一斜面顶紧装置；所述的第二侧向顶紧装置包括第二平面顶紧装置和第二斜面顶紧装置。

进一步的，还包括水平支撑垫块或斜支撑垫块，用于对固定好的Z形纵梁进行支撑定位。

基于所述装置的Z形纵梁一次加工成型的方法，所述Z形纵梁由纵向的斜面基体和连接在基体上下两端的平面基体组成，所述上下两端连接的两个平面基体相平行；具体方法包括以下步骤：

a）Z形纵梁的倾斜角度加工：将Z形纵梁置于水平工作台上，用第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部分别对Z形纵梁上下两端的平面基体进行定位顶紧；之后分别调节左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置和右下支撑装置的调节杆使其上的顶紧端部与所述斜面基体的上下表面贴合并顶紧；使斜面基体的上下表面悬空，此时对斜面基体的上下表面进行钻孔或开槽操作；由于此时倾斜角度状态下，斜面基体与水平面形成一定角度，而两端平面基体为垂直与水平面，故将左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置和右下支撑装置的顶紧端部与斜面基体接触的一面设置为斜面，以与斜面基体完全贴合；将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部设置为平面，以与平面基体完全贴合。

b）Z形纵梁的水平角度加工：将左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置、右下支撑装置、第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的调节杆全部旋出，将Z形纵梁的斜面基体贴合在水平工作台上，调节左上压紧装置和右上压紧装置的调节杆，使其顶紧端部贴合斜面基体的上表面并通过螺栓紧固；再将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部分别对Z形纵梁上下两端的平面基体进行定位顶紧；此状态可实现中间平面各槽以及连接孔的垂直加工；由于此时水平状态下，斜面基体呈水平面状态，而两端平面基体与水平面形成夹角，故将左上压紧装置、右上压紧装置的顶紧端部与斜面基体接触的一面设置为平面，以与斜面基体完全贴合；将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部设置为斜面，以与平面基体完全贴合。

优选的，步骤a中，在倾斜角度状态下的斜面基体下部设置具有斜面的垫块进行支撑。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。

1、本发明对于Z形纵梁实现不翻货便可实现定位机加上下平面、两侧端面；Z形纵梁倾斜角度和水平加工状态自由转变；同时在Z形纵梁角度转变过程中实现快速、精确夹紧定位，从而实现产品加工状态的快速转换、精确夹紧和松货，从而提高生产效率。

2、本发明减少了大量人工位置对正、角度调节、压紧调整工作，从而大大降低劳动强度。

3、本发明采用角度可调型装夹定位装置，实现产品不翻货加工，可从根源上大大减少安全隐患。

4、本发明将连接孔由斜面加工转换为平面垂直加工，从而有效保证位置尺寸精度，合格率即可保证。

附图说明

图1为本发明所述Z形纵梁一次加工成型装置在斜面基体倾斜状态下的连接示意图。

图2为本发明所述Z形纵梁一次加工成型装置在斜面基体水平状态下的连接示意图。

其中，1为水平工作台，2为底座，3为第一支撑架，4为第二支撑架，5为第一连接杆，6为左上压紧装置，7为第二连接杆，8为左下支撑装置，9为第三连接杆，10为右上压紧装置，11为第四连接杆，12为右下支撑装置，13为第一平面顶紧装置，14为第一斜面顶紧装置，15为第二平面顶紧装置，16为第二斜面顶紧装置，17为调节杆，18为顶紧端部，19为斜面基体，20为平面基体，21为垫块。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1和2所示，一种99° Z形纵梁一次加工成型装置，用于对99° Z形纵梁在机加定位时的快速、精确夹紧。99°Z形纵梁具体结构为长1.9米，由厚10mm、99°斜面基体19和焊接在斜面基体19两端的两个厚8mm、99°平面基体20组成，两个平面基体20相平行；对其需进行99°上下斜面的水平加工、60°斜端面加工、90°端面加工、0°平面各槽和220-φ17连接孔加工，其端面加工精度和孔位置精度直接影响着其余零部件能否顺利装配完成。

装置具体包括水平工作台1和底座2，水平工作台1固定设置在底座2上的中间位置，底座2的左端连接有第一支撑架3，右端连接有第二支撑架4。第一支撑架3上端通过第一连接杆5连接有左上压紧装置6，下端通过第二连接杆7连接有左下支撑装置8，第一支撑架3上通过连接孔和螺栓连接有第一平面顶紧装置13和第一斜面顶紧装置14；第二支撑架4的上端通过第三连接杆9连接有右上压紧装置10，下端通过第四连接杆11连接有右下支撑装置12，第二支撑架4上通过连接孔和螺栓连接有第二平面顶紧装置15和第二斜面顶紧装置16。

其中，第一平面顶紧装置13和第一斜面顶紧装置14位于水平工作台1的上方，第二平面顶紧装置15和第二斜面顶紧装置16位于水平工作台1的下方。

左上压紧装置6、左下支撑装置8、第一平面顶紧装置13和第一斜面顶紧装置14以及右上压紧装置10、右下支撑装置12和第二平面顶紧装置15和第二斜面顶紧装置16的结构都包括调节杆17和顶紧端部18，顶紧端部18通过螺栓可拆卸连接在调节杆17的一端，顶紧端部18与Z形纵梁接触的一端为与其贴合设置为平面或斜面两种结构；所述调节杆17用于根据Z形纵梁的尺寸调节顶紧端部18的伸缩长度使顶紧端部18与Z形纵梁的接触面贴合并将Z形纵梁的上下左右各面位置固定。

所述左上压紧装置6和左下支撑装置8的调节杆17分别垂直于水平工作面1，左上压紧装置6和左下支撑装置8的顶紧端部18分别朝向水平工作面1相对设置；右上压紧装置10和右下支撑装置12的调节杆17分别垂直于水平工作面1，右上压紧装置10和右下支撑装置12的顶紧端部18分别朝向水平工作面1相对设置。

该装置通过各部件的顶紧和收缩，可实现99°和0°加工状态的快速切换和夹紧定位。

Z形纵梁一次加工成型的方法，具体为以下步骤：

a）Z形纵梁的99°倾斜角度加工：将Z形纵梁置于水平工作台上，用第一平面顶紧装置13和第二平面顶紧装置15的顶紧端部18分别对Z形纵梁上下两端的平面基体20进行定位顶紧；之后分别调节左上压紧装置6、左下支撑装置8、右上压紧装置10和右下支撑装置12的调节杆17使其上的顶紧端部18与所述斜面基体19的上下表面贴合并顶紧；使斜面基体19的上下表面悬空，在斜面基体19下部放置具有斜面的垫块21进行支撑。此时对斜面基体19的上下表面进行钻孔或开槽操作；由于此时倾斜角度状态下，斜面基体19与水平面形成一定角度，而两端平面基体20为垂直于水平面，故将左上压紧装置6、左下支撑装置8、右上压紧装置10和右下支撑装置12的顶紧端部18与斜面基体19接触的一面设置为斜面，以与斜面基体19完全贴合；用第一平面顶紧装置13和第二平面顶紧装置15的顶紧端部18为平面，以与平面基体20完全贴合。

b）Z形纵梁的水平0°角度加工：将左上压紧装置6、左下支撑装置8、右上压紧装置10、右下支撑装置12、第一平面顶紧装置13和第二平面顶紧装置15的调节杆17通过松开螺栓全部旋出，将Z形纵梁的斜面基体19贴合在水平工作台1上，将左上压紧装置6和右上压紧装置10的顶紧端部18更换为平面结构，调节左上压紧装置6和右上压紧装置10的调节杆17，使其顶紧端部18贴合斜面基体19的上表面并通过螺栓紧固；再将第一斜面顶紧装置14和第二斜面顶紧装置16的顶紧端部18分别对Z形纵梁上下两端的平面基体20进行定位顶紧；此状态可实现中间平面各槽以及连接孔的垂直加工；由于此时水平状态下，斜面基体19呈水平面状态，而两端平面基体20与水平面形成夹角，故第一斜面顶紧装置14和第二斜面顶紧装置16的顶紧端部18为斜面，以与平面基体完全贴合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，包括水平工作台，所述水平工作台的一侧设置有左上压紧装置、左下支撑装置、第一侧向顶紧装置；所述水平工作台的另一侧设置有右上压紧装置、右下支撑装置、第二侧向顶紧装置；所述第一侧向顶紧装置位于水平工作台的上方，所述第二侧向顶紧装置位于水平工作台的下方；所述左上压紧装置、左下支撑装置、第一侧向顶紧装置以及右上压紧装置、右下支撑装置和第二侧向顶紧装置都包括调节杆和顶紧端部，所述顶紧端部可拆卸连接在调节杆的一端，顶紧端部与Z形纵梁接触的一端为平面或斜面；所述调节杆用于根据Z形纵梁的尺寸调节顶紧端部的伸缩长度使顶紧端部与Z形纵梁的接触面贴合并将Z形纵梁的上下左右各面位置固定。

2.根据权利要求1所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，所述顶紧端部通过螺栓连接在调节杆的一端。

3.根据权利要求1所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，所述的左上压紧装置、左下支撑装置和第一侧向顶紧装置设置在第一支撑架上；所述右上压紧装置、右下支撑装置、第二侧向顶紧装置设置在第二支撑架上。

4.根据权利要求3所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，还包括底座，所述水平工作台设置在底座上，第一支撑架和第二支撑架与底座相连接并分别设置在底座的左右两端。

5.根据权利要求4所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，所述第一支撑架的上端通过第一连接杆与左上压紧装置相连接，下端通过第二连接杆与左下支撑装置相连接，所述左上压紧装置和左下支撑装置的调节杆分别垂直于水平工作面，左上压紧装置和左下支撑装置的顶紧端部分别朝向水平工作面相对设置，所述第一侧向顶紧装置的调节杆连接在第一支撑架的连接孔上，并通过螺栓固定。

6.根据权利要求4所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，所述第二支撑架的上端通过第三连接杆与右上压紧装置相连接，下端通过第四连接杆与右下支撑装置相连接，所述右上压紧装置和右下支撑装置的调节杆分别垂直于水平工作面，右上压紧装置和右下支撑装置的顶紧端部分别朝向水平工作面相对设置，所述第二侧向顶紧装置的调节杆连接在第二支撑架的连接孔上，并通过螺栓固定。

7.根据权利要求1或3所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，所述的第一侧向顶紧装置包括第一平面顶紧装置和第一斜面顶紧装置；所述的第二侧向顶紧装置包括第二平面顶紧装置和第二斜面顶紧装置。

8.根据权利要求1或3所述的一种Z形纵梁一次加工成型装置，其特征在于，还包括水平支撑垫块或斜支撑垫块，用于对固定好的Z形纵梁进行支撑定位。

9.基于如权利要求1所述装置的Z形纵梁一次加工成型的方法，其特征在于，所述Z形纵梁由纵向的斜面基体和连接在基体上下两端的平面基体组成，所述上下两端连接的两个平面基体相平行；具体方法包括以下步骤：

a）Z形纵梁的倾斜角度加工：将Z形纵梁置于水平工作台上，用第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部分别对Z形纵梁上下两端的平面基体进行定位顶紧；之后分别调节左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置和右下支撑装置的调节杆使其上的顶紧端部与所述斜面基体的上下表面贴合并顶紧；使斜面基体的上下表面悬空，此时对斜面基体的上下表面进行钻孔或开槽操作；由于此时倾斜角度状态下，斜面基体与水平面形成一定角度，而两端平面基体为垂直与水平面，故将左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置和右下支撑装置的顶紧端部与斜面基体接触的一面设置为斜面，以与斜面基体完全贴合；将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部设置为平面，以与平面基体完全贴合；

b）Z形纵梁的水平角度加工：将左上压紧装置、左下支撑装置、右上压紧装置、右下支撑装置、第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的调节杆全部旋出，将Z形纵梁的斜面基体贴合在水平工作台上，调节左上压紧装置和右上压紧装置的调节杆，使其顶紧端部贴合斜面基体的上表面并通过螺栓紧固；再将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部分别对Z形纵梁上下两端的平面基体进行定位顶紧；此状态可实现中间平面各槽以及连接孔的垂直加工；由于此时水平状态下，斜面基体呈水平面状态，而两端平面基体与水平面形成夹角，故将左上压紧装置、右上压紧装置的顶紧端部与斜面基体接触的一面设置为平面，以与斜面基体完全贴合；将第一侧向顶紧装置和第二侧向顶紧装置的顶紧端部设置为斜面，以与平面基体完全贴合。

10.根据权利要求9所述装置的Z形纵梁一次加工成型的方法，其特征在于，步骤a中，在倾斜角度状态下的斜面基体下部设置具有斜面的垫块进行支撑。

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