CN117718767A - 座管加工设备和座管加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自行车技术领域，并公开了一种座管加工设备和座管加工方法，其中，座管加工设备包括开槽治具和倒角治具，开槽治具包括开槽定位组件和夹持机构，开槽定位组件用以与座管的第一管段内壁抵接，夹持机构能够沿开槽定位组件的轴向抵紧或放松，倒角治具包括倒角定位组件和位置检测装置，倒角定位组件用以插入第一管段的座管槽，位置检测装置设于倒角定位组件的一侧。在本发明技术方案中，对工件进行倒角处理时，利用上一工序也即开槽工艺中加工出的座管槽进行装夹固定，避免了在座管的异形面进行装夹，从而降低了装夹难度、节省了装夹时间，进而提高了生产效率。

Description

座管加工设备和座管加工方法

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，特别涉及一种座管加工设备和座管加工方法。

背景技术

自行车座管，也称为座杆，是连接自行车座椅和车架的部件。它起到支撑和调节座椅高度的作用。座管通常由金属(如铝合金)或碳纤维等材料制成，具有一定的强度和刚性。

座管在加工中需要对座管进行开槽和倒角，由于座管的整体外观一般为异形，所以难以对座管进行快速装夹，现有的座管加工工艺中开槽工艺和倒角工艺二者单独进行，这也导致两道工序需要进行两次复杂的装夹，影响加工效率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种座管加工设备和座管加工方法，旨在提供一种可以实现快速装夹的座管加工设备。

为实现上述目的，本发明提出的座管加工设备，包括：

开槽治具，所述开槽治具包括开槽定位组件和夹持机构，所述开槽定位组件用以与座管的第一管段内壁抵接，所述夹持机构能够沿所述开槽定位组件的轴向抵紧或放松；和

倒角治具，所述倒角治具包括倒角定位组件和位置检测装置，所述倒角定位组件用以插入所述第一管段的座管槽，所述位置检测装置设于所述倒角定位组件的一侧。

在本发明的一实施例中，所述开槽定位组件包括：

安装板；

第一固定内芯，所述第一固定内芯设于所述安装板的一侧，所述第一固定内芯形成有安装缺口；以及

弹性抵接块，所述弹性抵接块活动设于所述安装缺口，所述弹性抵接块用以与所述第一管段的内壁弹性抵接限位。

在本发明的一实施例中，所述夹持机构包括：

驱动组件；

滑杆，所述滑杆转动设于所述驱动组件的驱动端，所述滑杆的侧部形成有导向柱；以及

导向座，所述导向座形成有倾斜向上的滑轨，所述导向柱滑动限位于所述滑轨。

在本发明的一实施例中，所述倒角定位组件包括：

固定座，所述固定座设有插接部；

第二固定内芯，所述第二固定内芯形成有插接孔，所述插接部插设于所述插接孔，所述第二固定内芯的一端形成有导向斜面；以及

滑块，所述滑块设于所述第二固定内芯，所述滑块形成有与所述导向斜面配合的抵接面，所述导向斜面用以与所述抵接面接触以使得所述滑块沿所述第二固定内芯的周向移动。

在本发明的一实施例中，所述倒角定位组件还包括锁紧块，所述第二固定内芯形成有安装槽，所述锁紧块活动设于所述安装槽内，所述锁紧块形成有锁紧孔，所述插接部依次插接于所述第二固定内芯和所述锁紧块。

在本发明的一实施例中，所述位置检测装置包括两个分设于所述倒角定位组件两侧的位移传感器；

所述固定座还包括至少两个可开闭的防水罩，每一所述防水罩罩设于一所述位移传感器。

本发明还提出一种座管加工方法，所述座管加工方法应用于上述座管加工设备，所述座管加工方法包括如下步骤：

将座管的第一管段固定在开槽治具；

在所述第一管段的周向加工出座管槽后，将开槽后的所述座管利用所述座管槽固定在倒角治具；

对所述第一管段的端部周缘进行倒角。

在本发明的一实施例中，在将座管的第一管段固定在开槽治具中包括：

将所述第一管段插入所述开槽治具的开槽定位组件；

所述开槽治具的夹持机构将所述座管抵紧在所述开槽定位组件上。

在本发明的一实施例中，在对所述第一管段的端部周缘进行倒角之前包括：

利用位置检测装置对第一管段的端部周缘位置进行测量，将位置变化量输送至加工设备。

在本发明的一实施例中，将开槽后的所述座管利用所述座管槽固定在倒角治具包括：

将倒角定位组件插入所述第一管段内；

将固定座的部分结构穿过所述座管槽与所述倒角定位组件插接配合，以实现对所述第一管段的内壁抵紧。

在本发明技术方案中，提出了一种座管加工设备和座管加工方法，在该座管加工方法中，先将座管的第一管段固定在开槽治具的开槽定位组件上，再通过夹持机构抵持工件实现对工件的完全定位，然后在第一管段的周向加工出座管槽，再将开槽后的座管利用座管槽进行二次装夹固定在倒角治具，最后对第一管段的端部周缘进行倒角，由于采用了开槽工序中加工出的座管槽作为倒角工序中的装夹位置，避免了在座管的异形面进行装夹，从而降低了装夹难度、节省了装夹时间，进而提高了生产效率。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所提供的座管加工方法的一实施例的流程示意图；

图2为本发明所提供的开槽治具的结构示意图；

图3为开槽治具装夹座管的示意图；

图4为开槽治具中夹持机构的结构示意图；

图5为开槽治具中导向座的结构示意图；

图6为开槽治具中仿形压块的结构示意图；

图7为开槽定位组件的结构示意图；

图8为开槽定位组件的剖视图；

图9为倒角治具的结构示意图；

图10为倒角定位组件的结构示意图；

图11为倒角定位组件的剖视图；

图12为防脱销钉的结构示意图；

图13为倒角治具的爆炸示意图；

图14为图13中A处的局部放大图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

自行车座管，也称为座杆，是连接自行车座椅和车架的部件。它起到支撑和调节座椅高度的作用。座管通常由金属(如铝合金)或碳纤维等材料制成，具有一定的强度和刚性。

座管在加工中需要对座管进行开槽和倒角，由于座管的整体外观一般为异形，所以难以对座管进行快速装夹，现有的座管加工工艺中开槽工艺和倒角工艺二者单独进行，这也导致两道工序需要进行两次复杂的装夹，影响加工效率。

为解决上述问题，本发明提出了一种座管加工设备和座管加工方法，旨在提供一种可以实现快速装夹的座管加工设备，图1至图14为本发明座管加工设备和座管加工方法所提供的一实施例的结构示意图。

请参考图1至图14，本发明提出一种座管加工设备，包括开槽治具100和倒角治具200，开槽治具100包括开槽定位组件2和夹持机构3，开槽定位组件2用以与座管的第一管段内壁抵接，夹持机构3能够沿开槽定位组件2的轴向抵紧或放松，倒角治具200包括倒角定位组件6和位置检测装置5，倒角定位组件6用以插入第一管段的座管槽，位置检测装置5设于倒角定位组件6的一侧。

在本发明技术方案中，提出了一种座管加工设备和座管加工方法，在该座管加工方法中，先将座管的第一管段固定在开槽治具100的开槽定位组件2上，再通过夹持机构3抵持工件实现对工件的完全定位，然后在第一管段的周向加工出座管槽，再将开槽后的座管利用座管槽进行二次装夹固定在倒角治具200，最后对第一管段的端部周缘进行倒角，由于采用了开槽工序中加工出的座管槽作为倒角工序中的装夹位置，避免了在座管的异形面进行装夹，从而降低了装夹难度、节省了装夹时间，进而提高了生产效率。

在进行开槽工艺中，将座管的第一管段的管孔插入开槽定位组件2的第一固定内芯22，为防止第一管段过度插入导致座管结构被第一固定内芯22所损坏，开槽定位组件2还包括安装板21，具体地，请进一步参阅图1，安装板21竖直设于基座1平面，安装板21的一侧设置第一固定内芯22，当第一管段插入第一固定内芯22直至其端部与安装板21抵接，此时第一固定内芯22无法再继续伸入第一管段内，进而保护了座管结构不会与第一固定内芯22冲撞，提高了固定的合理性。为实现对座管的无损装夹，第一管段的管孔内径需略大于第一固定内芯22，从而保证插入过程中不会过度损伤第一管段的管孔内壁，也降低了装夹的难度。然而，由于第一管段的管孔与第一固定内芯22存在间隙，则可能在加工过程中导致座管在开槽定位组件2上抖动甚至滑脱，影响开槽的加工，为解决该技术问题，实现对座管的无损夹持，第一固定内芯22形成有安装缺口，在该安装缺口位置设置有弹性抵接块23，具体地，请进一步参阅图2、图7和图8，弹性抵接块23朝向安装缺口的一侧设置有两个弹簧233，在两个弹簧233的弹力作用下，弹性抵接块23的初始位置是位于该安装缺口的外侧，在对工件进行装夹前，操作人员手动将弹性抵接块23按压至与安装缺口重合，此时，弹性抵接块23的最大外形尺寸与第一固定内芯22的外形尺寸保持一致，将第一管段的管孔插入第一固定内芯22，当操作人员松开后，弹性抵接块23会在弹簧233弹力作用下与第一管段的内壁牢牢抵接，此时在弹性抵接块23的压力作用下，第一管段无法再沿第一固定内芯22的周向晃动。

进一步地，为适用于不同尺寸第一管段的固定，弹性抵接块23与第一固定内芯22之间还设置有行程调节螺栓231，具体地，请进一步参与图8，操作人员可以使用相匹配的工具对行程调节螺栓231进行拧动，从而使得弹性抵接块23可以沿第一固定内芯22的周向伸出更长的距离，从而匹配一些管孔内径尺寸更大的座管，提高了设备的普适性，通过对行程调节螺栓231的微调和更换弹簧233尺寸等方式也可以进一步调整弹性抵接块23对第一管段内壁的夹持力。

由于弹簧233所施加的弹力有限，弹性抵接块23仍无法有效保证工件不沿其插入方向滑脱第一固定内芯22，为对工件沿第一固定内芯22的轴向进行定位，开槽治具100还包括夹持机构3，具体地，请进一步参阅图2、图3以及图4，夹持机构3包括驱动组件、滑杆32以及导向座33，夹持机构3设于两开槽定位组件2之间，需要说明的是驱动组件可以是气缸311，也可以是电机，本发明对此不做限制，在本发明的一实施例中，驱动组件采用气缸311，气缸311夹持具有快速、精确和可控性强的特点，能够根据需要对夹持力进行调节，适应不同的工作要求。为适应座管的结构特征，也即座管为异形结构，气缸311无法沿第一固定内芯22的轴向后退，为防止气缸311夹持和松开过程中不会与座管接触导致座管损坏，驱动气缸311的驱动端312转动设有滑杆32，滑杆32通过其侧部的导向柱321设置在导向座33中，导向座33形成有倾斜向上的滑轨33a，通过滑轨33a对导向柱321进行导向，从而使得气缸311的驱动端312在伸出时使得滑杆32沿倾斜轨道向上运动，从而不会与座管的其他结构干涉，提高了结构的合理性。进一步地，为实现气缸311的伸出和回缩，气缸311的下方设有换向阀314，通过手动控制换向阀314以改变气缸311的行进路径。进一步地，为提高夹持机构3对于工件的夹持抵紧效果，滑杆32设有两个仿形压块34，两个仿形压块34分别相对两个开槽定位组件2设置，两个仿形压块34朝向工件的一侧形成有仿形面34a，仿形面34a与工件相接触以获得更好的夹持效果，仿形面34a由于与工件的外形轮廓相匹配，则不容易刮伤产品的外壁，在提供良好夹持效果的同时也保护了产品。

在本发明的一实施例中，为确保机床开槽加工时不会损伤第一固定内芯22，第一固定内芯22相对待加工位置形成有仿形槽22a，仿形槽22a由于相对于第一固定内芯22向内凹陷，则不会与机床的加工刀具接触，从而不会对第一固定内芯22造成损伤。

当对座管开槽后，需将座管从开槽定位组件2上卸下，重新装夹至倒角定位组件6以进行下一步倒角工序的加工，其中，倒角定位组件6包括固定座61、第二固定内芯63以及滑块64，在进行装夹时，先将第二固定内芯63插入第一管段的管孔内，使得第二固定内芯63的插接孔与第一管段的座管槽处于重合位置，此时，将座管和第二固定内依次沿座管槽和插接孔插入，第二固定内芯63内设有滑块64，滑块64形成有与导向斜面64a配合的抵接面63a，当第二固定内芯63位于第一管段的管孔内，拧动锁紧螺栓66使得滑块64沿导向斜面64a运动直至滑块64与第一管段的管孔内壁抵接固定，从而实现对第一管段的定位。

由于第一管段和第二固定内芯63没有与插接部62相固定，为防止第一管段和第二固定内芯63在插接部62上晃动，进而影响加工效果，倒角定位组件6还包括锁紧块65，具体地，请进一步参阅图10和图11，第二固定内芯63形成有安装槽631，锁紧块65活动设于安装槽631内，锁紧块65形成有与插接部62相对应的锁紧孔651，插接部62依次插接于第二固定内芯63和锁紧块65，当第二固定内芯63位于第一管段内时，拧动锁紧螺栓66，锁紧螺栓66的端部会抵住锁紧块65推动其与插接部62接触抵紧从而防止了座管相对插接部62运动，实现对工件的完全定位。

由于碳纤车架座管成型后会有夹纱，而夹纱厚度不一致就会导致产品的外形尺寸有所差异，为解决产品尺寸不同而导致加工不良率过高的问题，降低对座管倒角的产品不良率，倒角治具200包括位置检测装置5，具体地，请进一步参阅图9，位置检测装置5包括两个分设于倒角定位组件6两侧的位移传感器51，位移传感器51会以加工出的成品的加工数据为基准，调节加工过程中的偏差值，位移传感器51会向待加工位置发射激光以检测加工过程中的偏差，再将偏差值输出至机床，机床对加工给予一定量补偿，从而保证倒角的加工精确性，提高加工效率和生产效率，减少加工重复和浪费。此外，偏差补偿还可以延长工具寿命，减少机床和刀具的磨损，降低生产成本。

为防止加工过程中的冷却液或其他油液飞溅损伤位移传感器51，固定座61还包括至少两个可开闭的防水罩52，具体地，请进一步参阅图13和图14，每一防水罩52靠近工件的一侧设有罩门521，通过手动开启和关闭罩门521来使得位置检测装置5处于检测状态和关闭状态间切换。

本发明还提出一种座管加工方法，该座管加工方法应用于上述的座管加工设备，该座管加工方法包括如下步骤：将座管的第一管段固定在开槽治具100；在所述第一管段的周向加工出座管槽后，将开槽后的所述座管利用所述座管槽固定在倒角治具200；对所述第一管段的端部周缘进行倒角。

在将座管的第一管段固定在开槽治具100中该步骤中，先将第一管段插入开槽治具100的开槽定位组件2，以使得座管得到粗定位，再利用夹持机构3将座管抵紧在开槽定位组件2上，从而实现对座管的完全定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种座管加工设备，其特征在于，包括：

开槽治具，所述开槽治具包括开槽定位组件和夹持机构，所述开槽定位组件用以与座管的第一管段内壁抵接，所述夹持机构能够沿所述开槽定位组件的轴向抵紧或放松；和

倒角治具，所述倒角治具包括倒角定位组件和位置检测装置，所述倒角定位组件用以插入所述第一管段的座管槽，所述位置检测装置设于所述倒角定位组件的一侧。

2.如权利要求1所述的座管加工设备，其特征在于，所述开槽定位组件包括：

安装板；

第一固定内芯，所述第一固定内芯设于所述安装板的一侧，所述第一固定内芯形成有安装缺口；以及

弹性抵接块，所述弹性抵接块活动设于所述安装缺口，所述弹性抵接块用以与所述第一管段的内壁弹性抵接限位。

3.如权利要求2所述的座管加工设备，其特征在于，所述夹持机构包括：

驱动组件；

滑杆，所述滑杆转动设于所述驱动组件的驱动端，所述滑杆的侧部形成有导向柱；以及

导向座，所述导向座形成有倾斜向上的滑轨，所述导向柱滑动限位于所述滑轨。

4.如权利要求1至3中任一项所述的座管加工设备，其特征在于，所述倒角定位组件包括：

固定座，所述固定座设有插接部；

第二固定内芯，所述第二固定内芯形成有插接孔，所述插接部插设于所述插接孔，所述第二固定内芯的一端形成有导向斜面；以及

滑块，所述滑块设于所述第二固定内芯，所述滑块形成有与所述导向斜面配合的抵接面，所述导向斜面用以与所述抵接面接触以使得所述滑块沿所述第二固定内芯的周向移动。

5.如权利要求4所述的座管加工设备，其特征在于，所述倒角定位组件还包括锁紧块，所述第二固定内芯形成有安装槽，所述锁紧块活动设于所述安装槽内，所述锁紧块形成有锁紧孔，所述插接部依次插接于所述第二固定内芯和所述锁紧块。

6.如权利要求4所述的座管加工设备，其特征在于，所述位置检测装置包括两个分设于所述倒角定位组件两侧的位移传感器；

所述固定座还包括至少两个可开闭的防水罩，每一所述防水罩罩设于一所述位移传感器。

7.一种座管加工方法，应用于如权利要求1至6中任一项所述的座管加工设备，其特征在于，提供待加工座管，所述待加工座管包括相连接的第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段呈夹角设置；

所述座管加工方法包括：

将座管的所述第一管段固定于所述开槽治具的所述开槽定位组件；

控制数控机床在所述第一管段的周向加工出座管槽后，将开槽后的所述座管利用所述座管槽固定在所述倒角定位组件；

控制数控机床对所述第一管段的端部周缘进行倒角。

8.如权利要求7所述的座管加工方法，其特征在于，在将座管的所述第一管段固定于所述开槽治具的所述开槽定位组件中包括：

将所述第一管段插入所述开槽定位组件；

所述夹持机构将所述座管抵紧在所述开槽定位组件上。

9.如权利要求7所述的座管加工方法，其特征在于，在对所述第一管段的端部周缘进行倒角之前包括：

利用所述位置检测装置对所述第一管段的端部周缘位置进行测量，将位置变化量输送至数控机床。

10.如权利要求9所述的座管加工方法，其特征在于，将开槽后的所述座管利用所述座管槽固定在所述倒角定位组件包括：

将所述倒角定位组件插入所述第一管段内；

将固定座的部分结构穿过所述座管槽与所述倒角定位组件插接配合，以实现对所述第一管段的内壁抵紧。