CN114131388B - 一种十字轴加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及十字轴加工技术领域，具体公开了一种十字轴加工设备，包括机架、加工装置以及送料组件；所述加工装置固定安装在机架上，所述加工设备包括主轴箱以及可拆卸安装在主轴箱输出端上的加工刀具，所述送料组件滑动连接在机架上，所述送料组件包括底座以及固定台，所述机架上固定安装有用于推动所述底座来回移动的第一气缸，所述固定台与底座之间滑动连接，所述固定台与底座之间设置有第二气缸，所述固定台上设置有夹具，所述底座上设置有用于对十字轴加工端的背部进行支撑的第一固定块，还包括用于转动夹具以切换十字轴加工端的旋转结构，通过第一固定块对十字轴进行支撑，抵抗刀具对十字轴产生的作用力，保证了产品最终的质量。

Description

一种十字轴加工设备

技术领域

本发明涉及十字轴加工技术领域，特别涉及一种十字轴加工设备。

背景技术

十字轴是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的“关节”部件。十字轴式刚性万向节为汽车上广泛使用的不等速万向节，允许相邻两轴的最大交角为15゜～20゜，十字轴是十字轴式刚性万向节关键件之一，十字轴由基体和自基体的前后左右分别延伸出的轴体组成，在基体的上下两个对称面上设置有凹陷或者贯穿有圆孔。

市面上的常见的十字轴加工设备，由多组加工设备同时对十字轴的多根轴体的端部进行加工，多工位加工的方式，难免出现四根轴的加工端加工情况存在差异，刀具移动靠近加工工件的方式，刀具的移动过程中更容易在定位上出现偏差，同时在十字轴装夹后进行加工的过程中，由于刀具对十字轴产生的作用力，十字轴在该作用力下容易发生一定程度的偏移，导致十字轴的加工端与刀具之间发生相对的移动，对十字轴加工存在一定的误差，影响产品的最终质量，导致最终获得十字轴工件质量存在层次不齐的状况。

发明内容

本发明提供了一种生产效率高，加工质量好的十字轴加工设备。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种十字轴加工设备，包括机架、加工装置以及送料组件；所述加工装置固定安装在机架上，所述加工设备包括主轴箱以及可拆卸安装在主轴箱输出端上的加工刀具，所述送料组件滑动连接在机架上，所述送料组件包括底座以及固定台，所述机架上固定安装有用于推动所述底座来回移动的第一气缸，所述固定台与底座之间滑动连接，所述固定台与底座之间设置有第二气缸，所述固定台上设置有夹具，所述底座上设置有用于对十字轴加工端的背部进行支撑的第一固定块，还包括用于转动夹具以切换十字轴加工端的旋转结构。

有益效果：在进行十字轴装夹前，第二气缸向外伸出，推动第一固定台，使得第一固定台上的夹具远离第一固定块，在将十字轴安装在夹具上后，通过第二气缸的驱动从而使第一固定台复位，此时第一固定块对十字轴加工端的背部进行支撑，第一气缸推动底座以实现十字轴的前进靠近加工刀具进行加工，在加工过程中，由于第一固定块对十字轴进行支撑，抵抗刀具对十字轴产生的作用力，从而提高了十字轴加工时的稳定性，避免了十字轴的偏移，从而有效提高了加工精度，以增加产品最终的质量，通过第二气缸的设置从而进一步提高了十字轴加工的稳定性，同时加快了十字轴的夹持速度，进而提升了生产效率，以提高产量，在该加工端加工完成后，第一气缸带动底座远离加工装置，随后第二气缸向外伸出，使得第一固定台上的夹具再次脱离第一固定块，通过旋转结构对十字轴的加工端进行切换后第二气缸再次拉动固定台复位固定，通过该结构的设置以保证了十字轴的四个加工端的加工质量一致，同时能够确保四根轴体在加工过程中的定位的精准度，以确保整体的加工质量。

所述底座通过第一驱动件至少具有三个工位。

有益效果：所述底座在第一气缸的驱动下具备3个工位，当第一气缸处于完全收缩状态时，此时底座距离切削加工的位置最远，便于更换夹具上的十字轴，当第一气缸处于向外伸出的最远距离时，此时为输送十字轴进行加工，当十字轴的其中一根轴加工完毕后，第一气缸将带动底座回退部分距离，以便于对十字轴的加工端进行切换，通过三个工位的设置，使得十字轴在进行加工过程中，切换加工端的行程得到了减少，从而减少了十字轴的总加工所需要的时间，以进一步提高十字轴的生产效率。

所述夹具包括夹持件以及下压件，所述固定台上设置有用于驱动夹持件转动的第一电机，所述下压件的顶部设置有第三气缸，所述第三气缸固定安装在固定台顶部。

有益效果：通过第三气缸驱动下压件向下移动，以配合夹持件对十字轴进行固定，能够在竖直方向上起到良好的固定效果，从而保证了十字轴不会进行晃动，提高了加工精度，通过第三气缸的设置有效提高了装夹的速度，提高了生产效率。

所述夹持件的中心安装有定位块，所述定位块上设置有倾斜面，所述夹持件围绕定位块设置有支撑块，所述支撑块的顶部设置有与十字轴轴颈相对应的凹槽。

有益效果：将十字轴放置到夹持件上，当产生位置上的误差时，在十字轴下降中，十字轴的底部与倾斜面相接触，十字轴在倾斜面的引导下配合十字轴自身重力，使得十字轴在定位块上进行一定的滑动，最终使得基体上的凹陷或者圆孔套接在定位块上从而实现定位，以确保十字轴的四根轴颈能够正确的放置在凹槽内，从而保证当十字轴在安装过程中放置产生的偏差较大时，十字轴仍然能够准确的进行定位以及安装，确保了十字轴的安装稳定性以及固定牢固程度，减少了人工调节的成本，避免了由于十字轴安装不准确导致的十字轴不良或者对夹具的损坏，并且进一步的增加了安装的便捷性，提高了生产效率。

所述旋转结构包括固定安装在固定台上的第一电机，所述夹持件的底部固定连接有贯穿于固定台的传动杆，所述传动杆与第一电机的电机杆之间通过传动带联动。

有益效果：通过第一电机的转动，从而带动传动杆顶部的夹持件进行转动，通过第一电机的设置，对于夹持件转动的控制更加灵敏，有利于提高夹持件的旋转稳定性和准确性，以提高了生产效率。

所述底座上开设有滑槽，所述固定台滑动连接在滑槽内，所述固定台包括第三滑块以及固定安装在第三滑块上的顶板，所述第三滑块与顶板之间留有间隙，所述滑槽内设置有限位块，所述限位块位于间隙内，所述第一固定块固定安装在限位块的近夹具端。

有益效果：通过该结构的设置，当第二气缸驱动固定台移动时，固定台通过滑槽减少了其在移动过程中的晃动的可能，同时通过限位块的设置，进一步减小了固定台在竖直方向上晃动的可能，提高了固定稳定性，结构简单。

所述夹持件对应十字轴的四根轴体设置有定位面，所述定位面位于支撑块的外表面上，所述第一固定块包括第一板体、固定板以及圆筒，所述圆筒插接在限位块上，所述固定板对称设置在第一板体的两侧，所述第一板体上对应定位面设置有调节面。

有益效果：通过定位面和调节面的设置，当第二气缸拉动固定台向着底座靠近的时候，定位面与调节面之间相互接触，从而对夹持件进行调整，使得十字轴的加工端能够精准的与刀具相对接，从而提高了产品的最终质量。

所述主轴箱的输出端上固定安装有挡料罩，所述加工刀具位于所述挡料罩内部，所述挡料罩对应加工刀具开设有第一通孔。

有益效果：十字轴的端部穿过第一通孔进入挡料罩内，被加工刀具进行加工，在加工过程中产生的飞屑，将通过挡料罩进行收集，通过该结构的设置，从而有效避免了加工过程中产生的飞屑溅射到人身上，导致操作者受到，也避免了飞屑进入器械的缝隙之间，从而保证了设备的运行稳定性，并且对废料的收集更加完全。

所述第一通孔的两侧对称设置有第二固定块，所述第二固定块上开设有第二固定槽，所述第二固定槽与所述十字轴轴颈的表面相配合。

有益效果：通过第二固定块的设置，在第二气缸缩回，使得十字轴被第一固定块固定后，第一气缸将推动底座带着十字轴靠近加工刀具，从而通过第一固定块与第二固定块之间的配合，对加工端两侧的轴体进行进一步的夹持，以提高加工时的稳定性，极大程度上减小了设备的晃动，使得最终加工的断面更加平齐，倒角更加完整，同时控制了轴体端部与基体之间的距离，使得十字轴加工后的对称度好，保证了四根轴体的一致性，以保证产品的加工效果，以提高产品的质量。

所述加工刀具包括外壳以及端面刀，所述端面刀安装在外壳上；还包括挡片，所述挡片上具有连接块，所述连接块固定安装在外壳上，所述的挡片上开设有用于轴穿过的第二通孔，所述端面刀的刀头至少一侧设置有倒角刀具。

有益效果：在进行轴加工的时候，轴的端部将穿过挡片上的第二通孔，通过第二通孔的导向，以保证轴在穿过第二通孔后端面刀的加工面与轴的轴心相垂直，以保证端面加工的平整性，在轴与端面刀相接触的同时，倒角刀具将对轴进行倒角，从而保证了轴的端部在加工完成后，其倒角的均匀度，以提高对于轴端部的加工效果，从而增加了对于十字轴的加工效率。

附图说明

图1为所述十字轴加工设备的立体结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为图1中B处的放大示意图；

图4为所述十字轴加工设备的剖面立体结构示意图；

图5为图4的局部放大示意图；

图6为图5的局部放大示意图；

图7为所述底座的立体结构示意图；

图8为图7的局部放大示意图；

图9为所述固定台的立体结构示意图；

图10为图9的局部放大示意图；

图11为所述加工刀具的结构示意图；

图12为所述加工刀具的正视图；

图13为所述加工刀具的剖面立体结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：机架101、输送轨道102、阶梯式上料机103、机械爪104、加工装置105、送料组件106、底座1、主轴箱2、固定台3、第一气缸4、第二气缸5、导轨6、安装板7、第一滑块8、第一固定块9、夹持件10、下压件11、第三气缸12、定位块13、支撑块14、第一电机15、传动杆16、第三滑块17、顶板18、滑槽19、限位块20、定位面21、调节面22、第一固定槽23、第一通孔24、竖直段25、倾斜段26、侧板27、面板28、第二固定块29、第二固定槽30、圆管31、板体32、端面刀33、挡片34、连接块35、倒角刀具36、第二通孔37。

如图1-13所示，一种十字轴加工设备，包括机架101、输送轨道102、阶梯式上料机103、机械爪104、加工装置105以及送料组件106；所述输送轨道102分别安装在机架101的前后两侧，分为上料输送轨道102和下料输送轨道102，所述阶梯式上料机103设置在上料输送轨道102的起始端侧部，用于将物料抬升至上料输送轨道102上，所述机械爪104安装在加工装置105的顶部，机械爪104的移动通过气缸驱动完成，用于夹持十字轴完成安装以及取下的步骤，所述上料输送轨道102、下料输送轨道102、机械爪104和阶梯式上料机103，均为现有技术，可通过类似设备等同替换，此处不再过多赘述，所述加工装置105固定安装在机架101上，所述加工设备包括主轴箱2以及可拆卸安装在主轴箱2输出端上的加工刀具，所述主轴箱2为现有技术，此处不再赘述，所述送料组件106滑动连接在机架101上，具体的，所述送料组件106包括底座1以及固定台3，为提升底座1运行的稳定性，机架101上平行安装有两条轨道，底座1的底部设置有与两条轨道相对应的轨道槽，所述机架101上通过支架固定安装有用于推动所述底座1来回移动的第一气缸4，所述固定台3滑动连接在底座1上，所述固定台3与底座1之间设置有第二气缸5，在本技术方案中，为了提高运动稳定性，所述底座1与第二气缸5之间连接有导轨6，所述底座1的两侧向上衍生有两个耳块，所述导轨6一端插接在耳块内并有螺钉固定连接，导轨6的另一端的端部连接有安装板7，所述第二气缸5固定连接在安装板7上，所述导轨6上滑动连接有第一滑块8，所述第一滑块8与第二气缸5的气缸杆固定连接，所述第一滑块8与固定台3之间通过连接块35固定连接，所述连接块35的两端分别通过螺钉固定在第一滑块8和固定台3上，所述固定台3上设置有夹具，所述底座1上设置有用于对十字轴加工端的背部进行支撑的第一固定块9，还包括用于转动夹具以切换十字轴加工端的旋转结构。

进一步的，为提高生产效率，所述底座1通过第一驱动件至少具有三个工位，分别为底座1移动至最左侧的加工工位、底座1移动至最右侧的换料工位和底座1处于上述两者之间的加工旋转位，当底座1位于加工工位时，第一固定块9将对十字轴进行固定，当底座1处于换料工位时，第一固定块9远离十字轴以解除固定，当底座1处于加工旋转位时，此时固定台3将在第二气缸5的推动下使夹具上的十字轴脱离第一固定块9的固定，在旋转90度后，第二气缸5带动第一固定台3复位，十字轴再次受到第一固定块9的固定，并再次通过第一气缸4的推动进入加工工位。

在上述结构中，所述夹具包括夹持件10以及下压件11，下压件11设置在夹持件10的正上方，所述下压件11的顶部设置有第三气缸12，所述第三气缸12通过第二支架固定安装在固定台3顶部，具体的，所述下压件11的纵切面呈T型，其底部设置有倒角，所述下压件11自底部向上贯穿有螺钉，螺钉螺接在第三气缸12杆的端部，为保证转动稳定性，下压件11与第三气缸12杆之间安装有轴承，进一步的，所述夹持件10的中心安装有定位块13，所述定位块13上设置有倾斜面，所述夹持件10围绕定位块13设置有支撑块14，所述支撑块14的顶部设置有与十字轴轴颈相对应的凹槽，具体的，倾斜面在本技术方案中为圆角，所述支撑块14设置有4个，在支撑块14的顶部对应于十字轴的轴径开设有与轴径外表面相贴合的凹槽。

为增加夹持件10转动的稳定性与准确性，所述旋转结构包括固定安装在固定台3底部的第一电机15，所述夹持件10的底部固定连接有贯穿于固定台3的传动杆16，所述传动杆16与第一电机15的电机杆上均套设有传动齿轮，两个传动齿轮之间套设有传动带用于联动。

为提高底座1与固定台3之间的稳定性，具体的，所述固定台3包括第三滑块17以及通过螺钉固定安装在第三滑块17上的顶板18，所述第三滑块17与顶板18之间留有间隙，所述夹持件10安装在第三滑块17的顶面，所述下压件11贯穿顶板18设置在夹持件10正上方，在所述底座1上开设有滑槽19，所述第三滑块17滑动连接在滑槽19内，所述滑槽19内设置有限位块20，限位块20的两端与滑槽19的侧壁相连，所述限位块20位于第三滑块17与顶板18之间的间隙内，所述第一固定块9固定安装在限位块20的近夹具端。

更进一步的，所述夹持件10对应十字轴的四根轴体设置有定位面21，所述定位面21位于支撑块14的外表面上，所述第一固定块9包括第一板体32、固定板以及圆筒，所述圆筒插接在限位块20上，所述固定板对称设置在第一板体32的两侧，所述第一板体32上对应定位面21设置有调节面22，具体的，定位面21与调节面22均设置为平面，进一步的，所述固定板上开设有与十字轴的相对应的第一固定槽23，所述第一固定槽23的弧面与十字轴的轴径相贴合。

为了防止飞屑的飞溅，并且便于对飞屑进行收集，所述主轴箱2的输出端上通过螺钉固定安装有挡料罩，所述加工刀具位于所述挡料罩内部，所述挡料罩对应加工刀具开设有第一通孔24，所述挡料罩底部连通设置有排料通道，进一步的，为了防止飞屑下落距离过高导致飞屑四溅，细小颗粒被扬起，所述排料通道包括竖直段25以及倾斜段26，所述竖直段25的上端通过螺钉可拆卸连接在挡料罩底部的方形管道，所述倾斜段26具体为固定安装在底座1内的块体上的一段斜坡，所述斜坡的最高点位于方形管道下端的正下方，具体的，所述挡料罩包括侧板27以及面板28，所述侧板27的纵切面呈圆环状，所述第一通孔24开设在面板28上，面板28通过螺钉固定在侧板27上。

为了保证十字轴的轴体长度一致，所述第一通孔24的两侧对称设置有第二固定块29，所述第二固定块29上开设有第二固定槽30，所述第二固定槽30与所述十字轴轴颈的表面相配合。

在上述结构中，所述加工刀具包括外壳以及端面刀33，所述端面刀33安装在外壳上；还包括挡片34，所述挡片34上具有连接块35，所述连接块35固定安装在外壳上，所述的挡片34上开设有用于轴穿过的第二通孔37，所述端面刀33的刀头至少一侧设置有倒角刀具36，具体的，所述外壳包括圆管31以及板体32，所述端面刀33贯穿板体32并插接安装在圆管31内，端面刀33的外表面与圆管31内壁之间螺纹连接，转动端面刀33即可对端面刀33的位置进行调解，以适应不同的加工要求，所述挡片34上具有连接块35，所述连接块35固定安装在板体32上，所述的挡片34上开设有用于轴穿过的第二通孔37，所述倒角刀具36设置有把，对称设置在端面刀33的两侧，挡片34上还开设有通槽，所述倒角刀具36呈长条状，滑动连接在通槽内，所述挡板上穿设有用于固定所述倒角刀具36的第二螺栓，进一步的为了增加固定效果，所述通槽内滑动连接有垫块，所述垫块位于第二螺栓和倒角刀具36之间，所述端面刀33和所述倒角刀具36均为现有技术，此处不再赘述。

在上述的文件中，第一电机15、第一气缸4、第二气缸5及第三气缸12均为市面上可直接购得的现有技术，做为优选的，第一气缸4可以选用电缸与伺服电机，以获得更高的精度，此处不再赘述。

具体操作流程如下：

通过阶梯式上料机103将物料输送至上料输送轨道102，随后通过机械爪104夹持上料输送轨道102上的十字轴，将其靠近支撑件，当产生位置上的误差时，在十字轴下降中，十字轴的底部与倾斜面相接触，十字轴在倾斜面的引导下配合十字轴自身重力，使得十字轴在定位块13上进行一定的滑动，最终使得基体上的凹陷或者圆孔套接在定位块13上从而实现定位，以确保十字轴的四根轴颈能够正确的放置在凹槽内，在十字轴放置完成后，通过第三气缸12驱动下压件11向下移动，从而配合夹持件10对十字轴进行述职方向上的固定，通过第二气缸5的驱动从而使第一固定台3复位，此时第一固定块9对十字轴加工端的背部进行支撑，第一气缸4推动底座1以实现十字轴的快速靠近加工刀具，在刀具距离轴体1mm处时减速，以较缓的速度输送，在前进过程中，十字轴将不断靠近第二固定块29，在达到极限距离时，此时第二固定块29与第一固定块9将同时对加工端相邻的两根轴体进行夹持，以保证了加工稳定性，避免了晃动，同时控制了加工面与基体之间的距离，保证了轴体之间的一致性，在进入切削的过程中，轴的端部将穿过挡片34上的第二通孔37，通过第二通孔37的导向，以保证轴在穿过第二通孔37后端面刀33的加工面与轴的轴心相垂直，以保证端面加工的平整性，在轴与端面刀33相接触的同时，倒角刀具36将对轴进行倒角，加工产生的飞屑将从加工刀具侧部飞出，与挡料罩进行接触，并最终得到收集，当十字轴的其中一根轴加工完毕后，第一气缸4将带动底座1回退部分距离，底座1进入加工旋转位，此时第二气缸5推动固定台3使夹具上的十字轴脱离第一固定块9的固定，在旋转90度后，第二气缸5带动固定台3复位，十字轴再次受到第一固定块9的固定，并再次通过第一气缸4的推动进入加工工位，重复上述步骤3次，对十字轴的四根轴体均加工完成后，第一气缸4将带动底座1回复至换料工位，随后第三气缸12向上抬升，解除对于十字轴的固定，随后通过机械爪104将加工完毕的十字轴取下，放置在下料轨道上，完成一个工件的加工步骤。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种十字轴加工设备，包括机架、加工装置以及送料组件；其特征在于：所述加工装置固定安装在机架上，所述加工设备包括主轴箱以及可拆卸安装在主轴箱输出端上的加工刀具，所述送料组件滑动连接在机架上，所述送料组件包括底座以及固定台，所述机架上固定安装有用于推动所述底座来回移动的第一气缸，所述固定台与底座之间滑动连接，所述固定台与底座之间设置有第二气缸，所述固定台上设置有夹具，所述底座上设置有用于对十字轴加工端的背部进行支撑的第一固定块，还包括用于转动夹具以切换十字轴加工端的旋转结构；所述底座上开设有滑槽，所述固定台滑动连接在滑槽内，所述固定台包括第三滑块以及固定安装在第三滑块上的顶板，所述第三滑块与顶板之间留有间隙，所述滑槽内设置有限位块，所述限位块位于间隙内，所述第一固定块固定安装在限位块的近夹具端。

2.根据权利要求1所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述底座通过第一驱动件至少具有三个工位。

3.根据权利要求1所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述夹具包括夹持件以及下压件，所述固定台上设置有用于驱动夹持件转动的第一电机，所述下压件的顶部设置有第三气缸，所述第三气缸固定安装在固定台顶部。

4.根据权利要求3所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述夹持件的中心安装有定位块，所述定位块上设置有倾斜面，所述夹持件围绕定位块设置有支撑块，所述支撑块的顶部设置有与十字轴轴颈相对应的凹槽。

5.根据权利要求3所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述旋转结构包括固定安装在固定台上的第一电机，所述夹持件的底部固定连接有贯穿于固定台的传动杆，所述传动杆与第一电机的电机杆之间通过传动带联动。

6.根据权利要求3所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述夹持件对应十字轴的四根轴体设置有定位面，所述定位面位于支撑块的外表面上，所述第一固定块包括第一板体、固定板以及圆筒，所述圆筒插接在限位块上，所述固定板对称设置在第一板体的两侧，所述第一板体上对应定位面设置有调节面。

7.根据权利要求1所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述主轴箱的输出端上固定安装有挡料罩，所述加工刀具位于所述挡料罩内部，所述挡料罩对应加工刀具开设有第一通孔。

8.根据权利要求7所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述第一通孔的两侧对称设置有第二固定块，所述第二固定块上开设有第二固定槽，所述第二固定槽与所述十字轴轴颈的表面相配合。

9.根据权利要求1所述的十字轴加工设备，其特征在于：所述加工刀具包括外壳以及端面刀，所述端面刀安装在外壳上；还包括挡片，所述挡片上具有连接块，所述连接块固定安装在外壳上，所述的挡片上开设有用于轴穿过的第二通孔，所述端面刀的刀头至少一侧设置有倒角刀具。

Images