一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具及其使用方法与流程

本发明涉及汽车转向节球销连接底座的加工领域，具体是一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具。

背景技术：

随着我国经济水平的快速发展和科技的发展，越来越多的家庭拥有了私家车，一户人家有多部车辆的情况十分常见，汽车已经成为人们的一种日常交通工具。汽车是由动力驱动，具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，主要用于载运人员和货物，牵引载运人员和货物的车辆。

转向节是汽车的一个部件，转向节的功用是承受汽车前部载荷，支承并带动前轮绕主销转动而使汽车转向。在汽车行驶状态下，它承受着多变的冲击载荷，因此，对产品的机械强度和加工精度要求很高。球销（或球接头）是保证汽车操纵的稳定性、行驶的平顺性、舒适性、安全性及使汽车正确、准确行驶的关键零部件，球销与转向节的连接多采用1/6-1/10锥度配合方式。

在suv、皮卡等车型中通常采用双叉臂式悬挂，即采用上下不等长叉臂(上短下长)，让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损，能自适应路面，轮胎贴地性好。由于双叉臂式悬挂比麦佛逊式悬挂多了一个上摇臂，故此类转向节上臂设计很长。长臂转向节锻造工艺复杂，故而长臂转向节设计为转向节体和球销底座两零件组装而成，同时机加工难度加大，锥孔位置公差要求高，生产效率低，产品废品率高。

球销底座的常规加工工艺如下：加工中心铣削毛坯基准面及钻孔（基准）——→翻转180°铣孔另一面——→铣锥孔面、钻底孔、粗铰锥孔、精铰锥孔——→翻转180°，铣锥孔另一面，这种方法的特点就是：在加工中心实行多次装夹，能实现底座加工完成。但它的缺点是：加工效率非常低、成本高，特别是锥孔加工采用粗铰刀和精铰刀，刀具成本高，铰刀磨损，从而导致锥孔不合格。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具，包括加工中心夹具和车床夹具，所述加工中心夹具包括底板、定位组件和夹紧组件，底板上装夹有垫块和转角压紧缸，定位组件包括定位块和削边销，夹紧组件包括压头、压板和转角油缸，车床夹具包括卡盘、销和双角度垫块，卡盘通过连接法兰与车床相连，双角度垫块安装在卡盘上并且卡盘上还安装有杠杆压紧缸，加工中心夹具和车床夹具配合使用。

作为本发明进一步的方案：定位块采用v形块，便于定位。

作为本发明进一步的方案：压头采用铜材料制作，材料柔软，易加工。

作为本发明进一步的方案：销包括圆柱销和菱形销，采用不同形状的销同时将两个端孔固定，连接牢固性好。

作为本发明进一步的方案：底板、卡盘和双角度垫块均采用45钢或cr12材料制作，原料易得，使用寿命长，便于加工。

作为本发明进一步的方案：转角压紧缸和杠杆压紧缸均采用液压缸，满足不同的使用需求。

所述用于汽车转向节球销底座加工的夹具的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，一侧的定位块将底板一端的毛坯定位，转角油缸将工件与定位块接触部分压紧，然后转角压紧缸将工件的左右两侧同时压紧，加工中心开始加工基准面和两个端孔，加工完成后将工件翻转180度并且以基准面和两个端孔进行定位和压紧，继续加工工件的另一面，加工完成后转入车床工序；

步骤二，将步骤一的产品中的基准面放入双角度垫板上并且通过销将两个端孔定位，启动车床液压系统，杠杆压紧缸压紧工件，车床主轴电机启动，车床夹具和工件旋转，加工工件的下面锥孔及中间锥孔；锥孔加工完成后，将工件翻转180度装在另外两个底座上，转角油缸压紧工件，车床主轴旋转，锥孔另一面车削完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，本产品设计合理，根据不同批次毛坯外形尺寸波动，v形块自动定心，防止后序加工时产生孔歪、面加工不白、壁薄等不良品；

第二，本产品采用液压缸自动夹紧与松开，比传统的机械夹紧方式的效率高；

第三，本产品用简易数控车床代替了加工中心或专机，减少了设备投入及动力消耗，加工效率得到提高；

第四，本产品采用普通的车削刀片代替了加工中心的面铣刀、粗铰刀和精铰刀，刀具成本下降；

第五，本产品适用于简易数控车床，利用数控机床液压系统和控制系统，可实现自动装夹、换刀及全自动加工，使用方便。

附图说明

图1为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中加工中心夹具的结构示意图。

图2为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中加工中心夹具a-a方向的剖视图。

图3为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中加工中心夹具b-b方向的剖视图。

图4为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中车床夹具的剖视图。

图5为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中车床夹具的结构示意图。

图6为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中底板的主视图。

图7为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中底板的侧视图。

图8为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中垫块的结构示意图。

图9为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中垫块的剖视图。

图10为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中定位块的主视图。

图11为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中定位块的侧视图。

图12为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中削边销的结构示意图。

图13为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中连接法兰的结构示意图。

图14为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中连接法兰的剖视图。

图15为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中卡盘的结构示意图。

图16为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中双角度垫块的主视图。

图17为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中双角度垫块的第一剖视图。

图18为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中双角度垫块的第二剖视图。

图19为用于汽车转向节球销底座加工的夹具中销的结构示意图。

其中：1-底板，2-垫块，3-定位块，4-转角压紧缸，5-削边销，6-转角油缸,7-连接法兰，8-卡盘，9-双角度垫块，10-销，11-杠杆压紧缸。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具，包括加工中心夹具和车床夹具，所述加工中心夹具包括底板1、定位组件和夹紧组件，底板1上装夹有垫块2和转角压紧缸4，定位组件包括定位块3和削边销，夹紧组件包括压头、压板和转角油缸6，车床夹具包括卡盘8、销10和双角度垫块9，卡盘8通过连接法兰7与车床相连，双角度垫块9安装在卡盘8上并且卡盘8上还安装有杠杆压紧缸11，加工中心夹具和车床夹具配合使用。

定位块3采用v形块，便于定位。销10包括圆柱销和菱形销，采用不同形状的销10同时将两个端孔固定，连接牢固性好。

所述用于汽车转向节球销底座加工的夹具的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，一侧的定位块将底板一端的毛坯定位，转角油缸将工件与定位块接触部分压紧，然后转角压紧缸将工件的左右两侧同时压紧，加工中心开始加工基准面和两个端孔，加工完成后将工件翻转180度并且以基准面和两个端孔进行定位和压紧，继续加工工件的另一面，加工完成后转入车床工序；

步骤二，将步骤一的产品中的基准面放入双角度垫板上并且通过销将两个端孔定位，启动车床液压系统，杠杆压紧缸压紧工件，车床主轴电机启动，车床夹具和工件旋转，加工工件的下面锥孔及中间锥孔；锥孔加工完成后，将工件翻转180度装在另外两个底座上，转角油缸压紧工件，车床主轴旋转，锥孔另一面车削完成。

采用实施例1的产品进行加工，锥孔锥面红丹检查接触面积大于85%、锥孔粗糙度达1.6um以上,产品废品率控制在0.1%范围之内，加工中心加工锥孔废品率在1%左右，加工合格率和加工精度提高。

实施例2

一种用于汽车转向节球销底座加工的夹具，包括加工中心夹具和车床夹具，所述加工中心夹具包括底板1、定位组件和夹紧组件，底板1上装夹有垫块2和转角压紧缸4，定位组件包括定位块3和削边销，夹紧组件包括压头、压板和转角油缸6，车床夹具包括卡盘8、销10和双角度垫块9，卡盘8通过连接法兰7与车床相连，双角度垫块9安装在卡盘8上并且卡盘8上还安装有杠杆压紧缸11，加工中心夹具和车床夹具配合使用。

压头采用铜材料制作，材料柔软，易加工。底板1、卡盘8和双角度垫块9均采用45钢或cr12材料制作，原料易得，使用寿命长，便于加工。转角压紧缸4和杠杆压紧缸11均采用液压缸，满足不同的使用需求。

所述用于汽车转向节球销底座加工的夹具的使用方法，具体步骤如下：

步骤一，一侧的定位块将底板一端的毛坯定位，转角油缸将工件与定位块接触部分压紧，然后转角压紧缸将工件的左右两侧同时压紧，加工中心开始加工基准面和两个端孔，加工完成后将工件翻转180度并且以基准面和两个端孔进行定位和压紧，继续加工工件的另一面，加工完成后转入车床工序；

步骤二，将步骤一的产品中的基准面放入双角度垫板上并且通过销将两个端孔定位，启动车床液压系统，杠杆压紧缸压紧工件，六个自由度全部得到限制，保证了产品锥孔中心与车床中心一致，车床主轴电机启动，车床夹具和工件旋转，加工工件的下面锥孔及中间锥孔；锥孔加工完成后，将工件翻转180度装在另外两个底座上，转角油缸压紧工件，车床主轴旋转，锥孔另一面车削完成。

采用实施例2的产品进行加工，锥孔锥面红丹检查接触面积大于85%、锥孔粗糙度达1.6um以上,产品废品率控制在0.1%范围之内，加工中心加工锥孔废品率在1%左右，加工合格率和加工精度提高。

本发明的工作原理是：加工中心夹具用于加工工件上面及钻两个端孔，为后道工序提供基准。车床夹具用于工件车面、车中间孔、精车中间锥孔等的加工，保证工件锥孔中心与车床主轴中心一致，用车削取代加工中心钻、铣、铰加工，效率提高；用低成本车刀取代高价铰刀和铣刀，刀具成本降低。

特别对锥孔加工采用车削完成，通过调整车刀走刀路径，实现不同锥度锥孔车削加工，既保证了锥度、锥面红丹检查接触度、锥孔粗糙度等加工精度要求，又提高了加工效率，大大降低了刀具等生产成本，同时提高产品合格率，经济效益显著。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。