CN112809423A - 一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置及加工方法，辅助装置包括多功能固定夹座、垂向辅助支撑座、横向辅助支撑座。所述多功能固定夹紧座与加工中心基座连接固定，并将跨坐式单轨构架有效固定，所述垂向辅助支撑座与跨坐式单轨构架产生垂向支撑作用，确保机加工过程不产生振动，在机加工角度受限时，将跨坐式单轨构架与多功能固定夹紧座进行翻转，翻转后采用所述横向辅助支撑座进行辅助支撑，确保机加工过程不产生振动，并保证其加工角度。本发明能够有效辅助加工中心作业过程，提高加工效率和加工精度，便于机加工过程操作，大大提高构架机加工质量、合格率。

Description

一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置及加工方法

技术领域

本发明涉及一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置及加工方法，属于新型无人驾驶轨道交通技术领域。

背景技术

随着城市轨道交通的迅速发展，无人驾驶单轨车辆因其经济、环保、方便、舒适、车景视野开阔等优点，成为中小城市交通的重要选择。传统轨道车辆构架结构简单，焊接变形量小，实际加工过程基准定位后无需翻转。跨坐式单轨构架结构复杂，如图1、图2所示，包括构架主体以及对称地布置在构架主体两侧的悬架4′，构架主体包括电机座1′、横梁2′、连接梁3′，电机座1′处于横向的两侧各配装一根横梁2′，两根横梁2′的端部通过连接梁3′连接；两个悬架4′，其中一个安装在电机座1′的下方，另一个则安装在悬架4′的下方。

由于跨坐式单轨构架的安装部件繁琐，机加工精度要求较高，普通加工方法无法保证±0.02mm尺寸和±0.2角度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对上述现有技术一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置及加工方法，它能够有效提高加工的夹紧定位和加工精度，便于机加工过程操作，大大提高构架机加工质量、合格率和加工效率。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：

一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，用于夹持固定跨坐式单轨构架，跨坐式单轨构架包括构架主体以及对称地设置在构架主体两侧的悬架，包括多功能固定夹紧座、垂向辅助支撑座以及横向辅助支撑座；其中：

所述的多功能固定夹紧座，包括固定底板、可旋转支撑底座以及可翻转支撑座；

可旋转支撑底座安装在固定底板上，并能够相对于固定底板做垂向360°旋转；

可翻转支撑座安装在可旋转支撑底座上，并能够相对于可旋转支撑底座做横向270°翻转；

所述的可翻转支撑座在所述的可旋转支撑底座上具有两个极限位置，分别为第一、第二极限位置，且所述的可翻转支撑座能够夹持住构架主体；

当可翻转支撑座处于第一极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面垂直，此时，可翻转支撑座配合垂向辅助支撑座，能够对处于垂向置放的跨坐式单轨构架的构架主体进行夹持固紧；

当可翻转支撑座处于第二极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面平行，此时，可翻转支撑座能够夹持固紧处于横向置放的跨坐式单轨构架的构架主体，而跨坐式单轨构架的悬架则通过横向辅助支撑座支撑并水平设置。

优选地，所述的可旋转支撑底座，包括旋转台、支撑柱以及构架横放支撑定位组件；支撑柱通过旋转台与固定底板连接；构架横放支撑定位组件包括构架横放支撑块以及构架横放调节柱，构架横放支撑块以及构架横放调节柱均设置于支撑柱上；

当跨坐式单轨构架处于横向置放时，构架主体的下端能够通过所述的构架横放支撑块支撑，而紧靠着构架主体下端设置的构架主体内侧则通过构架横放调节柱定位。

优选地，所述的可翻转支撑座，包括支撑底板、压梁，

压梁包括两根，通过支撑立板平行地设置在支撑底板的上方，且每一根压梁均通过两根以上的螺栓组件与支撑底板连接；

所述支撑底板处于纵向的两侧，均设置有纵向内侧定位块、纵向外侧限位块，而处于横向的其中一侧，则设置有横向内侧限位块；

支撑立板处于横向的一侧，设置有横向内侧定位柱；横向内侧定位柱、横向内侧限位块同侧设置；

所述的构架主体，上、下两端通过压梁压在支撑底板上方，并通过螺栓组件锁紧；

所述的构架主体的电机座的内侧端面，分别通过横向内侧定位柱、横向内侧限位块定位；构架主体的横梁的内侧端面，通过纵向内侧定位块定位，外侧端面则通过纵向外侧限位块限位；

当构架主体处于垂向置放时，构架主体的横梁的外侧端面，则通过垂向辅助支撑座上所设置的横向外侧限位块定位，构架主体的横梁的下表面，支撑在垂向辅助支撑座上所设置的支撑底板平行度调节柱上方，并通过所述的支撑底板平行度调节柱调节水平度；

当构架主体处于横向置放时，悬架的侧面置放在横向辅助支撑座上所设置的横向辅助支撑柱上方并通过所述横向辅助支撑柱调节水平度。

优选地，横向内侧限位块通过调节件安装在支撑底板上；

所述的横向内侧限位块上开设有调节槽，调节件为螺纹紧固件，通过调节槽与支撑底板连接并锁紧所述的横向内侧限位块。

优选地，所述的横向内侧定位柱为螺栓组件，并在紧靠着横向内侧定位柱设置位置处的支撑立板上设置有定位柱调节手孔，通过所述的定位柱调节手孔能够调节横向内侧定位柱的长度。

优选地，所述的构架横放调节柱为螺栓组件，支撑柱在紧靠着构架横放调节柱的位置处设置有定位螺栓调节手孔，通过所述的定位螺栓调节手孔能够调节构架横放调节柱的长度。

优选地，所述的横向外侧限位块设置有横向外侧限位卡口，与支撑底板上所设置的垂向定位支撑块配合卡接。

优选地，所述的可翻转支撑座通过可翻转连接组件与可旋转支撑底座连接；所述的可翻转连接组件包括连接凸耳a、连接凸耳b以及翻转转轴；

连接凸耳a包括两块，对称地设置于可旋转支撑底座的两侧；

连接凸耳b包括两块，对称地设置于可翻转支撑座的两侧；

两块连接凸耳a处于两块连接凸耳b的外侧；

翻转转轴的两端分别依次穿过处于同侧的连接凸耳b、连接凸耳a，并分别与对应位置处的连接凸耳a固定；连接凸耳b能够围绕翻转转轴旋转。

本发明的另一个技术目的是提供一种跨坐式单轨构架整体机加工加工方法，基于上述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置而实现，包括如下的步骤：

步骤一、检查多功能固定夹紧座，将多功能固定夹紧座通过固定底板锁紧在加工中心工作台上，再将跨坐式单轨构架安装在多功能固定夹紧座上进行基准定位并紧固夹紧，检查跨坐式单轨构架平行度和垂直度；

步骤二、机加工中心对跨坐式单轨构架进行加工基准校对，通过垂向辅助支撑座的支撑底板平行度调节柱进行平行度调整，确认基准点和机加工余量设置机加工的原点，保证跨坐式单轨构架所有机加工面的加工基准一致；

步骤三、分别利用垂向辅助支撑座和横向辅助支撑座进行平行度调整，采用三点平面定位校对的原理定位跨坐式单轨构架；

步骤四、分别对跨坐式单轨构架的垂向面和横向面进行机加工；

步骤五、跨坐式单轨构架垂向面和横向面加工完成后，撤除垂向辅助支撑座，将多功能固定夹紧座进行横向翻转，利用横向辅助支撑座调整单轨构架横向平行度调整，机加工中心进行基准校对，底侧待机加工面进行加工直至加工完成。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明能够有效提高加工的夹紧定位和加工精度，便于机加工过程操作，大大提高构架机加工质量、合格率和加工效率。所涉及座均采用机械螺栓链接，可对座材料进行拆解在循环使用，起到了节约成本的目的。

2、本发明利用垂向辅助支撑座和横向辅助支撑座进行多功能固定夹紧座旋转定位调整，一次性360°加工完成，无需在座上拆除，保证加工完成后的尺寸与基准点的一致性。

附图说明

图1为跨坐式单轨构架处于横向置放状态（立式）时的正视图。

图2为跨坐式单轨构架处于垂向置放状态（卧式）时的正视图。

图3为本发明一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置的结构示意图。

图4为本发明一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置另一视角的的结构示意图。

图5为图3中多功能固定夹紧座Ⅰ的结构示意图；

图6是图5的正视图；

图7是多功能固定夹紧座Ⅰ中，夹紧座横向270°翻转后的结构示意图；

图8为垂向辅助支撑座Ⅱ的结构示意图；

图9为横向辅助支撑座Ⅲ的结构示意图；

图中：Ⅰ、多功能固定夹紧座；Ⅱ、垂向辅助支撑座；Ⅲ、横向辅助支撑座；

1-1、固定底板；1-Ⅱ、旋转台；Ⅱ-1、支撑柱；Ⅱ-Ⅱ、定位螺栓调节手孔；Ⅱ-3、止挡；Ⅱ-4、定位螺栓组；Ⅱ-5、连接凸耳a；3-1、连接凸耳b；3-Ⅱ、支撑底板；3-Ⅱ-1、横向内侧定位块；3-3、支撑立板；3-3-1、定位柱调节手孔；3-4、垂向定位支撑块；3-5、横向外侧限位块；3-6、纵向内侧限位块；3-7、调节件；3-8、纵向内侧限位柱；3-9、压梁；4、翻转转轴；5-1、螺杆；5-Ⅱ、螺母；

6-1、第一垂向辅助支撑座；6-Ⅱ、第二垂向辅助支撑座；6-3、垂向支撑台；6-3-1、预留调节孔；6-3-Ⅱ、支撑底板平行度调节柱；6-3-3、纵向外侧限位卡口；6-3-4、纵向外侧限位块；

7-1、第一横向辅助支撑座；7-Ⅱ、第二横向辅助支撑座；7-3、横向辅助螺栓调节手孔；7-4、横向辅助支撑台；7-5、横向辅助支撑柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图3-9，本发明涉及的一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，它包括多功能固定夹紧座Ⅰ，所述多功能固定夹紧座Ⅰ将单轨构架加紧在座上与机加工中心基座连接，在机加工过程对跨坐式单轨构架进行垂向360°旋转和横向270°翻转，所述垂向辅助支撑座Ⅱ与所述多功能固定夹紧座Ⅰ共同布置在加工中心上，所述垂向辅助支撑座Ⅱ起垂向支撑作用并调整单轨构架呈平行状态及垂向固定作用，所述横向辅助支撑座在所述多功能固定夹紧座Ⅰ进行翻转，对跨坐式单轨构架横向翻转起固定及夹紧作用。

具体地，所述的多功能固定夹紧座，如图5-7所示，包括固定底板、可旋转支撑底座以及可翻转支撑座；其中：

所述的可旋转支撑底座安装在固定底板上，并能够相对于固定底板做垂向360°旋转；包括旋转台、支撑柱以及构架横放支撑定位组件；支撑柱通过旋转台与固定底板连接；构架横放支撑定位组件包括构架横放支撑块以及构架横放调节柱，构架横放支撑块以及构架横放调节柱均设置于支撑柱上。

所述的可翻转支撑座，安装在可旋转支撑底座上，并能够相对于可旋转支撑底座做横向270°翻转；所述的可翻转支撑座在所述的可旋转支撑底座上具有两个极限位置，分别为第一、第二极限位置，且所述的可翻转支撑座能够夹持住构架主体；当可翻转支撑座处于第一极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面垂直，此时，可翻转支撑座配合垂向辅助支撑座，能够对处于垂向置放的跨坐式单轨构架的构架主体进行夹持固紧；当可翻转支撑座处于第二极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面平行，此时，可翻转支撑座能够夹持固紧处于横向置放的跨坐式单轨构架的构架主体，而跨坐式单轨构架的悬架则通过横向辅助支撑座支撑并水平设置。具体地，所述的可翻转支撑座，包括支撑底板、压梁，压梁包括两根，通过支撑立板平行地设置在支撑底板的上方，且每一根压梁均通过两根以上的螺栓组件与支撑底板连接；所述支撑底板处于纵向的两侧，均设置有纵向内侧定位块、纵向外侧限位块，而处于横向的其中一侧，则设置有横向内侧限位块；支撑立板处于横向的一侧，设置有横向内侧定位柱；横向内侧定位柱、横向内侧限位块同侧设置；所述的构架主体，上、下两端通过压梁压在支撑底板上方，并通过螺栓组件锁紧；所述的构架主体的电机座的内侧端面，分别通过横向内侧定位柱、横向内侧限位块定位；构架主体的横梁的内侧端面，通过纵向内侧定位块定位，外侧端面则通过纵向外侧限位块限位；当构架主体处于垂向置放时，构架主体的横梁的外侧端面，则通过垂向辅助支撑座上所设置的横向外侧限位块定位，所述的横向外侧限位块设置有横向外侧限位卡口，与支撑底板上所设置的垂向定位支撑块配合卡接。构架主体的横梁的下表面，支撑在垂向辅助支撑座上所设置的支撑底板平行度调节柱上方，并通过所述的支撑底板平行度调节柱调节水平度。

当构架主体处于横向置放时，悬架的侧面置放在横向辅助支撑座上所设置的横向辅助支撑柱上方并通过所述横向辅助支撑柱调节水平度。

当跨坐式单轨构架处于横向置放时，构架主体的下端能够通过所述的构架横放支撑块支撑，而紧靠着构架主体下端设置的构架主体内侧则通过构架横放调节柱定位。

横向内侧限位块通过调节件安装在支撑底板上；所述的横向内侧限位块上开设有调节槽，调节件为螺纹紧固件，通过调节槽与支撑底板连接并锁紧所述的横向内侧限位块。

所述的横向内侧定位柱为螺栓组件，并在紧靠着横向内侧定位柱设置位置处的支撑立板上设置有定位柱调节手孔，通过所述的定位柱调节手孔能够调节横向内侧定位柱的长度。所述的构架横放调节柱为螺栓组件，支撑柱在紧靠着构架横放调节柱的位置处设置有定位螺栓调节手孔，通过所述的定位螺栓调节手孔能够调节构架横放调节柱的长度。

所述的可翻转支撑座通过可翻转连接组件与可旋转支撑底座连接；所述的可翻转连接组件包括连接凸耳a、连接凸耳b以及翻转转轴；连接凸耳a包括两块，对称地设置于可旋转支撑底座的两侧；连接凸耳b包括两块，对称地设置于可翻转支撑座的两侧；两块连接凸耳a处于两块连接凸耳b的外侧；翻转转轴的两端分别依次穿过处于同侧的连接凸耳b、连接凸耳a，并分别与对应位置处的连接凸耳a固定；连接凸耳b能够围绕翻转转轴旋转。本发明中，所述的两个连接凸耳a对称地安装在支撑立柱上端面，而两个连接凸耳b则对称地安装在支撑底板的下表面。

如图8所示，本发明中，所述的垂向辅助支撑座包括两个，分别为第一、第二垂向辅助支撑座。每一个垂向辅助支撑座均包括垂向支撑底座（由底板以及底板上的支撑柱组成）以及安装在垂向支撑底座上的垂向支撑台，垂向支撑台上设置有预留调节孔、支撑底板平行度调节柱、横向外侧限位块；横向外侧限位块上设置有横向外侧限位卡口，以与支撑底板卡接固定。

如图9所示，本发明中，所述的横向辅助支撑座包括两个，分别为第一、第二横向辅助支撑座，每一个横向辅助支撑座均包括横向支撑底座（由底板以及底板上的支撑柱组成）以及安装在横向支撑底座上的横向辅助支撑台，横向辅助支撑台上方设置有横向辅助支撑柱（为螺栓组件），横向辅助支撑柱的长度可以采用调节工具，通过横向辅助螺栓调节手孔对其进行调节。

其机加工方法包括步骤：

步骤一、检查多功能固定夹紧座Ⅰ，将多功能固定夹紧座Ⅰ锁紧在加工中心工作台上，再将单轨构架安装在多功能固定夹紧座上进行基准定位紧固夹紧，检查单轨构架平行度和垂直度；

步骤二、机加工中心对跨坐式单轨构架进行加工基准校对，通过垂向辅助支撑座Ⅱ进行平行度调整，确认基准点和机加工余量设置机加工的原点，保证跨坐式单轨构架所有机加工面的加工基准一致；

步骤三、利用垂向辅助支撑座Ⅱ和横向辅助支撑座Ⅲ分别对跨坐式单轨构架进行平行度调整，调整时采用 “三点平面定位校对”原理定位跨坐式单轨构架；

步骤四、对跨坐式单轨构架垂向和横向面进行进行机加工；

步骤五、跨坐式单轨构架垂向和横向面加工完成后，撤除垂向辅助支撑座Ⅱ，将多功能固定夹紧座Ⅰ进行横向翻转，利用横向辅助支撑座Ⅲ调整跨坐式单轨构架横向平行度调整，机加工中心进行基准校对，底侧待机加工面进行加工直至加工完成。

上述实施例外，本发明还包括其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，用于夹持固定跨坐式单轨构架，跨坐式单轨构架包括构架主体以及对称地设置在构架主体两侧的悬架，其特征在于：包括多功能固定夹紧座、垂向辅助支撑座以及横向辅助支撑座；其中：

所述的多功能固定夹紧座，包括固定底板、可旋转支撑底座以及可翻转支撑座；

可旋转支撑底座安装在固定底板上，并能够相对于固定底板做垂向360°旋转；

可翻转支撑座安装在可旋转支撑底座上，并能够相对于可旋转支撑底座做横向270°翻转；

所述的可翻转支撑座在所述的可旋转支撑底座上具有两个极限位置，分别为第一、第二极限位置，且所述的可翻转支撑座能够夹持住构架主体；

当可翻转支撑座处于第一极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面垂直，此时，可翻转支撑座配合垂向辅助支撑座，能够对处于垂向置放的跨坐式单轨构架的构架主体进行夹持固紧；

当可翻转支撑座处于第二极限位置时，可翻转支撑座的所在平面相对于可旋转支撑底座的所在平面平行，此时，可翻转支撑座能够夹持固紧处于横向置放的跨坐式单轨构架的构架主体，而跨坐式单轨构架的悬架则通过横向辅助支撑座支撑并水平设置。

2.根据权利要求1所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的可旋转支撑底座，包括旋转台、支撑柱以及构架横放支撑定位组件；支撑柱通过旋转台与固定底板连接；构架横放支撑定位组件包括构架横放支撑块以及构架横放调节柱，构架横放支撑块以及构架横放调节柱均设置于支撑柱上；

当跨坐式单轨构架处于横向置放时，构架主体的下端能够通过所述的构架横放支撑块支撑，而紧靠着构架主体下端设置的构架主体内侧则通过构架横放调节柱定位。

3.根据权利要求2所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的可翻转支撑座，包括支撑底板、压梁，

压梁包括两根，通过支撑立板平行地设置在支撑底板的上方，且每一根压梁均通过两根以上的螺栓组件与支撑底板连接；

所述支撑底板处于纵向的两侧，均设置有纵向内侧定位块、纵向外侧限位块，而处于横向的其中一侧，则设置有横向内侧限位块；

支撑立板处于横向的一侧，设置有横向内侧定位柱；横向内侧定位柱、横向内侧限位块同侧设置；

所述的构架主体，上、下两端通过压梁压在支撑底板上方，并通过螺栓组件锁紧；

所述的构架主体的电机座的内侧端面，分别通过横向内侧定位柱、横向内侧限位块定位；构架主体的横梁的内侧端面，通过纵向内侧定位块定位，外侧端面则通过纵向外侧限位块限位；

当构架主体处于垂向置放时，构架主体的横梁的外侧端面，则通过垂向辅助支撑座上所设置的横向外侧限位块定位，构架主体的横梁的下表面，支撑在垂向辅助支撑座上所设置的支撑底板平行度调节柱上方，并通过所述的支撑底板平行度调节柱调节水平度；

当构架主体处于横向置放时，悬架的侧面置放在横向辅助支撑座上所设置的横向辅助支撑柱上方并通过所述横向辅助支撑柱调节水平度。

4.根据权利要求3所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，横向内侧限位块通过调节件安装在支撑底板上；

所述的横向内侧限位块上开设有调节槽，调节件为螺纹紧固件，通过调节槽与支撑底板连接并锁紧所述的横向内侧限位块。

5.根据权利要求3所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的横向内侧定位柱为螺栓组件，并在紧靠着横向内侧定位柱设置位置处的支撑立板上设置有定位柱调节手孔，通过所述的定位柱调节手孔能够调节横向内侧定位柱的长度。

6.根据权利要求3所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的构架横放调节柱为螺栓组件，支撑柱在紧靠着构架横放调节柱的位置处设置有定位螺栓调节手孔，通过所述的定位螺栓调节手孔能够调节构架横放调节柱的长度。

7.根据权利要求1所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的横向外侧限位块设置有横向外侧限位卡口，与支撑底板上所设置的垂向定位支撑块配合卡接。

8.根据权利要求1所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置，其特征在于，所述的可翻转支撑座通过可翻转连接组件与可旋转支撑底座连接；所述的可翻转连接组件包括连接凸耳a、连接凸耳b以及翻转转轴；

连接凸耳a包括两块，对称地设置于可旋转支撑底座的两侧；

连接凸耳b包括两块，对称地设置于可翻转支撑座的两侧；

两块连接凸耳a处于两块连接凸耳b的外侧；

翻转转轴的两端分别依次穿过处于同侧的连接凸耳b、连接凸耳a，并分别与对应位置处的连接凸耳a固定；连接凸耳b能够围绕翻转转轴旋转。

9.一种跨坐式单轨构架整体机加工加工方法，基于权利要求1所述的跨坐式单轨构架整体机加工座辅助装置而实现，其特征在于，包括如下的步骤：

步骤一、检查多功能固定夹紧座，将多功能固定夹紧座通过固定底板锁紧在加工中心工作台上，再将跨坐式单轨构架安装在多功能固定夹紧座上进行基准定位并紧固夹紧，检查跨坐式单轨构架平行度和垂直度；

步骤二、机加工中心对跨坐式单轨构架进行加工基准校对，通过垂向辅助支撑座的支撑底板平行度调节柱进行平行度调整，确认基准点和机加工余量设置机加工的原点，保证跨坐式单轨构架所有机加工面的加工基准一致；

步骤三、分别利用垂向辅助支撑座和横向辅助支撑座进行平行度调整，采用三点平面定位校对的原理定位跨坐式单轨构架；

步骤四、分别对跨坐式单轨构架的垂向面和横向面进行机加工；

步骤五、跨坐式单轨构架垂向面和横向面加工完成后，撤除垂向辅助支撑座，将多功能固定夹紧座进行横向翻转，利用横向辅助支撑座调整单轨构架横向平行度调整，机加工中心进行基准校对，底侧待机加工面进行加工直至加工完成。

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