CN116060882A - 一种双联节叉批量生产的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双联节叉批量生产的加工方法，包括以下步骤：步骤一、利用锻造加工出坯件，桁架机械手将坯件自动装料至四轴机床；步骤二、坯件的左前端移动至第一左主轴处，加工得到第一左侧孔和第一右侧孔；步骤三、将坯件的左后端移动至第一左主轴处，加工得到第二左侧孔和第二右侧孔；步骤四、对第一左侧孔和第一右侧孔进行精镗加工；步骤五、对第二右侧孔和第二左侧孔进行精镗加工；步骤六、对第一左侧孔进行第一卡簧槽加工，对第二左侧孔进行卡簧槽加工；步骤六、对第一右侧孔进行第三卡簧槽加工，对第二右侧孔进行第四卡簧槽加工，得到双联节叉；步骤七、进行卸载。本发明加快了加工节拍，提高了加工效率和良品率。

Description

一种双联节叉批量生产的加工方法

技术领域

本发明涉及锻造件加工技术领域，尤其涉及一种双联节叉批量生产的加工方法。

背景技术

双联节叉能在不同轴线的转轴之间传递动力，被广泛应用于汽车、工程机械等产品上，是动力传递的关键部件。双联节叉采用锻造件作为坯件，坯件上上设有内叉斜面和圆弧耳朵，对坯件上进行装夹，然后进行钻孔等加工工序制作得到双联节叉。现有的双联节叉采用单轴进行孔加工，将单轴置于圆弧耳朵上方，从上方对圆弧耳朵进行钻孔，钻孔结束后，需要将坯件进行翻转，然后加工另外一侧的孔，孔加工完成后，换刀进行卡簧槽加工，同样需要进行翻转，这样导致产品生产节拍长，不能满足客户的需求，购买多台设备产品附加值不足以支撑，单个成本过高，利润薄，过程质量稳定性差，导致PPM(生产过程和加工方法)偏高。另外，坯件装夹时采用简单的夹紧结构进行装夹，导致加工时坯件加工时容易相对滑动，影响加工质量及良品率。因此，亟需一种新的技术方案解决以上至少一个问题。

发明内容

本发明目的是提供一种双联节叉批量生产的加工方法，加快了加工节拍，提高了加工效率和良品率。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用锻造加工出坯件，桁架机械手将所述坯件自动装料至四轴机床，所述四轴机床包括机台、可移动设置在所述机台上的夹具、设置在所述坯件左侧的第一左主轴、第二左主轴，设置在所述坯件右侧的第一右主轴和第二右主轴，所述夹具将所述坯件夹紧；

步骤二、所述夹具将所述坯件夹紧定位后，将所述坯件的左前端移动至所述第一左主轴处，所述第一左主轴对所述坯件进行钻孔和沉孔加工，得到第一左侧孔和第一右侧孔；

步骤三、所述步骤二完成后，将所述坯件的左后端移动至所述第一左主轴处，所述第一左主轴对所述坯件进行钻孔和沉孔加工，得到第二左侧孔和第二右侧孔；

步骤四、所述步骤三完成后，将所述第一右侧孔移动至所述第一右主轴处，所述第一右主轴对所述第一右侧孔和第一左侧孔进行精镗加工；

步骤五、所述步骤四完成后，将所述第二右侧孔移动至所述第一右主轴处，所述第一右主轴对所述第二右侧孔和第二左侧孔进行精镗加工；

步骤六、所述步骤五完成后，将所述第一左侧孔移动至所述第二左主轴处，所述第二左主轴对所述第一左侧孔进行第一卡簧槽加工，所述第一卡簧槽加工完成后，将所述第二左侧孔移动至所述第二左主轴处，所述第一右主轴对所述第二左侧孔进行第二卡簧槽加工；

步骤六、所述第二卡簧槽加工完成后，将所述第一右侧孔移动至所述第二右主轴处，所述第二右主轴对所述第一右侧孔进行第三卡簧槽加工，所述第三卡簧槽加工完成后，将所述第二右侧孔移动至所述第二右主轴处，所述第二右主轴对所述第二右侧孔进行第四卡簧槽加工，得到双联节叉；

步骤七、所述夹具松开，所述桁架机械手对所述双联节叉进行卸载。

作为优选的技术方案，所述步骤七完成后，所述桁架机械手将所述双联节叉移动至检测装置，所述检测装置对所述第一左侧孔、第二左侧孔、第一右侧孔和第二右侧孔中的至少2个进行检测。

作为优选的技术方案，所述检测装置包括固定架、至少1个可拆卸设置在所述固定架上的气缸、至少1个检测头、气动量仪，所述气缸内设有活塞杆，所述活塞杆背离所述气缸的一端可拆卸设有滑板，所述检测头可拆卸设置在所述滑板上，所述滑板与所述气缸滑动连接，所述检测头与所述气动量仪电连。

作为优选的技术方案，所述滑板上可拆卸设有连接板，所述检测头可拆卸设置在所述连接板上。

作为优选的技术方案，所述气缸的数量为2个，所述检测头的数量为2个，2个所述检测头均与所述气动量仪电连。

作为优选的技术方案，所述桁架机械手包括桁架、设置在所述桁架上的横向移动模组、与所述横向移动模组的滑动端连接的竖向移动模组、设置在所述竖向移动模组下方的上下料箱，所述竖向移动模组的底端设有夹爪。

作为优选的技术方案，所述坯件包括环体，所述环体的左端设有左前耳和左后耳，所述环体的右端设有右前耳和右后耳。

作为优选的技术方案，所述夹具包括滑动设置在机台上的第一滑动座和第二滑动座，所述第一滑动座上设有第一连接座，所述第一连接座上对称设有第一左夹紧板和第一右夹紧板，所述第二滑动座上设有第二连接座，所述第二连接座上对称设有第二左夹紧板和第二右夹紧板，所述第一连接座上设有第一内夹紧块，所述第二连接座上设有第二内夹紧块。

作为优选的技术方案，所述第一左夹紧板、第二左夹紧板、第一右夹紧板、第二右夹紧板上均设有V形豁口。

作为优选的技术方案，所述第一夹紧块和第二夹紧块为T形，所述第一夹紧块和第二夹紧块朝向所述坯件的一端为V形。

本发明的有益效果是：

1)第一左主轴和第二左主轴在坯件的左侧，第一右主轴和第二右主轴在坯件的右侧，这样从坯件的左右两侧进行加工，无需进行翻转，且第二左主轴和第二右主轴分别对坯件两侧的孔进行加工卡簧槽，加快了加工节拍，提高了加工效率和良品率；

2)优选的，检测装置对坯件上的孔进行检测，判断孔的内径和形状是否符合要求；

3)优选的，检测头通过气缸带动其移动，检测位置更准确，灵活性更好；

4)优选的，2个检测头提高检测效率；

5)优选的，桁架机械手实现抓取的横移和竖移，提高生产效率；

6)优选的，第一左夹板、第二左夹板、第三右夹板和第四右夹板将坯件夹住，然后利用第一夹紧块和第二夹紧块进一步对坯件进行夹紧定位，防止加工时坯件相对滑动，提高加工质量和良品率；

7)优选的，V形豁口与坯件上的左前耳、左后耳、右前耳和右后耳相匹配，夹紧效果更好；

8)优选的，第一夹紧块和第二夹紧块与坯件的内表面相匹配，进一步提升夹紧效果。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的桁架机械手和四轴机床的结构图；

图2为本发明一个实施例提供的四周机床部分结构图；

图3为本发明一个实施例提供的夹具的部分结构图；

图4为本发明一个实施例提供的夹具的剖视图；

图5为本发明一个实施例提供的检测装置的结构图；

图6为本发明一个实施例提供的坯件的三维图；

图7为图6的一个方向的视图；

图8为本发明一个实施例提供的双联节叉的结构图；

图9为本发明一个实施例提供的双联节叉的剖视图。

在图1-9中，1、坯件；101、环体；102、左前耳；1021、第一左侧孔；103、左后耳；1031、第二左侧孔；104、右前耳；1041、第一右侧孔；105、右后耳；1051、第二右侧孔；106、内叉斜面；2、桁架机械手；201、桁架；202、横向移动模组；203、竖向移动模组；204、夹爪；205、上下料箱；3、四轴机床；301、机台；302、夹具；3021、第一滑动座；3022、第二滑动座；3023、第一连接座；3024、第一左夹紧板；3025、第一右夹紧板；3026、第二连接座；3027、第二左夹紧板；3028、第二右夹紧板；3029、第一夹紧块；3030、第二夹紧块；3031、V形豁口；303、第一左主轴；304、第二左主轴；305、第一右主轴；306、第二右主轴；307、罩壳；4、检测装置；401、固定架；402、气缸；403、检测头；404、活塞杆；405、滑板；406、连接板；5、液压夹紧油缸；6、液压活塞；7、弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”、“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发明，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参照图1-9，本发明的一个目的是提供一种双联节叉批量生产的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、利用锻造加工出坯件1，桁架机械手2将所述坯件1自动装料至四轴机床3，所述四轴机床3包括机台301、可移动设置在所述机台301上的夹具302、设置在所述坯件1左侧的第一左主轴303、第二左主轴304，设置在所述坯件1右侧的第一右主轴305和第二右主轴306，所述夹具302将所述坯件1夹紧；

步骤二、所述夹具302将所述坯件1夹紧定位后，将所述坯件1的左前端移动至所述第一左主轴303处，所述第一左主轴303对所述坯件1进行钻孔和沉孔加工，得到第一左侧孔1021和第一右侧孔1041；

步骤三、所述步骤二完成后，将所述坯件1的左后端移动至所述第一左主轴303处，所述第一左主轴303对所述坯件1进行钻孔和沉孔加工，得到第二左侧孔1031和第二右侧孔1051；

步骤四、所述步骤三完成后，将所述第一右侧孔1041移动至所述第一右主轴305处，所述第一右主轴305对所述第一右侧孔1041和第一左侧孔1021进行精镗加工；

步骤五、所述步骤四完成后，将所述第二右侧孔1051移动至所述第一右主轴305处，所述第一右主轴305对所述第二右侧孔1051和第二左侧孔1031进行精镗加工；

步骤六、所述步骤五完成后，将所述第一左侧孔1021移动至所述第二左主轴304处，所述第二左主轴304对所述第一左侧孔1021进行第一卡簧槽加工，所述第一卡簧槽加工完成后，将所述第二左侧孔1031移动至所述第二左主轴304处，所述第一右主轴305对所述第二左侧孔1031进行第二卡簧槽加工；

步骤六、所述第二卡簧槽加工完成后，将所述第一右侧孔1041移动至所述第二右主轴306处，所述第二右主轴306对所述第一右侧孔1041进行第三卡簧槽加工，所述第三卡簧槽加工完成后，将所述第二右侧孔1051移动至所述第二右主轴306处，所述第二右主轴306对所述第二右侧孔1051进行第四卡簧槽加工，得到双联节叉；

步骤七、所述夹具302松开，所述桁架机械手2对所述双联节叉进行卸载。

所述坯件1包括环体101，所述环体101的左端设有左前耳102和左后耳103，所述环体101的右端设有右前耳104和右后耳105，现有的加工装置中，从上方对左前耳102、左后耳103进行孔加工，然后进行翻转，对右前耳104和右后耳105进行孔加工，然后在单轴上换刀用于加工卡簧槽，仍然需要翻转，这样拖慢了加工节拍，根据实际测试，每个双联节叉的加工时间为8±2分钟，本发明人的根据双联节叉的结构，在坯件1的左侧设置第一左主轴303和第二左主轴304，在坯件1的右侧设置第一右主轴305和第二右主轴306，然后坯件1横向放置，四轴机床3将左前耳102移动至第一左主轴303处，第一左主轴303能够从横向进行钻孔，贯穿左前耳102和右前耳104，完成第一左侧孔1021和第一右侧孔1041的加工，然后四轴机床3将左后耳103移动至第一左主轴303处，第一左主轴303能够从横向进行钻孔，贯穿左后耳103和右后耳105，完成第二左侧孔1031和第二右侧孔1051的加工，第一左主轴303完成为半精镗扩孔，一般采用U钻作为第一左主轴303的刀具，半精镗扩孔完成后，将第一右侧孔1041移动至第一右主轴305处，第一右主轴305横向进入第一右侧孔1041内进行精镗，并持续横向移动至第一左侧孔1021，对第一左侧孔1021进行精镗，然后将第二右侧孔1051移动至第一右主轴305处，第一右主轴305横向进入第二右侧孔1051内进行精镗，并持续横向移动至第二左侧孔1031，对第二左侧孔1031进行精镗，在精镗完成后，将第一左侧孔1021移动至第二左主轴304，第二左主轴304采用展刀作为刀具，对第一左侧孔1021加工第一卡簧槽，然后将第二左侧孔1031移动至第二左主轴304处，对第二左侧孔1031加工第二卡簧槽，然后将第二卡簧槽，然后将第一右侧孔1041移动至第二右主轴306处，第二右主轴306采用展刀作为刀具，对第一右侧孔1041加工第三卡簧槽，将所述第二右侧孔1051移动至所述第二右主轴306处，所述第二右主轴306对所述第二右侧孔1051进行第四卡簧槽加工，这样得到了双联节叉，在加工过程可根据需要调整加工顺序，比如在半精镗扩孔完成后，可先对第二右侧孔1051进行精镗，然后再对第一右侧孔1041进行精镗，需要注意的是，第一卡簧槽、第二卡簧槽、第三卡簧槽和第四卡簧槽并未在附图中标记。

四轴机床3可利用十字滑台、丝杠滑台传动、移动模组、伸缩板等方式实现坯件1的横向移动，四轴机床3还包括罩壳307，第一左主轴303、第二左主轴304、第一右主轴305、第二右主轴306固定安装在罩壳307上，不再详细阐述。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述步骤七完成后，所述桁架机械手2将所述双联节叉移动至检测装置4，所述检测装置4对所述第一左侧孔1021、第二左侧孔1031、第一右侧孔1041和第二右侧孔1051中的至少2个进行检测，在双联节叉加工完成后进行检测，判断是否符合要求，若不符合要求进行返工或报废处理。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述检测装置4包括固定架401、至少1个可拆卸设置在所述固定架401上的气缸402、至少1个检测头403、气动量仪，所述气缸402内设有活塞杆404，所述活塞杆404背离所述气缸402的一端可拆卸设有滑板405，所述检测头403可拆卸设置在所述滑板405上，所述滑板405与所述气缸402滑动连接，所述检测头403与所述气动量仪电连，气动量仪能够准确检测内孔的形状和尺寸，气动量仪采用PLC和触摸屏，提高可视化程度，可根据现场车间环境将固定架401安装在靠近桁架机械手2的位置，通过螺栓或者焊接等方式进行固定。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述滑板405上可拆卸设有连接板406，所述检测头403可拆卸设置在所述连接板406上，连接效果更好，更易于安装检测头403。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述气缸402的数量为2个，所述检测头403的数量为2个，2个所述检测头403均与所述气动量仪电连，2个检测头403同时进行检测，提高检测效率。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述桁架机械手2包括桁架201、设置在所述桁架201上的横向移动模组202、与所述横向移动模组202的滑动端连接的竖向移动模组203、设置在所述竖向移动模组203下方的上下料箱205，所述竖向移动模组203的底端设有夹爪204，上下料箱205一半为上料区域，一半为下料区域，横向移动模组202驱动竖向移动模组203进行横向移动，竖向移动模组203带动夹爪204进行竖向移动，夹爪204抓取坯件1将坯件1送入四轴机床3的夹具302上，四轴机床3的上方为上料口，在实际生产时，四轴机床3上方开口用于上料，加工完成后，抓取双联节叉放入上下料箱205中，或者先进行检测，检测完成后然后放入上下料箱205中。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，所述夹具302包括滑动设置在机台301上的第一滑动座3021和第二滑动座3022，所述第一滑动座3021上设有第一连接座3023，所述第一连接座3023上对称设有第一左夹紧板3024和第一右夹紧板3025，所述第二滑动座3022上设有第二连接座3026，所述第二连接座3026上对称设有第二左夹紧板3027和第二右夹紧板3028，所述第一连接座3023上设有第一内夹紧块，所述第二连接座3026上设有第二内夹紧块，第一左夹紧板3024夹住左前耳102，第二左夹紧板3027夹住左后耳103，第一右夹紧板3025夹住右前耳104，第二右夹紧板3028夹住右后耳105，在加工过程中夹紧坯件1，防止坯件1相对滑动而影响加工质量，提高良品率，进一步的，所述第一左夹紧板3024、第二左夹紧板3027、第一右夹紧板3025、第二右夹紧板3028上均设有V形豁口3031，由于左前耳102、左后耳103、右前耳104和右后耳105为圆弧结构，容易产生滑动，为了进一步提升夹紧效果，V形豁口3031与圆弧结构匹配，这样夹紧效果更好，同时坯件1内表面有一部分为内叉斜面106，通过第一夹紧块3029和第二夹紧块3030与其内叉斜面106相抵，定位效果更好，提高加工质量和加工精度，进一步的，所述第一夹紧块3029和第二夹紧块3030为T形，所述第一夹紧块3029和第二夹紧块3030朝向所述坯件1的一端为V形，第一夹紧块3029和第二夹紧块3030与内叉斜面106接触的表面设置成弧形，更好地与内叉斜面106配合。

如图1-9所示，在其中一些实施方式中，在夹紧时，可采用液压夹紧油缸5推动第二滑动座3022向坯件1靠拢，机台301上一般设置滑台，第一滑动座3021和第二滑动座3022通过滑台与机台301滑动连接，第二滑动座3022通过导轨与滑台滑动连接，第一滑动座3021可设置成固定式，也可采用液压油缸等方式进行驱动，和第二滑动座3022配合进行双向移动夹紧，在此不做限定，第一夹紧块3029和第二夹紧块3030可分别固定设置在第一连接座3023和第二连接座3026上，也可采用滑动连接的方式，比如将第一连接座3023做成油缸结构，其内部设有液压活塞6，液压活塞6与第一夹紧块3029连接，这样第一夹紧块3029可进行伸缩，便于更好地夹紧坯件1，第二夹紧块3030滑动插设在第二连接座3026上，第二连接座3026内设有弹簧7，第二夹紧块3030与弹簧7连接，这样第二夹紧块3030与坯件1配合进行误差补偿，避免坯件1的不规则导致夹紧过定位，当坯件1尺寸不同时，V形豁口3031的尺寸随着坯件1尺寸的改变而变化。

在加工时，记录各个环节的加工时间，其中坯件1装载及夹紧时间为25"，半精镗扩孔以及加工沉孔时间为60"，精镗孔时间为55"，卡簧槽加工20"，移动卸载25"，加工合计时间为185"，加工节拍为原先的最少加工时间的一半，效率提高一倍，明显提高了加工效率，具有极好的经济效益。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用锻造加工出坯件，桁架机械手将所述坯件自动装料至四轴机床，所述四轴机床包括机台、可移动设置在所述机台上的夹具、设置在所述坯件左侧的第一左主轴、第二左主轴，设置在所述坯件右侧的第一右主轴和第二右主轴，所述夹具将所述坯件夹紧；

步骤二、所述夹具将所述坯件夹紧定位后，将所述坯件的左前端移动至所述第一左主轴处，所述第一左主轴对所述坯件进行钻孔和沉孔加工，得到第一左侧孔和第一右侧孔；

步骤三、所述步骤二完成后，将所述坯件的左后端移动至所述第一左主轴处，所述第一左主轴对所述坯件进行钻孔和沉孔加工，得到第二左侧孔和第二右侧孔；

步骤四、所述步骤三完成后，将所述第一右侧孔移动至所述第一右主轴处，所述第一右主轴对所述第一右侧孔和第一左侧孔进行精镗加工；

步骤五、所述步骤四完成后，将所述第二右侧孔移动至所述第一右主轴处，所述第一右主轴对所述第二右侧孔和第二左侧孔进行精镗加工；

步骤六、所述步骤五完成后，将所述第一左侧孔移动至所述第二左主轴处，所述第二左主轴对所述第一左侧孔进行第一卡簧槽加工，所述第一卡簧槽加工完成后，将所述第二左侧孔移动至所述第二左主轴处，所述第一右主轴对所述第二左侧孔进行第二卡簧槽加工；

步骤六、所述第二卡簧槽加工完成后，将所述第一右侧孔移动至所述第二右主轴处，所述第二右主轴对所述第一右侧孔进行第三卡簧槽加工，所述第三卡簧槽加工完成后，将所述第二右侧孔移动至所述第二右主轴处，所述第二右主轴对所述第二右侧孔进行第四卡簧槽加工，得到双联节叉；

步骤七、所述夹具松开，所述桁架机械手对所述双联节叉进行卸载。

2.根据权利要求1所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述步骤七完成后，所述桁架机械手将所述双联节叉移动至检测装置，所述检测装置对所述第一左侧孔、第二左侧孔、第一右侧孔和第二右侧孔中的至少2个进行检测。

3.根据权利要求1所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述检测装置包括固定架、至少1个可拆卸设置在所述固定架上的气缸、至少1个检测头、气动量仪，所述气缸内设有活塞杆，所述活塞杆背离所述气缸的一端可拆卸设有滑板，所述检测头可拆卸设置在所述滑板上，所述滑板与所述气缸滑动连接，所述检测头与所述气动量仪电连。

4.根据权利要求3所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述滑板上可拆卸设有连接板，所述检测头可拆卸设置在所述连接板上。

5.根据权利要求3所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述气缸的数量为2个，所述检测头的数量为2个，2个所述检测头均与所述气动量仪电连。

6.根据权利要求1所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述桁架机械手包括桁架、设置在所述桁架上的横向移动模组、与所述横向移动模组的滑动端连接的竖向移动模组、设置在所述竖向移动模组下方的上下料箱，所述竖向移动模组的底端设有夹爪。

7.根据权利要求1所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述坯件包括环体，所述环体的左端设有左前耳和左后耳，所述环体的右端设有右前耳和右后耳。

8.根据权利要求1所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述夹具包括滑动设置在机台上的第一滑动座和第二滑动座，所述第一滑动座上设有第一连接座，所述第一连接座上对称设有第一左夹紧板和第一右夹紧板，所述第二滑动座上设有第二连接座，所述第二连接座上对称设有第二左夹紧板和第二右夹紧板，所述第一连接座上设有第一内夹紧块，所述第二连接座上设有第二内夹紧块。

9.根据权利要求8所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述第一左夹紧板、第二左夹紧板、第一右夹紧板、第二右夹紧板上均设有V形豁口。

10.根据权利要求8所述的一种双联节叉批量生产的加工方法，其特征在于，所述第一夹紧块和第二夹紧块为T形，所述第一夹紧块和第二夹紧块朝向所述坯件的一端为V形。

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