专利名称：一种动车转向架轴箱上体的配合止口加工复合夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动车转向架轴箱的轴箱上体加工用的夹具，尤其涉及加工动车转向架轴箱上体配合止口的夹具。
技术背景在动车上，动车转向架轴箱类似于柴油机上的连杆，它由轴箱上体和轴箱下体组成，轴箱下体相当于连杆体，轴箱上体相当于连杆盖，两者之间通过对接止口和紧固件连接而成，所述轴箱上体如图1、图2所示，它包括轴承壳11、半圆轴承孔12、连接耳座13和配合止口 14，配合止口 14设置在连接耳座13之间，配合止口 14的长度尺寸L为250毫米，半圆轴承孔12的直径为240毫米，配合止口 14的最小壁厚只有5毫米，连接耳座13从配合止口 14向外延伸长度尺寸Ll为46毫米，连接耳座13的宽度尺寸L2为168毫米，在连接耳座13上设有两只连接孔15，配合止口的下结合面A到连接耳座的下平面B之间的高度差H 为62毫米，公差为0 -0. 03毫米。该零件现有的加工工艺路线是①铸造以配合止口的下结合面A为基准面；②机械加工以轴承壳11和连接耳座13的上端面为定位基准，压住半圆轴承孔12 ； 用加工中心一次完成配合止口 14及配合止口的下结合面A、连接耳座的下平面B的加工；③以配合止口 14及配合止口的下结合面A加工连接耳座13上的连接孔15 ；④将配合止口 14及配合止口的下结合面A与轴箱下体配合对接，通过四只连接孔 15用螺栓将两者装配成一体，然后进行镗孔加工，镗孔分粗镗、半精镗和精镗。按照这种加工工艺，存在两方面问题第一，由于用加工中心加工配合止口 14及配合止口的下结合面A和连接耳座的下平面B时，是以轴承壳11和连接耳座13的上端面为定位基准的，而这一基准与铸造基准不一致，轴承壳11和连接耳座13上端面的表面质量很差，铸造常见的缩孔、缩松、多肉等缺陷都集中这些部位，因此使用它们作为配合止口 14加工的定位基准稳定性较差，在加工过程中，配合止口 14很容易出现偏边现象，根据申请人的统计，半圆轴承孔12相对配合止口 14 偏心的比例达20 %以上，零件的正品率不高。第二，由于半圆轴承孔12相对配合止口 14产生偏边的比例较高，使得后续的半圆轴承孔12加工余量增大，且不均勻，增大了后续镗孔加工的难度和精度。申请人:通过对现有机械加工工艺分析，认为现有的机械加工工艺不够合理，应该调整，通过试验申请人探索出一条合理的机械加工工艺路线，机械加工的成品率达到 99% 99. 8%。所述动车转向架轴箱上体的机械加工方法如下①以配合止口的下结合面A为基准先在连接耳座的上端面C找准两只连接孔15 的中心，然后在两连接孔15的中心预加工出工艺孔，并铣削出定位凹坑面D ；这样就实现了铸造工艺基准与机械加工工艺基准的统一，能使半圆轴承孔12两侧的止口壁厚加工余量均勻，也能使半圆轴承孔12的加工余量更均勻，为后续的半圆轴承孔12粗加工、配合止口14铣削加工提供稳定可靠的定位基准；②以四只连接孔15的工艺孔和定位凹坑面D为基准，粗加工半圆轴承孔12，为后续的配合止口 14铣削加工提供稳定可靠的基准，确保半圆轴承孔12两侧止口壁厚均勻；③以粗加工过的半圆轴承孔12和连接孔15为基准，用加工中心一次装夹完成配合止口 14及配合止口的下结合面A、连接耳座的下平面B的加工，并对连接孔15进行形型加工；④将配合止口 14及配合止口的下结合面A与轴箱下体配合对接，通过四只连接孔15用螺栓将两者装配固定成一体，然后进行镗孔加工，由于半圆轴承孔12的加工余量较小，且均勻度好，因此可以取消粗镗，直接进行半精镗和精镗一体化加工。在本实用新型的加工方法中，第三步所使用的夹具是本实用新型的重点，也是难点，本领域的技术人员不经过创造劳动和试验是无法获得的。 实用新型内容本实用新型的目的是提供一种动车转向架轴箱上体的配合止口加工复合夹具。所述一种动车转向架轴箱上体的配合止口加工复合夹具，其特征是包括活动夹具、调装夹具、活动底板定位棒、工件定位芯棒和固定支架，所述活动夹具包括活动底板和三个弧面定位夹紧装置，在活动底板的上面设有两个斜面、中间平面、两个安装平面和三个定位安装孔，两个斜面对称地设置在活动底板的左侧，两个安装平面对称地设置在活动底板的右侧，在两个安装平面上各设有一个定位安装孔，在活动底板的左段的中间平面上设有一个定位安装孔，两个弧面定位夹紧装置相对于活动底板的宽度中心线对称地设置在左段的两斜面上，一个弧面定位夹紧装置设置在活动底板右段的中间平面上，所述弧面定位夹紧装置由球面定位销、“7”字形压紧臂和压紧螺钉组成，球面定位销固定在活动底板上， 其中，两个球面定位销固定在活动底板上左端的两斜面上，一个球面定位销固定在活动底板上的中间平面的右端，三个球面定位销的设置位置对住工件的半圆轴承孔两端的内孔表面上，其中，压紧螺钉旋装在“7”字形压紧臂上，且与球面定位销处于同一直线上；所述调装夹具包括调装底板、三个活动板定位销套和两根工件定位销套，三个活动板定位销套和两根工件定位销套都固定在调装底板上，三个活动板定位销套的设置位置与活动底板上的三个定位安装孔相对应，两根工件定位销套的设置位置与工件上的连接孔相对应，两根活动底板定位棒套装在活动底板上的定位安装孔和活动板定位销套中，实现活动夹具与调装夹具准确定位，两根工件定位芯棒分别插入工件上的连接孔和工件定位销套中，实现工件在活动夹具上准确定位，工件准确定位后旋紧压紧螺钉；所述固定支架由两根高立柱、一根矮立柱和固定底板组成，两根高立柱和一根矮立柱都固定在固定底板上，三根立柱的分布位置与活动底板上的三个定位安装孔相对应，在每根立柱的中心都设有螺纹孔，活动夹具的活动底板上的两个安装平面和中间平面搁置到三根立柱上，并用定位紧固螺钉固定，活动夹具固定安装后，待加工工件上的配合止口朝上，压紧螺钉顶面到固定底板之间存有间隙。此时即可以启动加工中心依次完成对配合止口及配合止口的下结合面、连接耳座的下平面和对连接孔进行形型加工。由于机械加工工艺采用了以配合止口的下结合面为基准，先在连接耳座的上端面找准两只连接孔的中心，然后在两连接孔的中心预加工出工艺孔，并铣削出定位凹坑面；这样就实现了铸造工艺基准与机械加工工艺基准的统一，能使半圆轴承孔两侧的止口壁厚加工余量均勻，也能使半圆轴承孔的加工余量更均勻，为后续的半圆轴承孔粗加工、配合止口铣削加工提供稳定可靠的基准；然后以四只连接孔的工艺孔和定位凹坑面为基准，粗加工半圆轴承孔，为后续的配合止口铣削加工提供稳定可靠的基准，确保半圆轴承孔两侧止口壁厚均勻；再以粗加工过的半圆轴承孔和连接孔为基准，用加工中心一次装夹完成配合止口及配合止口的下结合面、连接耳座的下平面的加工，并对连接孔进行形型加工；最后再以配合止口及配合止口的下结合面与轴箱下体配合对接，通过四只连接孔用螺栓将两者装配成一体，然后进行镗孔加工，由于半圆轴承孔的加工余量少且均勻度好，因此可以取消粗镗，直接进行半精镗和精镗一体化加工。通过试验，按照本实用新型的加工工艺路线，机械加工的成品率达到99% 99. 8%。在加工中心加工工段，设计了配合止口加工复合夹具，该专用夹具选择了经粗加工过的半圆轴承孔作为定位面，工件安装时先将活动夹具中的活动底板搁置在调装夹具上，用两根活动底板定位棒插入活动底板上的定位安装孔和调装夹具上的活动板定位销套中，使活动夹具与调装夹具准确定位，再通过两根工件定位芯棒插入工件的连接孔和调装夹具上的工件定位销套中，实现工件在活动夹具上准确定位，工件准确定位后旋紧压紧螺钉，然后再将活动夹具翻过身来，使活动底板上的两个安装平面和中间平面搁置到固定支架上的三根立柱上，并用定位紧固螺钉固定，活动夹具固定安装后，待加工工件上的配合止口朝上，压紧螺钉顶面到固定底板之间存有间隙。这样，工件在加工中心上，只要一次装夹就能依次完成对配合止口、配合止口的下结合面、连接耳座的上平面的铣削加工，还能对连接孔进行形型加工，确保配合止口到半圆轴承孔两侧的壁厚均勻，不会产生不对称情形，经实际使用验证，采用这套夹具，工件在加工中心上的工序加工正品率达99% 99. 8%，同时装夹调整时间比现有技术缩短105秒 120秒。
图1、图2是被加工工件(轴箱上体)结构示例图；图2是图1的仰视图；图3、图4为本实用新型中活动夹具与调装夹具配合的结构示意图；图4为图3的俯视图；图5、图6为活动夹具和固定支架的连接关系示意图；图6为图5的俯视图；图7 图10为活动夹具的结构示意图；其中，图7为主视图；图8为图7中E-E剖视图；图9为图7的俯视图(拆除压紧螺钉)；图10为图9中F-F剖视图；图11、图12为调装夹具的结构示意图；图12为图11的俯视图；图13、图14为固定支架的结构示意图；图14为图13的俯视图；图中1-工件；2-活动夹具；3-调装夹具；4-活动底板定位棒；5-工件定位芯棒； 6-固定支架；7-定位紧固螺钉；11-轴承壳；12-半圆轴承孔；13-连接耳座；14-配合止口 ； 15-连接孔；A-配合止口的下结合面；B-连接耳座的下平面；C-连接耳座的上端面；D-定位凹坑面；21-活动底板；211-斜面；212-中间平面；213-安装平面；214-定位安装孔；22-弧面定位夹紧装置；221-球面定位销；222-压紧臂；223-压紧螺钉；31-调装底板；32-活动板定位销套；33-工件定位销套；61-高立柱；62-矮立柱；63-固定底板。
具体实施方式
以下结合附图详细介绍本实用新型的具体实施方式
本实用新型所述一种动车转向架轴箱上体的配合止口铣削复合夹具，包括活动夹具2、调装夹具3、活动底板定位棒4、工件定位芯棒5和固定支架6，如图3 图6所示，所述活动夹具2包括活动底板21和三个弧面定位夹紧装置22，在活动底板21的上面设有两个斜面211、中间平面212、两个安装平面213和三个定位安装孔214，两个斜面211对称地设置在活动底板21的左侧，两个安装平面213对称地设置在活动底板21的右侧，在两个安装平面213上各设有一个定位安装孔214，在活动底板21的左段的中间平面212上设有一个定位安装孔214，两个弧面定位夹紧装置22相对于活动底板21的宽度中心线对称地设置在左段的两个斜面211上，一个弧面定位夹紧装置22设置在活动底板21右段的中间平面212上，所述弧面定位夹紧装置22由球面定位销221、“7”字形压紧臂222和压紧螺钉 223组成，球面定位销221固定在活动底板21上，其中，两个球面定位销221固定在活动底板21上左端的两斜面211上，一个球面定位销221固定在活动底板21上的中间平面212 的右端，三个球面定位销221的设置位置对住工件1的半圆轴承孔12两端的内孔表面上， 其中，压紧螺钉223旋装在“7”字形压紧臂222上，且与球面定位销221处于同一直线上， 如图7 10所示；所述调装夹具3包括调装底板31、三个活动板定位销套32和两根工件定位销套33，如图11、图12所示，三个活动板定位销套32和两根工件定位销套33都固定在调装底板31上，三个活动板定位销套32的设置位置与活动底板21上的三个定位安装孔 214相对应，两根工件定位销套33的设置位置与工件1上的连接孔15相对应，两根活动底板定位棒4套装在活动底板21上的定位安装孔214和活动板定位销套32中，实现活动夹具2与调装夹具3准确定位，两根工件定位芯棒5分别插入工件1上的连接孔15和工件定位销套33中，实现工件1在活动夹具2上准确定位，工件1准确定位后旋紧压紧螺钉223， 如图3、图4所示；所述固定支架6由两根高立柱61、一根矮立柱62和固定底板63组成，如图13、图14所示，两根高立柱61和一根矮立柱62都固定在固定底板63上，三根立柱的分布位置与活动底板21上的三个定位安装孔214相对应，在每根立柱的中心都设有螺纹孔， 活动夹具2的活动底板21上的两个安装平面213和中间平面212搁置到三根立柱上，并用定位紧固螺钉7固定，活动夹具2固定安装后，待加工工件1上的配合止口 14朝上，压紧螺钉223顶面到固定底板63之间存有间隙。工件安装结束后即可以启动加工中心依次完成对配合止口 14及配合止口的下结合面A、连接耳座的下平面B和对连接孔15进行形型加工。
权利要求1. 一种动车转向架轴箱上体的配合止口加工复合夹具，其特征是它包括活动夹具 O)、调装夹具(3)、活动底板定位棒G)、工件定位芯棒( 和固定支架(6)，所述活动夹具( 包括活动底板和三个弧面定位夹紧装置(22)，在活动底板的上面设有两个斜面011)、中间平面012)、两个安装平面(21 和三个定位安装孔014)，两个斜面 (211)对称地设置在活动底板的左侧，两个安装平面(21 对称地设置在活动底板(21)的右侧，在两个安装平面013)上各设有一个定位安装孔014)，在活动底板的左段的中间平面(21 上设有一个定位安装孔014)，两个弧面定位夹紧装置02)相对于活动底板的宽度中心线对称地设置在左段的两斜面(211)上，一个弧面定位夹紧装置(22)设置在活动底板右段的中间平面(212)上，所述弧面定位夹紧装置0 由球面定位销(221)、“7”字形压紧臂(22 和压紧螺钉(22 组成，球面定位销021)固定在活动底板上，其中，两个球面定位销021)固定在活动底板上左端的两个斜面(211) 上，一个球面定位销021)固定在活动底板上中间平面012)的右端，三个球面定位销021)的设置位置对住工件(1)的半圆轴承孔(1 两端的内孔表面上，其中，压紧螺钉 (223)旋装在“7”字形压紧臂(222)上，且与球面定位销(221)处于同一直线上；所述调装夹具C3)包括调装底板(31)、三个活动板定位销套(3 和两根工件定位销套(33)，三个活动板定位销套(3 和两根工件定位销套(3 都固定在调装底板(31)上，三个活动板定位销套(3 的设置位置与活动底板上的三个定位安装孔(214)相对应，两根工件定位销套(3 的设置位置与工件(1)上的连接孔(1 相对应，两根活动底板定位棒(4)套装在活动底板上的定位安装孔(214)和活动板定位销套(32)中，实现活动夹具(2)与调装夹具C3)准确定位，两根工件定位芯棒( 分别插入工件(1)上的连接孔(1 和工件定位销套(3 中，实现工件(1)在活动夹具( 上准确定位，工件(1)准确定位后旋紧压紧螺钉023)；所述固定支架(6)由两根高立柱(61)、一根矮立柱(6 和固定底板(63) 组成，两根高立柱(61)和一根矮立柱(6 都固定在固定底板(6 上，三根立柱的分布位置与活动底板上的三个定位安装孔(214)相对应，在每根立柱的中心都设有螺纹孔， 活动夹具⑵的活动底板上的两个安装平面013)和中间平面(212)搁置到三根立柱上并用定位紧固螺钉(7)固定，活动夹具( 固定安装后，待加工工件(1)上的配合止口 (14)朝上，压紧螺钉(223)顶面到固定底板(63)之间存有间隙。
专利摘要一种动车转向架轴箱上体的配合止口加工复合夹具，以粗加工过的轴承孔作为定位面，工件安装时先将活动夹具中的活动底板搁置在调整夹具上，用两根活动底板定位棒使活动夹具与调整夹具确准定位，再通过两根工件定位棒实现工件在活动夹具上准确定位，工件定位后由压紧螺钉固定，然后再将活动夹具翻过身来安装在固定支架上，压紧螺钉顶面到固定底板之间存有间距；活动夹具固定安装后，工件上的配合止口朝上。这样，工件在加工中心上，只要一次装夹就能完成对配合止口、下结合面、连接耳座下平面的铣削加工和对连接孔进行形型加工，确保配合止口到轴承孔两侧的壁厚均匀，工件的工序加工正品率达99.8％，装夹调整时间比现有技术缩短105秒～120秒。
文档编号B23Q3/00GK202028935SQ20112003823
公开日2011年11月9日 申请日期2011年2月14日 优先权日2011年2月14日
发明者丁杰, 孙乐, 孙传亮, 孙冬玲, 张湘杰, 李忠泽, 谢震 申请人:常州华德机械有限公司