CN115156581B - 一种汽车传动轴用的加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车传动轴用的加工装置及方法，包括加工台以及设置在所述加工台上的加工组件，所述加工组件包括第一支撑架，所述第一支撑架固定安装在所述加工台的顶部，所述第一支撑架上设置有第一安装架，所述第一安装架上固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有第一螺纹丝杆，所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一固定板，所述第一支撑架上还设置有第一导杆，所述第一导杆上滑动连接有第一导向块，且所述第一导向块与所述第一固定板固定连接，本装置结构简单，控制原理简单，造价成本更低，适用于大范围的自动化生产线中。

Description

一种汽车传动轴用的加工装置及方法

技术领域

本发明涉及汽车零件加工设备领域，特别是一种汽车传动轴用的加工装置及方法。

背景技术

汽车传动轴是汽车传动系统中连接变速器与驱动桥之间的重要部件，其连接在动力单元的变速器和驱动轴的输入轴之间，主要用于将变速器的输出动力传递至驱动轴的输入轴。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节的，节与节之间可以由万向节连接。汽车传动轴加工过程中，需要在传动轴的特定位置上进行钻孔加工。然而传统的汽车传动轴生产用钻孔装置，不便于对传动轴进行稳定夹持，钻孔精确度低；并且钻孔装置在钻孔时不能根据加工情况自动的调节加工参数，从而导致汽车传动轴在钻孔加工时的报废率较高，严重影响经济效益。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种汽车传动轴用的加工装置及方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面公开了一种汽车传动轴用的加工装置，包括加工台以及设置在所述加工台上的加工组件；

所述加工组件包括第一支撑架，所述第一支撑架固定安装在所述加工台的顶部，所述第一支撑架上设置有第一安装架，所述第一安装架上固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有第一螺纹丝杆，所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一固定板，所述第一支撑架上还设置有第一导杆，所述第一导杆上滑动连接有第一导向块，且所述第一导向块与所述第一固定板固定连接；

所述第一支撑架上固定安装有第二支撑架，所述第二支撑架上设置有第二安装架，所述第二安装架上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端配合连接有第二螺纹丝杆，所述第二螺纹丝杆上配合连接有第二滑动块，所述第二滑动块上固定安装有第二固定板，所述第二支撑架上还设置有第二导杆，所述第二导杆上滑动连接有第二导向块，且所述第二导向块与所述第二固定板固定连接；

所述第二安装板上设置有第三安装架，所述第三安装架上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端配合连接有第三螺纹丝杆，所述第三螺纹丝杆上配合连接有第三滑动块，所述第三滑动块上固定安装有第三固定板，所述第二安装板上还设置有第三导杆，所述第三导杆上滑动连接有第三导向块，且所述第三导向块与所述第三固定板固定连接；

所述第三固定板上固定安装有工业摄像机以及超声波探伤仪。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第三固定板上设置有第四安装架，所述第四安装架上固定安装有第四电机，所述第四电机的输出端配合连接有旋转轴，所述旋转轴的末端配合连接卡接头，所述卡接头能够卡接不同参数的钻头。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一固定板上设置有至少两组温度检测机构，所述温度检测机构包括安装座，所述安装座固定安装在所述第一固定板上，所述安装座上固定连接有第一支撑杆，所述第一支撑杆上设置有第一调节关节，所述第一调节关节上转动连接有第二调节关节，所述第二调节关节上转动连接有第三调节关节，所述第三调节关节上固定安装有红外热检测仪，所述第一调节关节上设置第一步进电机，所述第一步进电机用于带动所述第二调节关节转动，所述第二调节关节上设置有第二步进电机，所述第二步进电机用于带动所述第三调节关节转动。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一固定板顶部的左右两侧相对称的设置有两组支撑机构，所述支撑机构包括支撑底座，所述支撑底座的顶部固定安装有支撑块，所述支撑块上开设有第一弧形凹槽，且所述第一弧形凹槽的形状与待加工工件两端的外轮廓相适配。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一固定板顶部的前后两侧相对称的设置有两组夹紧机构，所述夹紧机构包括壳体座与调节座，所述调节座设置在所述壳体座的两侧，所述壳体座内开设有导向槽，所述导向槽内滑动连接有导向件，所述导向件的顶部固定连接有固定块，所述调节座上滑动连接有铁块，所述调节座上设置有第一固定条与第二固定条，所述第一固定条上固定安装有电磁块，所述第二固定条与压力弹簧的一端固定连接，所述压力弹簧的另一端与所述铁块固定连接，所述固定块与连杆的一端固定连接，所述连杆的另一端与所述铁块固定连接。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述导向件与夹紧杆的一端固定连接，所述夹紧杆的另一端贯穿所述壳体座的侧壁且与夹紧块固定连接，所述夹紧块上开设有第二弧形凹槽，且所述第二弧形凹槽的形状与待加工工件中部两侧的外轮廓相适配，所述第二弧形凹槽内设置有薄膜压力传感器。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述导向槽的两侧壁上开设有第一支撑槽，所述导向件的两侧边设置有第一支撑块，所述第一支撑块嵌入所述第一支撑槽内，且所述第一支撑块能够沿所述第一支撑槽内滑动。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述调节座的底部开设有凸形支撑槽，所述铁块的底部设置有凸形支撑块，所述凸形支撑块嵌入所述凸形支撑槽内，且所述凸形支撑块能够沿所述凸形支撑槽内滑动。

本发明另一方面公开了一种汽车传动轴用的加工装置的控制方法，应用于任一项所述的一种汽车传动轴用的加工装置，包括如下步骤：

获取加工成品的工程图参数信息；其中所述工程图参数信息包括加工成品需要钻孔的位置、钻孔的直径以及钻孔表面粗糙度；

获取毛坯的图像信息，基于所述图像信息建立三维模型；

将所述工程图参数信息导入所述三维模型中，生成预设加工工艺参数；

获取加工时毛坯反馈的特征信息，基于所述特征信息得到裂纹扩展指数；

基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数，具体包括如下步骤：

若所述裂纹扩展指数大于或等于1，则按照第一加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数大于0且小于1，则按照第二加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数小于或等于0，则按照第三加工工艺参数进行加工。

本发明解决了背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：通过温度检测机构在不同的角度、不同的位置、不同的距离测量钻削区域各个位置点的温度值，进而通过对各点的温度值进行处理后获得钻削区域内部的温度状况，从而精准的完成钻削区域内部的三维温度场的测量，从而获取高精度的温度数据，从而提高装置的控制精度；夹紧机构采用电磁块与压力弹簧作为动力元件，相对于传统的通过电机或气缸作为动力元件的夹紧装置，能够更加的节约电能，进一步提高经济效益，并且结构简单，控制原理简单，造价成本更低，更适用于大范围的自动化生产线中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为加工装置第一立体结构示意图；

图2为加工装置第二立体结构示意图；

图3为加工装置第三立体结构示意图；

图4为支撑机构结构示意图；

图5为温度检测机构结构示意图；

图6为支撑机构中电磁块断电时的结构示意图；

图7为支撑机构中电磁块通电时的结构示意图；

图8为第一支撑槽结构示意图；

附图标记说明如下：101、加工台；102、第一支撑架；103、第一安装架；104、第一电机；105、第一螺纹丝杆；107、第一固定板；108、第一导杆；109、第一导向块；201、第二支撑架；202、第二安装架；203、第二电机；204、第二螺纹丝杆；206、第二固定板；207、第二导杆；208、第二导向块；209、第三安装架；301、第三电机；302、第三螺纹丝杆；303、第三滑动块；304、第三固定板；305、第三导杆；306、第三导向块；307、第四安装架；308、第四电机；309、旋转轴；401、卡接头；402、温度检测机构；403、安装座；404、第一支撑杆；405、第一调节关节；406、第二调节关节；407、第三调节关节；408、红外热检测仪；409、第一步进电机；501、第二步进电机；502、支撑机构；503、支撑底座；504、支撑块；505、第一弧形凹槽；506、夹紧机构；507、壳体座；508、调节座；509、导向槽；601、导向件；602、固定块；603、铁块；604、第一固定条；605、第二固定条；606、电磁块；607、压力弹簧；608、连杆；609、夹紧杆；701、夹紧块；702、第二弧形凹槽；703、第一支撑槽；704、第一支撑块；705、凸形支撑槽；706、凸形支撑块。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明第一方面公开了一种汽车传动轴用的加工装置，包括加工台101以及设置在所述加工台101上的加工组件。

需要说明的是，在对传动轴钻孔加工时，一般均为深孔加工(孔深在孔径的3至5倍以上便称为深孔)，深孔加工的难度在于如何排屑以及如何冷却，这是由于钻头在钻孔加工期间，大量的钻屑被产生及连续排出，这些钻屑有些会沿着钻头的沟槽流出并自行脱离钻头而排出，但是有些却容易缠绕附着于钻头上，或者堆积在钻头的沟槽内，而堆积附着于钻头或沟槽中的钻屑若不及时清除的话，会严重得妨碍钻头切刃处对工件进行有效切削，从而严重影响钻孔的成品精度，并且这还会使得钻头切刃处长时间处于高温状态以及产生大的摩擦作用从而降低钻头的使用寿命。因此，在深孔加工时，一般需要进行数次退刀排屑，具体来说，当确定好需要加工的孔深后，根据孔深设定出若干个加工深度，在钻头钻削加工时，当钻头钻削进给完每一个设定好的加工深度后，便会执行一次退刀排屑的程序，然后再对下一个加工深度进行钻削，从而将及时的清理堆积附着于钻头或沟槽中的钻屑，并且在退刀排屑过程中，还能够对钻头进行有效的冷却处理，从而提高钻头的使用寿命。需要注意的是，加工深度的个数，以及每个加工深度的距离是由技术人员根据实际情况设计好的，技术人员只需要把设计编写好的程序导入加工装置的处理系统上即可。

如图1、2、3所示，所述加工组件包括第一支撑架102，所述第一支撑架102固定安装在所述加工台101的顶部，所述第一支撑架102上设置有第一安装架103，所述第一安装架103上固定安装有第一电机104，所述第一电机104的输出端配合连接有第一螺纹丝杆105，所述第一螺纹丝杆105上配合连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一固定板107，所述第一支撑架102上还设置有第一导杆108，所述第一导杆108上滑动连接有第一导向块109，且所述第一导向块109与所述第一固定板107固定连接。

需要说明的是，当夹紧机构506夹紧加工工件后，通过驱动第一电机104，使得第一电机104带动第一螺纹丝杆105旋转，从而使得第一滑动块能够沿第一螺纹丝杆105上滑动，从而带动第一固定板107移动，从而带动加工工件沿加工台101的Y轴方向移动，从而对需要钻孔的位置完成在加工台101Y轴方向的定位，并且在第一固定板107移动的过程中，通过第一导杆108与第一导向块109进行导向，防止其在移动过程中出现位置偏移的情况，提高定位的精度以及装置运行时的稳定性。

所述第一支撑架102上固定安装有第二支撑架201，所述第二支撑架201上设置有第二安装架202，所述第二安装架202上固定安装有第二电机203，所述第二电机203的输出端配合连接有第二螺纹丝杆204，所述第二螺纹丝杆204上配合连接有第二滑动块，所述第二滑动块上固定安装有第二固定板206，所述第二支撑架201上还设置有第二导杆207，所述第二导杆207上滑动连接有第二导向块208，且所述第二导向块208与所述第二固定板206固定连接。

需要说明的是，当夹紧机构506夹紧加工工件后，通过驱动第二电机203，使得第二电机203带动第二螺纹丝杆204旋转，从而使得第二滑动块能够沿第二螺纹丝杠上滑动，从而带动第二固定板206移动，从而带动钻头沿加工台101的X轴方向移动，从而对需要钻孔的位置完成在加工台101X轴方向的定位，并且在第二固定板206移动的过程中，通过第二导杆207与第二导向块208进行导向，防止其在移动过程中出现位置偏移的情况，提高定位的精度以及装置运行时的稳定性。

所述第二安装板上设置有第三安装架209，所述第三安装架209上固定安装有第三电机301，所述第三电机301的输出端配合连接有第三螺纹丝杆302，所述第三螺纹丝杆302上配合连接有第三滑动块303，所述第三滑动块303上固定安装有第三固定板304，所述第二安装板上还设置有第三导杆305，所述第三导杆305上滑动连接有第三导向块306，且所述第三导向块306与所述第三固定板304固定连接。

所述第三固定板304上设置有第四安装架307，所述第四安装架307上固定安装有第四电机308，所述第四电机308的输出端配合连接有旋转轴309，所述旋转轴309的末端配合连接卡接头401，所述卡接头401能够卡接不同参数的钻头。

所述第三固定板304上固定安装有工业摄像机以及超声波探伤仪。

需要说明的是，当对钻孔的位置完成在X、Y轴方向的定位后。首先，使得第三电机301以较大的旋转速度旋转，从而使得第三电机301快速的带动第三螺纹丝杆302旋转，从而使得第三滑动块303快速得沿第三螺纹丝杆302下移，从而快速的带动钻头下移，当钻头下移至预设距离后，使得第三电机301停止驱动，从而完成对钻孔位置在加工台101Z轴方向的粗定位，进而降低加工时间，提高加工效率；接着驱动第四电机308，从而带动旋转轴309与卡接头401旋转，从而带动钻头旋转；然后使得第三驱动电机以特定的旋转速度旋转，从而使得钻头按特定的进给速度进行，从而对传动轴进行钻削加工。

需要说明的是，所述卡接头401能够卡接不同参数的钻头，进而使得本装置能够加工不同参数的钻孔，使用范围更广。

如图4、5所示，所述第一固定板107上设置有至少两组温度检测机构402，所述温度检测机构402包括安装座403，所述安装座403固定安装在所述第一固定板107上，所述安装座403上固定连接有第一支撑杆404，所述第一支撑杆404上设置有第一调节关节405，所述第一调节关节405上转动连接有第二调节关节406，所述第二调节关节406上转动连接有第三调节关节407，所述第三调节关节407上固定安装有红外热检测仪408，所述第一调节关节405上设置第一步进电机409，所述第一步进电机409用于带动所述第二调节关节406转动，所述第二调节关节406上设置有第二步进电机501，所述第二步进电机501用于带动所述第三调节关节407转动。

需要说明的是，在钻削加工时，由于钻头与工件之间不断的摩擦接触，通过摩擦力的作用产生摩擦功以及切削产生的剪切功多数都转化为切削热能，从而会使得钻孔内的温度不断升高，而由于温度升高会导致原子的位错密度升高，从而降低毛坯材料的塑性性能，从而对毛坯所能承受极限钻削力造成产生影响，那么，在钻削加工时，若钻头的实时钻削力大于毛坯所能承受的极限钻削力，则会使得毛坯在钻削时产生严重的裂纹现象，从而使得工件报废，因此我们可以实时监测钻削区域的实时温度信息，然后再根据测量得到的实时温度信息确定出在该温度值之下加工毛坯所能承受的极限钻削力值，然后再根据这一极限钻削力实时调整钻头的实时钻削力，从而降低工件的报废率。然而，由于深孔加工是一种半封闭的加工方式，刀具切削刃的形貌极复杂，因此测量切削区域的切削温度时会比较困难，往往很难做到高精度的测量。因此，在本发明中，为了获取精度较高的测量数据，则在第一固定板107的左右两侧设置有两组温度检测机构402，在需要测量钻削区域的温度值时，通过驱动第一步进电机409旋转，从而带动第二调节关节406沿加工台101的X、Y轴方向旋转，从而带动红外热检测仪408沿加工台101的X、Y轴方向移动；同时，通过驱动第二步进电机501旋转，从而带动第三调节关节407沿加工台101的Y、Z轴方向旋转，从而带动红外热检测仪408沿加工台101的Y、Z轴方向移动，以对钻削区域不同位置点发射出的热辐射光进行检测，从而获取钻削区域不同位置点的温度值，然后再对测得的各个温度值进行拟合处理，以得到钻削区域内部的温度范围与温度分布情况，从而实时调整钻头的钻削力，并且能够使得红外热检测仪408在不同的角度、不同的位置、不同的距离测量钻削区域各个位置点的温度值，进而通过对各点的温度值进行处理后获得钻削区域内部的温度状况，从而精准的完成钻削区域内部的三维温度场的测量，从而获取高精度的温度数据，从而提高装置的控制精度。

如图4所示，所述第一固定板107顶部的左右两侧相对称的设置有两组支撑机构502，所述支撑机构502包括支撑底座503，所述支撑底座503的顶部固定安装有支撑块504，所述支撑块504上开设有第一弧形凹槽505，且所述第一弧形凹槽505的形状与待加工工件两端的外轮廓相适配。

需要说明的是，可以通过上下料机械手完成毛坯的上料以及加工成品的下料过程，上下机械手可以设置在加工台101的一侧，上下料机械手为现有常规技术，在此对其结构不多做说明。当需要上料时，通过上料机械手将毛坯夹持住，然后将毛坯的两端分别放置在两组支撑机构502的第一弧形凹槽505上，由于第一弧形凹槽505的形状与毛坯两端的外轮廓相适配，通过第一弧形凹槽505对毛坯起到了初步的固定、限位的作用，并且通过支撑机构502能够将毛坯支撑起一定的高度，从而便于对毛坯完成钻孔的工作。而当钻孔完毕后，通过上下料机械手下料即可。

如图6、7所示，所述第一固定板107顶部的前后两侧相对称的设置有两组夹紧机构506，所述夹紧机构506包括壳体座507与调节座508，所述调节座508设置在所述壳体座507的两侧，所述壳体座507内开设有导向槽509，所述导向槽509内滑动连接有导向件601，所述导向件601的顶部固定连接有固定块602，所述调节座508上滑动连接有铁块603，所述调节座508上设置有第一固定条604与第二固定条605，所述第一固定条604上固定安装有电磁块606，所述第二固定条605与压力弹簧607的一端固定连接，所述压力弹簧607的另一端与所述铁块603固定连接，所述固定块602与连杆608的一端固定连接，所述连杆608的另一端与所述铁块603固定连接。

所述导向件601与夹紧杆609的一端固定连接，所述夹紧杆609的另一端贯穿所述壳体座507的侧壁且与夹紧块701固定连接，所述夹紧块701上开设有第二弧形凹槽702，且所述第二弧形凹槽702的形状与待加工工件中部两侧的外轮廓相适配，所述第二弧形凹槽702内设置有薄膜压力传感器。

需要说明的是，当通过上下料机械手将毛坯放置到第一弧形凹槽505内的过程中，控制电磁块606通电，而通电后的电磁块606会具备磁力，在磁力的作用下，铁块603会被吸引至电磁块606上，并且当铁块603吸附在电磁块606上时，压力弹簧607处于被拉伸的状态，并且当铁块603吸附在电磁块606上时，铁块603会拉动连杆608滑动，从而使得连杆608拉动固定块602移动，从而使得导向件601沿导向槽509滑动，从而使得夹紧杆609向导向槽509内收缩，从而带动夹紧块701收缩，从而使得两组夹紧机构506上的两个夹紧块701之间的距离变大，这样一来，上下料机械手便能够顺利的将毛坯放置到第一弧形凹槽505内，避免在放置过程中毛坯与夹紧块701发生碰撞，能够提供足够的位置使得上下料机械手完成上料过程。而当上下料机械手将毛坯放置到第一弧形凹槽505内后，控制电磁块606断电，断电后的电磁块606会失去磁力，失去磁力的电磁块606便不再对铁块603产生吸引力，此时处于被拉伸状态的压力弹簧607在回弹力的作用下便会复位，并且在压力弹簧607复位时会带动铁块603复位，从而带动连杆608以及固定块602复位，从而使得导向件601复位，从而使得夹紧杆609向导向槽509外伸出，从而使得夹紧块701沿毛坯中部的两侧移动，从而通过第二弧形凹槽702将毛坯两侧夹紧，从而完成对毛坯的夹紧固定作用，避免毛坯在钻孔加工时发生移位的情况。综上所述，本夹紧机构506采用电磁块606与压力弹簧607作为动力元件，只需要在短时间的上料过程中控制电磁块606通电，而在长时间的钻孔加工过程中通过压力弹簧607自身特有的压力便能够对毛坯进行夹紧固定，相对于传统的通过电机或气缸作为动力元件的夹紧装置，能够更加的节约电能，进一步提高经济效益，并且本夹紧机构506的结构简单，控制原理简单，造价成本更低，更适用于大范围的自动化生产线中。

需要说明的是，在第二弧形凹槽702内铺设有薄膜压力传感器，在通过第二弧形凹槽702夹紧毛坯两侧时，通过薄膜压力传感器分别获取两组夹紧机构506上两组第二弧形凹槽702的夹持力值；将两组第二弧形凹槽702的夹持力值进行比较，得到夹持力偏差；判断所述夹持力偏差是否大于预设偏差；若大于，则重新调整毛坯位置。这样一来，在通过夹紧机构506夹紧毛坯时，对毛坯两侧的夹持力情况进行监测，若毛坯两侧夹持力偏差过大，则说明毛坯放置位置并不准确，从而导致夹紧机构506在夹紧时夹持力偏差过大，此时则需要通过上下料机械手重新调整毛坯的位置，从而保证夹持力平衡，避免在加工过程中毛坯发生移位，从而确保加工精度。

如图8所示，所述导向槽509的两侧壁上开设有第一支撑槽703，所述导向件601的两侧边设置有第一支撑块704，所述第一支撑块704嵌入所述第一支撑槽703内，且所述第一支撑块704能够沿所述第一支撑槽703内滑动。

需要说明的是，导向槽509的两侧壁上开设有第一支撑槽703，导向件601的两侧边设置有第一支撑块704，第一支撑槽703与第一支撑块704启动支撑作用，通过第一支撑槽703与第一支撑块704能够避免导向件601在滑动的过程中掉出导向槽509外，从而提高装置的可靠性。

如图8所示，所述调节座508的底部开设有凸形支撑槽705，所述铁块603的底部设置有凸形支撑块706，所述凸形支撑块706嵌入所述凸形支撑槽705内，且所述凸形支撑块706能够沿所述凸形支撑槽705内滑动。

需要说明的是，在调节座508的底部开设有凸形支撑槽705，在铁块603的底部设置有凸形支撑块706，凸形支撑槽705与凸形支撑块706起到了导向、支撑作用。因为在电磁块606吸引铁块603或者压力弹簧607带动铁块603复位时，由于磁力或回弹力自身稳定性的原因，铁块603在滑动时难免会发生移位的情况，而通过凸形支撑槽705与凸形支撑块706的限位作用，便能够避免铁块603出现移位的情况，进而提高装置的可靠性，并且通过凸形支撑槽705与凸形支撑块706自身的结构形状，能够对铁块603起到支撑作用，避免铁块603在移动过程中掉出调节座508外。

本发明另一方面公开了一种汽车传动轴用的加工装置的控制方法，应用于任一项所述的一种汽车传动轴用的加工装置，包括如下步骤：

获取加工成品的工程图参数信息；其中所述工程图参数信息包括加工成品需要钻孔的位置、钻孔的直径以及钻孔表面粗糙度；

获取毛坯的图像信息，基于所述图像信息建立三维模型；

将所述工程图参数信息导入所述三维模型中，生成预设加工工艺参数；

获取加工时毛坯反馈的特征信息，基于所述特征信息得到裂纹扩展指数；

基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数。

需要说明的是，加工成品的工程图是由设计人员绘制设计的，在对毛坯进行加工前，将加工成品的工程图参数信息导入到加工装置的处理系统内，在对毛坯进行加工时，便能够由工程图参数信息中获取得到钻孔的位置、钻孔的直径以及钻孔表面粗糙度等加工工艺参数。然后再通过工业摄像机拍摄毛坯的图像信息，再根据拍摄得到的图像建立毛坯的三维模型，然后再将工程图参数信息导入到三维模型中，进而确定出加工深度的个数、各个加工深度的距离、预设进给量、预设转速、预设钻削力等一系列预设加工工艺参数，当确定好这些加工工艺参数后，控制加工装置启动，对毛坯进行钻孔加工。然而在钻孔加工的过程中，在连续的钻削力以及切削热的作用下，由于钻削区域的基体材料的弹性模量和热膨胀系数的原因，会导致钻削区域受力受热的膨胀形变量不断变大，从而产生裂纹，当钻削区域产生裂纹后，若继续采用预设的加工工参数进行钻削加工，裂纹在钻削力等因素的影响下有可能会进一步延伸至非钻削区域，进而伤及到非加工区域，从而使得工件报废，因此，在加工过程中，我们需要实时的监测裂纹扩展指数，通过得到的裂纹扩展指数预测在预设加工工艺参数下钻削时钻削区域的裂纹是否会进一步扩展至非加工区域，并且能够根据裂纹扩展指数从而实时调整预设加工工艺参数，在确保加工效率的同时还能够避免钻削区域的裂纹延伸到非钻削区域上，从而降低工件的报废率。其中，裂纹扩展指数的计算公式如下所示：

其中，K_f代表裂纹扩展系数；δ毛坯横截面积；b为毛坯长度；Z_i代表在钻孔的加工深度为i时加工钻头的终点坐标值；Z_i+1代表在钻孔的加工深度为i+1时加工钻头的终点坐标值；S_i代表在钻孔的加工深度为i时毛坯中裂纹距离非加工区域最近点的坐标值；S_i+1代表在钻孔的加工深度为i+1时毛坯中裂纹距离非加工区域最近点的坐标值；T_i代表在钻孔的加工深度为i时的实时钻削力值，其由加工设备中获得；T_i+1代表在钻孔的加工深度为i+1时的实时钻削力值，其由加工设备中获得；n为钻孔的加工深度的个数。

其中，获取加工时毛坯反馈的特征信息，基于所述特征信息得到裂纹扩展指数，具体包括如下步骤：

获取毛坯所反馈的声波特征信号；

对所述声波特征信号进行处理，得到裂纹参数信息；其中所述裂纹参数信息包括裂纹宽度、深度、长度、形状信息；

基于所述裂纹参数信息建立裂纹腐蚀模型；

由所述裂纹腐蚀模型中得到裂纹在三维模型中的坐标值；

基于所述坐标值计算出裂纹扩展指数。

需要说明的是，在钻头钻削进给完每一个加工深度后且执行退刀排屑程序时，控制超声波探伤仪启动，通过超声波探伤仪对毛坯进行扫描检测，然后获取毛坯所反馈的声波特征信号，其中所述声波特性信号包括回波的波长、波幅以及频率等。然后再基于声波特征信号得到裂纹参数信息，从而建立裂纹腐蚀模型，在将所述裂纹腐蚀模型导入到三维模型中，从而确定出裂纹在三维模型中的坐标值，这样一来，便能够确定出裂纹距离非加工区域最近点的坐标值。

需要说明的是，毛坯横截面积、毛坯长度、实时钻削力值、钻头的在每一加工深度的终点坐标值以及钻孔的加工深度的个数这些参数都是可以通过工业摄像机或者有加工设备中便可以获取得到的，这样一来，我们便能够根据裂纹扩展指数的计算公式计算得到在每一个加工深度时的裂纹扩展指数。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数，具体包括如下步骤：

若所述裂纹扩展指数大于或等于1，则按照第一加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数大于0且小于1，则按照第二加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数小于或等于0，则按照第三加工工艺参数进行加工。

需要说明的是，所述第一加工工艺参数是钻头匀加速转动且为第一进给速度的加工参数；所述第二加工工艺参数是钻头匀速转动且为第二进给速度的加工参数；所述第三加工工艺参数是钻头匀加速转动且为第三进给速度的加工参数；其中，所述第一进给速度大于第二进给速度，所述第二进给速度大于第三进给速度。

需要说明的是，钻削力在钻削加工过程中是一个重要的物理量，钻削力的大小对孔加工的质量有直接的影响。在钻削加工时，若钻头的实时钻削力大于毛坯所能承受的极限钻削力，则会使得毛坯在钻削时产生裂纹现象。而在钻削时，钻削力的大小与进给速度以及钻头转速有一定的关系。若钻头转速不变，加大进给速度，钻头每转进给量会增大，使得在相同时间内，钻头的钻削面积更大，从而导致钻头与毛坯之间的挤压力增大，毛坯所受到的钻削力变大。而在进给速度不变时，若加大钻头的转速，每转的切削厚度将减少，钻头与毛坯之间的挤压力便会减少，毛坯所受到的钻削力减少。

因此，当通过裂纹扩展指数的计算公式计算得到在钻削某一加工深度的裂纹扩展指数后，我们可以根据裂纹扩展指数的数值大小调节钻削下一个加工深度的加工工艺参数。具体来说，若裂纹扩展指数大于或等于1，则说明裂纹向非加工区域扩展的概率极低，此时为了提高加工效率，控制系统会自动的把钻头的加工参数调节为匀加速转动且为第一进给速度的加工参数进行钻削，使用较大的进给速度以及较大的转速进行钻削，从而降低钻削时间，在此过程中，可以理解为钻头刚接触毛坯表面起到钻入毛坯内后的一段时间，在这段时间内，由于钻头与毛坯接触的面积较小，钻头对毛坯产生的钻削力较小；若裂纹扩展指数大于0且小于1，则说明裂纹向非加工区域扩展的概率较小，属于安全加工区间，此时控制系统会自动的把钻头的加工参数调节为匀速转动且为第二进给速度的加工参数进行钻削，在此过程中，可以理解为钻头完全钻入到毛坯内部的某个时间段，在该时间段内，由于钻头与毛坯摩擦接触的时间不长，钻削温度在合适的钻削温度范围内，毛坯所能承受的极限钻削力较大；若所述裂纹扩展指数小于或等于0，则说明裂纹向非加工区域扩展的概率较大，属于危险加工区域，此时控制系统会自动的把钻头的加工参数调节为匀加速转动且为第三进给速度的加工参数进行钻削，在此过程中，说明钻头已经接近钻孔的出口底面，此时毛坯所承受钻削力的未切削层厚度减少，钻孔出口底面的材料会开始沿钻孔边缘分离，此时容易发生进一步扩展进而发生断裂、毛边、啃边等缺陷，因此，为了降低裂纹进一步扩展伤及到非加工区域的概率，需要通过加大钻头的转速以及降低进给速度，从而将钻头每转的切削厚度减少，从而降低毛坯受到的钻削力。综述所述，本加工装置能够根据加工情况自动调整加工工艺参数，在保证了钻孔加工质量的同时，还能够以较大的加工效率对毛坯进行加工。

此外，所述一种汽车传动轴用的加工装置的控制方法，还包括如下步骤：

通过大数据网络获取毛坯在不同温度下所能承受极限钻削力值；

基于所述极限钻削力值建立特性数据库；

在毛坯加工时实时获取加工区域温度信息；

将所述温度信息导入特性数据库中，从而得到预设极限钻削力；

实时获取毛坯所受到的实时钻削力；

判断所述实时钻削力是否大于预设极限钻削力；

若大于，则重新调整加工工艺参数。

需要说明的是，首先通过大数据网络获取毛坯在不同温度下所能承受极限钻削力值并建立特性数据库。在钻削加工时，若钻头的实时钻削力大于毛坯所能承受的极限钻削力，则会使得毛坯在钻削时产生严重的裂纹现象，从而使得工件报废，因此我们可以实时监测钻削区域的实时温度信息，然后再根据测量得到的实时温度信息确定出在该温度值之下加工毛坯所能承受的极限钻削力值，然后再根据这一极限钻削力实时调整钻头的实时钻削力，使得钻头的实时钻削力小于极限钻削力值，从而降低产生裂纹的概率，从而降低工件的报废率。

以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种汽车传动轴用的加工装置，包括加工台以及设置在所述加工台上的加工组件，其特征在于：

所述加工组件包括第一支撑架，所述第一支撑架固定安装在所述加工台的顶部，所述第一支撑架上设置有第一安装架，所述第一安装架上固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端配合连接有第一螺纹丝杆，所述第一螺纹丝杆上配合连接有第一滑动块，所述第一滑动块上固定安装有第一固定板，所述第一支撑架上还设置有第一导杆，所述第一导杆上滑动连接有第一导向块，且所述第一导向块与所述第一固定板固定连接；

所述第一支撑架上固定安装有第二支撑架，所述第二支撑架上设置有第二安装架，所述第二安装架上固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端配合连接有第二螺纹丝杆，所述第二螺纹丝杆上配合连接有第二滑动块，所述第二滑动块上固定安装有第二固定板，所述第二支撑架上还设置有第二导杆，所述第二导杆上滑动连接有第二导向块，且所述第二导向块与所述第二固定板固定连接；

所述第二安装板上设置有第三安装架，所述第三安装架上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端配合连接有第三螺纹丝杆，所述第三螺纹丝杆上配合连接有第三滑动块，所述第三滑动块上固定安装有第三固定板，所述第二安装板上还设置有第三导杆，所述第三导杆上滑动连接有第三导向块，且所述第三导向块与所述第三固定板固定连接；

所述第三固定板上固定安装有工业摄像机以及超声波探伤仪；

所述第一固定板上设置有至少两组温度检测机构，所述温度检测机构包括安装座，所述安装座固定安装在所述第一固定板上，所述安装座上固定连接有第一支撑杆，所述第一支撑杆上设置有第一调节关节，所述第一调节关节上转动连接有第二调节关节，所述第二调节关节上转动连接有第三调节关节，所述第三调节关节上固定安装有红外热检测仪，所述第一调节关节上设置第一步进电机，所述第一步进电机用于带动所述第二调节关节转动，所述第二调节关节上设置有第二步进电机，所述第二步进电机用于带动所述第三调节关节转动；

所述第一固定板顶部的左右两侧相对称的设置有两组支撑机构，所述支撑机构包括支撑底座，所述支撑底座的顶部固定安装有支撑块，所述支撑块上开设有第一弧形凹槽，且所述第一弧形凹槽的形状与待加工工件两端的外轮廓相适配；

所述第一固定板顶部的前后两侧相对称的设置有两组夹紧机构，所述夹紧机构包括壳体座与调节座，所述调节座设置在所述壳体座的两侧，所述壳体座内开设有导向槽，所述导向槽内滑动连接有导向件，所述导向件的顶部固定连接有固定块，所述调节座上滑动连接有铁块，所述调节座上设置有第一固定条与第二固定条，所述第一固定条上固定安装有电磁块，所述第二固定条与压力弹簧的一端固定连接，所述压力弹簧的另一端与所述铁块固定连接，所述固定块与连杆的一端固定连接，所述连杆的另一端与所述铁块固定连接；

所述导向件与夹紧杆的一端固定连接，所述夹紧杆的另一端贯穿所述壳体座的侧壁且与夹紧块固定连接，所述夹紧块上开设有第二弧形凹槽，且所述第二弧形凹槽的形状与待加工工件中部两侧的外轮廓相适配，所述第二弧形凹槽内设置有薄膜压力传感器；

所述导向槽的两侧壁上开设有第一支撑槽，所述导向件的两侧边设置有第一支撑块，所述第一支撑块嵌入所述第一支撑槽内，且所述第一支撑块能够沿所述第一支撑槽内滑动；

所述调节座的底部开设有凸形支撑槽，所述铁块的底部设置有凸形支撑块，所述凸形支撑块嵌入所述凸形支撑槽内，且所述凸形支撑块能够沿所述凸形支撑槽内滑动。

2.根据权利要求1所述的一种汽车传动轴用的加工装置，其特征在于：所述第三固定板上设置有第四安装架，所述第四安装架上固定安装有第四电机，所述第四电机的输出端配合连接有旋转轴，所述旋转轴的末端配合连接卡接头，所述卡接头能够卡接不同参数的钻头。

3.一种汽车传动轴用的加工装置的控制方法，应用于权利要求1-2任一项所述的一种汽车传动轴用的加工装置，其特征在于，包括如下步骤：

获取加工成品的工程图参数信息；其中所述工程图参数信息包括加工成品需要钻孔的位置、钻孔的直径以及钻孔表面粗糙度；

获取毛坯的图像信息，基于所述图像信息建立三维模型；

将所述工程图参数信息导入所述三维模型中，生成预设加工工艺参数；

获取加工时毛坯反馈的特征信息，基于所述特征信息得到裂纹扩展指数；

基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数。

4.根据权利要求3所述的一种汽车传动轴用的加工装置的控制方法，其特在于，基于所述裂纹扩展指数实时调整预设加工工艺参数，具体包括如下步骤：

若所述裂纹扩展指数大于或等于1，则按照第一加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数大于0且小于1，则按照第二加工工艺参数进行加工；

若所述裂纹扩展指数小于或等于0，则按照第三加工工艺参数进行加工。

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