CN114083247A - 一种铰链加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铰链加工方法，包括以下步骤：铰链主体加工，将铰链坯料通过第一专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工其中一个第一端面，然后在该第一端面上加工内孔，最后将刀具从内孔穿过加工另一个第一端面，得到第一加工料；法兰加工，将第一加工料通过第二专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工外圆面和第二端面，获得第二加工料；钻孔，将第二加工料采用第三专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工侧孔和连接孔，获得铰链成品；本发明实现了一次装夹即可完成内孔和两个第一端面的加工，在法兰加工和钻孔时利用已加工的内孔进行轴向定位，满足加工精度要求，具有较高的加工效率。

Description

一种铰链加工方法

技术领域

本发明涉及油缸用铰链加工技术领域，尤其涉及一种铰链加工方法。

背景技术

油缸用铰链包括铰链主体和法兰，铰链主体上具有两个互相平行的第一端面和一个弧形侧面，第一端面上开有一个内孔，弧形侧面上开有两个侧孔，法兰具有外圆面和第二端面，第二端面上开有一个连接孔，油缸用铰链在加工时针对以下几处加工精度具有较高要求：

（1）铰链主体在加工过程中，在铰链主体侧面加工完成后，加工铰链主体的两个第一端面和内孔，两个第一端面需要互相平行，在第一端面上加工的内孔中轴线需要与第一端面保持垂直；

（2）由于铰链法兰处的焊接装配面需要与活塞杆进行较好配合，需要使法兰的外圆面与活塞杆外圆同心同轴，并与内孔中轴线垂直，第二端面与内孔中轴线平行；

（3）铰链主体弧形侧面上的两个侧孔中轴线需要与内孔中轴线垂直，法兰第二端面的连接孔中轴线也需要与内孔中轴线垂直。

因此，本发明提出一种铰链加工方法解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种铰链加工方法，满足加工精度要求，具有较高的加工效率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种铰链加工方法，所述铰链包括铰链主体和法兰，铰链主体上具有两个互相平行的第一端面和一个弧形侧面，第一端面上开有一个内孔，弧形侧面上开有两个侧孔，法兰具有外圆面和第二端面，第二端面上开有一个连接孔，其创新点在于：所述加工方法包括以下步骤：

S1：铰链主体加工，将铰链坯料通过第一专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工其中一个第一端面，然后在该第一端面上加工内孔，最后将刀具从内孔穿过加工另一个第一端面，得到第一加工料；

S2：法兰加工，将第一加工料通过第二专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工外圆面和第二端面，获得第二加工料；

S3：钻孔，将第二加工料采用第三专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工侧孔和连接孔，获得铰链成品。

进一步地，所述第一专用夹持工装包括卡盘和卡爪组件，所述卡盘呈环形结构，所述卡盘中部具有供加工机构穿过的通孔，所述卡爪组件包括三个用于夹持铰链主体的活动卡爪，所述卡盘上端面开有三个与活动卡爪相对应的滑槽，三个滑槽呈放射状分布，所述滑槽从卡盘中部沿径向方向向外延伸，所述活动卡爪通过滑块可活动的嵌合在滑槽上，所述铰链主体通过活动卡爪水平装夹在第一专用夹持工装上，所述活动卡爪靠近卡盘中部的一侧下方具有供刀具加工铰链主体下部第一端面的空间。

进一步地，所述卡爪组件还包括两个限位卡爪，用于对铰链主体进行限位，所述限位卡爪固定连接在卡盘上端面上。

进一步地，所述卡盘上端面上竖直安装有法兰支撑限位块，所述法兰支撑限位块与卡盘螺纹连接。

进一步地，所述第一专用夹持工装还包括第一法兰盘，所述第一法兰盘固定连接在卡盘底部，所述第一法兰盘一侧底部固定连接有第一配重块。

进一步地，所述第二专用夹持工装包括第二法兰盘，所述第二法兰盘上端面上竖直安装有一第一固定块，所述第一固定块一侧水平安装有一与内孔相匹配的第一定心轴，所述第一定心轴远离第一固定块的一侧水平安装有一第一通丝杆，所述第一通丝杆上套接有一第一压板，所述第一通丝杆上第一压板远离第一定心轴的一侧安装有与第一通丝杆相匹配的垫片和第一螺母；

所述第二法兰盘上端面上第一定心轴的两侧竖直安装有两个立块，所述立块上部均连接有一用于夹持铰链主体的螺栓，所述立块上开有与螺栓相匹配的螺纹孔，所述螺栓穿过螺纹孔并自上而下向靠近第一定心轴的方向倾斜。

进一步地，所述第二法兰盘下端面上固定连接有一第二配重块，所述第二配重块设置在第一定心轴远离第一固定块的一侧。

进一步地，所述第三专用夹持工装包括底座，所述底座上端面上竖直安装有一第二固定块，所述第二固定块两侧水平安装有两个与内孔相匹配的第二定心轴，所述第二定心轴远离第二固定块的一侧水平安装有一第二通丝杆，所述第二通丝杆上套接有一第二压板，所述第二通丝杆上第二压板远离第二定心轴的一侧安装有与第二通丝杆相匹配的第二螺母。

进一步地，所述底座上安装有两个用于支撑法兰的等高块，两个等高块分别位于第二固定块两侧，并位于同侧第二定心轴的一侧。

本发明的优点在于：

（1）本发明首先对铰链主体的两个第一端面和内孔进行加工，然后加工法兰，最后加工侧孔和连接孔，在加工过程中通过各个专用夹持工装进行定位夹持，满足加工精度要求，具有较高的加工效率。

（2）本发明的第一专用夹持工装在卡盘中部设置通孔，并在活动卡爪靠近卡盘中部的一侧下方留有供刀具加工铰链主体下部第一端面的空间，铰链通过三个活动卡爪夹持固定后，由刀具首先对铰链主体第一端面和内孔进行加工，刀具穿过内孔进入空间内对铰链主体下部第一端面进行加工，实现了一次装夹即可完成内孔和两个第一端面的加工，提升了加工效率和加工精度。

（3）本发明的第一专用夹持工装通过设置两个限位卡爪，在放置铰链时，可直接通过限位卡爪进行限位，避免更换工件再次加工时进行频繁对刀操作，提升了加工效率。

（4）本发明的第一专用夹持工装通过设置法兰支撑限位块，对法兰进行限位和支撑，通过旋转法兰支撑限位块即可调节其高度，使其能够适用于不同尺寸的法兰，提升工装实用性。

（5）本发明的第一专用夹持工装设置第一配重块，在放置铰链时，将法兰放置在远离第一配重块的一侧，在加工过程中工装进行旋转时，能够达到回旋平衡，进一步提升加工精度。

（6）本发明的第二专用夹持工装通过第一定心轴对铰链内孔进行轴向精准定位，由第一压板、第一通丝杆、垫片和第一螺母相互配合，对铰链进行锁紧固定，并通过两个螺栓对铰链主体的直型部进行夹持，有效避免铰链绕定心轴旋转，提升了焊接装配面的加工精度。

（7）本发明的第二专用夹持工装设置第二配重块，能够使工装随车床主轴旋转过程中达到回旋平衡，进一步提升加工精度。

（8）本发明的第三专用夹持工装通过第二定心轴对铰链内孔进行轴向精准定位，提高加工精度，第三专用夹持工装能够一次夹装两个铰链并同时加工，具有加高的加工效率。

（9）本发明的第三专用夹持工装设置等高块，对法兰进行支撑。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的铰链的结构示意图。

图2为本发明的铰链的俯视图。

图3为本发明的铰链的侧视图。

图4为本发明的铰链的主视图。

图5为本发明的第一专用夹持工装夹持铰链的结构示意图。

图6为本发明的第一专用夹持工装的结构示意图。

图7为本发明的第一专用夹持工装的俯视图。

图8为本发明的第一专用夹持工装的侧视图。

图9为本发明的第二专用夹持工装夹持铰链的结构示意图。

图10为本发明的第二专用夹持工装的结构示意图。

图11为本发明的第二专用夹持工装的俯视图。

图12为本发明的第二专用夹持工装的A-A方向剖面图。

图13为本发明的第三专用夹持工装夹持铰链的结构示意图。

图14为本发明的第三专用夹持工装的结构示意图。

图15为本发明的第三专用夹持工装的俯视图。

图16为本发明的第三专用夹持工装的B-B方向剖面图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示的一种铰链加工方法，铰链1为油缸专用铰链，铰链1包括铰链主体和法兰13，铰链主体由球型部11和直型部12组成，直型部12与法兰13连接，球型部11位于直型部12远离法兰13的一侧，直型部12的侧面自直型部12与球型部11的连接处起向法兰13中部倾斜，铰链主体上具有两个互相平行的第一端面15和一个与第一端面垂直的弧形侧面，第一端面15上开有一个内孔14，弧形侧面上开有两个侧孔16，两个侧孔16分别位于球型部11和直型部12上，法兰13具有外圆面和第二端面，第二端面上开有一个连接孔17。

本发明的铰链加工方法设计到的工装包括第一专用夹持工装2、第二专用夹持工装3和第三专用夹持工装4。

如图5-8所示，第一专用夹持工装2包括第一法兰盘25、卡盘22和卡爪组件，卡盘22固定连接在第一法兰盘25上端面上，卡盘22呈环形结构，卡盘22中部具有供刀具穿过的通孔221，卡爪组件包括三个用于夹持铰链主体的活动卡爪23，卡盘22上端面开有三个与活动卡爪23相对应的滑槽222，三个滑槽222呈放射状分布，滑槽22从卡盘22中部沿径向方向向外延伸，活动卡爪23通过滑块223可活动的嵌合在滑槽222上，活动卡爪23通过螺栓安装在滑块223上，活动卡爪23通过驱动机构驱动沿滑槽222移动，活动卡爪23靠近卡盘22中部的一侧顶部向卡盘22中部方向水平延伸有卡头，卡头与卡盘22之间具有供刀具加工铰链主体下部第一端面的空间28；三个活动卡爪23分别为第一活动卡爪231、第二活动卡爪232和第三活动卡爪233，为提升夹持稳定性，第一活动卡爪231位于球型部11远离直型部的一侧，对球型部11的弧形侧面进行夹持，第二活动卡爪232和第三活动卡爪233分别位于直型部12两侧，对直型部12两侧的弧形侧面进行夹持。

卡爪组件还包括两个限位卡爪24，限位卡爪24通过螺栓固定连接在卡盘22上端面上并分别位于球型部11两侧，卡盘22上端面上竖直安装有法兰支撑限位块27，在放置铰链时，可直接通过限位卡爪24对铰链主体进行限位，通过法兰支撑限位块27对法兰13进行支撑和限位，避免更换工件再次加工时进行频繁对刀操作，提升了加工效率；为使法兰支撑限位块27能够适用于不同尺寸的法兰13，法兰支撑限位块27与卡盘22螺纹连接，法兰支撑限位块27底部具有螺纹杆，卡盘22上具有与螺纹杆相匹配的螺纹孔，通过将螺纹杆安装在螺纹孔内实现法兰支撑限位块27固定，通过旋转法兰支撑限位块27即可调节其高度，提升了工装实用性；第一法兰盘25靠近第一活动卡爪31一侧的下端面上固定连接有第一配重块26，在加工过程中第一专用夹持工装2进行旋转时，达到回旋平衡，提升加工精度。

如图9-12所示，第二专用夹持工装3包括第二法兰盘32，第二法兰盘32上端面上竖直安装有一第一固定块33，第一固定块33一侧水平安装有一第一定心轴34，第一定心轴34由同轴设置的第一定心支轴341和第二定心支轴342构成，第一定心支轴341与第一固定块33连接，第二定心支轴342位于第一定心支轴341远离第一固定块33的一侧，第二定心支轴342与内孔14相匹配，第一定心支轴341外直径大于内孔14直径，第二定心支轴342远离第一定心支轴341的一侧水平安装有一第一通丝杆35，第一通丝杆35上套接有一第一压板36，为方便第一压板36安装在第一通丝杆35上，第一压板36侧面上开有一容纳第一通丝杆35的U形槽361，U形槽361沿第一压板36径向方向延伸至第一压板36中部，第一压板36靠近第一定心轴34的一侧具有一与内孔14相匹配的第一限位圆盘362，通过将第一限位圆盘362推入内孔14内，对第一压板36进行限位，避免第一压板36在加工过程中发生移动，第一通丝杆35上第一压板36远离第一定心轴34的一侧安装有与第一通丝杆35相匹配的垫片37和第一螺母38。

第二法兰盘32上端面上第二定心支轴342的两侧竖直安装有两个立块39，立块39具有竖直部和倾斜部，倾斜部位于竖直部顶部，倾斜部自下而上向靠近第二定心支轴342的方向倾斜，两个立块39的倾斜部上均螺纹连接有一用于夹持直型部12的螺栓310，立块39的倾斜部上开有与螺栓310相匹配的螺纹孔，螺栓310穿过螺纹孔并自上而下向靠近第二定心支轴342的方向倾斜，螺栓310的中轴线与直型部12侧面垂直。第二法兰盘32下端面上固定连接有一第二配重块311，第二配重块311设置在第一定心轴34远离第一固定块33的一侧，第二配重块311的设置能够使第二专用夹持工装3随车床主轴旋转时达到回旋平衡，提高铰链法兰处焊接装配面的加工精度。

如图13-16所示，第三专用夹持工装4包括底座41，底座41上端面上竖直安装有一第二固定块42，第二固定块42两侧水平安装有两个与内孔相匹配的第二定心轴43，第二定心轴43远离第二固定块42的一侧水平安装有一第二通丝杆44，第二通丝杆44上套接有一第二压板45，第二通丝杆44上第二压板45远离第二定心轴43的一侧安装有与第二通丝杆44相匹配的第二螺母46；底座41上安装有两个用于支撑法兰13的等高块47，两个等高块47分别位于第二固定块42两侧，并位于同侧第二定心轴43的一侧，该第三专用夹持工装4能够同时对两个铰链进行加工，提高加工效率。

本发明的铰链加工方法采用上述工装加工铰链时，包括以下步骤：

S1：铰链主体加工，采用第一专用夹持工装2将铰链坯料进行固定，首先将铰链坯料的铰链主体水平放置在限位卡爪24上进行限位，由法兰支撑限位块27对法兰13进行支撑和限位，三个活动卡爪23夹紧铰链主体进行固定后，第一专用夹持工装2由车床主轴带动旋转，采用刀具加工铰链主体上部的第一端面15，然后在该第一端面上加工内孔14，最后将刀具从内孔14穿过加工铰链主体下部的第一端面，得到第一加工料；

S2：法兰加工，采用第二专用夹持工装3固定第一加工料，第二专用夹持工装3在装夹第一加工料时，待加工法兰处朝上，第二定心支轴342穿过内孔14，铰链主体套在第二定心支轴342上并使其中一个加工好的第一端面15贴合在第一定心支轴341端面上，实现铰链轴向精准定位，将第一压板36套在第一通丝杆35上，并将通过第一螺母38、垫片37和第一通丝杆35的配合，由第一压板36对铰链1进行压紧固定，两个第一螺栓310穿过螺纹孔抵在铰链主体的直型部12的弧形侧面上，通过拧紧第一螺栓310对铰链主体的直型部12处进行夹紧，避免铰链1绕第二定心支轴342旋转，第二专用夹持工装3由车床主轴带动旋转，然后采用刀具加工外圆面和第二端面，获得第二加工料；

S3：钻孔，采用第三专用夹持工装4固定第二加工料，第三专用夹持工装4在装夹第二加工料时，待钻孔处的弧形侧面朝上，第二定心轴43穿过内孔14，实现铰链轴向精准定位，由等高块47支撑法兰13，将第二压板45套在第二通丝杆44上，将第二螺母46拧紧在第二通丝杆44上，由第二压板45对铰链1进行压紧固定，采用刀具在弧形侧面上自上而下加工侧孔，在第二端面上水平加工连接孔，获得铰链成品。

本发明提供的一种铰链加工方法，在铰链主体加工时采用第一专用夹持工装定位夹持，实现了一次装夹即可完成内孔和两个第一端面的加工，在法兰加工和钻孔时利用已加工的内孔进行轴向定位，满足加工精度要求，具有较高的加工效率。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种铰链加工方法，所述铰链包括铰链主体和法兰，铰链主体上具有两个互相平行的第一端面和一个弧形侧面，第一端面上开有一个内孔，弧形侧面上开有两个侧孔，法兰具有外圆面和第二端面，第二端面上开有一个连接孔，其特征在于：所述加工方法包括以下步骤：

S1：铰链主体加工，将铰链坯料通过第一专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工其中一个第一端面，然后在该第一端面上加工内孔，最后将刀具从内孔穿过加工另一个第一端面，得到第一加工料；

S2：法兰加工，将第一加工料通过第二专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工外圆面和第二端面，获得第二加工料；

S3：钻孔，将第二加工料采用第三专用夹持工装进行固定后，采用刀具加工侧孔和连接孔，获得铰链成品。

2.根据权利要求1所述的铰链加工方法，其特征在于：所述第一专用夹持工装包括卡盘和卡爪组件，所述卡盘呈环形结构，所述卡盘中部具有供加工机构穿过的通孔，所述卡爪组件包括三个用于夹持铰链主体的活动卡爪，所述卡盘上端面开有三个与活动卡爪相对应的滑槽，三个滑槽呈放射状分布，所述滑槽从卡盘中部沿径向方向向外延伸，所述活动卡爪通过滑块可活动的嵌合在滑槽上，所述铰链主体通过活动卡爪水平装夹在第一专用夹持工装上，所述活动卡爪靠近卡盘中部的一侧下方具有供刀具加工铰链主体下部第一端面的空间。

3.根据权利要求2所述的铰链加工方法，其特征在于：所述卡爪组件还包括两个限位卡爪，用于对铰链主体进行限位，所述限位卡爪固定连接在卡盘上端面上。

4.根据权利要求2所述的铰链加工方法，其特征在于：所述卡盘上端面上竖直安装有法兰支撑限位块，所述法兰支撑限位块与卡盘螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的铰链加工方法，其特征在于：所述第一专用夹持工装还包括第一法兰盘，所述第一法兰盘固定连接在卡盘底部，所述第一法兰盘一侧底部固定连接有第一配重块。

6.根据权利要求1所述的铰链加工方法，其特征在于：所述第二专用夹持工装包括第二法兰盘，所述第二法兰盘上端面上竖直安装有一第一固定块，所述第一固定块一侧水平安装有一与内孔相匹配的第一定心轴，所述第一定心轴远离第一固定块的一侧水平安装有一第一通丝杆，所述第一通丝杆上套接有一第一压板，所述第一通丝杆上第一压板远离第一定心轴的一侧安装有与第一通丝杆相匹配的垫片和第一螺母；

所述第二法兰盘上端面上第一定心轴的两侧竖直安装有两个立块，所述立块上部均连接有一用于夹持铰链主体的螺栓，所述立块上开有与螺栓相匹配的螺纹孔，所述螺栓穿过螺纹孔并自上而下向靠近第一定心轴的方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的铰链加工方法，其特征在于：所述第二法兰盘下端面上固定连接有一第二配重块，所述第二配重块设置在第一定心轴远离第一固定块的一侧。

8.根据权利要求1所述的铰链加工方法，其特征在于：所述第三专用夹持工装包括底座，所述底座上端面上竖直安装有一第二固定块，所述第二固定块两侧水平安装有两个与内孔相匹配的第二定心轴，所述第二定心轴远离第二固定块的一侧水平安装有一第二通丝杆，所述第二通丝杆上套接有一第二压板，所述第二通丝杆上第二压板远离第二定心轴的一侧安装有与第二通丝杆相匹配的第二螺母。

9.根据权利要求8所述的铰链加工方法，其特征在于：所述底座上安装有两个用于支撑法兰的等高块，两个等高块分别位于第二固定块两侧，并位于同侧第二定心轴的一侧。

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