CN113070530B - 后桥壳总成壳体内腔修整装置 - Google Patents

Abstract

一种后桥壳总成壳体内腔修整装置，解决了现有壳体内腔的螺纹孔根部毛刺打磨作业效率低、易造成安全隐患等问题。包括机架，组装在机架上的紧固后桥壳总成的定位夹紧单元，修整单元以及按常用程序预先编辑的相应控制回路，利用由侧定位板、侧推气缸、旋转伸缩气缸和空心定位台构成的定位夹紧单元，对后桥壳总成进行定位、紧固，利用由竖向移动机构、横向移动机构、纵向移动机构和带有刀具的清理工具组装成一体的修整单元，调整清理工具的刀具按顺序分别移动至桥壳内腔各螺纹孔上方，利用刀具修整毛刺。其结构设计合理，修整操作安全、迅速，能够加快螺纹孔根部毛刺打磨作业效率，优化工作环境，显著提高后驱动桥运行质量。

Description

后桥壳总成壳体内腔修整装置

技术领域

本发明涉及一种用于去除后桥壳总成壳体内腔螺纹孔根部毛刺的专用修整设备，特别是一种替代手工操作的后桥壳总成壳体内腔修整装置，属于机械加工制造技术领域。

背景技术

汽车后驱动桥的后桥壳总成内腔，为安装主减速器，需要在壳体加强环上加工出数个双头螺栓连接用的螺纹通孔。在加强环外表面进行钻孔攻丝后，一般在壳体内腔螺纹孔根部存留有毛刺。

现有的机械加工修整技术中，没有用于去除后桥壳总成壳体内腔螺纹孔根部毛刺的修整装置，一般都是需要手工操作，通过气动砂轮打磨的方式，对壳体内腔螺纹孔根部毛刺进行清理，耗费大量时间。由于壳体内腔的空间比较狭小，所以壳体内腔螺纹孔根部毛刺难以清理彻底，在安装主减速器总成扭紧双头螺栓时，容易存在壳体内腔螺纹孔根部的微小毛刺掉入壳体内腔的安全隐患。这不仅影响到壳体内腔的清洁度，而且会造成齿轮异响、轴承磨损及油封漏油等质量问题，降低后驱动桥的整体运行质量。另外，壳体内腔螺纹孔根部毛刺打磨作业效率比较低，清理效果不理想，产生的粉尘多，声音刺耳，致使工作环境恶劣，极易产生尘肺病和耳聋等职业病。因此，这种脏累差的影响人体健康等因素的毛刺打磨作业，一直以来都是无人愿意从事的工位。

发明内容

本发明的目的是提供一种后桥壳总成壳体内腔修整装置，解决了现有壳体内腔螺纹孔根部毛刺打磨作业效率低、易造成安全隐患等问题，其结构设计合理，修整操作安全、迅速，能够加快螺纹孔根部毛刺打磨作业效率，优化工作环境，显著提高后驱动桥运行质量。

本发明所采用的的技术方案是：该后桥壳总成壳体内腔修整装置包括机架，组装在机架上的紧固后桥壳总成的定位夹紧单元和修整单元以及按常用程序预先编辑的相应控制回路，其技术要点是：所述定位夹紧单元由侧定位板、侧推气缸、旋转伸缩气缸和空心定位台构成，其中空心定位台固定在机架上层安装板中部的通孔上方，对称分布在空心定位台两侧的旋转伸缩气缸和侧定位板以及设置在侧定位板与旋转伸缩气缸之间的侧推气缸，分别利用设置在上层安装板T形槽内的T形槽螺栓紧固在机架上，将放置于空心定位台上的后桥壳总成壳体加强环的外表面与定位夹紧单元的空心定位台圆盘表面相接触，使壳体加强环的内孔与空心定位台圆盘的凸台卡接在一起，对后桥壳总成进行定位，通过按常用程序预先编辑的控制回路，调整定位夹紧单元的侧推气缸、旋转伸缩气缸进行相应动作，配合支撑后桥壳总成半轴套管的侧定位板，对后桥壳总成进行紧固；

修整单元由竖向移动机构、横向移动机构、纵向移动机构和带有刀具的清理工具组装成一体，固定在机架下层安装板上，通过按常用程序预先编辑的控制回路分别调整修整单元的竖向移动、横向移动、纵向移动和旋转运动，将修整单元的清理工具移动至壳体内腔，使清理工具的刀具中心与壳体内腔的螺纹孔中心保持在同一轴线上，调整刀具按顺序分别移动至壳体内腔的各螺纹孔上方，利用刀具修整所对准的螺纹孔根部的毛刺。

所述竖向移动机构包括升降架、升降螺杆、同步带轮组、竖框和伺服电机；竖框固定连接在机架下层安装板上，通过同步带轮组传动的伺服电机和升降螺杆分别组装在竖框立板的两侧面，升降螺杆驱动的升降架两端通过导轨组装在竖框两侧的立柱上，伺服电机通过同步带轮组驱动升降螺杆旋转，使升降架沿导轨升降运动。

所述横向移动机构包括伺服电机、联轴器、横滑板、横螺杆和横框，横框固定连接在竖向移动机构的升降架上，与升降架同步移动，驱动横螺杆带动横滑板沿导轨移动的伺服电机与横框组装在一起，横滑板通过导轨与横框连接，横螺杆通过轴承座与横框连接。伺服电机利用联轴器与横螺杆连接。伺服电机驱动横螺杆旋转，带动横滑板沿导轨横向运动。

所述纵向移动机构包括伺服电机、同步带轮组、纵框、纵螺杆和带有转台的纵滑板，纵框固定连接在横向移动机构的横滑板上，与横滑板同步移动，通过同步带轮组传动的伺服电机和纵螺杆分别组装在纵框上，纵螺杆驱动的纵滑板通过导轨组装在纵框上，纵螺杆利用轴承座与纵框连接，与纵滑板连接固定在一起的转台上设置有步进电机驱动的转盘，伺服电机通过同步带轮组驱动纵螺杆旋转，带动纵滑板和转台沿导轨进行纵向运动。

所述清理工具包括支撑轴、动力端、联板、套筒、传动杆、联动轴和带有三刃倒角刀的刀具，支撑轴组装在纵向移动机构转台的转盘上，并与转台的转盘同步转动，顶部带有套筒的联动轴与支撑轴同轴连接在一起，动力端通过联板与支撑轴平行并列固定，将动力端的输出轴插入联动轴顶部套筒内的一端，刀具输入轴插入联动轴顶部套筒内的另一端，并使刀具的三刃倒角刀的刃部向下，刀具输入轴通过传动杆与动力端的输出轴连接，动力端的输出轴旋转，带动传动杆驱动刀具的三刃倒角刀旋转，利用刀具的三刃倒角刀修整所对准的螺纹孔根部的毛刺。

所述空心定位台包括组装在一起的空心底座和空心圆盘，底座利用设置在机架上层板T形槽内的T形槽螺栓紧固在机架上。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明采用由侧定位板、侧推气缸、旋转伸缩气缸和空心定位台构成的定位夹紧单元，对后桥壳总成进行定位、紧固，利用由竖向移动机构、横向移动机构、纵向移动机构和带有刀具的清理工具组装成一体的修整单元，通过按常用程序预先编辑的控制回路分别调整修整单元的竖向移动、横向移动、纵向移动和旋转运动，将修整单元的清理工具移动至壳体内腔，使清理工具的刀具中心与壳体内腔的螺纹孔中心保持在同一轴线上，调整刀具按顺序分别移动至壳体内腔的各螺纹孔上方，利用刀具修整所对准的螺纹孔根部的毛刺，所以其结构设计合理，修整操作安全、迅速，能够加快螺纹孔根部毛刺打磨作业效率，优化工作环境，显著提高后驱动桥运行质量。

因此，本发明从根本上解决了现有壳体内腔的螺纹孔根部毛刺打磨作业效率低、易造成安全隐患等问题。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种立体结构示意图；

图2是图1中修整单元的一种立体结构示意图；

图3是图2中清理工具的一种结构示意图；

图4是图2中竖向移动机构的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的后视图；

图7是图2中横向移动机构的主视图；

图8是图7的俯视图；

图9是图2中纵向移动机构的主视图；

图10是图9的俯视图；

图11是图1中空心定位台的主视图；

图12是图11的俯视图；

图13是后桥壳总成的一种立体结构示意图。

图中序号说明：1修整单元、2机架、3侧定位板、4侧推气缸、5旋转伸缩气缸、6空心定位台、7竖向移动机构、8横向移动机构、9纵向移动机构、10清理工具、11支撑轴、12动力端、13联板、14套筒、15传动杆、16联动轴、17刀具、18升降架、19升降螺杆、20同步带轮组、21竖框、22伺服电机、23联轴器、24横滑板、25横螺杆、26横框、27纵框、28纵滑板、29转台、30纵螺杆、31空心底座、32空心圆盘、33半轴套管、34壳体、35加强环。

具体实施方式

根据图1～13详细说明本发明的具体结构。该后桥壳总成壳体内腔修整装置包括机架2，组装在机架2上的紧固后桥壳总成的定位夹紧单元，修整单元1以及按常用程序预先编辑的相应控制回路。其中机架2采用框架结构，其上层安装板设置有键槽和T形槽，其下层安装板设置有销孔和螺纹孔，底部设置有调整垫铁，为了作业安全，机架2外周可加装防护板。

组装在机架2上层安装板上的定位夹紧单元由侧定位板3、侧推气缸4、旋转伸缩气缸5和空心定位台6等件构成。其中空心定位台6包括组装在一起的空心底座31和空心圆盘32。空心定位台6固定在机架2上层安装板中部的通孔上方，旋转伸缩气缸5和侧定位板3分别对称分布在空心定位台6两侧，侧推气缸4设置在侧定位板3与旋转伸缩气缸5之间。空心定位台6、侧定位板3、侧推气缸4和旋转伸缩气缸5分别利用导向平键和T形槽螺栓紧固在机架2上。

修整作业前，首先，将后桥壳总成放置于定位夹紧单元的空心定位台6上，使后桥壳总成壳体34的加强环35外表面与空心定位台6的圆盘32表面相接触，并把加强环35的内孔与圆盘32的凸台卡接在一起，对后桥壳总成进行初步定位。然后，通过按常用程序预先编辑的控制回路，调整定位夹紧单元的侧推气缸4、旋转伸缩气缸5进行相应动作，配合支撑后桥壳总成半轴套管33的侧定位板3，对后桥壳总成进行紧固：即调整定位夹紧单元的侧推气缸4与壳体34接触，推半轴套管33止口抵至侧定位板3上，完成对后桥壳总成定位；调整旋转伸缩气缸5进行转动，使其上的压板从相对壳体34平行状态旋转至垂直状态，然后收缩下降至压板上的止动螺栓与壳体34接触，完成对后桥壳总成夹紧。

修整单元1由竖向移动机构7、横向移动机构8、纵向移动机构9和带有刀具17的清理工具10等件组装成一体，通过两销定位、螺栓连接组装在机架2下层安装板上。为了作业安全，修整单元1的外露部件可加装防护板。其中：

竖向移动机构7包括升降架18、升降螺杆19、同步带轮组20、竖框21和伺服电机22等件。其中竖框21通过螺栓固定连接在机架2下层安装板上。通过同步带轮组20传动的伺服电机22和升降螺杆19分别组装在竖框21立板的两侧面。升降螺杆19驱动的升降架18两端通过导轨组装在竖框21两侧的立柱上。伺服电机通过同步带轮组驱动升降螺杆19旋转，带动升降架沿导轨竖向运动。

横向移动机构8包括伺服电机22、联轴器23、横滑板24、横螺杆25和横框26等件。其中横框26通过螺栓连接固定在竖向移动机构的升降架18上，与升降架18同步移动。驱动横螺杆25带动横滑板24沿导轨移动的伺服电机22与横框26组装在一起，横滑板24通过导轨组装在横框26上，横螺杆25通过轴承座与横框26连接。伺服电机22利用联轴器23与横螺杆25连接。伺服电机22驱动横螺杆25旋转，带动横滑板24沿导轨进行横向运动。

纵向移动机构9包括同步带轮组20、伺服电机22、纵框27、纵螺杆30和带有转台29的纵滑板28等件。其中纵框27通过螺栓连接固定在横向移动机构8的横滑板24上，与横滑板24同步移动。通过同步带轮组20传动的伺服电机22和纵螺杆30分别组装在纵框27上，纵螺杆30驱动的纵滑板28通过导轨组装在纵框27上，纵螺杆30利用轴承座与纵框27连接。与纵滑板28连接固定在一起的转台29上设置有步进电机驱动的转盘。伺服电机22通过同步带轮组20驱动纵螺杆30旋转，带动纵滑板28和转台29沿导轨进行纵向运动。

清理工具10包括支撑轴11、动力端12（市售产品，锐力马公司生产，型号为UL-8HL气动螺丝刀）、联板13、套筒14、传动杆15、联动轴16和刀具17（市售产品，宝世工具公司生产，带有三刃倒角刀的型号为16mm内孔倒角机刀头）等件。支撑轴11固定连接在纵向移动机构9转台29的转盘上，与转台29的转盘同步转动。顶部带有套筒14的联动轴16与支撑轴11同轴连接在一起，联动轴16与支撑轴11间有防脱落的保护螺栓。动力端12通过联板13与支撑轴11平行并列固定。将动力端12的输出轴插入联动轴16顶部套筒14内的一端，刀具17输入轴插入联动轴16顶部套筒14内的另一端，并使刀具17的三刃倒角刀的刃部向下，刀具17输入轴通过传动杆15与动力端12的输出轴连接。动力端12的输出轴旋转，带动传动杆15驱动刀具17的三刃倒角刀旋转。

按常用程序预先编辑的控制回路可以完成以下动作：

启动竖向移动机构7的伺服电机22旋转，通过同步带轮组20驱动升降螺杆19转动，从而使升降架18沿导轨进行竖向运动，同时带动横向移动机构8、纵向移动机构9和转台29上的清理工具10进行竖向运动；

启动横向移动机构8的伺服电机22旋转，通过联轴器23驱动横螺杆25旋转，从而使横滑板24沿导轨进行横向运动，带动纵向移动机构9和转台29上的清理工具10进行横向运动；

启动纵向移动机构9的伺服电机22旋转，通过同步带轮组20驱动纵螺杆30旋转，从而使纵滑板28沿导轨进行纵向运动，带动转台29上的清理工具10进行纵向运动；

启动转台29的步进电机驱动转台29的转盘旋转，带动清理工具10进行旋转运动。

启动动力端12的输出轴旋转，带动传动杆15驱动刀具17的三刃倒角刀旋转，利用三刃倒角刀修整螺纹孔根部的毛刺。

通过上述按常用程序预先编辑的控制回路，分别调整修整单元1的竖向移动、横向移动、纵向移动和旋转运动，将修整单元1的清理工具10移动至壳体34内腔，使清理工具10的刀具17中心与壳体34内腔的螺纹孔中心保持在同一轴线上，调整刀具10按顺序分别移动至壳体34内腔的各螺纹孔上方，利用刀具17的三刃倒角刀修整所对准的螺纹孔根部的毛刺。

具体操作过程如下：

1.将后桥壳总成放置在定位夹紧单元的空心定位台6上，使后桥壳总成两端的半轴套管33位于侧定位板3的凹槽内，壳体34的加强环35外表面与空心定位台6的圆盘32表面相接触，并把加强环35的内孔与圆盘32的凸台卡接在一起，对后桥壳总成进行初步定位。

2.启动侧推气缸4伸出撞块与后桥壳总成壳体34接触，推动后桥壳总成绕圆盘32的凸台旋转，推半轴套管33止口抵至侧定位板3上，完成对后桥壳总成定位。

3.调整旋转伸缩气缸5进行转动，使其上的压板从相对壳体34平行状态旋转至垂直状态，然后收缩旋转伸缩气缸5，压板上的止动螺栓下降至与壳体34接触，配合支撑后桥壳总成半轴套管33的侧定位板3，完成对后桥壳总成夹紧。

4. 启动清理工具10的动力端12输出轴旋转，带动传动杆15驱动刀具17的三刃倒角刀转动，备用。

5. 调整修整单元1的竖向移动、横向移动、纵向移动和旋转运动，控制清理工具10移动至壳体34内腔，使清理工具10的刀具17中心与壳体34内腔的螺纹孔中心保持在同一轴线上。

6.清理工具10竖向运动，从初始高度（联动轴6顶部位于圆盘32定位面下方）上升，移动到待加工高度（刀具17三刃倒角刀位于壳体34内腔的螺纹孔根部上方）。

7.清理工具10旋转运动，使刀具17、支撑轴11中心线连线与第一个待加工孔、加强环35内孔中心线连线平行；清理工具10横向、纵向运动，使刀具17三刃倒角刀中心与第一个待加工孔中心保持在同一轴线上。

8.清理工具10竖向运动，刀具17的三刃倒角刀向下进给，从操作过程6待加工高度移动到加工深度，利用三刃倒角刀修整螺纹孔根部的毛刺。清理工具10竖向移动，使刀具17上升回到操作过程6待加工高度。

9.重复上述操作过程7、8，按照顺时针方向依次加工各待加工孔，直到所有后桥壳总成内腔的螺纹孔根部毛刺修整完毕。

10.清理工具10旋转运动，使刀具17、支撑轴11中心线连线与纵向平行；清理工具10横向、纵向运动，使支撑轴11与圆盘32同轴；清理工具10竖向运动，使清理工具10返回操作过程6初始高度。

11.关闭清理工具10，刀具17三刃倒角刀停止旋转。

12.启动旋转伸缩气缸5，压板上升，从相对壳体34垂直旋转至平行；侧推气缸4撞块缩回。

13.取下被修整完的工件后桥壳总成。

Claims (2)

1.一种后桥壳总成壳体内腔修整装置，包括机架，组装在机架上的紧固后桥壳总成的定位夹紧单元，修整单元以及按常用程序预先编辑的相应控制回路，其特征在于：所述定位夹紧单元由侧定位板、侧推气缸、旋转伸缩气缸和空心定位台构成，其中空心定位台固定在机架上层定位板中部的通孔上方，对称分布在空心定位台两侧的旋转伸缩气缸和侧定位板以及设置在侧定位板与旋转伸缩气缸之间的侧推气缸，分别利用设置在上层定位板T形槽内的T形槽螺栓紧固在机架上，将放置于空心定位台上的后桥壳总成壳体加强环的外表面与定位夹紧单元的空心定位台圆盘表面相接触，使壳体加强环的内孔与空心定位台圆盘的凸台卡接在一起，对后桥壳总成进行定位，通过预先编辑的控制回路，调整定位夹紧单元的侧推气缸、旋转伸缩气缸进行相应动作，配合支撑后桥壳总成半轴套管的侧定位板，对后桥壳总成进行紧固；

修整单元由竖向移动机构、横向移动机构、纵向移动机构和带有刀具的清理工具组装成一体，固定在机架下层定位板上，通过按常用程序预先编辑的控制回路分别调整修整单元的竖向移动、横向移动、纵向移动和旋转运动，将修整单元的清理工具移动至壳体内腔，使清理工具的刀具中心与桥壳内腔的螺纹孔中心保持在同一轴线上，调整刀具按顺序分别移动至桥壳内腔的各螺纹孔上方，利用刀具修整所对准的螺纹孔根部的毛刺；

所述竖向移动机构包括升降架、升降螺杆、同步带轮组、竖框和伺服电机；竖框固定连接在机架下层定位板上，通过同步带轮组传动的伺服电机和升降螺杆分别组装在竖框立板的两侧面，升降螺杆驱动的升降架两端通过导轨组装在竖框两侧的立柱上，伺服电机通过同步带轮组驱动升降螺杆旋转，使升降架沿导轨升降运动；

所述横向移动机构包括伺服电机、联轴器、横滑板、横螺杆和横框，横框固定连接在竖向移动机构的升降架上，与升降架同步移动，驱动横螺杆带动横滑板沿导轨移动的伺服电机与横框组装在一起，横滑板通过导轨与横框连接，横螺杆通过轴承座与横框连接，伺服电机利用联轴器与横螺杆连接，伺服电机驱动横螺杆旋转，带动横滑板沿导轨横向运动；

所述纵向移动机构包括伺服电机、同步带轮组、纵框、纵螺杆和带有转台的纵滑板，纵框固定连接在横向移动机构的横滑板上，与横滑板同步移动，通过同步带轮组传动的伺服电机和纵螺杆分别组装在纵框上，纵螺杆驱动的纵滑板通过导轨组装在纵框上，纵螺杆利用轴承座与纵框连接，与纵滑板连接固定在一起的转台上设置有步进电机驱动的转盘，伺服电机通过同步带轮组驱动纵螺杆旋转，带动纵滑板和转台沿导轨进行纵向运动；

所述清理工具包括支撑轴、动力端、联板、套筒、传动杆、联动轴和带有三刃倒角刀的刀具，支撑轴组装在纵向移动机构转台的转盘上，并与转台的转盘同步转动，顶部带有套筒的联动轴与支撑轴同轴连接在一起，动力端通过联板与支撑轴平行并列固定，将动力端的输出轴插入联动轴顶部套筒内的一端，刀具输入轴插入联动轴顶部套筒内的另一端，并使刀具的三刃倒角刀的刃部向下，刀具输入轴通过传动杆与动力端的输出轴连接，动力端的输出轴旋转，带动传动杆驱动刀具的三刃倒角刀旋转，利用刀具的三刃倒角刀修整所对准的螺纹孔根部的毛刺。

2.根据权利要求1所述的后桥壳总成壳体内腔修整装置，其特征在于：所述空心定位台包括组装在一起的空心底座和空心圆盘，底座利用设置在上层连接板T形槽内的T形槽螺栓紧固在机架上。