一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置及工艺的制作方法

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置及工艺。


背景技术：

2.激光加工是利用高能量密度的激光束加热工件，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到材料的沸点，材料开始汽化，形成蒸气。这些蒸气的喷出速度很大，在蒸气喷出的同时，在材料上形成切口，下联板是摩托车和电动单车所有部件中最重要的部件之一，由于其方向柱承受车辆在运行过程中前轮的极大部分力，因此其质量好坏直接影响行车安全，如出现质量事故，后果将不堪设想，因此下联板组件被视为与前轮同等重要的a类零件，而下联板方向柱是下联板加工中难度最大，工艺路线较长，其工序质量又直接影响部件质量，因此，对其加工工艺进行探讨，尤为必要，现有技术领域内，下联板加工精度较差，导致装配相当困难，经常出现装配卡死等现象，影响加工精度的部分原因是激光切割过程中，工件内腔附着冲孔碎屑影响激光切割精度，导致切割变形，因此在目前的情况下对主机的各个部件的工艺进行优化和简化,具有重要的现实意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置及工艺，以至少解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置，包括外壳，所述外壳的上方安装有保护罩，所述保护罩的外侧设置有控制器，所述外壳的内腔顶端设置有三轴加工平台，所述三轴加工平台和控制器电性连接，所述三轴加工平台的前后两侧加工端分别设置有激光切割模块和冲孔模块，所述激光切割模块和冲孔模块均与控制器电性连接，所述外壳的内腔且位于三轴加工平台的下方前后两侧均设置有夹持机构，所述外壳的内腔下方安装有排屑机，所述排屑机的排料口延伸出外壳的外壁后侧，所述排屑机和控制器电性连接，所述外壳的前后两侧通过支架均设置有电动导辊，所述电动导辊和控制器电性连接。
5.优选的，所述外壳的前后两侧顶端均开设有通孔槽。
6.优选的，所述夹持机构包括：两个安装架，两个所述安装架分别安装在所述外壳的内腔顶端左右两侧，左右两个所述安装架的底端设置有安装板，所述安装板的外侧设置有辅助排屑组件，所述安装板的顶端内侧沿上下方向插接有升降座，所述安装板的底端内侧沿上下方向设置有电动升降杆，所述电动升降杆的顶端延伸出安装板的上表面并与升降座的底端固定连接，所述电动升降杆和控制器电性连接，其中，所述升降座的顶端设置有固定组件。
7.优选的，所述固定组件包括：底座，所述底座设置在升降座的顶端，所述底座的外侧顶端通过销轴转动连接有转动座，所述底座的内侧设置有第一电机，所述第一电机的输
出端与转动座的轴心固定连接，所述第一电机和控制器电性连接，所述转动座的顶端沿左右方向设置有夹持机构外壳，所述夹持机构外壳的顶端外侧沿左右方向开设有限位槽，所述夹持机构外壳的内腔顶端内外两侧左右两端均设置有第一导轨，两个所述第一导轨的下方均套接有第一移动座，内外两个所述第一移动座内侧分别设置有第一齿条，所述夹持机构外壳的内腔顶端设置有与内外两个第一齿条相啮合的第一连接齿轮，所述夹持机构外壳的内腔设置有第二电机，所述第二电机和控制器电性连接，所述第二电机的输出端与第一连接齿轮的轴心固定连接，两个所述第一移动座的外侧顶端通过销轴转动连接有摩擦轮，所述摩擦轮的顶端延伸出限位槽的内腔，两个所述第一移动座的外侧底端安装有第三电机，所述第三电机和控制器电性连接，两个所述第三电机的输出端外侧螺钉连接有与摩擦轮接触的主动轮，其中，所述夹持机构外壳的内侧设置有限位单元。
8.优选的，所述限位单元包括：两个第二导轨，两个所述第二导轨分别设置在夹持机构外壳的内侧上下两端，两个所述第二导轨的内侧设置有两个第二齿条，所述夹持机构外壳的外壁内侧中心位置通过销轴转动连接有与两个第二齿条啮合的第二连接齿轮，所述夹持机构外壳的内侧底端设置有第一电推杆，所述第一电推杆的伸缩端与下方第二齿条的底端固定连接，所述第一电推杆和控制器电性连接，两个所述第二导轨的外壁左右两侧均套接有第二移动座，两个所述第二移动座的内侧分别与两个第二齿条的外侧固定连接，左右两个所述第二移动座的顶端同一水平高度位置分别设置有两个限位轮。
9.优选的，所述辅助排屑组件包括：固定架，所述固定架设置在安装板的外端，所述固定架的左右两侧外端均通过销轴转动连接有转动架，所述固定架的外侧左右两端分别通过销轴转动连接有第二电推杆的一端，所述第二电推杆的另一端分别与左右两个转动架的内侧通过销轴转动连接，所述第二电推杆和控制器电性连接，两个所述转动架的内侧通过销轴转动连接有吸头管，所述转动架的外侧设置有第四电机，所述第四电机的输出端与吸头管的轴心固定连接，所述第四电机和控制器电性连接，所述吸头管的底端外侧螺接有接头管，所述接头管的下方螺接有排屑管，所述排屑管的内腔上方间隙设置有若干滤网板，所述排屑管的外壁内侧安装有风机，所述风机和控制器电性连接，所述风机的进风口沿伸进排屑管的内腔且位于滤网板的下方螺接有风道管。
10.优选的，所述滤网板的形状为新月形并倾斜设置。
11.上述装置加工工艺如下：工作人员将工件放置在前侧电动导辊表面，并控制控制器启动电动导辊、第二电机和第一电推杆，前侧电动导辊将工件输送至前后两个夹持机构内侧，第二电机驱动第一连接齿轮转动，进而使内外两侧第一导轨在第一连接齿轮旋转力的作用下向内侧移动，并使内外两个第一齿条驱动对应位置上第一移动座移动，促使第一移动座在第一导轨的限位作用下向内侧移动，进而使第一移动座驱动摩擦轮向内侧移动以与工件外壁接触，进而使固定组件对工件进行夹持以配合工件在冲孔和切割过程中进行夹紧防止工件偏移，第一电推杆缩短驱动下方第二齿条向内侧移动，进而使第二连接齿轮在下方第二齿条旋转力的作用下转动，进而使上方第二齿条在第二连接齿轮旋转力的作用下向内侧移动，促使上下两个第二齿条驱动第二移动座移动并使其在第二导轨限位作用下向内侧移动并使限位轮与工件外壁接触，利用限位单元能够对工件进行限位，避免其偏移，当需要对加工工件进行翻转时，工作人员控制控制器启动第三电机，第三电机驱动主动轮转动，进而使摩擦轮在主动轮旋转力的作用下转动，以使工件在摩擦轮旋转力的作用下翻转，
工作人员控制控制器启动三轴加工平台，电动导辊、第二电机、第一电推杆、电动升降杆、第一电机、第四电机、第二电推杆和风机，三轴加工平台驱动激光切割模块和冲孔模块移动至工件加工位置，激光切割模块对工件外部进行切割加工，冲孔模块对工件先进行粗加工冲孔,留一定的余量，前后两个夹持机构中电动升降杆分别伸长和缩短以带动对应位置上升降座分别上升和下降至指定高度位置，第一电机驱动转动座倾斜至指定角度，以使夹持机构内部夹持的工件倾斜，工件向下倾斜方向上，辅助排屑组件中的第四电机驱动吸头管转动至与工件倾斜角度平行状态，第二电推杆缩短驱动转动架带动吸头管插入至工件内腔，同时风机启动，并在风道管配合下将排屑管内部空气抽出形成负压，进而使工件内部切割碎屑抽入至吸头管内部并通过接头管进入至排屑管，夹杂在气流中的碎屑冲击在滤网板表面以实现碎屑与气流的分离，分离后的碎屑由排屑管进入至排屑机内，并由排屑机排出，激光切割模块将加工孔精细切割至尺寸要求后并由辅助排屑组件再次进行排屑，夹持机构解除对工件的固定，后侧电动导辊将工件移动出保护罩内部，进而完成加工作业。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过前侧电动导辊将工件输送至前后两个夹持机构内侧，并在夹持机构固定组件配合下对工件进行夹持固定以配合工件在冲孔和切割过程中进行夹紧防止工件偏移，限位单元在加工过程中和后续翻转过程中配合其他组件的工作并保持对工件限位状态，避免其偏移；（2）需要对加工工件进行翻转时，通过第三电机驱动主动轮转动，使摩擦轮在主动轮旋转力的作用下转动，以使工件在摩擦轮旋转力的作用下翻转，三轴加工平台驱动激光切割模块和冲孔模块移动至工件加工位置，激光切割模块对工件外部进行切割加工，冲孔模块对工件先进行粗加工冲孔,留一定的余量，前后两个夹持机构中电动升降杆能够带动对应位置上升降座分别上升和下降至指定高度位置；（3）通过第一电机驱动转动座倾斜至指定角度，使夹持机构内部夹持的工件倾斜，工件向下倾斜方向上对应位置处辅助排屑组件中的第四电机驱动吸头管转动至与工件倾斜角度平行状态，第二电推杆缩短驱动转动架带动吸头管插入至工件内腔，风机在风道管配合下将排屑管内部空气抽出形成负压，进而使工件内部切割碎屑抽入至吸头管内部并通过接头管进入至排屑管，夹杂在气流中的碎屑冲击在滤网板表面以实现碎屑与气流的分离，分离后的碎屑由排屑管进入至排屑机内，并由排屑机排出；综上所述，本技术方案能够多次切割提高孔径加工精度，并且每次切割后对工件内部进行排屑，避免内径附着碎屑，防止装配困难降低废品率。
附图说明
13.图1为本发明的结构示意图；图2为图1的爆炸图；图3为图1的夹持机构爆炸图图4为图3的a处放大图；图5为图4的部分组件爆炸图；图6为图3的辅助排屑组件爆炸图。
14.图中：1、外壳，2、保护罩，3、控制器，4、三轴加工平台，5、夹持机构，51、安装架，52、
安装板，53、升降座，54、电动升降杆，55、底座，56、转动座，57、第一电机，58、夹持机构外壳，59、限位槽，510、第一导轨，511、第一移动座，512、第一齿条，513、第一连接齿轮，514、第二电机，515、摩擦轮，516、第三电机，517、主动轮，518、第二导轨，519、第二齿条，520、第二连接齿轮，521、第一电推杆，522、第二移动座，523、限位轮，6、辅助排屑组件，61、固定架，62、转动架，63、第二电推杆，64、吸头管，65、第四电机，66、接头管，67、排屑管，68、滤网板，69、风机，610、风道管，7、排屑机，8、电动导辊，9、激光切割模块，10、冲孔模块。
具体实施方式
15.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做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。
16.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置，包括外壳1，外壳的前后两侧顶端均开设有通孔槽，通孔槽能够预留出工件倾斜的空间，外壳1的上方安装有保护罩2，保护罩2的外侧设置有控制器3，外壳1的内腔顶端设置有三轴加工平台4，三轴加工平台4和控制器3电性连接，三轴加工平台4可由控制器3进行控制驱动激光切割模块9和冲孔模块10进行三轴方向上移动，三轴加工平台4的前后两侧加工端分别设置有激光切割模块9和冲孔模块10，激光切割模块9和冲孔模块10均与控制器3电性连接，激光切割模块9可由控制器3进行控制对工件进行激光切割加工，冲孔模块10可由控制器3进行控制对工件先进行粗加工冲孔，外壳1的内腔且位于三轴加工平台4的下方前后两侧均设置有夹持机构5，外壳1的内腔下方安装有排屑机7，排屑机7的排料口延伸出外壳1的外壁后侧，排屑机7和控制器3电性连接，排屑机7可由控制器3进行控制对分离后的碎屑排出，外壳1的前后两侧通过支架均设置有电动导辊8，电动导辊8和控制器3电性连接，电动导辊8可由控制器3进行控制对工件进行送料和出料。
17.作为优选方案，更进一步的，为了对工件进行夹持和翻转，夹持机构5包括：两个安装架51，两个安装架51分别安装在外壳1的内腔顶端左右两侧，左右两个安装架51的底端设置有安装板52，安装板52的外侧设置有辅助排屑组件6，安装板52的顶端内侧沿上下方向插接有升降座53，安装板52的底端内侧沿上下方向设置有电动升降杆54，电动升降杆54的顶端延伸出安装板52的上表面并与升降座53的底端固定连接，电动升降杆54和控制器3电性连接，第一电推杆521可由控制器3进行控制伸长缩短，其中，升降座53的顶端设置有固定组件，固定组件对工件进行夹持以配合工件在冲孔和切割过程中进行夹紧防止工件偏移，固定组件包括：底座55，底座55设置在升降座53的顶端，底座55的外侧顶端通过销轴转动连接有转动座56，底座55的内侧设置有第一电机57，第一电机57的输出端与转动座56的轴心固定连接，第一电机57和控制器3电性连接，第一电机57可由控制器3进行控制驱动转动座56顺时针或逆时针方向转动，转动座56的顶端沿左右方向设置有夹持机构外壳58，夹持机构外壳58的顶端外侧沿左右方向开设有限位槽59，夹持机构外壳58的内腔顶端内外两侧左右两端均设置有第一导轨510，两个第一导轨510的下方均套接有第一移动座511，第一移动座511可在第一导轨510下方左右移动，内外两个第一移动座511内侧分别设置有第一齿条512，夹持机构外壳58的内腔顶端设置有与内外两个第一齿条512相啮合的第一连接齿轮
513，夹持机构外壳58的内腔设置有第二电机514，第二电机514和控制器3电性连接，第二电机514可由控制器3进行控制驱动转动座56顺时针或逆时针方向转动，第二电机514的输出端与第一连接齿轮513的轴心固定连接，两个第一移动座511的外侧顶端通过销轴转动连接有摩擦轮515，摩擦轮515的顶端延伸出限位槽59的内腔，两个第一移动座511的外侧底端安装有第三电机516，第三电机516和控制器3电性连接，第三电机516可由控制器3进行控制驱动主动轮517顺时针或逆时针方向转动，两个第三电机516的输出端外侧螺钉连接有与摩擦轮515接触的主动轮517，其中，夹持机构外壳58的内侧设置有限位单元，利用限位单元能够对工件进行限位，避免其偏移，限位单元包括：两个第二导轨518，两个第二导轨518分别设置在夹持机构外壳58的内侧上下两端，两个第二导轨518的内侧设置有两个第二齿条519，夹持机构外壳58的外壁内侧中心位置通过销轴转动连接有与两个第二齿条519啮合的第二连接齿轮520，夹持机构外壳58的内侧底端设置有第一电推杆521，第一电推杆521的伸缩端与下方第二齿条519的底端固定连接，第一电推杆521和控制器3电性连接，第一电推杆521可由控制器3进行控制伸长缩短，两个第二导轨518的外壁左右两侧均套接有第二移动座522，两个第二移动座522的内侧分别与两个第二齿条519的外侧固定连接，左右两个第二移动座522的顶端同一水平高度位置分别设置有两个限位轮523。
18.作为优选方案，更进一步的，辅助排屑组件6包括：固定架61，固定架61设置在安装板52的外端，固定架61的左右两侧外端均通过销轴转动连接有转动架62，固定架61的外侧左右两端分别通过销轴转动连接有第二电推杆63的一端，第二电推杆63的另一端分别与左右两个转动架62的内侧通过销轴转动连接，第二电推杆63和控制器3电性连接，第二电推杆63可由控制器3进行控制伸长缩短，两个转动架62的内侧通过销轴转动连接有吸头管64，转动架62的外侧设置有第四电机65，第四电机65的输出端与吸头管64的轴心固定连接，第四电机65和控制器3电性连接，第四电机65可由控制器3进行控制伸长缩短，吸头管64的底端外侧螺接有接头管66，接头管66的下方螺接有排屑管67，排屑管67的内腔上方间隙设置有若干滤网板68，排屑管67的外壁内侧安装有风机69，风机69和控制器3电性连接，风机69可由控制器3进行控制在风道管610配合下将排屑管67内部空气抽出形成负压，风机69的进风口沿伸进排屑管67的内腔且位于滤网板68的下方螺接有风道管610。
19.作为优选方案，更进一步的，滤网板68的形状为新月形并倾斜设置，夹杂在气流中的碎屑可冲击在滤网板68表面以实现碎屑与气流的分离，分离后的碎屑由排屑管67进入至排屑机7内。
20.一种高强度下联板锻件切边冲孔一体装置，上述装置加工工艺如下：工作人员将工件放置在前侧电动导辊8表面，并控制控制器3启动电动导辊8、第二电机514和第一电推杆521，前侧电动导辊8将工件输送至前后两个夹持机构5内侧，第二电机514驱动第一连接齿轮513转动，进而使内外两侧第一导轨510在第一连接齿轮513旋转力的作用下向内侧移动，并使内外两个第一齿条512驱动对应位置上第一移动座511移动，促使第一移动座511在第一导轨510的限位作用下向内侧移动，进而使第一移动座511驱动摩擦轮515向内侧移动以与工件外壁接触，进而使固定组件对工件进行夹持以配合工件在冲孔和切割过程中进行夹紧防止工件偏移，第一电推杆521缩短驱动下方第二齿条519向内侧移动，进而使第二连接齿轮520在下方第二齿条519旋转力的作用下转动，进而使上方第二齿条519在第二连接齿轮520旋转力的作用下向内侧移动，促使上下两个第二齿条519驱动第二移动座522移动
并使其在第二导轨518限位作用下向内侧移动并使限位轮523与工件外壁接触，利用限位单元能够对工件进行限位，避免其偏移，当需要对加工工件进行翻转时，工作人员控制控制器3启动第三电机516，第三电机516驱动主动轮517转动，进而使摩擦轮515在主动轮517旋转力的作用下转动，以使工件在摩擦轮515旋转力的作用下翻转，工作人员控制控制器3启动三轴加工平台4，电动导辊8、第二电机514、第一电推杆521、电动升降杆54、第一电机57、第四电机65、第二电推杆63和风机69，三轴加工平台4驱动激光切割模块9和冲孔模块10移动至工件加工位置，激光切割模块9对工件外部进行切割加工，冲孔模块10对工件先进行粗加工冲孔,留一定的余量，前后两个夹持机构5中电动升降杆54分别伸长和缩短以带动对应位置上升降座53分别上升和下降至指定高度位置，第一电机57驱动转动座56倾斜至指定角度，以使夹持机构5内部夹持的工件倾斜，工件向下倾斜方向上，辅助排屑组件6中的第四电机65驱动吸头管64转动至与工件倾斜角度平行状态，第二电推杆63缩短驱动转动架62带动吸头管64插入至工件内腔，同时风机69启动，并在风道管610配合下将排屑管67内部空气抽出形成负压，进而使工件内部切割碎屑抽入至吸头管64内部并通过接头管66进入至排屑管67，夹杂在气流中的碎屑冲击在滤网板68表面以实现碎屑与气流的分离，分离后的碎屑由排屑管67进入至排屑机7内，并由排屑机7排出，激光切割模块9将加工孔精细切割至尺寸要求后并由辅助排屑组件6再次进行排屑，夹持机构5解除对工件的固定，后侧电动导辊8将工件移动出保护罩2内部，进而完成加工作业。
21.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。