CN113715898B - 一种中间轴扭转装置及中间轴的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中间轴扭转装置及中间轴的加工方法，机架主体从上到下依次固连有顶部伺服电机和底部伺服电机,顶部伺服电机的输出端通过第一弹性联轴器与第一丝杠的一端相连,第一丝杠的另一端与第一轴承座B相连,底部伺服电机的输出端通过第二弹性联轴器与第二丝杠的一端相连，第二丝杠的另一端与第二轴承座B相连，第一轴承座A的两侧固连有导轨,导轨上依次连接有底板和弯板,底板的一侧与扭转机构固连，弯板的顶端与下端固定机构固连，机架主体远离导轨的一侧固连有支架，支架的顶部固连有夹持机构，本发明无需人工手动选配，提高了中间轴滑动力的一致性和稳定性，节省了人力，提高了生产的效力。

Description

一种中间轴扭转装置及中间轴的加工方法

技术领域

本发明涉及中间轴加工装置领域,具体涉及一种中间轴扭转装置及中间轴的加工方法。

背景技术

随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,汽车已经成为人们必不可少的交通工具,中间轴是连接在转向器和转向管柱中间的一根轴，是转向系统中重要的组成部分，中间轴的功能是传递方向盘输出的扭矩和转角，在车辆发生正面撞击时，实现溃缩，从而保护驾驶员的安全，如图5所示,中间轴由叉管总成6-1和叉轴总成6-2组成,所述叉管总成6-1由叉管6-1-1、内叉6-3、外叉6-4和十字轴承组成，所述叉轴总成6-2由叉轴6-2-1、内叉6-3、外叉6-4和十字轴承组成，现有中间轴的加工，由于每个叉轴6-2-1和每个叉管6-1-1受到加工公差的影响，所以导致叉管总成6-1和叉轴总成6-2在压装后，滑动力大小不确定，由于在装配过程中还存在一定的误差,造成装配间隙过大或过小,致使产品的质量不稳定,需要人工进行选配，来达到客户所需要的滑动力要求。

但人为手动选配的中间轴，存在以下缺陷：①由于人工手动选配中间轴，滑动力的一致性和稳定性差，②人工等无法确定的因素也会导致产品质量问题，③需要浪费大量的人力和物力，生产周期长，生产效率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中的缺点和不足，提供一种中间轴扭转装置及中间轴的加工方法，该装置无需人工手动选配叉管总成和叉轴总成，大大提高了中间轴滑动力的一致性和稳定性，可实现自动化装配，节省了人力和物力，提高了生产的效力，该加工方法通过本装置和加热装置的相互配合提高了中间轴的滑动力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种中间轴扭转装置，包括机架主体、扭转机构、下端固定机构、夹持机构、顶部伺服电机和底部伺服电机，所述机架主体从上到下依次固连有顶部伺服电机、第一轴承座A、第一轴承座B、第二轴承座B、第二轴承座A和底部伺服电机,所述顶部伺服电机的输出端通过第一弹性联轴器与第一丝杠的一端相连,且所述第一丝杠的一端与第一轴承座A相连，所述第一丝杠的另一端与第一轴承座B相连,所述底部伺服电机的输出端通过第二弹性联轴器与第二丝杠的一端相连，且所述第二丝杠的一端与第二轴承座A相连，第二丝杠的另一端与第二轴承座B相连，所述第一轴承座A的两侧固连有导轨,所述导轨上依次连接有底板和弯板,所述底板的一侧分别与所述导轨上的滑块和第一丝杠上的丝杠座固连,所述底板的另一侧与扭转机构固连，所述弯板的一侧分别与所述导轨上的滑块和第二丝杠上的丝杠座固连，所述弯板的上面与下端固定机构固连，所述扭转机构和所述下端固定机构的位置相对应，所述机架主体背离导轨的一侧固连有支架，所述支架的上面固连有夹持机构。

所述扭转机构包括液压马达、联轴器、转盘、旋转头和固定外壳组成，所述液压马达的机身与固定外壳的顶端相连，所述液压马达的输出轴穿过所述固定外壳与联轴器的一端相连，所述联轴器的另一端与转盘的输入轴相连，所述转盘远离输入轴的一端与旋转头相连，所述扭转机构通过固定外壳与底板固连。

所述转盘与旋转头的连接处设有凹槽,所述旋转头临近转盘的一侧,带有与所述转盘上的凹槽相配合的连接头，所述旋转头内加工有内叉槽A，所述内叉槽A的形状为仿内叉外形形状，所述内叉槽A的一侧加工有豁口。

所述下端固定机构包括固定头、过渡连接板和底座，所述固定头与所述过渡连接板相连，所述过渡连接板的两侧均布竖直设置有长圆孔，所述底座与所述过渡连接板相对应的位置也竖直设置有长圆孔，螺栓通过所述过渡连接板上的长圆孔和所述底座上的长圆孔并使之固连，所述底座竖直长圆孔的外侧均布设置有水平的长圆孔，所述弯板的顶部与所述底座相对应的位置也水平设置有长圆孔，螺栓通过所述底座上水平设置的长圆孔与所述弯板顶部设置的长圆孔并使之固连。

所述固定头临近过渡连接板的一侧带有固定连接头，所述固定头内加工有内叉槽B，所述内叉槽B的形状为仿内叉外形形状，所述内叉槽B的一侧加工有豁口,所述过渡连接板上相对固定头的一侧加工有与固定连接头相配合的凹槽。

所述夹持机构包括第一夹爪机构、第一气缸连接板、第二夹爪机构、叉管防滑落机构、气路分配器、上下气缸和前后气缸，所述第一气缸连接板上依次固连有第一夹爪机构、气路分配器和第二夹爪机构，所述第二夹爪机构上固连有叉管防滑落机构，所述第一气缸连接板远离第二夹爪机构的一侧连接有第一连接板，所述第一连接板上依次连接有活塞连接板和第一轴承，所述第一轴承与第一导轨的滑块固连，所述第一导轨固连在第二连接板上，所述第二连接板上固连有第三连接板，所述第三连接板的一侧固连有上下气缸、前后气缸和第二气缸连接板，所述上下气缸的活塞与所述活塞连接板固连，所述前后气缸的缸体与第二气缸连接板固连，所述前后气缸的活塞穿过第二气缸连接板与支架连接板固连，所述支架连接板与支架的顶端固连，所述第三连接板的另一侧固连有第二导轨，所述第二导轨的滑块与第二轴承固连，所述第二轴承与支架的顶端固连。

所述第一夹爪机构和第二夹爪机构的结构相同，所述第一夹爪机构包括：一对第一夹爪，一对第一弹性连接件和第一夹爪气缸，一对第一夹爪通过一对第一弹性连接件共同固连在所述第一夹爪气缸上，所述第一弹性连接件包括第一卡槽连接件、第一弹性件和第一固定件，所述第一卡槽连接件上带有“T”型卡槽，所述第一夹爪的尾部通过“T”型卡槽与所述第一卡槽连接件相连，所述第一卡槽连接件、第一弹性件和第一固定件通过螺栓与所述第一夹爪气缸固连，所述第一夹爪气缸与第一气缸连接板固连。

所述叉管防滑落机构包括防滑落挡板、挡板连接板、防滑落主体、插拔销、防滑落固定板和外叉托板，所述防滑落挡板与所述挡板连接板固连，所述挡板连接板与所述防滑落主体固连，所述防滑落主体的底端与外叉托板固连，所述外叉托板的前端为阶梯状，所述防滑落挡板的前端为弧形，且弧形的宽度和中间轴叉管的直径相同，所述防滑落主体的上端为“凹”形，所述防滑落主体的上端与防滑落固定板通过所述插拔销相连，所述防滑落固定板与所述第二夹爪机构上的第二夹爪气缸固连。

一种中间轴的加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：将注塑层热压或注塑包覆在叉轴总成的叉轴前端；

S2：将带有注塑层的叉轴总成压入叉管总成的叉管内；

S3：将压好的中间轴竖直固定在生产线的托盘上，叉管总成朝上，叉轴总成朝下；S4：夹持机构上的第一夹爪通过第一夹爪气缸夹住叉管总成，第二夹爪通过第二夹爪气缸夹住叉轴总成，夹持机构通过上下气缸和前后气缸将中间轴移动到工作位置；

S5：顶部伺服电机带动扭转机构沿着导轨向下移动，套在叉管总成的内叉上，使叉管总成上的内叉与扭转机构上的旋转头相连；

S6：底部伺服电机带动下端固定机构沿着导轨向上移动，套在叉轴总成的内叉上，使叉轴总成上的内叉与下端固定机构上的固定头相连；

S7：将加热装置的加热器移到中间轴所需加热的位置，隔着叉管总成对叉轴总成的注塑层进行加热，加热温度为60℃-200℃；

S8：加热到设定的温度后，夹持机构上的第一夹爪和第二夹爪在第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的作用下松开中间轴；

S9：下端固定机构和与下端固定机构相连的叉轴总成不动，扭转机构上的液压马达带动旋转头和与旋转头相连的叉管总成进行正转，当正转达到扭矩的设定值后进行反转；

S10：当反转达到扭矩的设定值后，液压马达带动旋转头回到原位；

S11：夹持机构上的第一夹爪和第二夹爪在第一夹爪气缸和第二夹爪气缸的作用下夹住中间轴，将本装置上的冷却气阀打开，夹持机构上的气路分配器开始对产品进行吹气冷却；

S12：加热装置的加热器退回原位，顶部伺服电机带动扭转机构沿着导轨向上移动，回到原位，底部伺服电机带动下端固定机构沿着导轨向下移动，退回原位；

S13：中间轴进行冷却后，夹持机构通过上下气缸和前后气缸将中间轴移动到托盘上，冷却气阀关闭，第一夹爪和第二夹爪将中间轴松开，并通过上下气缸和前后气缸退回原位。

所述注塑层的厚度为0.5mm，将带有注塑层的叉轴总成压入叉管总成的叉管内的压力是大于350N小于1000N。

本发明的优点及有益效果：

1、本发明不需要人为的选配叉管总成和叉轴总成，只需将叉轴总成压入叉管总成后，利用夹持机构将中间轴竖直夹持，通过扭转机构和下端固定机构的相互配合将中间轴进行扭转，使叉管总成和叉轴总成的间隙一致，产品质量稳定。

2、本发明通过调整扭转机构中液压马达的压力和流量来改变其输出扭矩，在通过加热设备调整中间轴的加热温度来调整中间轴的滑动力，由于液压马达的扭力大，扭矩输出稳定，已达到产品滑动力和稳定性的一致性。

3、本发明上旋转头的内叉槽为仿内叉外形设计，①将扭矩尽量多的施加在叉管总成上，这样当旋转头套在叉管总成的内叉上进行旋转时，产品在扭转的过程中，外叉可以不受到任何扭转外力的影响，防止十字轴受到大扭矩而导致的损坏。②如果旋转头与内叉的配合间隙过大会导致内叉在旋转头内部与旋转头发生相对运动，导致加热扭转的过程失效，本发明的旋转头的内叉槽为仿内叉外形设计，保证了旋转头和内叉配合的间隙，提高了加热扭转的效率。

4、本发明操作简单，大大的减小了产品的生产周期，提高了生产效率。

5、由于中间轴的粗细不同，本发明可以通过更换旋转头、固定头和夹爪来实现对不同的中间轴进行加工。

附图说明

图1为本发明的整体结构工作示意图；

图2为本发明扭转机构的爆炸图；

图3为本发明下端固定机构的爆炸图；

图4为本发明旋转头、中间轴和固定头的结合示意图；

图5为本发明旋转头、中间轴和下端固定机构相结合的爆炸图；

图6为本发明夹持机构的结构示意图；

图7为本发明夹持机构的爆炸示意图；

图8为本发明叉管防滑落机构的爆炸示意图。

附图标记：1机架主体、1-1底板、1-2弯板、1-3支架、2导轨、3扭转机构、3-1液压马达、3-2联轴器、3-3转盘、3-4旋转头、3-4-1连接头、3-4-2内叉槽A、3-5固定架、4下端固定机构、4-1固定头、4-1-1固定连接头、4-1-2内叉槽B、4-2过渡连接板、4-3底座、5夹持机构、5-1第一夹爪机构、5-1-1第一夹爪、5-1-2第一弹性连接件、5-1-2-1第一卡槽连接件、5-1-2-2第一弹性件、5-1-2-3第一固定件、5-1-3第一夹爪气缸、5-2第一气缸连接板、5-3-1第二夹爪、5-3-2第二弹性连接件、5-3-2-1第二卡槽连接件、5-3-2-2第二弹性件、5-3-2-3第二固定件、5-3-3第二夹爪气缸、5-4叉管防滑落机构、5-4-1防滑落挡板、5-4-2挡板连接板、5-4-3防滑落主体、5-4-4插拔销、5-4-5防滑落固定板、5-4-6外叉托板、5-5气路分配器、5-6第一连接板、5-7活塞连接板、5-8第二连接板、5-9第一轴承、5-10第一导轨、5-11上下气缸、5-12前后气缸、5-13第三连接板、5-14第二气缸连接板、5-15支架连接板、5-16第二轴承、6中间轴、6-1叉管总成、6-1-1叉管、6-2叉轴总成、6-2-1叉轴、6-3内叉、6-4外叉、顶部伺服电机7、第一弹性联轴器8、第一轴承座A9、第一轴承座B10、第一丝杠11、底部伺服电机12、第二弹性联轴器13、第二轴承座A14、第二轴承座B15和第二丝杠16。

具体实施方式

下面结合附图详细对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受以下方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“垂直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种中间轴扭转装置，包括机架主体1、扭转机构3、下端固定机构4、夹持机构5、顶部伺服电机7和底部伺服电机12，所述机架主体1从上到下依次固连有顶部伺服电机7、第一轴承座A9、第一轴承座B10、第二轴承座B15、第二轴承座A14和底部伺服电机12,所述顶部伺服电机7的输出端通过第一弹性联轴器8与第一丝杠11的一端相连,且所述第一丝杠11的一端与第一轴承座A9相连，所述第一丝杠11的另一端与第一轴承座B10相连,所述底部伺服电机12的输出端通过第二弹性联轴器13与第二丝杠16的一端相连，且所述第二丝杠16的一端与第二轴承座A14相连，第二丝杠16的另一端与第二轴承座B15相连，所述第一轴承座A9的两侧固连有导轨2,所述导轨2上依次连接有底板1-1和弯板1-2,所述底板1-1的一侧分别与所述导轨2上的滑块和第一丝杠11上的丝杠座固连,所述底板1-1的另一侧与扭转机构3固连，所述弯板1-2的一侧分别与所述导轨2上的滑块和第二丝杠16上的丝杠座固连，所述弯板1-2的上面与下端固定机构4固连，所述扭转机构3和所述下端固定机构4的位置相对应，所述机架主体1背离导轨2的一侧固连有支架1-3，所述支架1-3的上面固连有夹持机构5。

如图2所示，所述扭转机构3包括液压马达3-1、联轴器3-2、转盘3-3、旋转头3-4和固定外壳3-5组成，所述液压马达3-1的机身与固定外壳3-5的顶端相连，所述液压马达3-1的输出轴穿过所述固定外壳3-5与联轴器3-2的一端相连，所述联轴器3-2的另一端与转盘3-3的输入轴相连，所述转盘3-3远离输入轴的一端与旋转头3-4相连，所述扭转机构3通过固定外壳3-5与底板1-1固连，所述扭转机构3的上下移动由顶部伺服电机7驱动控制。

如图2所示，所述转盘3-3与旋转头3-4的连接处设有凹槽,所述旋转头3-4临近转盘3-3的一侧,带有与所述转盘3-3上的凹槽相配合的连接头3-4-1，所述转盘3-3与连接头3-4-1通过直销连接，以保证加工粗细不同的中间轴时,旋转头3-4的快速更换。因为旋转头3-4与内叉的配合间隙过大或过小都会导致内叉在旋转头3-4内部与旋转头3-4发生相对运动，导致加热扭转的过程失效,所以需要根据中间轴的粗细,来更换旋转头3-4,所述旋转头3-4内加工有内叉槽A3-4-2，所述内叉槽A3-4-2的形状为仿内叉外形形状，保证了旋转头和内叉配合的间隙，提高了加热扭转的效率，所述内叉槽A3-4-2的一侧加工有豁口,目的是将扭矩尽量多的施加在叉管总成上，这样当旋转头3-4套在内叉6-3上旋转时,使中间轴6在扭转的过程中外叉6-4不收到任何扭转的外力，防止十字轴因受到大扭矩而导致的损坏。

如图3所示，所述下端固定机构4包括固定头4-1、过渡连接板4-2和底座4-3，所述固定头4-1与所述过渡连接板4-2相连，所述过渡连接板4-2的两侧均布竖直设置有长圆孔，所述底座4-3与所述过渡连接板4-2相对应的位置也竖直设置有长圆孔，螺栓通过所述过渡连接板4-2上的长圆孔和所述底座4-3上的长圆孔并使之固连，所述过渡连接板4-2和底座4-3上的竖直长圆孔可以使固定头4-1相对于所述底座4-3进行竖直方向的微调，所述底座4-3竖直长圆孔的外侧均布设置有水平的长圆孔，所述弯板1-2的顶部与所述底座4-3相对应的位置也水平设置有长圆孔，螺栓通过所述底座4-3上水平设置的长圆孔与所述弯板1-2顶部设置的长圆孔并使之固连,所述底座4-3和所述弯板1-2上的水平长圆孔可以使所述下端固定机构4相对于所述弯板1-2进行水平方向上的微调,所述下端固定机构4的上下移动由底部伺服电机12驱动控制。

如图3所示，所述固定头4-1临近过渡连接板4-2的一侧带有固定连接头4-1-1，所述固定头4-1内加工有内叉槽B4-1-2，所述内叉槽B4-1-2的形状为仿内叉外形形状，所述内叉槽B4-1-2的一侧加工有豁口,所述固定头4-1的目的所述旋转头3-4的目的相同，所述过渡连接板4-2上相对固定头4-1的一侧加工有与固定连接头4-1-1相配合的凹槽,所述固定头4-1与所述过渡连接板4-2通过直销连接,以保证加工粗细不同的中间轴时,固定头4-1的快速更换。

如图6、图7所示，所述夹持机构5包括第一夹爪机构5-1、第一气缸连接板5-2、第二夹爪机构5-3、叉管防滑落机构5-4、气路分配器5-5、上下气缸5-11和前后气缸5-12，所述第一气缸连接板5-2上依次固连有第一夹爪机构5-1、气路分配器5-5和第二夹爪机构5-3，所述气路分配器5-5通过连接管与本装置上的冷却风出口相连，所述第二夹爪机构5-3上固连有叉管防滑落机构5-4，所述第一气缸连接板5-2远离第二夹爪机构5-3的一侧连接有第一连接板5-6，所述第一连接板5-6上依次连接有活塞连接板5-7和第一轴承5-9，所述第一轴承5-9与第一导轨5-10的滑块固连，所述第一导轨5-10固连在第二连接板5-8上，所述第二连接板5-8上固连有第三连接板5-13，所述第三连接板5-13的一侧固连有上下气缸5-11、前后气缸5-12和第二气缸连接板5-14，所述上下气缸5-11的活塞与所述活塞连接板5-7固连，所述前后气缸5-12的缸体与第二气缸连接板5-14固连，所述前后气缸5-12的活塞穿过第二气缸连接板5-14与支架连接板5-15固连，所述支架连接板5-15与支架1-3的顶端固连，所述第三连接板5-13的另一侧固连有第二导轨，所述第二导轨的滑块与第二轴承5-16固连，所述第二轴承5-16与支架1-3的顶端固连。所述夹持机构5通过上下气缸5-11和前后气缸5-12已达到上下运动和前后运动的目的。

如图7所示，所述第一夹爪机构5-1和第二夹爪机构5-3的结构相同，所述第一夹爪机构5-1包括：一对第一夹爪5-1-1，一对第一弹性连接件5-1-2和第一夹爪气缸5-1-3，一对第一夹爪5-1-1通过一对第一弹性连接件5-1-2共同固连在所述第一夹爪气缸5-1-3上，所述第一弹性连接件5-1-2的作用是防止第一夹爪的加持力过大将产品弄坏，所述第一弹性连接件5-1-2包括第一卡槽连接件5-1-2-1、第一弹性件5-1-2-2和第一固定件5-1-2-3，所述第一卡槽连接件5-1-2-1上带有“T”型卡槽，所述第一夹爪5-1-1的尾部通过“T”型卡槽与所述第一卡槽连接件5-1-2-1相连，所述第一卡槽连接件5-1-2-1、第一弹性件5-1-2-2和第一固定件5-1-2-3通过螺栓与所述第一夹爪气缸5-1-3固连，所述第一夹爪气缸5-1-3与第一气缸连接板5-2固连，所述第一弹性件5-1-2-2由牛筋板制成。

如图8所示，所述叉管防滑落机构5-4包括防滑落挡板5-4-1、挡板连接板5-4-2、防滑落主体5-4-3、插拔销5-4-4、防滑落固定板5-4-5和外叉托板5-4-6，所述防滑落挡板5-4-1与所述挡板连接板5-4-2固连，所述挡板连接板5-4-2与所述防滑落主体5-4-3固连，所述防滑落主体5-4-3的底端与外叉托板5-4-6固连，所述外叉托板5-4-6的前端为阶梯状，为了防止叉轴总成6-2中的外叉6-4滑落，如果外叉6-4滑落，产品将无法进入下端固定机构4中的固定头4-1内,所述防滑落挡板5-4-1的前端为弧形，且弧形的宽度和中间轴叉管的直径相同，可以防止中间轴在加热扭转后,由于滑动力变小，防止叉管总成6-2受到重力的作用而自动下滑，所述防滑落主体5-4-3的上端为“凹”形，所述防滑落主体5-4-3的上端与防滑落固定板5-4-5通过所述插拔销5-4-4相连，所述防滑落固定板5-4-5与所述第二夹爪机构5-3上的第二夹爪气缸5-3-3固连。

所述顶部伺服电机7、底部伺服电机12、液压马达3-1、上下气缸5-11、前后气缸5-12、第一夹爪气缸5-1-3和第二夹爪气缸5-3-3等都是用PLC程序控制，PLC程序触发各功能启动电磁阀，来实现整个工艺的流程。

一种中间轴的加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：将注塑层热压或注塑包覆在叉轴总成6-2的叉轴6-2-1前端，所述注塑层的厚度为0.5mm；

S2：将带有注塑层的叉轴总成6-2用大于350N小于1000N的压力压入叉管总成6-1的叉管6-1-1内；

S3：将压好的中间轴6竖直固定在生产线的托盘上，叉管总成6-1朝上，叉轴总成6-2朝下；

S4：夹持机构5上的第一夹爪5-1-1通过第一夹爪气缸5-1-3夹住叉管总成6-1，第二夹爪5-3-1通过第二夹爪气缸5-3-3夹住叉轴总成6-2，夹持机构5通过上下气缸5-11和前后气缸5-12将中间轴6移动到工作位置；

S5：顶部伺服电机带动扭转机构3沿着导轨2向下移动，套在叉管总成6-1的内叉上，使叉管总成6-1上的内叉6-3与扭转机构3上的旋转头3-4相连；

S6：底部伺服电机带动下端固定机构4沿着导轨2向上移动，套在叉轴总成6-2的内叉上，通过将叉轴总成6-2上的内叉6-3与下端固定机构4上的固定头4-1相连，已使叉轴总成6-2固定；

S7：将加热装置的加热器移到中间轴6所需加热的位置，隔着叉管总成6-1对叉轴总成6-2的注塑层进行加热，所述加热温度为60℃-200℃(具体的加热温度根据产品的滑动力技术要求以及注塑层的材料而定)；

S8：加热到设定的温度后，夹持机构5上的第一夹爪5-1-1和第二夹爪5-3-1在第一夹爪气缸5-1-3和第二夹爪气缸5-3-3的作用下松开中间轴6；

S9：下端固定机构4和与下端固定机构4相连的叉轴总成6-2不动，扭转机构3上的液压马达3-1带动旋转头3-4和与旋转头3-4相连的叉管总成6-1在设定的扭矩值下进行正转，当正转达到扭矩的设定值后进行反转(所述扭矩的设定值根据叉管总成6-1和叉轴总成6-2的加工公差而设定，扭矩的设定值在30Nm-200Nm之间)；

S10：当反转达到扭矩的设定值后，液压马达3-1带动旋转头3-4回到原位(所述扭矩的设定值在30Nm-200Nm之间)；

S11：夹持机构5上的第一夹爪5-1-1和第二夹爪5-3-1在第一夹爪气缸5-1-3和第二夹爪气缸5-3-3的作用下夹住中间轴6，将本装置上的冷却气阀打开，夹持机构5上的气路分配器5-5开始对产品进行吹气冷却；

S12：加热装置的加热器退回原位，顶部伺服电机带动扭转机构3沿着导轨2向上移动，回到原位，底部伺服电机带动下端固定机构4沿着导轨2向下移动，退回原位；

S13：中间轴进行冷却后，夹持机构5通过上下气缸5-11和前后气缸5-12将中间轴6移动到托盘上，冷却气阀关闭，第一夹爪5-1-1和第二夹爪5-3-1将中间轴松开，并通过上下气缸5-11和前后气缸5-12退回原位。

需要注意的是，本发明叉轴前端的注塑层厚度为产品设计值上限，用大于350N小于1000N的力将叉管总成压入叉轴总成，注塑层不得有任何的划伤及损坏，这样当用加热设备加热扭转时，可以使叉管总成和叉轴总成之间的配合间隙和滑动力一致。

Claims (8)

1.一种中间轴扭转装置，其特征在于：包括机架主体(1)、扭转机构(3)、下端固定机构(4)、夹持机构(5)、顶部伺服电机(7)和底部伺服电机(12)，所述机架主体(1)从上到下依次固连有顶部伺服电机(7)、第一轴承座A(9)、第一轴承座B(10)、第二轴承座B(15)、第二轴承座A(14)和底部伺服电机(12),所述顶部伺服电机(7)的输出端通过第一弹性联轴器(8)与第一丝杠(11)的一端相连,且所述第一丝杠(11)的一端与第一轴承座A(9)相连，所述第一丝杠(11)的另一端与第一轴承座B(10)相连,所述底部伺服电机(12)的输出端通过第二弹性联轴器(13)与第二丝杠(16)的一端相连，且所述第二丝杠(16)的一端与第二轴承座A(14)相连，第二丝杠(16)的另一端与第二轴承座B(15)相连，所述第一轴承座A(9)的两侧固连有导轨(2),所述导轨(2)上依次连接有底板(1-1)和弯板(1-2),所述底板(1-1)的一侧分别与所述导轨(2)上的滑块和第一丝杠(11)上的丝杠座固连,所述底板(1-1)的另一侧与用于扭转中间轴的扭转机构(3)固连，所述中间轴由叉管总成(6-1)和叉轴总成(6-2)组成,所述叉管总成(6-1)由叉管(6-1-1)、内叉(6-3)、外叉(6-4)和十字轴承组成，所述扭转机构(3)包括液压马达(3-1)、联轴器(3-2)、转盘(3-3)、旋转头(3-4)和固定外壳(3-5)组成，所述液压马达(3-1)的机身与固定外壳(3-5)的顶端相连，所述扭转机构(3)通过固定外壳(3-5)与底板(1-1)固连，所述液压马达(3-1)的输出轴穿过所述固定外壳(3-5)与联轴器(3-2)的一端相连，所述联轴器(3-2)的另一端与转盘(3-3)的输入轴相连，所述转盘(3-3)远离输入轴的一端设有凹槽,所述旋转头(3-4)临近转盘(3-3)的一侧带有与所述转盘(3-3)上的凹槽相配合的连接头(3-4-1)，所述旋转头(3-4)通过连接头(3-4-1)与凹槽的相互配合和转盘(3-3)相连，所述旋转头(3-4)内加工有内叉槽A(3-4-2)，所述内叉槽A(3-4-2)的形状为仿内叉(6-3)外形形状，所述内叉槽A(3-4-2)的一侧加工有豁口，所述弯板(1-2)的一侧分别与所述导轨(2)上的滑块和第二丝杠(16)上的丝杠座固连，所述弯板(1-2)的上面与下端固定机构(4)固连，所述扭转机构(3)和所述下端固定机构(4)的位置相对应，所述机架主体(1)背离导轨(2)的一侧固连有支架(1-3)，所述支架(1-3)的上面固连有夹持机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种中间轴扭转装置，其特征在于:所述下端固定机构(4)包括固定头(4-1)、过渡连接板(4-2)和底座(4-3)，所述固定头(4-1)与所述过渡连接板(4-2)相连，所述过渡连接板(4-2)的两侧均布竖直设置有长圆孔，所述底座(4-3)与所述过渡连接板(4-2)相对应的位置也竖直设置有长圆孔，螺栓通过所述过渡连接板(4-2)上的长圆孔和所述底座(4-3)上的长圆孔并使之固连，所述底座(4-3)竖直长圆孔的外侧均布设置有水平的长圆孔，所述弯板(1-2)的顶部与所述底座(4-3)相对应的位置也水平设置有长圆孔，螺栓通过所述底座(4-3)上水平设置的长圆孔与所述弯板(1-2)顶部设置的长圆孔并使之固连。

3.根据权利要求2所述的一种中间轴扭转装置，其特征在于:所述固定头(4-1)临近过渡连接板(4-2)的一侧带有固定连接头(4-1-1)，所述固定头(4-1)内加工有内叉槽B(4-1-2)，所述内叉槽B(4-1-2)的形状为仿内叉外形形状，所述内叉槽B(4-1-2)的一侧加工有豁口,所述过渡连接板(4-2)上相对固定头(4-1)的一侧加工有与固定连接头(4-1-1)相配合的凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种中间轴扭转装置，其特征在于:所述夹持机构(5)包括第一夹爪机构(5-1)、第一气缸连接板(5-2)、第二夹爪机构(5-3)、叉管防滑落机构(5-4)、气路分配器(5-5)、上下气缸(5-11)和前后气缸(5-12)，所述第一气缸连接板(5-2)上依次固连有第一夹爪机构(5-1)、气路分配器(5-5)和第二夹爪机构(5-3)，所述第二夹爪机构(5-3)上固连有叉管防滑落机构(5-4)，所述第一气缸连接板(5-2)远离第二夹爪机构(5-3)的一侧连接有第一连接板(5-6)，所述第一连接板(5-6)上依次连接有活塞连接板(5-7)和第一轴承(5-9)，所述第一轴承(5-9)与第一导轨(5-10)的滑块固连，所述第一导轨(5-10)固连在第二连接板(5-8)上，所述第二连接板(5-8)上固连有第三连接板(5-13)，所述第三连接板(5-13)的一侧固连有上下气缸(5-11)、前后气缸(5-12)和第二气缸连接板(5-14)，所述上下气缸(5-11)的活塞与所述活塞连接板(5-7)固连，所述前后气缸(5-12)的缸体与第二气缸连接板(5-14)固连，所述前后气缸(5-12)的活塞穿过第二气缸连接板(5-14)与支架连接板(5-15)固连，所述支架连接板(5-15)与支架(1-3)的顶端固连，所述第三连接板(5-13)的另一侧固连有第二导轨，所述第二导轨的滑块与第二轴承(5-16)固连，所述第二轴承(5-16)与支架(1-3)的顶端固连。

5.根据权利要求4所述的一种中间轴扭转装置，其特征在于:所述第一夹爪机构(5-1)和第二夹爪机构(5-3)的结构相同，所述第一夹爪机构(5-1)包括：一对第一夹爪(5-1-1)，一对第一弹性连接件(5-1-2)和第一夹爪气缸(5-1-3)，一对第一夹爪(5-1-1)通过一对第一弹性连接件(5-1-2)共同固连在所述第一夹爪气缸(5-1-3)上，所述第一弹性连接件(5-1-2)包括第一卡槽连接件(5-1-2-1)、第一弹性件(5-1-2-2)和第一固定件(5-1-2-3)，所述第一卡槽连接件(5-1-2-1)上带有“T”型卡槽，所述第一夹爪(5-1-1)的尾部通过“T”型卡槽与所述第一卡槽连接件(5-1-2-1)相连，所述第一卡槽连接件(5-1-2-1)、第一弹性件(5-1-2-2)和第一固定件(5-1-2-3)通过螺栓与所述第一夹爪气缸(5-1-3)固连，所述第一夹爪气缸(5-1-3)与第一气缸连接板(5-2)固连。

6.根据权利要求4或5所述的一种中间轴扭转装置，其特征在于:所述叉管防滑落机构(5-4)包括防滑落挡板(5-4-1)、挡板连接板(5-4-2)、防滑落主体(5-4-3)、插拔销(5-4-4)、防滑落固定板(5-4-5)和外叉托板(5-4-6)，所述防滑落挡板(5-4-1)与所述挡板连接板(5-4-2)固连，所述挡板连接板(5-4-2)与所述防滑落主体(5-4-3)固连，所述防滑落主体(5-4-3)的底端与外叉托板(5-4-6)固连，所述外叉托板(5-4-6)的前端为阶梯状，所述防滑落挡板(5-4-1)的前端为弧形，且弧形的宽度和中间轴叉管(6-1-1)的直径相同，所述防滑落主体(5-4-3)的上端为“凹”形，所述防滑落主体(5-4-3)的上端与防滑落固定板(5-4-5)通过所述插拔销(5-4-4)相连，所述防滑落固定板(5-4-5)与所述第二夹爪机构(5-3)上的第二夹爪气缸(5-3-3)固连。

7.一种应用于权利要求1-6任意一项所述中间轴扭转装置的中间轴加工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：将注塑层热压或注塑包覆在叉轴总成(6-2)的叉轴(6-2-1)前端；

S2：将带有注塑层的叉轴总成(6-2)压入叉管总成(6-1)的叉管(6-1-1)内；

S3：将压好的中间轴(6)竖直固定在生产线的托盘上，叉管总成(6-1)朝上，叉轴总成(6-2)朝下；

S4：夹持机构(5)上的第一夹爪(5-1-1)通过第一夹爪气缸(5-1-3)夹住叉管总成(6-1)，第二夹爪(5-3-1)通过第二夹爪气缸(5-3-3)夹住叉轴总成(6-2)，夹持机构(5)通过上下气缸(5-11)和前后气缸(5-12)将中间轴(6)移动到工作位置；

S5：顶部伺服电机带动扭转机构(3)沿着导轨(2)向下移动，套在叉管总成(6-1)的内叉上，使叉管总成(6-1)上的内叉(6-3)与扭转机构(3)上的旋转头(3-4)相连；

S6：底部伺服电机带动下端固定机构(4)沿着导轨(2)向上移动，套在叉轴总成(6-2)的内叉上，使叉轴总成上的内叉与下端固定机构(4)上的固定头(4-1)相连；

S7：将加热装置的加热器移到中间轴(6)所需加热的位置，隔着叉管总成(6-1)对叉轴总成(6-2)的注塑层进行加热，加热温度为60℃-200℃；

S8：加热到设定的温度后，夹持机构(5)上的第一夹爪(5-1-1)和第二夹爪(5-3-1)在第一夹爪气缸(5-1-3)和第二夹爪气缸(5-3-3)的作用下松开中间轴(6)；

S9：下端固定机构(4)和与下端固定机构(4)相连的叉轴总成(6-2)不动，扭转机构(3)上的液压马达(3-1)带动旋转头(3-4)和与旋转头(3-4)相连的叉管总成(6-1)进行正转，当正转达到扭矩的设定值后进行反转；

S10：当反转达到扭矩的设定值后，液压马达(3-1)带动旋转头(3-4)回到原位；

S11：夹持机构(5)上的第一夹爪(5-1-1)和第二夹爪(5-3-1)在第一夹爪气缸(5-1-3)和第二夹爪气缸(5-3-3)的作用下夹住中间轴(6)，将本装置上的冷却气阀打开，夹持机构(5)上的气路分配器(5-5)开始对产品进行吹气冷却；

S12：加热装置的加热器退回原位，顶部伺服电机带动扭转机构(3)沿着导轨(2)向上移动，回到原位，底部伺服电机带动下端固定机构(4)沿着导轨(2)向下移动，退回原位；

S13：中间轴进行冷却后，夹持机构(5)通过上下气缸(5-11)和前后气缸(5-12)将中间轴(6)移动到托盘上，冷却气阀关闭，第一夹爪(5-1-1)和第二夹爪(5-3-1)将中间轴松开，并通过上下气缸(5-11)和前后气缸(5-12)退回原位。

8.根据权利要求7所述的一种中间轴加工方法，其特征在于：所述注塑层的厚度为0.5mm，将带有注塑层的叉轴总成(6-2)压入叉管总成(6-1)的叉管(6-1-1)的压力是大于350N小于1000N。

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