CN211193056U - 一种车轮铣削加工精定位的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车轮加工制造领域，涉及一种车轮铣削加工精定位的装置，包括用于实现对车轮造型面进行定位的精定位工装组件，精定位工装组件包括同轴设置的刀杆、法兰盘以及替换块；替换块的一端面固定连接于法兰盘，另一端面具有与车轮造型面完全匹配的型面；刀杆的一端安装于加工中心的加工中心主轴上，另一端贯穿法兰盘与替换块的中心，并与二者相对固定连接。本申请的技术方案能够克服重复定位的误差，极大的提高产品加工的合格率。

Description

一种车轮铣削加工精定位的装置

技术领域

本实用新型属于车轮加工制造领域，涉及车轮铣削加工，具体涉及一种车轮铣削加工精定位的装置。

背景技术

随着个性化定制汽车铝合金车轮的市场需求快速增加，车轮正面造型在铸造基础上进行铣削升级的产品用量越来越大；铸造成型的铝合金车轮毛坯经过精车、涂装等传统的制作工艺如图1，然后通过立式加工中心完成正面造型的铣削加工或钻孔如图2。

目前的加工方式基本是采用有角向定位限制的中心定位工装来完成，如图3：采用底座1与芯轴2对准，限位杆4限位实现对车轮3的定位；采用锁紧块5锁紧。但因为铸坯的铸造变形、热处理变形、车加工定位工装精度不足、装夹方法以及本身产品设计的形位公差等原因，在二次定位的时候没有办法精确的实现加工面与非加工面的基准完全一致，导致加工出来的造型面与非加工面产生段差、偏移以及环形整列的对称部位造型差异过大，装配孔位置度超差等因素造成产品加工报废。

故现有的加工方法定位方法若要实现精准定位加工，需要建立在前期素材没有变形、没有加工偏差、默认工件的现有基准与理论基准完全重合的理想状态；而生产过程中没有实际基准与理论基准完全重合的可能，当两者差异较大的时候必然引起后期加工的位置度超差，导致产品报废。

实用新型内容

本实用新型提供一种车轮铣削加工精定位的装置，能够克服重复定位的误差，极大的提高产品加工的合格率。

为实现上述技术目的，本申请采取的具体技术方案包括：一种车轮铣削加工精定位的装置，包括用于实现对车轮造型面进行定位的精定位工装组件，精定位工装组件包括同轴设置的刀杆、法兰盘以及替换块；替换块的一端面固定连接于法兰盘，另一端面具有与车轮造型面完全匹配的型面；刀杆的一端安装于加工中心的加工中心主轴上，另一端贯穿法兰盘与替换块的中心，并与二者相对固定连接。

作为本申请改进的技术方案，所述法兰盘在中心部分设有替换块的限位凸缘；所述替换块在中心位置设有与限位凸缘适配的通孔，所述法兰盘与所述替换块通过所述限位凸缘与所述通孔配合实现二者间的径向固定。

作为本申请改进的技术方案，所述法兰盘与所述替换块采用螺栓固定。

作为本申请改进的技术方案，刀杆包括加工中心连接端与替换块连接端；加工中心连接端与加工中心的刀套适配；替换块连接端在法兰盘段设有方键槽，方键槽中内置有方键；法兰盘上设有匹配的方形槽；替换块连接端在替换块段的端头设有螺纹，刀杆采用螺母与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。

作为本申请改进的技术方案，所述刀杆包括加工中心连接端与替换块连接端，加工中心连接端与加工中心的刀套适配，替换块连接端在贯穿法兰盘与替换块的一段设有方键槽，方键槽中内置方键，所述法兰盘与所述替换块上均设有与方键对应的方形槽；刀杆在贯穿法兰盘与替换块后的部分设有螺纹，刀杆采用螺母与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。

作为本申请改进的技术方案，所述装置还包括中心定位工装组件，所述中心定位工装组件包括底座、设于底座上的锁紧块、设置在底座中心的芯轴以及设于芯轴上并被芯轴柔性支撑的托举盘；所述托举盘用于轴向支撑待加工车轮，托举盘的中心设有通孔，所述托举盘的通孔与所述芯轴间隙配合，所述芯轴与所述车轮的中心孔间隙配合；所述锁紧块实现对车轮的锁紧与打开解锁紧。

作为本申请改进的技术方案，所述芯轴包括直径从大到小设置的底座段、过渡段以及定位段；所述过渡段与所述底座段形成有第一台阶面；所述定位段与所述过渡段形成有第二台阶面；所述托举盘通过弹簧安装于芯轴的定位段；所述弹簧安装于所述第一台阶面，并跨接所述过渡段与所述定位段；所述弹簧的内径与所述过渡段的外径适配。

作为本申请改进的技术方案，所述锁紧块包括分布于左右对称位置上的两个锁紧块，所述锁紧块通过旋转铰链与所述底板连接，所述锁紧块通过设置于底板对应位置的气缸驱动。

作为本申请改进的技术方案，所述托举盘与所述芯轴间的间隙介于1-5mm，所述芯轴与所述车轮的中心孔间的间隙介于1-5mm。

有益效果

本实用新型不采用前道工序的加工基准而采用原始铸件的造型找正，加工位置的形位精度相对与铸件相对位置的偏差都在极小的范围以内，从而消除该工序导致的加工超差报废。弹性浮动的自适应调节装置(弹簧、芯轴与托举盘的组合)能避免校准及装夹过程中因产品轴向误差引起刚性接触，导致机床、工装及工件的损坏。

本申请采用车轮正面造型匹配精定位工装，并将精定位工装安装于加工中心的刀库中，保证车轮在进行各种加工时定位的精准度。

同时，采用适配的调整块调整车轮的位置，而替换块与刀杆是可拆卸连接，故同一精定位工装组件适用于多种形状的车轮造型。

附图说明

图1现有技术常见的待加工车轮的形状示意图；

图2现有技术常见的加工完成的车轮形状示意图；

图3现有技术中心定位工装组件结构示意图；

图4本申请精定位工装组件结构示意图；

图5本申请精定位工装组件工作过程示意图；

图6本申请精定位工装组件在加工中心刀库的放置示意图；

图中：1、底座；2、芯轴；3、车轮；4、限位杆；5、锁紧块；6、刀杆；7、法兰盘；8、替换块；9、方键；10、螺栓；11、定位销；12、螺母；13、加工中心刀库；14、加工中心主轴；15、加工中心换刀器；16、刀套；17、托举盘；18、弹簧；19、中心定位工装组件。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

如图4-5所示，一种车轮铣削加工精定位的装置，包括用于实现对车轮造型面进行定位的精定位工装组件，精定位工装组件包括同轴设置的刀杆6、法兰盘7以及替换块8；替换块8的一端面固定连接于法兰盘7，另一端面具有与车轮造型面完全匹配的型面；为了保证精准性，替换块8的型面通过车轮3的产品模型反向设计得到。

刀杆6的一端安装于加工中心的加工中心主轴上，加工中心设有刀库，刀杆6通过适配的刀套安装于刀库中，并能被加工中心主轴调用。刀杆另一端贯穿法兰盘7与替换块8的中心，并与二者相对固定连接。

为了实现可拆卸，也为了方便更换与维修，同时也为了保证三者的同轴性，所述法兰盘7在中心部分设有替换块的限位凸缘；所述替换块在中心位置设有与限位凸缘适配的通孔，所述法兰盘与所述替换块通过所述限位凸缘与所述通孔配合实现二者间的径向固定。所述法兰盘7与所述替换块8采用螺栓10固定；并采用定位销11限位。

刀杆6包括加工中心连接端与替换块8连接端；加工中心连接端与加工中心的刀套适配；替换块8连接端在法兰盘7段设有方键槽，方键槽中内置有方键9；法兰盘7上设有匹配的方形槽；替换块8连接端在替换块段的端头设有螺纹，刀杆采用螺母12与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。

当然也可以采用任意能够保证三者能够同轴相对固定的连接，如三者之间的焊接、铆接，或者法兰盘与替换块的中心位置均设螺纹通孔，刀杆与法兰盘、替换块均螺纹连接并被螺母锁紧。

或者，所述刀杆6包括加工中心连接端与替换块连接端，加工中心连接端与加工中心的刀套16适配，替换块连接端在贯穿法兰盘与替换块的一段设有方键槽，方键槽中内置方键，所述法兰盘与所述替换块上均设有与方键对应的方形槽；刀杆在贯穿法兰盘与替换块后的部分设有螺纹，刀杆采用螺栓与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。或者刀杆替换块连接段在贯穿法兰盘与替换块的部分采用截面为多边形的结构连接法兰盘与替换块，并在端头采用螺母或锁销锁紧。

为了更好的匹配精定位工装组件，发挥更精准的定位功能，所述装置还包括中心定位工装组件19，所述中心定位工装组件19包括底座、设于底座上的锁紧块5、设置在底座中心的芯轴2以及设于芯轴2上并被芯轴柔性支撑的托举盘17；所述托举盘17用于轴向支撑待加工车轮，托举盘17的中心设有通孔，所述托举盘的通孔与所述芯轴间隙配合，所述芯轴与所述车轮的中心孔间隙配合；所述锁紧块实现对车轮的锁紧与打开解锁紧。本文车轮中心孔与芯轴间隙配合，使得精定位工装组件在向下适配待加工车轮型面时待加工车轮能进行适应新调整，柔性支撑实现待加工车轮的左右调节等。

具体的，所述芯轴2包括直径从大到小设置的底座段、过渡段以及定位段；所述过渡段与所述底座段形成有第一台阶面；所述定位段与所述过渡段形成有第二台阶面；所述托举盘通过弹簧安装于芯轴的定位段；所述弹簧18安装于所述第一台阶面，并跨接所述过渡段与所述定位段；所述弹簧的内径与所述过渡段的外径适配。弹簧在位于过渡段处主要是对弹簧整体进行一个限位，避免待加工车轮调整过程中有较大晃动。优选地，过渡段的外径大于托举盘上与芯轴配合的通孔，以保证在操作失误时，托举盘能够被第二台阶面支撑。

其中，锁紧块至少有两个，分布于左右对称位置上的两个锁紧块，所述锁紧块通过旋转铰链与所述底板连接，所述锁紧块通过设置于底板对应位置的气缸驱动，当车轮下缘接近底板时，气缸工作，通过旋转铰链机构驱动锁紧块转动从而实现车轮锁紧。

优选地，为了避免精准定位工装对待加工车轮的调整的失效，所述托举盘与所述芯轴间的间隙介于1-3mm，所述芯轴与所述车轮的中心孔间的间隙介于1-3mm。

为了更加实际的进行应用，一种车轮铣削加工精定位的装置的加工方法，包括如下步骤：

步骤A、将精定位工装组件安装于加工中心刀库13中；精定位工装组件安装于刀库中，在刀库更换刀具时，更省时，同时切换过程精准度高，节省生产线工序与设备。

步骤B、打开锁紧块，将待加工车轮的中心孔穿过芯轴定位段置于托举盘上，并保证待加工车轮方位与计划加工的方位一致；

步骤C、校准过程：通过加工中心换刀器将精定位工装组件从刀库中调出，并装入加工中心主轴；然后加工中心主轴14带着精定位工装组件向下运行，精定位工装组件上的替换块与待加工车轮正面造型面局部接触后，在弹簧作用下将待加工车轮调至最佳方位，即待加工方位；即精定位校准工装上的替换块与待加工车轮正面造型面局部接触后，因待加工车轮的正面造型是通过铸造成型的，其造型相对于Z轴有一个不小于7度的拔模角度，与之匹配替换块在相对应位置的角度一致，由于弹簧的反作用力影响，替换块在向下运行的过程中会不断的将待加工车轮挤向一个最合理的匹配方位；

步骤D、锁紧过程：精定位工装组件向下运行至待加工车轮临接底座时，锁紧块锁紧待加工车轮；即在加工中心主轴带着精定位校准工装压着到待加工车轮向下运动到待加工车轮下表面与底座即将接触的时候(不可刚性接触，加工中心可设置合适的安全高度)，锁紧块运行锁紧待加工车轮，完成最终装夹固定；

步骤E、加工过程：待加工车轮完成固定后，加工中心主轴带着精定位工装组件上升到设定的换刀位置，加工中心换刀器15将其放回刀库，并从刀库中调取相应的刀具或者钻头进行产品加工工作。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于：包括用于实现对车轮造型面进行定位的精定位工装组件，精定位工装组件包括同轴设置的刀杆、法兰盘以及替换块；替换块的一端面固定连接于法兰盘，另一端面具有与车轮造型面完全匹配的型面；刀杆的一端安装于加工中心的加工中心主轴上，另一端贯穿法兰盘与替换块的中心，并与二者相对固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述法兰盘在中心部分设有替换块的限位凸缘；所述替换块在中心位置设有与限位凸缘适配的通孔，所述法兰盘与所述替换块通过所述限位凸缘与所述通孔配合实现二者间的径向固定。

3.根据权利要求1所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述法兰盘与所述替换块采用螺栓固定。

4.根据权利要求1所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，刀杆包括加工中心连接端与替换块连接端；加工中心连接端与加工中心的刀套适配；替换块连接端在法兰盘段设有方键槽，方键槽中内置有方键；法兰盘上设有匹配的方形槽；替换块连接端在替换块段的端头设有螺纹，刀杆采用螺母与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。

5.根据权利要求1所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述刀杆包括加工中心连接端与替换块连接端，加工中心连接端与加工中心的刀套适配，替换块连接端在贯穿法兰盘与替换块的一段设有方键槽，方键槽中内置方键，所述法兰盘与所述替换块上均设有与方键对应的方形槽；刀杆在贯穿法兰盘与替换块后的部分设有螺纹，刀杆采用螺母与刀杆上螺纹配合的方式锁紧法兰盘与替换块。

6.根据权利要求1所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述装置还包括中心定位工装组件，所述中心定位工装组件包括底座、设于底座上的锁紧块、设置在底座中心的芯轴以及设于芯轴上并被芯轴柔性支撑的托举盘；所述托举盘用于轴向支撑待加工车轮，托举盘的中心设有通孔，所述托举盘通孔与所述芯轴间隙配合，所述芯轴与所述车轮的中心孔间隙配合；所述锁紧块实现对车轮的锁紧与打开解锁紧。

7.根据权利要求6所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述芯轴包括直径从大到小设置的底座段、过渡段以及定位段；所述过渡段与所述底座段形成有第一台阶面；所述定位段与所述过渡段形成有第二台阶面；所述托举盘通过弹簧安装于芯轴的定位段；所述弹簧安装于所述第一台阶面，并跨接所述过渡段与所述定位段；所述弹簧的内径与所述过渡段的外径适配。

8.根据权利要求6所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，分布于左右对称位置上的两个锁紧块，所述锁紧块通过旋转铰链与所述底座连接，所述锁紧块通过设置于底座对应位置的气缸驱动。

9.根据权利要求6所述的一种车轮铣削加工精定位的装置，其特征在于，所述托举盘与所述芯轴间的间隙介于1-5mm，所述芯轴与所述车轮的中心孔间的间隙介于1-5mm。

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