专利名称：汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备。主要用于汽车 转向叉形零件耳孔加工。属于金属切削设备技术领域。
(二)
背景技术：
目前加工类似叉形零件方式有二种 一种最普通的是用立钻，配合夹 具来加工；另一种是用组合专机加工。前者是人海战术，生产效率低，操 作工劳动强度大，质量难以控制。后者生产效率略高但同样人工控制，质 量难保证。
(三)
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种生产效率高、操作工劳动 强度小、质量可控的汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备。
本发明的目的是这样实现的 一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设 备，其特征在于所述设备包括机座、定向排序振动料斗、抓取送料装置、 定位夹紧装置、打料装置、孔加工装置、收料箱和排屑机，所述抓取送料 装置、定位夹紧装置、打料装置、孔加工装置和排屑机均安装在机座上， 排屑机从机座内腔中间穿过，收料箱置于机座上出料口旁侧，
所述定向排序振动料斗位于机座前部左侧，包括螺旋槽振动料斗、底座、选料杆、出料槽、直轨槽和限位块，所述螺旋槽振动料斗设置于底座 上，螺旋槽振动料斗内螺旋槽上方呈螺旋状布置有若干个选料杆，螺旋槽 振动料斗出料口与出料槽一端对接，出料槽另一端与直轨槽一端对接，限 位块设置于直轨槽的另 一端，
所述抓取送料装置位于机座顶部中间，包括底板、立柱、直线导轨、 无杆气缸、连接块、升降气缸、气爪、气爪夹头和限位器，底板固定连接 于机座最顶端中间，立柱有两件，左右各一件，向上设置于底板的左右两 边，无杆气缸和直线导轨一上一下平行连接于左右两立柱之间，升降气缸 通过连接块与直线导轨的滑块和无杆气缸的滑块相连，气爪与升降气缸的 活塞杆相连，气爪夹头与气爪相连，限位器有两件， 一左一右设置于直线 导轨的左右两端，
所述定位夹紧装置安装在抓取送料装置的底板上，并置于抓取送料装 置的直线导轨的旁侧，包括水平夹紧气缸、定位芯轴、定位块、垫块、夹 紧块和旋转夹紧气缸，水平夹紧气缸、定位芯轴和定位块自左至右均用垫 块固定安装在抓取送料装置的底板上，夹紧块与水平夹紧气缸的活塞杆相
连，旋转夹紧气缸与水平夹紧缸成45。面对面安装在抓取送料装置的底板
上，并置于定位芯轴的旁侧，旋转夹紧气缸的轴心线与定位芯轴之间的垂 直距离等于旋转夹紧气缸的旋转半径，
所述孔加工装置位于机座顶部，并置于所述定位夹紧装置的左右两侧，
包括底座、左右两钻削头和左右两u钻，所述底座安装在机座顶部，左右
两钻削头向上安装在底座上，两钻削头左右对称布置于所述定位夹紧装置的定位芯轴的左右两侧，与定位芯轴等高，且中心在同一轴心线上，所述 每个钻削头包括主轴、主轴箱、电机、皮带及皮带轮、调速阀、撞块、行 程撞块、原位开关和终点开关，主轴置于主轴箱内，主轴箱安装在底座上， 电机位于主轴箱顶部，主轴通过皮带及皮带轮与电机相连，U钻连接于主 轴前端的中心孔内，调速阀及撞块安装在主轴箱一侧，行程撞块及原位开 关和终点开关安装在主轴箱另一侧，
所述打料装置包括打料气缸和打料板，打料气缸安装在抓取送料装置 的底板上，并置于定位夹紧装置的定位块后侧，与定位夹紧装置的水平夹 紧气缸处于同一直线上，打料板连接在打料气缸的压板上。
本发明采用机器自动控制，解决了异状叉形零件定向排序、自动送料、 自动装夹的难题。本发明设备整个加工过程全部自动化，只要工人上班时 把工件装入料斗，下一班时把收料箱中加工好的工件交库即可，节省了人 力、物力，降低了生产成本，产品质量大大提高了，效率也增长了几倍。 适合汽车零部件厂家自动化生产使用。
图1为本发明汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备的立体结构示意图。
图2为图1的A放大图。 图3为图1的B放大图。 图4为图1的正面结构示意图。 图5为图1的左侧视图。图6为图1的右侧视图。 图7为图1的俯视图。
图8为图4的C-C剖示图。
图9为本发明的定向排序振动料斗立体结构示意图。 图IO为本发明的定向排序振动料斗内部结构示意图。 图11为本发明的抓取送料装置正面结构示意图。 图12为图11的侧视图。
图13为本发明的定位夹紧装置立体结构示意图。
图14为图13的俯视图。
图15为图14的侧视图。
图16为发明的孔加工装置立体结构示意图。
图17为本发明的打料装置立体结构示意图。
图18为图17的俯视图。
图19为图18的侧视图。
图中定向排序振动料斗l、抓取送料装置2、定位夹紧装置3、气动 系统4、液压系统5、电控系统6、冷却装置7、吹屑装置8、打料装置9、 孔加工装置10、收料箱11、机座12、排屑机13、工件14;支座1-1、减 振块1-2、底座1-3、选料杆1-4、螺旋槽振动料斗1-5、出料槽1-6、直轨 槽1-7、限位块1-8、控制器1-9、电磁铁1-10、衔铁1-11、外罩1-12、上 底盘l-13、固定手柄1-14、弹簧片组1-15;底板2-l、夹头2-2、气爪2-3、 直线导轨2-4、无杆气缸2-5、磁性开关2-6、升降气缸2-7、连接块2-8、限位器2-9、立柱2-10;旋转夹紧气缸3-l、定位块3-2、定位芯轴3-3、夹 紧块3-4、水平夹紧气缸3-5、垫块3-6、压紧块3-7;冷却泵7-l;打料板 9-1、打料气缸9-2;底座10-1、撞块10-2、调速阀10-3、主轴箱10-4、皮 带及皮带轮10-5、电机10-6、主轴10-7、 U钻10-8、行程撞块10-9、终点 开关10-10、原位开关10-11。 具体实施例方式
参见图1~7，本发明涉及的汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备，主 要由定向排序振动料斗l、抓取送料装置2、定位夹紧装置3、气动系统4、 液压系统5、电控系统6、冷却装置7、吹屑装置8、打料装置9、孔加工 装置10、收料箱11、机座12和排屑机13组成。所述机座12是加工设备 主要载体，抓取送料装置2、定位夹紧装置3、气动系统4、冷却装置7、 吹屑装置8、打料装置9、孔加工装置IO和排屑机13均安装在其上。冷却 装置7的冷却泵7-1置于机座12内部。机座12内腔即为冷却液箱。排屑 机13从机座12内腔中间穿过，既将铁屑收集排出，又可将冷却液回收至 机座12冷却液箱内。收料箱11置于机座12旁侧。
参见图1和图9，所述定向排序振动料斗1位于机座12前部左侧，其 工作目的是通过振动将无序工件，自动有序定向排列整齐，准确输送到下 道工序位。它主要由螺旋槽振动料斗1-5、底座1-3、减振块1-2、支座1-1、 选料杆1-4、出料槽1-6、直轨槽1-7和限位块1-8组成。所述螺旋槽振动 料斗1-5设置于底座1-3上，减振块1-2设置于底座1-3底部，减振块1-2 置于支座1-1上。所述螺旋槽振动料斗1-5内螺旋槽上方呈螺旋状布置有若干个选料杆1-4，螺旋槽振动料斗1-5出料口与出料槽1-6 —端对接，出
料槽1-6另一端与直轨槽1-7 —端对接，限位块1-8设置于直轨槽1-7的另
上山i而。
参见图10，所述底座1-3顶部设置有一上底盘1-13，螺旋槽振动料斗 1-5通过固定手柄1-14与上底盘1-13相连，上底盘1-13底端安装有一衔铁 1-11，底座1-3内安装有一电磁铁1-10，上底盘1-13与一斜置的弹簧片组
1- 15的一端相连，该弹簧片组1-15的另一端与底座1-3相连。弹簧片组1-15 斜向安装，给脉冲电磁铁l-10通电，电磁铁1-10与一控制器1-9相连，调 节控制器l-9，在脉动电磁力的驱动下，螺旋槽振动料斗l-5定向振动，由 于弹簧片组1-15倾斜安装，使螺旋槽振动料斗1-5绕其轴心作扭摆振动， 又因为螺旋槽振动料斗1-5为螺旋槽式，通过选料杆1-4的选择，将不合 乎要求的工件拦下进入螺旋槽振动料斗1-5内，工件在料斗内即沿螺旋槽 轨道上升，工件在爬升过程中呈各式各样姿态，合乎要求的工件继续爬升， 直至送到螺旋槽振动料斗的出料口进入出料槽1-6，出出料槽1-6再进入直 轨槽l-7，最后触碰到限位块l-8，完成定向排序到达下一抓取位置。
参见图3、图8、图11和图12，所述抓取送料装置2位于机座12顶 部中间，主要由底板2-l、立柱2-10、直线导轨2-4、无杆气缸2-5、连接 块2-8、升降气缸2-7、气爪2-3、气爪夹头2-2、限位器2-9和磁性开关2-6 组成。所述底板2-l固定连接于机座12最顶端中间，立柱2-10有两件， 左右各一件，向上设置于底板2-1的左右两边，无杆气缸2-5和直线导轨
2- 4 —上一下平行连接于左右两立柱2-10之间，升降气缸2-7通过连接块2-8与直线导轨2-4的滑块和无杆气缸2-5的滑块相连，气爪2-3与升降气 缸2-7的活塞杆相连，气爪夹头2-2与气爪2-3相连，限位器2-9有两件， 一左一右设置于直线导轨2-4的左右两端，控制无杆气缸滑块移动，原点、 终点可调接位置。磁性开关2-6安装在升降气缸2-7上，控制气缸的动作。 工作时升降气缸下移至工件14，由气爪夹头2-2夹住工件14，由升降气缸 提起，再由无杆气缸驱动将升降气缸由直线导轨的一端移动到另一端，碰 到限位器后磁性开关发讯停止，升降气缸下降到位，气爪松开把工件放置 到下述定位夹紧装置的定位芯轴上，完成抓取送料动作。
参见图13、 14、 15，所述定位夹紧装置3安装在抓取送料装置2的底 板2-1上，并置于抓取送料装置2的直线导轨2-4的旁侧，主要由水平夹 紧气缸3-5、定位芯轴3-3、定位块3-2、垫块3-6、夹紧块3-4和旋转夹紧 气缸3-l组成。水平夹紧气缸3-5、定位芯轴3-3和定位块3-2自左至右均 用垫块3-6固定安装在抓取送料装置2的底板2-1上，吹屑装置8的吹屑 喷嘴8-1和冷却装置7的冷却液喷嘴7-2也安装在垫块3-6上，左右各一只。 夹紧块3-4与水平夹紧气缸3-5的活塞杆相连，旋转夹紧气缸3-1与水平夹 紧缸成45°角面对面安装在抓取送料装置2的底板2-l上，并置于定位芯 轴3-3的旁侧，旋转夹紧气缸3-1的轴心线与定位芯轴3-3之间的垂直距离 等于旋转夹紧气缸3-1的旋转半径。工作时气爪把工件放在定位芯轴3-3 上，确保定位准确，此时，下述打料装置的打料板9-1水平放置在工件下 方，见图19)，然后水平夹紧气缸3-5动作前移，带动夹紧块从侧面压紧工 件，随后旋转气缸旋转90。从上面通过压紧块3-7压紧工件完成整个定位夹紧过程。
参见图16，所述孔加工装置IO位于机座12顶部，并置于所述定位夹 紧装置3的左右两侧，它由底座10_1、左右两钻削头和左右两U钻10-8 组成。所述底座10-1安装在机座12顶部，左右两钻削头向上安装在底座 10-1上，两钻削头左右对称布置于所述定位夹紧装置3的定位芯轴3-3的 左右两侧，与定位芯轴3-3等高，且中心在同一轴心线上，所述每个钻削 头又由主轴10-7、主轴箱10-4、电机10-6、皮带及皮带轮10-5、调速阀10-3、 撞块10-2、行程撞块10-9、原位开关10-11和终点开关10-10组成。主轴 10-7置于主轴箱10-4内，主轴箱10-4安装在底座10-1上，电机10-6位于 主轴箱10-4顶部，用调节螺栓支撑。主轴10-7通过皮带及皮带轮10-5与 电机10-6相连，U钻10-8通过涨紧套连接于主轴10-7前端的中心孔内。 调速阀10-3及撞块10-2安装在主轴箱10-4 —侧，行程撞块10-9及原位开 关10-11和终点开关10-10安装在主轴箱10-4另一侧。在工件定位夹紧后， 主轴在电机及液压系统5的驱动下， 一边旋转一边进给，开始时主轴快进， 同时冷却装置7打开，冷却液从喷嘴喷出，当撞块压下调速阀时，主轴开 始工进；随后U钻开始切削工作，当行程撞块撞上终点开关时，切削完毕， 主轴快速退回，当行程撞块撞上原位开关时主轴停止，冷却装置关闭，夹 紧系统打开，完成孔切削加工过程。
参见图17 19，所述打料装置9主要由打料气缸9-2和打料板9-1组成。 打料气缸9-2安装在抓取送料装置2的底板2-1上，并置于定位夹紧装置3 的定位块3-2后侧，与定位夹紧装置3的水平夹紧气缸处于同一直线上，打料板9-1连接在打料气缸9-2的压板上。吹屑装置8由吹气喷嘴与气阀
相连，工件被加工完成后，由电控系统发讯给气动系统电磁阀，旋转夹紧 气缸、水平夹紧气缸松开，打料气缸驱动打料板将工件由机座上的出料口
12-1打入收料箱11，打料板返回原位，完成打料工作。同时吹屑装置打开
压縮空气，将定位块上的铁屑吹干净，为下一循环作好准备。整个循环过 程结束。再从下一工件开始。
权利要求
1、一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备，其特征在于所述设备包括机座(12)、定向排序振动料斗(1)、抓取送料装置(2)、定位夹紧装置(3)、打料装置(9)、孔加工装置(10)、收料箱(11)和排屑机(13)，所述抓取送料装置(2)、定位夹紧装置(3)、打料装置(9)、孔加工装置(10)和排屑机(13)均安装在机座(12)上，排屑机(13)从机座(12)内腔中间穿过，收料箱(11)置于机座(12)上出料口(12.1)旁侧，所述定向排序振动料斗(1)位于机座(12)前部左侧，包括螺旋槽振动料斗(1-5)、底座(1-3)、选料杆(1-4)、出料槽(1-6)、直轨槽(1-7)和限位块(1-8)，所述螺旋槽振动料斗(1-5)设置于底座(1-3)上，螺旋槽振动料斗(1-5)内螺旋槽上方呈螺旋状布置有若干个选料杆(1-4)，螺旋槽振动料斗(1-5)出料口与出料槽(1-6)一端对接，出料槽(1-6)另一端与直轨槽(1-7)一端对接，限位块(1-8)设置于直轨槽(1-7)的另一端，所述抓取送料装置(2)位于机座(12)顶部中间，包括底板(2-1)、立柱(2-10)、直线导轨(2-4)、无杆气缸(2-5)、连接块(2-8)、升降气缸(2-7)、气爪(2-3)、气爪夹头(2-2)和限位器(2-9)，底板(2-1)固定连接于机座(12)最顶端中间，立柱(2-10)有两件，左右各一件，向上设置于底板(2-1)的左右两边，无杆气缸(2-5)和直线导轨(2-4)一上一下平行连接于左右两立柱(2-10)之间，升降气缸(2-7)通过连接块(2-8)与直线导轨(2-4)的滑块和无杆气缸(2-5)的滑块相连，气爪(2-3)与升降气缸(2-7)的活塞杆相连，气爪夹头(2-2)与气爪(2-3)相连，限位器(2-9)有两件，一左一右设置于直线导轨(2-4)的左右两端，所述定位夹紧装置(3)安装在抓取送料装置(2)的底板(2-1)上，并置于抓取送料装置(2)的直线导轨(2-4)的旁侧，包括水平夹紧气缸(3-5)、定位芯轴(3-3)、定位块(3-2)、垫块(3-6)、夹紧块(3-4)和旋转夹紧气缸(3-1)，水平夹紧气缸(3-5)、定位芯轴(3-3)和定位块(3-2)自左至右均用垫块(3-6)固定安装在抓取送料装置(2)的底板(2-1)上，夹紧块(3-4)与水平夹紧气缸(3-5)的活塞杆相连，旋转夹紧气缸(3-1)与水平夹紧缸成45°面对面安装在抓取送料装置(2)的底板(2-1)上，并置于定位芯轴(3-3)的旁侧，旋转夹紧气缸(3-1)的轴心线与定位芯轴(3-3)之间的垂直距离等于旋转夹紧气缸(3-1)的旋转半径，所述孔加工装置(10)位于机座(12)顶部，并置于所述定位夹紧装置(3)的左右两侧，包括底座(10-1)、左右两钻削头和左右两U钻(10-8)，所述底座(10-1)安装在机座(12)顶部，左右两钻削头向上安装在底座(10-1)上，两钻削头左右对称布置于所述定位夹紧装置(3)的定位芯轴(3-3)的左右两侧，与定位芯轴(3-3)等高，且中心在同一轴心线上，所述每个钻削头包括主轴(10-7)、主轴箱(10-4)、电机(10-6)、皮带及皮带轮(10-5)、调速阀(10-3)、撞块(10-2)、行程撞块(10-9)、原位开关(10-11)和终点开关(10-10)，主轴(10-7)置于主轴箱(10-4)内，主轴箱(10-4)安装在底座(10-1)上，电机(10-6)位于主轴箱(10-4)顶部，主轴(10-7)通过皮带及皮带轮(10-5)与电机(10-6)相连，U钻(10-8)连接于主轴(10-7)前端的中心孔内，调速阀(10-3)及撞块(10-2)安装在主轴箱(10-4)一侧，行程撞块(10-9)及原位开关(10-11)和终点开关(10-10)安装在主轴箱(10-4)另一侧，所述打料装置(9)包括打料气缸(9-2)和打料板(9-1)，打料气缸(9-2)安装在抓取送料装置(2)的底板(2-1)上，并置于定位夹紧装置(3)的定位块(3-2)后侧，与定位夹紧装置(3)的水平夹紧气缸处于同一直线上，打料板(9-1)连接在打料气缸(9-2)的压板上。
2、 根据权利要求1所述的一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备， 其特征在于所述机座(12)上还装置有气动系统(4)、冷却装置(7)和吹屑装置 (8)，冷却装置(7)的吹屑喷嘴(7_1)和吹屑装置(8)的冷却液喷嘴(8-2皮装所述 定位夹紧装置(3)的垫块(3-6)上，冷却装置(7)的冷却泵(7-l)置于机座(12)内 部，机座(12)内腔即为冷却液箱。
3、 根据权利要求1所述的一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备， 其特征在于所述定向排序振动料斗(1)还包括有减振块(1-2)和支座(1-1)，减 振块(1-2)设置于底座(1-3)底部，减振±央(1-2虔于支座(1-1)上。
4、 根据权利要求3所述的一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备， 其特征在于所述底座(1-3)顶部设置有一上底盘(1-13)，所述螺旋槽振动料斗 (l-5)通过固定手柄(l-14)与上底盘(l-13)相连，上底盘(1-13)底端安装有一衔 铁(l-ll)，底座(1-3)内安装有一电磁铁(1-10)，上底盘(1-13)与一斜置的弹簧 片组(l-15)的一端相连，该弹簧片组(l-15)的另一端与底座(l-3)相连，电磁 铁(1 -10)与 一 控制器(1 -9)相连。
5、 根据权利要求1所述的一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备， 其特征在于所述升降气缸(2-7)上安装有一磁性开关(2-6)。
全文摘要
本发明涉及一种汽车转向万向节叉耳孔自动加工设备，包括机座(12)、定向排序振动料斗(1)、抓取送料装置(2)、定位夹紧装置(3)、打料装置(9)和孔加工装置(10)，定向排序振动料斗(1)包括螺旋槽振动料斗(1-5)、底座(1-3)、选料杆(1-4)、出料槽(1-6)和直轨槽(1-7)，抓取送料装置(2)包括底板(2-1)、立柱(2-10)、直线导轨(2-4)、无杆气缸(2-5)、连接块(2-8)、升降气缸(2-7)、气爪(2-3)和气爪夹头(2-2)，定位夹紧装置(3)包括水平夹紧气缸(3-5)、定位芯轴(3-3)、定位块(3-2)、夹紧块(3-4)和旋转夹紧气缸(3-1)，孔加工装置(10)包括底座(10-1)、左右两钻削头和左右两U钻(10-8)，打料装置(9)包括打料气缸(9-2)和打料板(9-1)。本发明整个加工过程全部自动化，节省了人力、物力，降低了生产成本，提高了产品质量和生产效率。
文档编号B23B41/00GK101474685SQ20091002840
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月16日 优先权日2009年1月16日
发明者丁海靖, 杨万祥, 王建明, 陈春林 申请人:江苏格尔顿传动有限公司