轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具的制作方法
【专利摘要】轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具属于轨道车辆转向架牵引梁焊接定位辅助工装领域，该夹具包括定心装置、底板、端堵、U形压板、螺母和两对定位挡块，所述定心装置包括心盘、芯轴、三个顶轴、拉簧、压簧和防转销。本发明的一步加工夹具基于圆内接三角形的定心原理，利用同步伸长的三个定位顶轴对圆筒工件的旋转轴轴心进行一次性的精准定位，从而克服了传统的划线定位方法步骤繁杂、精确度不高的缺点。此外，该夹具还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。
【专利说明】轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具
【技术领域】
[0001]本发明属于轨道车辆转向架牵引梁焊接定位辅助工装领域，具体涉及一种轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具。
【背景技术】
[0002]如图11所示，轨道车辆转向架牵引梁12需要在中心筒管件12-1的外壁周边焊接两组孔板12-2，并使两组孔板12-2均以牵引梁管件的轴线为轴彼此旋转对称。
[0003]传统的加工定位方法是:在组焊好两组孔板12-2之后，分别以两组孔板12-2各自的螺孔端平面确定整个牵引梁管件的几何中心和基准轴，再按该基准轴确定中心筒管件12-1内侧壁的精加工余量。
[0004]香港地铁转向架牵引梁是采用进口钢板和无缝钢管组焊而成，其中心筒管件12-1较长、管壁较薄，更容易在组焊孔板12-2时产生焊接变形，若依旧采用传统的划线加工定位方法则很难确保中心筒管件12-1的轴线精度，容易导致中心筒管件12-1的中心孔内侧壁在后续的精加工工序中发生加工量不足甚至无加工量的情况，造成产品合格率降低。
【发明内容】
[0005]为了解决现有香港地铁转向架牵引梁存在的因其中心筒管件容易产生焊接变形，采用传统的划线加工定位方法无法确保其中心筒管件的轴线定位精度，容易导致中心筒管件的内侧壁在后续的精加工工序中发生加工量不足甚至无加工量的情况，造成产品合格率降低的技术问题，本发明提供一种轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具。
[0006]本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0007]轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具，包括定心装置、底板、端堵、U形压板、螺母和两对定位挡块，所述定心装置包括心盘、芯轴、三个顶轴、拉簧、压簧和防转销；心盘的中心上端面设有轴孔，心盘的中部外圈设有拉簧环槽，沿拉簧环槽圆周中心对称设有三个顶轴通孔，心盘在拉簧环槽的下部设有一个防转销孔，心盘的底座外圈上设有四个用于同底板固连的沉孔，心盘的底座内圈上设有四个用于同端堵固连的盲孔，心盘的内腔在拉簧环槽的上部位置设有一个压簧腔，压簧位于压簧腔内；芯轴插入心盘的芯轴腔内，芯轴上端的螺纹段依次穿过压簧、轴孔并露出心盘的顶端，芯轴下端在对应三个顶轴通孔的位置分别设有三个向外倾斜的芯轴斜面，芯轴下端在对应防转销孔的位置设有一个防转键槽；防转销的中段与防转销孔螺纹连接，防转销的前端顶在防转键槽内；每个顶轴的一端设有圆弧面齿，另一端设有顶轴斜面，在靠近圆弧面齿的侧面设有一个拉簧装配孔，三个顶轴对应插入三个顶轴通孔内，三个顶轴斜面对应顶在三个芯轴斜面上，拉簧依次穿过三个拉簧装配孔后置于拉簧环槽内；端堵的顶端插入心盘的内腔并顶在芯轴的底部，端堵的底端与底座固连；底板的中心设有一个中心通孔，底板在中心通孔周边设有四个螺孔，底板通过此四个螺孔和螺钉的配合与底座固连；u形压板套在芯轴上端的螺纹段上，螺母与芯轴上端的螺纹段连接形成丝杠；每个定位挡块上设有一个定位螺栓，每对定位挡块的两个定位螺栓相对放置，每个定位挡块分别通过螺钉固定在底板上。
[0008]本发明的有益效果是:该一步加工夹具基于圆内接三角形的定心原理，利用同步伸长的三个定位顶轴对圆筒工件的旋转轴轴心进行一次性的精准定位，从而克服了传统的划线定位方法步骤繁杂、精确度不高的缺点。此外，该夹具还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明中定心装置的结构示意图。
[0010]图2是图1的爆炸示意图。
[0011]图3是本发明中顶轴的结构示意图。
[0012]图4是本发明中顶轴的俯视结构示意图。
[0013]图5是本发明中心盘的俯视结构示意图。
[0014]图6是沿图5中120°角的旋转剖面示意图。
[0015]图7是将图1中的心盘按照图6的方式剖视后的结构示意图。
[0016]图8是本发明轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具的结构示意图。
[0017]图9是图8中I的放大图。
[0018]图10是本发明轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具的应用示意图。
[0019]图11是图10的爆炸示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0021]如图1至图11所示，本发明的轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具包括定心装置、底板7、端堵8、U形压板9、螺母10和两对定位挡块11，所述定心装置包括心盘1、芯轴
2、三个顶轴3、拉簧4、压簧5和防转销6。
[0022]心盘I的中心上端面设有轴孔1-1，心盘I的中部外圈设有拉簧环槽1-2，沿拉簧环槽1-2圆周中心对称设有三个顶轴通孔1-3，心盘I在拉簧环槽1-2的下部设有一个防转销孔1-4，心盘I的底座1-5外圈上设有四个用于同底板7固连的沉孔，心盘I的底座1-5内圈上设有四个用于同端堵8固连的盲孔，心盘I的内腔在拉簧环槽1-2的上部位置设有一个压簧腔1-6，压簧5位于压簧腔1-6内。所述心盘I可以进一步做成正三棱柱型，以尽量减少心盘I的外侧壁与中心筒管件12-1内壁的接触面积，避免因中心筒管件12-1不圆误差而造成心盘I无法插入其中的情况出现。
[0023]芯轴2插入心盘I的芯轴腔内，芯轴2上端的螺纹段依次穿过压簧5、轴孔1-1并露出心盘I的顶端，芯轴2下端在对应三个顶轴通孔1-3的位置分别设有三个向外倾斜的芯轴斜面2-1，芯轴2下端在对应防转销孔1-4的位置设有一个防转键槽2-2 ;防转销6的中段与防转销孔1-4螺纹连接，防转销6的前端顶在防转键槽2-2内，以阻止芯轴2的轴向转动。
[0024]每个顶轴3的一端设有圆弧面齿3-1，另一端设有顶轴斜面3-3，在靠近圆弧面齿3-1的侧面设有一个拉簧装配孔3-2，三个顶轴3对应插入三个顶轴通孔1-3内，三个顶轴斜面3-3对应顶在三个芯轴斜面2-1上，拉簧4依次穿过三个拉簧装配孔3-2后置于拉簧环槽1-2内。圆弧面齿3-1其齿端成圆弧分布，所述圆弧与中心筒管件12-1内壁圆周相匹配，可以增加顶轴3定位中心筒管件12-1内壁时的摩擦力，避免因打滑造成的顶轴径向应力。
[0025]端堵8的顶端插入心盘I的内腔并顶在芯轴2的底部，端堵8的底端通过螺钉与底座1-5内圈上的四个盲孔固连。
[0026]底板7的中心设有一个中心通孔7-1，底板7在中心通孔7-1周边设有四个螺孔，底板7通过四个螺孔和螺钉的配合与底座1-5固连。
[0027]U形压板9套在芯轴2上端的螺纹段上，螺母10与芯轴2上端的螺纹段连接形成丝杠。
[0028]每个定位挡块11上设有一个定位螺栓11-1，每对定位挡块11的两个定位螺栓
11-1相对放置，每个定位挡块11分别通过螺钉固定在底板7上。
[0029]具体应用本发明的轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具时，用螺栓将端堵8装配在定心装置的底端，再用螺栓穿过底板7上的四个沉孔将定心装置的底座1-5固定在底板7上。此时，定心装置内的压簧5处于未被压缩的自然状态，三个顶轴3均在拉簧4的拉力作用下处于伸出量最短的状态，三个圆弧面齿3-1的最远端均处在小于中心筒管件12-1内径的同一个圆周上。三个顶轴斜面3-3与其各自对应的芯轴斜面2-1之间均没有压力作用。
[0030]将转向架牵引梁12上的中心筒管件12-1套在定心装置上，用U形压板9沿直径横跨过中心筒管件12-1的两端并压在中心筒管件12-1的上端面上，再用定位挡块11上的两个定位螺栓11-1分别从两侧顶紧一组孔板12-2的两侧，在两组定位挡块11的共同作用下，中心筒管件12-1无法沿其自身的轴向转动。
[0031 ] 旋转螺母10并使芯轴2的螺纹段在螺母10的驱动下成为向上运动的丝杠，在此过程中，芯轴2相对于心盘I向上运动，压簧5受其二者压缩而变短。芯轴斜面2-1在向上抬升的过程中会对顶轴斜面3-3施加压力，并使顶轴斜面3-3沿斜面发生相对滑动，推动顶轴3沿顶轴通孔1-3向外伸出。
[0032]由于三个芯轴斜面2-1彼此按120°的圆周角均布在同一圆周上，因此它们将按相同的速度推动三个顶轴3向外同步伸长，当三个顶轴3均顶住中心筒管件12-1的内侧壁时，即完成了对中心筒管件12-1的轴心相对于底板7和芯轴2的定位。此时便可以将中心筒管件12-1连同本发明的整套夹具一同固定在变位机上，按照完全统一的定位基准对两组孔板12-2等待加工点整体加工。再按照已有的两组孔板12-2作为新的定位基准，完成对中心筒管件12-1内侧壁再后续的精加工过程。
[0033]在本发明的轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具使用完毕后，反向旋转螺母10并卸下U形压板9，芯轴2将在压簧5的辅助退卸推力下相对心盘I向下移动，直到芯轴2的下端被端堵8挡住为止。此时，压簧5恢复至未受力的初始长度，三个顶轴3均在拉簧4的拉力作用下恢复至伸出量最短的状态。底板7上的中心通孔7-1主要用于在后续维修维护时，可以在不拆卸心盘I的前提下，更换磨损的芯轴2、压簧5等零部件。
[0034]本发明的轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具基于圆内接三角形的定心原理，利用同步伸长的三个定位顶轴对圆筒工件的旋转轴心进行一次性的精准定位，从而克服了传统的划线定位方法步骤繁杂、精确度不高的缺点。
【权利要求】
1.轨道客车转向架牵引梁一步加工夹具，其特征在于，该夹具包括定心装置、底板(7)、端堵(8)、U形压板(9)、螺母(10)和两对定位挡块(11)，所述定心装置包括心盘(1)、芯轴(2)、三个顶轴⑶、拉簧⑷、压簧(5)和防转销(6); 心盘⑴的中心上端面设有轴孔(1-1)，心盘⑴的中部外圈设有拉簧环槽(1-2)，沿拉簧环槽(1-2)圆周中心对称设有三个顶轴通孔(1-3)，心盘(I)在拉簧环槽(1-2)的下部设有一个防转销孔(1-4)，心盘(I)的底座(1-5)外圈上设有四个用于同底板(7)固连的沉孔，心盘⑴的底座(1-5)内圈上设有四个用于同端堵⑶固连的盲孔，心盘⑴的内腔在拉簧环槽(1-2)的上部位置设有一个压簧腔(1-6)，压簧(5)位于压簧腔(1-6)内； 芯轴(2)插入心盘(I)的芯轴腔内，芯轴(2)上端的螺纹段依次穿过压簧(5)、轴孔(1-1)并露出心盘(I)的顶端，芯轴(2)下端在对应三个顶轴通孔(1-3)的位置分别设有三个向外倾斜的芯轴斜面(2-1)，芯轴(2)下端在对应防转销孔(1-4)的位置设有一个防转键槽(2-2);防转销(6)的中段与防转销孔(1-4)螺纹连接，防转销(6)的前端顶在防转键槽(2-2)内； 每个顶轴(3)的一端设有圆弧面齿(3-1)，另一端设有顶轴斜面(3-3)，在靠近圆弧面齿(3-1)的侧面设有一个拉簧装配孔(3-2)，三个顶轴(3)对应插入三个顶轴通孔(1-3)内，三个顶轴斜面(3-3)对应顶在三个芯轴斜面(2-1)上，拉簧(4)依次穿过三个拉簧装配孔(3-2)后置于拉簧环槽(1-2)内； 端堵(8)的顶端插入心盘(I)的内腔并顶在芯轴(2)的底部，端堵(8)的底端与底座(1-5)固连； 底板⑵的中心设有一个中心通孔(7-1)，底板(7)在中心通孔(7-1)周边设有四个螺孔，底板(7)通过此四个螺孔和螺钉的配合与底座(1-5)固连； U形压板(9)套在芯轴(2)上端的螺纹段上，螺母(10)与芯轴(2)上端的螺纹段连接形成丝杠； 每个定位挡块(11)上设有一个定位螺栓(11-1)，每对定位挡块(11)的两个定位螺栓(11-1)相对放置，每个定位挡块(11)分别通过螺钉固定在底板(7)上。
【文档编号】B23K37/047GK104476089SQ201410629071
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】杨智勇, 张洪超 申请人:长春轨道客车股份有限公司