夹持装置和加工中心的制作方法

本发明涉及车辆前轴加工设备技术领域，尤其涉及一种夹持装置和加工中心。

背景技术：

车辆的前轴也叫工字梁，两端为拳部，两端均开设有主销孔，通过主销孔与转向节相连接，中间部分为板簧面，板簧面上设置有用于连接车架的板簧面螺纹孔和板簧面通孔。前轴在金属切削加工过程中主要工序为粗、精铣主销孔端面，钻、扩、镗主销孔，两侧面铣削、钻孔，板簧面钻孔、攻丝、倒角等。

由于大多数的前轴要求其四面均有加工内容，传统的加工设备无法应对前轴的四面加工内容，因而通常采用分序加工，也就是通过多台加工设备共同配合，将前轴在不同设备间多次转移、装夹和加工方能完成所有的加工内容，加工精度难以保证。其中，现有的装夹设备一次装夹也无法应对前轴的所有加工内容。

因而，目前急需一种能够配合前轴的所有加工内容的装夹设备。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种夹持装置，以在一定程度上克服现有的装夹设备一次装夹无法应对前轴的所有加工内容的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种加工中心，以在一定程度上克服现有的加工设备无法应对前轴的所有加工内容的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案；

基于上述第一目的，本发明提供的夹持装置，用于固定夹持车辆的前轴，包括定位板件和设置在所述定位板件上的夹紧件、第一通孔和第二通孔，所述夹紧件用于将所述前轴锁定在所述定位板件上，以使所述前轴的主销孔对应于所述第一通孔且所述前轴的板簧面螺纹孔对应于第二通孔；

所述第一通孔用于供主轴箱的主轴伸入并在所述第一通孔内加工所述前轴的主销孔的端面；所述第二通孔用于在所述第二通孔内供所述主轴箱的主轴伸入并加工所述前轴的板簧面螺纹孔。

在上述任一技术方案中，可选地，所述夹持装置还包括第一驱动组件和第二驱动组件，所述第一驱动组件能够驱动所述定位板件绕第一轴线定轴转动；

所述第二驱动组件能够驱动所述定位板件沿第二方向往复移动；所述第二方向与所述第一轴线呈夹角设置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一驱动组件至少包括第一驱动电机，所述第一驱动电机的驱动杆固定连接所述定位板件；

所述第二驱动组件包括第二驱动电机、丝杠和丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述第二驱动电机的驱动杆固定连接，所述丝杠螺母与所述丝杠的一端相螺接，所述丝杠的另一端能够转动地连接所述定位板件。

在上述任一技术方案中，可选地，所述夹持装置还包括支撑块，所述支撑块设置在所述定位板件上，且所述支撑块用于支撑所述前轴的板簧面。

基于上述第二目的，本发明提供的加工中心，包括机架、龙门架、加工单元、第四驱动组件和如上述任一技术方案所述的夹持装置；

所述龙门架、所述第一驱动组件和所述第二驱动组件设置在所述机架上；

所述加工单元包括主轴箱、安装架和第三驱动组件，所述主轴箱和所述第三驱动组件设置在所述安装架上，且所述第三驱动组件能够驱动所述主轴箱在所述安装架上沿第三方向往复移动；

所述安装架和所述第四驱动组件设置在所述龙门架上，所述第四驱动组件能够驱动所述安装架在所述龙门架上沿第四方向往复移动；

所述第二方向、所述第三方向和所述第四方向限定出三维空间。

在上述任一技术方案中，可选地，所述安装架包括滑板、滑鞍和第五驱动组件，所述滑鞍连接在所述龙门架上，所述滑板能够绕第二轴线转动地与所述滑鞍连接，所述第二轴线平行于所述第二方向；

所述第五驱动组件设置在所述滑鞍上，且所述第五驱动组件能够驱动所述滑板绕所述第二轴线在预定角度内转动；

所述第三驱动组件和所述主轴箱均设置在所述滑板的背离所述滑鞍的表面上，所述第三驱动组件能够驱动所述主轴箱在所述滑板上沿所述第四方向往复移动。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第五驱动组件包括偏心轮、驱动轴、滑轨、滑座和驱动装置，所述滑轨和所述驱动装置设置在所述滑鞍上，所述滑轨能够移动地设置在所述滑座上，所述驱动装置的驱动端连接所述滑轨；

所述驱动轴与所述偏心轮的内圈固定连接，所述驱动轴的另一端能够转动地连接所述滑轨；所述滑板上设置有连接孔，所述连接孔与所述偏心轮的外圈相适配，所述偏心轮的外圈与所述偏心轮的内圈偏心设置；

所述驱动装置能够驱动所述滑轨沿所述第四方向往复移动，所述驱动轴的轴线方向平行且偏离于所述第二轴线。

在上述任一技术方案中，可选地，所述滑板上设置有定心孔，所述滑鞍上设置有定心轴，所述定心轴同轴安装在所述定心孔内，所述定心轴与所述定心孔的轴线均为所述第二轴线。

在上述任一技术方案中，可选地，所述龙门架包括两个立柱和连接在两个立柱之间的横梁，所述横梁沿所述第二方向延伸，所述安装架和所述第二驱动组件设置在所述横梁上。

在上述任一技术方案中，可选地，所述加工单元的数量为两个，所述第四驱动组件的数量为两个，两个所述第四驱动组件一一对应地驱动连接两个所述加工单元。

采用上述技术方案，本发明的有益效果：

本发明提供的夹持装置，能够通过夹紧件将前轴固定在定位板件上，以供加工中心的主轴箱对前轴进行加工。此外，通过设置第一通孔和第二通孔，避免定位板件遮挡前轴的主销孔和板簧面的待加工内容。同时，通过设置第一驱动组件和第二驱动组件，使定位板件能够带动前轴移动和转动，以使前轴的所有待加工面的位置都能与主轴箱的主轴的位置相匹配，使该夹持装置通过一次装夹前轴就能够应对前轴的所有加工内容，从而有利于提高前轴的加工效率和加工精度。本发明提供的加工中心，包括该夹持装置，能够实现该夹持装置能够实现的所有的有益技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例二提供的加工中心的第一结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的加工中心的第二结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的加工中心的第三结构示意图；

图4为图3中的加工中心的在a处的局部放大图；

图5为本发明实施例二提供的加工中心的加工单元的第一结构示意图；

图6为本发明实施例二提供的加工中心的加工单元的第二结构示意图。

图标：1-夹持装置；10-定位板件；11-夹紧件；12-第一通孔；13-第二通孔；14-第一驱动组件；15-第二驱动组件；16-支撑块；17-第一轴线；2-前轴；20-主销孔；21-板簧面；22-板簧面螺纹孔；3-加工中心；30-加工单元；301-主轴箱；302-第三驱动组件；303-滑鞍；304-滑板；305-驱动轴；306-偏心轮；307-滑座；308-滑轨；309-驱动装置；310-第二轴线；31-机架；33-第四驱动组件；34-立柱；35-横梁；36-自动刀库。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例提供的夹持装置，用于加工中心，以固定夹持车辆的前轴。

结合图1至图6所示，尤其是图4所示，夹持装置1包括定位板件10和设置在定位板件10上的夹紧件11、第一通孔12和第二通孔13。

夹紧件11用于将前轴2锁定在定位板件10上，以使前轴2的主销孔20对应于第一通孔12且前轴2的板簧面螺纹孔22和板簧面通孔(图中未示出)对应于第二通孔13；第一通孔12用于供主轴箱301的主轴伸入并在第一通孔内加工前轴2的主销孔20的端面。第二通孔13用于供主轴箱301的主轴伸入并在第二通孔内加工前轴2的板簧面螺纹孔22和板簧面通孔。由于大多数的前轴2要求其四面均有加工内容，通过夹紧件11将前轴2锁定在定位板件10上，可以满足前轴2的其他三个面的加工需求；另外，通过使前轴2的主销孔20对应于定位板件10上的第一通孔12，使前轴2的板簧面螺纹孔22和板簧面通孔对应于定位板件10上的第二通孔13，从而便于主轴箱301的主轴通过伸入第一通孔12以加工前轴2的面向定位板件10的表面上的主销孔20的端面，且便于主轴箱301的主轴通过伸入第二通孔13以加工板簧面螺纹孔22和板簧面通孔。

可选地，定位板件10为轴对称结构，定位板件10的对称轴与前轴2的对称轴对应设置，定位板件10上设置有关于定位板件10的对称轴对称设置的两个第一通孔12，定位板件10上还设置有关于定位板件10的对称轴对称设置的两个第二通孔13，两个第一通孔12分别对应于前轴2的两个主销孔20，两个第二通孔13分别对应于前轴2的两个板簧面螺纹孔22和板簧面通孔。

可选地，前轴2的拳部不伸入第一通孔12，或者前轴2的拳部的部分伸入到第一通孔12内。

可选地，夹紧件11通过液压驱动，可以向远离或靠近定位板件10的方向移动，或者可以绕自身轴线转动以避让或对应定位板件10，从而便于执行前轴2与定位板件10之间的拆装操作。

本实施例中的夹持装置1，能够通过夹紧件11将前轴2固定在定位板件10上，以供加工中心3的主轴箱301对前轴2进行加工。此外，通过设置第一通孔12和第二通孔13，避免定位板件10遮挡前轴2的主销孔20和板簧面21的待加工内容。同时，通过设置第一驱动组件14和第二驱动组件15，使定位板件10能够带动前轴2移动和转动，以使前轴2的所有待加工面的位置都能与主轴箱301的主轴的位置相匹配，使该夹持装置1通过一次装夹前轴2就能够应对前轴2的所有加工内容，从而有利于提高前轴2的加工效率和加工精度。

本实施例的可选方案中，夹持装置1还包括第一驱动组件14和第二驱动组件15，第一驱动组件14能够驱动定位板件10绕第一轴线17定轴转动，也就是说，可以通过第一驱动组件14驱动定位板件10翻转，从而可使前轴2的四个表面均面向主轴箱301的主轴。

第二驱动组件15能够驱动定位板件10沿第二方向往复移动；第二方向与第一轴线17的轴线呈夹角设置，从而对于前轴2的同一个表面，可以调整前轴2与主轴箱301的主轴之间沿第二方向的相对位置关系。如图1和图3所示，双向箭头b示出了第二方向的走向。

也就是说，通过第一驱动组件14和第二驱动组件15可以使该定位板件10带动前轴2绕第一轴线17转动、沿第二方向往复移动，从而提高了该夹持装置1的自由度，进而有利于提高该夹持装置1对于全工序加工中心3的匹配程度，有利于提高前轴2加工的灵活性。

本实施例的可选方案中，第一驱动组件14至少包括第一驱动电机，第一驱动电机的驱动杆固定连接定位板件10，从而能够通过第一驱动电机的驱动杆的转动带动定位板件10绕第一轴线17转动。

可选地，夹持装置1还包括转盘件，转盘件与定位板件固定连接，第一驱动电机通过驱动转盘件转动，进而能够驱动定位板件10绕第一轴线17转动。

可选地，第一驱动电机与定位板件10之间还设置有变速器，从而便于降速增扭，提高定位板件10的转动稳定性。

可选地，夹持装置1还包括支撑架，支撑架支撑在定位板件10的下方，定位板件10具有沿第一轴线17延伸的转轴，定位板件10的转轴与支撑架可转动连接，其第一驱动电机的驱动杆驱动连接定位板件10的转轴。

第二驱动组件15包括第二驱动电机、丝杠和丝杠螺母，丝杠螺母与第二驱动电机的驱动杆固定连接，丝杠螺母随第二驱动电机的驱动杆同步转动，丝杠螺母与丝杠的一端相螺接，丝杠螺母转动可以使丝杠相对于丝杠螺母螺进或螺出，具体地通过改变丝杠螺母的转动方向可以对应改变丝杠相对于丝杠螺母的移动方向，丝杠的另一端能够转动地连接定位板件10，从而避免丝杠转动的同时带动定位板件10转动，也就是说，将丝杠的转动运动抵消，并将丝杠沿第二方向的伸缩传递给定位板件10，从而使定位板件10随丝杠沿第二方向往复移动。通过采用第二驱动电机与丝杠来实现沿第二方向的直线驱动，结构简单，驱动平稳，且位移度量准确，适合用于对前轴2的精确加工。可选地，丝杠的另一端与定位板件10之间设置有轴承。

本实施例的可选方案中，夹持装置1还包括支撑块16，支撑块16设置在定位板件10上，且支撑块16用于支撑前轴2的板簧面21。通过设置支撑块16，可以减小前轴2与定位板件10之间的直接接触面积，避免接触面凹凸不平，从而可以使夹持装置1对于前轴2的固定更加稳定；此外，通过改变支撑块16的高度，可以调节前轴2与定位板件10之间的距离，进而提高了该夹持装置1对于多种不同的前轴2的夹持的适应性。

实施例二

实施例二提供了一种加工中心，该实施例包括实施例一中的夹持装置，实施例一所公开的夹持装置的技术特征也适用于该实施例，实施例一已公开的夹持装置的技术特征不再重复描述。

参见图1至图6所示，图1为本实施例提供的加工中心的第一结构示意图；图2为本实施例提供的加工中心的第二结构示意图，具体地，为图1中的加工中心的左视图；图3为本实施例提供的加工中心的第三结构示意图，具体地，为图1中的加工中心的俯视图；为了更加清楚地显示夹持装置的结构，图4为图3中提供的加工中心在a处的局部放大图；图5为本实施例提供的加工中心的加工单元的机构示意图；为了更清楚地显示加工单元的机构，图6为本实施例提供的加工中心的加工单元的剖视图。

参见图1至图6所示，本实施例提供的加工中心3，包括机架31、龙门架、加工单元30、第四驱动组件33和实施例一提供的夹持装置1。

龙门架、第一驱动组件14和第二驱动组件15设置在机架31上。可选地，第一驱动组件14和第二驱动组件15位于龙门架的两个立柱34之间。

可选地，机架31上设置有工作台，夹持装置1设置在工作台上，第二驱动组件15通过驱动工作台，从而使夹持装置1能够在机架上沿第二方向往复移动。

加工单元30包括主轴箱301、安装架和第三驱动组件302，主轴箱301和第三驱动组件302设置在安装架上，且第三驱动组件302能够驱动主轴箱301在安装架上沿第三方向往复移动；安装架和第四驱动组件33设置在龙门架上，第四驱动组件33能够驱动安装架在龙门架上沿第四方向往复移动。从而能够使主轴箱301既能够沿第三方向移动，又能够沿第四方向移动。如图1和图3所示，双向箭头a示出了第四方向的走向，双向箭头c示出了第三方向的走向。

第二方向、第三方向和第四方向限定出三维空间，可选地，第二方向为机架31的前后方向，第三方向为机架31的上下方向，第四方向为机架31的左右方向。也就是说，主轴箱301与夹持装置1上的前轴2能够在三维空间内相对移动，从而可以通过主轴箱301的主轴对夹持装置1上的前轴2在三维空间内的任意位置进行加工。也就是说，该加工中心3具有高效、高柔性的加工能力，适合于同种、同类工件的大批量生产。

本实施例的可选方案中，安装架包括滑板304、滑鞍303和第五驱动组件，滑鞍303连接在龙门架上，滑板304能够绕第二轴线310转动地与滑鞍303连接，第二轴线310平行于第二方向；第五驱动组件设置在滑鞍303上，且第五驱动组件能够驱动滑板304绕第二轴线310在预定角度内转动；第三驱动组件302和主轴箱301均设置在滑板304的背离滑鞍303的表面上，第三驱动组件302能够驱动主轴箱301在滑板304上沿第三方向往复移动。通过设置滑板304和第五驱动组件，一方面为第三驱动组件302提供了设置位置，并为主轴箱301沿第三方向的往复移动提供了空间，另一方面为第五驱动组件驱动主轴箱301绕第二轴线310转动提供了便利，使得主轴箱301组件的结构更加合理。

由于前轴2的主销孔20的轴线通常不是垂直于定位板件10的板面的，而是相对于定位板件10的垂线倾斜预定角度，因而通过第五驱动组件使得主轴箱301的主轴能够倾斜预定角度，从而能够通过该加工中心3对主销孔20的内孔和端面进行加工，无需由于加工前轴2的主销孔20而重新夹持或更换机床。也就是说，使该加工中心3能够囊括前轴2所有的加工内容，提高了该加工中心3加工前轴2的效率，大幅缩减了人工操作工序，进而有利于提高前轴2的加工精度。

可选地，预定角度根据前轴2的主销孔20倾角确定，预定角度范围为大于等于0°且小于等于12°。例如，预定角度为5°、8°、10°或12°等。

本实施例的可选方案中，第五驱动组件包括偏心轮306、驱动轴305、滑座307、滑轨308和驱动装置309，滑轨308和驱动装置309设置在滑鞍303上，滑轨308能够移动地设置在滑座307上，驱动装置309的驱动端连接滑轨308；驱动轴305与偏心轮306的内圈固定连接，驱动轴305的另一端能够转动地连接滑轨308；滑板304上设置有连接孔，连接孔与偏心轮306的外圈相适配，偏心轮306的外圈与偏心轮306的内圈偏心设置；驱动装置309能够驱动滑轨308沿第四方向往复移动，驱动轴305的轴线方向平行且偏离于第二轴线310。当驱动装置309驱动滑轨308沿第四方向的正向移动时，可使驱动轴305带动偏心轮306驱动滑板304绕第二轴线310正向转动，从而实现主轴箱301的主轴正向倾斜预定角度；当驱动装置309驱动滑轨308沿第四方向的反向移动时，可使驱动轴305带动偏心轮306驱动滑板304绕第二轴线310反向转动，从而实现主轴箱301的主轴反向倾斜预定角度。从而可使主轴箱301的主轴保持在中位或者相对于中位向正向倾斜或者相对于中位向反向倾斜。

可选地，驱动装置309包括第五驱动电机、丝杠和丝杠螺母，从而通过直线驱动改变主轴箱301的主轴倾角。

可选地，滑鞍303与滑轨308之间还设置有用于调节滑轨308的滑动面与滑板304之间的距离的过渡板。滑轨308与过渡板之间通过螺钉连接。

可选地，滑轨308上设置有轴承室，驱动轴305的用于与滑轨308连接的一端伸入到轴承室内，且轴承室内设置有圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承的内环通过锁紧螺母与驱动轴305连接，圆锥滚子轴承的外环贴合滑轨308，且圆锥滚子轴承的外环端面由压盖压紧在轴承室内。

可选地，驱动轴305与偏心轮306的内圈通过锁紧螺母锁定。

本实施例的可选方案中，滑板304上设置有定心孔，滑鞍303上设置有定心轴，定心轴同轴安装在定心孔内，定心轴与定心孔的轴线均为第二轴线310。通过定心孔与定心轴的配合，从而使滑板304和滑鞍303以第二轴线310为安装轴线连接在一起，这种配合结构简单且使滑板304与滑鞍303之间的转动更加稳定，有利于提高对于滑板304转动角度控制的准确性。

可选地，定心轴与定心通孔之间设置有轴承。

本实施例的可选方案中，龙门架包括两个立柱34和连接在两个立柱34之间的横梁35，横梁35沿第四方向延伸，安装架和第四驱动组件33设置在横梁35上。

通过设置两个立柱34一方面为加工单元30提供了支撑，另一方面为主轴箱301沿第三方向的移动提供了空间。通过设置沿第四方向延伸的横梁35，一方面为第四驱动组件33和加工单元30提供安装位置，另一方面为加工单元30沿第四方向的移动提供了轨道。

可选地，两个横梁35之间连接有多个加强梁，多个加强梁并排设置。

可选地，两个立柱34上分别设置有一个具有自动换刀功能的自动刀库36，从而能够为主轴箱301的主轴快速顺利地换刀，以适应对于前轴2加工的所有加工内容。

可选地，加工中心3还包括液压系统、润滑系统、冷却排屑系统等。

本实施例的可选方案中，加工单元30的数量为两个，第四驱动组件33的数量为两个，两个第四驱动组件33一一对应地驱动连接两个加工单元30。

由于前轴2是对称结构，因而将加工单元30设置成两个，可以对前轴2的对称的两部分同时进行加工，从而能够提高对于前轴2的加工效率。此外，通过第四驱动组件33一一对应地驱动连接两个加工单元30，也就是说每个加工单元30都可以单独驱动以调整其在横梁35上的位置。

可选地，第四驱动组件33包括第四驱动电机、丝杠和丝杠螺母。

本实施例中所述加工中心具有实施例一中的夹持装置的优点，实施例一所公开的夹持装置的优点在此不再重复描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。