一种用于加工转向节的组合机床的制作方法

1.本发明涉及转向节加工技术领域，特别涉及一种用于加工转向节的组合机床。


背景技术：

2.转向节(羊角)是汽车转向桥上的主要零件之一，一般载货汽车多以前桥为转向桥，其功用是承受汽车前轮载荷，支撑带动前轮转动等。转向节主要由转向节轴颈、盘部和上、下耳部等部分组成，通过不同部分将汽车制动系统、转向系统、悬架系统有效地连接起来，起着转向和承载的双重任务，传递并承受汽车前部载荷，支撑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，要求具有很高的强度及加工精度。
3.现有转向节的上耳和下耳内外加工一般采用组合机床进行铣削加工，加工时先将待加工转向节坯件固定在组合机床夹具上，然后启动机床，使转向节随机床夹具移动到工作位置，然后从三个方位的盘型铣刀对转向节上耳和下耳的外侧、内侧进行铣削加工，使其满足设计要求，由于转向节结构复杂，而现有的组合机床无法很好的对转向节进行装夹固定，需要人工辅助，因此对工人的技能熟练度要求高，而且在铣削加工过程中，盘型铣刀不断地旋转，会使转向节发生晃动，从而影响转向节的加工精度，导致产品合格率低，难以满足汽车零部件的装配要求，而且工作效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种用于加工转向节的组合机床，具有装夹过程简单，生产效率高，定位效果好，通用性好，生产成本低，加工精度高的优点。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种用于加工转向节的组合机床，包括组合机床本体和安装在组合机床本体上用于对转向节进行装夹的定位机构，所述定位机构通过基板固定在组合机床的工作台上，所述定位机构包括杆部支撑部、耳部支撑部、盘部定位部和压紧部，所述杆部支撑部包括用于对转向节的杆部进行支撑和定位的v座，所述耳部支撑部包括分别用于的转向节的上耳和下耳进行纵向支撑的支撑钉一和支撑钉二，所述盘部定位部包括用于对转向节的盘部进行横向定位的定位板，所述压紧部包括杆部压紧部和耳部压紧部，所述杆部压紧部和耳部压紧部通过联动压紧机构连接。
7.通过采用上述技术方案，杆部支撑部利用v座对转向节的杆部进行支撑和定位，耳部支撑部利用支撑钉一和支撑钉二分别对转向节的上耳和下耳进行支撑，盘部定位部利用定位板实现对转向节的盘部进行横向定位，然后通过压紧部中的杆部压紧部和耳部压紧部对转向节的杆部和耳部进行压紧，保证转向节稳定、固定在定位机构上上，无需人工辅助，装夹过程简单，生产效率高，定位效果好，且v座、支撑钉一和支撑钉二对转向节形成了三角形分布的支撑效果，进一步提高了转向节支撑后的稳定性，保证在机械加工过程中不易晃动，从而进一步提高了转向节的加工精度，并且所述杆部压紧部和耳部压紧部通过联动压
紧机构连接，使得杆部压紧和耳部压紧同步动作，相较于分别动作，定位效率更高，而且使得耳部和杆部同时压紧，能够有效保证v座对杆部稳定支撑的同时盘部与定位块紧贴，使得定位精度更高。
8.本发明的进一步设置为：所述杆部压紧部包括杆部压臂、支撑臂和杆部压臂驱动部，所述杆部压臂的一端设有用于对转向节的杆部进行压紧的杆部压块，所述杆部压臂的另一端与杆部压臂驱动部活动连接，所述杆部压臂的中部靠近杆部压块的一侧与支撑臂的上端铰接，所述支撑臂的下端与v座固定连接。
9.通过采用上述技术方案，杆部压臂驱动部驱动杆部压臂的一端上下运动，使杆部压臂绕其与支撑臂铰接的点转动，从而带动杆部压臂位于转向节杆部上方的一端上下运动来实现转向节杆部的压紧或者松开，此过程中杆部压臂是利用其与支撑臂形成的杠杆结构来实现对转向节杆部进行压紧的，而杆部压臂的中部靠近杆部压块的一侧与支撑臂的上端铰接，使得杆部压臂与杆部压臂驱动部连接的一端的力臂大于杆部压臂与转向节杆部相对的一端的力臂，因此在杆部压臂对转向节杆部施加压紧力的要远大于杆部压臂驱动部施加的力，因此在杆部驱动部施加相同作用力的情况下，转向节杆部的压紧效果更好。
10.本发明的进一步设置为：所述杆部压臂驱动部包括固定在基板上的驱动油缸和与驱动油缸伸缩轴固定连接的驱动板，所述驱动板的上端设有一垂直的驱动杆，所述驱动杆的上端通过圆柱销与杆部压臂上的长孔活动连接。
11.通过采用上述技术方案，驱动油缸的伸缩轴伸缩时推动驱动板上下运动，从而驱动固定在驱动板上端的驱动杆上下运动，驱动杆上下运动的过程中推动杆部压臂绕其与支撑臂铰接的点转动，从而使得杆部压臂的另一端上下运动来实现对转向节杆部进行压紧或者松开，结构简单，操作方便。
12.本发明的进一步设置为：所述支撑钉一和支撑钉二分别固定在耳部支撑板的上端，所述耳部支撑板固定在纵向滑板上，所述纵向滑板与底座侧壁上的纵向滑轨滑动配合。
13.通过采用上述技术方案，耳部支撑板随纵向滑板上下滑动时带动支撑钉一和支撑钉二同步上下运动，从而实现将转向节的耳部顶起或者松开，支撑钉一和支撑钉二从上耳和下耳的底部将转向节顶起时实现了对转向节的支撑，使得转向节在加工过程中不会发生周向转动，从而进一步提高了转向节的加工精度。
14.本发明的进一步设置为：所述耳部压紧部包括耳部压臂，所述耳部压臂的上端设有用于对转向节的上耳或下耳进行横向压紧的耳部压块，所述耳部压臂的下端与驱动轴固定连接，所述驱动轴通过轴承座固定在基板上。
15.通过采用上述技术方案，驱动轴旋转时带动耳部压臂同步旋转，从而使得耳部压臂的上端靠近或者远离转向节的上耳或者下耳，从而带动耳部压块实现对转向节的上耳或者下耳进行横向压紧或者松开，结构简单，操作方便。
16.本发明的进一步设置为：所述联动压紧机构包括设置在驱动板上的齿条一、设置在纵向滑板上的齿条二以及分别与齿条一和齿条二啮合的齿轮一和齿轮二，述齿轮一与驱动轴的一端键连接，所述齿轮二与齿轮三啮合，所述齿轮三与驱动轴的另一端键连接，所述齿轮二通过转轴与轴承座转动连接。
17.通过采用上述技术方案，驱动板上下运动时带动齿条一上下运动，齿条一上下运动时驱动齿轮一旋转，齿轮一旋转时带动驱动轴旋转，驱动轴旋转时还带动耳部压臂向靠
近或者远离转向节上耳或者下耳的一侧转动，从而实现对转向节耳部进行横向压紧或者松开，驱动轴旋转时还带动齿轮三同步旋转，齿轮三旋转时带动与其啮合的齿轮二旋转，齿轮二旋转时带动与其啮合的齿条二上下运动，齿条二上下运动时带动耳部支撑板上下滑动，从而带动固定在耳部支撑板上的支撑钉一和支撑钉二同步上下运动，从而实现将转向节的耳部顶起或者松开。
18.本发明的进一步设置为：所述v座通过底座固定在基板上，所述v座与底座可拆卸连接。
19.通过采用上述技术方案，夹具v座与底座可拆卸连接，使v座可以方便更换拆装，通过更换不同角度的v座可以满足不同角度转向节的快速定位，不仅有效提高了不同角度转向节切换生产的效率，而且还大大提高了定位机构的通用性，减少了零部件的开发量，有效降低了生产成本。
20.本发明的进一步设置为：所述v座的底部设有一定位柱，所述底座上设有与定位柱配合的定位孔，定位柱的底部设有环形齿圈一，所述定位孔的底部还设有与环形齿圈一配合的环形齿圈二，所述底座上还设有多个支撑孔，所述支撑孔内设有支撑弹簧。
21.通过采用上述技术方案，v座通过定位柱与底座上的定位孔配合，使得v座可以转出不同角度，从而适应不用角度的转向节的定位，以满足不同角度的转向节快速切换生产，支撑弹簧用于在v座需要旋转时对v座进行支撑，从而使得v座底部定位柱上的环形齿圈一与支撑孔内的环形齿圈二分离，从而保证v座能够顺利旋转，当v座旋转一定角度后利用转向节杆部定位时对v座施加向下的压力来克服弹簧力使得v座底部定位柱上的环形齿圈一向下运动至与支撑孔内的环形齿圈二相互咬合，保证v座在转向节加工的过程中不会转动，有效保证了转向节加工的精度。
22.本发明的进一步设置为：所述组合机床本体上还设有用于对转向节的上耳和下耳外侧进行加工的外侧加工部和用于对转向节的上耳和下耳内侧进行加工的内侧加工部，所述外侧加工部包括用于对转向节的上耳和下耳的两个外侧面进行铣削加工的盘型端面铣刀一和盘型端面铣刀二，所述盘型端面铣刀一和盘型端面铣刀二分别与组合机床本体上的横向主轴一和横向主轴二连接，所述内侧加工部包括用于对转向节的上耳和下耳的两个内侧面进行铣削加工的盘型端面铣刀三，所述盘型端面铣刀三与组合机床本体上的纵向主轴连接。
23.通过采用上述技术方案，横向主轴一和横向主轴二上的盘型端面铣刀一和盘型端面铣刀二分别从转向节的上耳和下耳的外侧面进行加工操作，纵向主轴上的盘型端面铣刀三从转向节的上耳和下耳之间对转向节的上耳和下耳的内侧面进行加工操作，使得转向节上耳和下耳的内外侧面仅通过一次装夹就能完成加工操作，不仅加工效率高，而且加工精度高、定位误差小。
24.本发明的有益效果是：
25.1.本发明中杆部支撑部利用v座对转向节的杆部进行支撑和定位，耳部支撑部利用支撑钉一和支撑钉二分别对转向节的上耳和下耳进行支撑，盘部定位部利用定位板实现对转向节的盘部进行横向定位，然后通过压紧部中的杆部压紧部和耳部压紧部对转向节的杆部和耳部进行压紧，保证转向节稳定、固定在定位机构上上，无需人工辅助，装夹过程简单，生产效率高，定位效果好，且v座、支撑钉一和支撑钉二对转向节形成了三角形分布的支
撑效果，进一步提高了转向节支撑后的稳定性，保证在机械加工过程中不易晃动，从而进一步提高了转向节的加工精度，并且所述杆部压紧部和耳部压紧部通过联动压紧机构连接，使得杆部压紧和耳部压紧同步动作，相较于分别动作，定位效率更高，而且使得耳部和杆部同时压紧，能够有效保证v座对杆部稳定支撑的同时盘部与定位块紧贴，使得定位精度更高。
26.2.本发明中杆部压臂是利用其与支撑臂形成的杠杆结构来实现对转向节杆部进行压紧的，而杆部压臂的中部靠近杆部压块的一侧与支撑臂的上端铰接，使得杆部压臂与杆部压臂驱动部连接的一端的力臂大于杆部压臂与转向节杆部相对的一端的力臂，因此在杆部压臂对转向节杆部施加压紧力的要远大于杆部压臂驱动部施加的力，因此在杆部驱动部施加相同作用力的情况下，转向节杆部的压紧效果更好。
27.3.本发明中v座通过定位柱与底座上的定位孔配合，使得v座可以转出不同角度，从而适应不用角度的转向节的定位，以满足不同角度的转向节快速切换生产，大大提高了定位机构的通用性，减少了零部件的开发量，有效降低了生产成本，支撑弹簧用于在v座需要旋转时对v座进行支撑，从而使得v座底部定位柱上的环形齿圈一与支撑孔内的环形齿圈二分离，从而保证v座能够顺利旋转，当v座旋转一定角度后利用转向节杆部定位时对v座施加向下的压力来克服弹簧力使得v座底部定位柱上的环形齿圈一向下运动至与支撑孔内的环形齿圈二相互咬合，保证v座在转向节加工的过程中不会转动，有效保证了转向节加工的精度。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
29.图1是本发明一种用于加工转向节的组合机床中定位机构的部分机构示意图。
30.图2是本发明一种用于加工转向节的组合机床靠近杆部支撑部一侧的结构示意图。
31.图3是本发明一种用于加工转向节的组合机床靠近耳部支撑部一侧的结构示意图。
32.图4是图3中a的局部放大示意图。
33.图5是采用本发明一种用于加工转向节的组合机床进行加工的转向节的结构示意图。
34.图6是本发明一种用于加工转向节的组合机床中环形齿圈一和环形齿圈二相互分离时的状态示意图。
35.图7是本发明一种用于加工转向节组合机床中环形齿圈一和环形齿圈二相互咬合时的状态示意图。
36.图中，1、组合机床本体；2、转向节；21、杆部；22、上耳；23、下耳；24、盘部；3、定位机构；31、杆部支撑部；311、v座；32、耳部支撑部；321、支撑钉一；322、支撑钉二；323、耳部支撑板；324、纵向滑板；325、纵向滑轨；33、盘部定位部；331、定位板；34、压紧部；35、杆部压紧
部；351、杆部压臂；352、支撑臂；353、杆部压臂驱动部；3531、驱动油缸；3532、驱动板；3533、驱动杆；3534、圆柱销；3535、长孔；354、杆部压块；36、耳部压紧部；361、耳部压臂；362、耳部压块；363、驱动轴；364、轴承座；4、基板；5、作台；6、联动压紧机构；61、齿条一；62、齿条二；63、齿轮一；64、齿轮二；65、齿轮三；66、转轴；7、底座；8、定位柱；9、定位孔；10、环形齿圈一；11、环形齿圈二；12、支撑孔；13、支撑弹簧；14、外侧加工部；141、盘型端面铣刀一；142、盘型端面铣刀二；143、横向主轴一；144、横向主轴二；15、内侧加工部；151、盘型端面铣刀三；152、纵向主轴。
具体实施方式
37.下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
38.如图1～7所示，一种用于加工转向节的组合机床，包括组合机床本体1和安装在组合机床本体1上用于对转向节2进行装夹的定位机构3，所述定位机构3通过基板4固定在组合机床的工作台5上，所述定位机构3包括杆部支撑部31、耳部支撑部32、盘部定位部33和压紧部34，所述杆部支撑部31包括用于对转向节2的杆部21进行支撑和定位的v座311，所述耳部支撑部32包括分别用于的转向节2的上耳22和下耳23进行纵向支撑的支撑钉一321和支撑钉二322，所述盘部定位部33包括用于对转向节2的盘部24进行横向定位的定位板331，所述压紧部34包括杆部压紧部35和耳部压紧部36，所述杆部压紧部35和耳部压紧部36通过联动压紧机构6连接。
39.具体的，所述杆部压紧部35包括杆部压臂351、支撑臂352和杆部压臂驱动部353，所述杆部压臂351的一端设有用于对转向节2的杆部21进行压紧的杆部压块354，所述杆部压臂351的另一端与杆部压臂驱动部353活动连接，所述杆部压臂351的中部靠近杆部压块354的一侧与支撑臂352的上端铰接，所述支撑臂352的下端与v座311固定连接。
40.具体的，所述杆部压臂驱动部353包括固定在基板4上的驱动油缸3531和与驱动油缸3531伸缩轴固定连接的驱动板3532，所述驱动板3532的上端设有一垂直的驱动杆3533，所述驱动杆3533的上端通过圆柱销3534与杆部压臂351上的长孔3535活动连接。
41.进一步的，所述支撑钉一321和支撑钉二322分别固定在耳部支撑板323的上端，所述耳部支撑板323固定在纵向滑板324上，所述纵向滑板324与底座7侧壁上的纵向滑轨325滑动配合。
42.具体的，所述耳部压紧部36包括耳部压臂361，所述耳部压臂361的上端设有用于对转向节2的上耳22或下耳23进行横向压紧的耳部压块362，所述耳部压臂361的下端与驱动轴363固定连接，所述驱动轴363通过轴承座364固定在基板4上。
43.具体的，所述联动压紧机构6包括设置在驱动板3532上的齿条一61、设置在纵向滑板324上的齿条二62以及分别与齿条一61和齿条二62啮合的齿轮一63和齿轮二64，述齿轮一63与驱动轴363的一端键连接，所述齿轮二64与齿轮三65啮合，所述齿轮三65与驱动轴363的另一端键连接，所述齿轮二64通过转轴66与轴承座364转动连接。
44.进一步的，所述v座311通过底座7固定在基板4上，所述v座311与底座7可拆卸连
接。
45.具体的，如图6和图7所示，所述v座311的底部设有一定位柱8，所述底座7上设有与定位柱8配合的定位孔9，定位柱8的底部设有环形齿圈一10，所述定位孔9的底部还设有与环形齿圈一10配合的环形齿圈二11，所述底座7上还设有多个支撑孔12，所述支撑孔12内设有支撑弹簧13。
46.进一步的，所述组合机床本体1上还设有用于对转向节2的上耳22和下耳23外侧进行加工的外侧加工部14和用于对转向节2的上耳22和下耳23内侧进行加工的内侧加工部15，所述外侧加工部14包括用于对转向节2的上耳22和下耳23的两个外侧面进行铣削加工的盘型端面铣刀一141和盘型端面铣刀二142，所述盘型端面铣刀一141和盘型端面铣刀二142分别与组合机床本体1上的横向主轴一143和横向主轴二144连接，所述内侧加工部15包括用于对转向节2的上耳22和下耳23的两个内侧面进行铣削加工的盘型端面铣刀三151，所述盘型端面铣刀三151与组合机床本体1上的纵向主轴152连接。
47.本发明的工作原理：将转向节2的杆部放在v座311的v型面上，然后启动驱动油缸3531，使得驱动油缸3531的伸缩轴向上伸出，从而推动驱动板3532向上运动，驱动板3532向上运动时驱动固定在驱动板3532上端的驱动杆3533向上运动，驱动杆3533向上运动时推动杆部压臂351绕其与支撑臂352铰接的点转动，从而使得杆部压臂351的另一端向下运动来实现对转向节杆部进行压紧，驱动板3532向上运动的同时还带动联动压紧机构6中的齿条一61同步向上运动，齿条一61向上运动时驱动齿轮一63旋转，齿轮一63旋转时带动驱动轴363旋转，驱动轴363旋转时还带动耳部压臂361向靠近转向节上耳22或者下耳23的一侧转动，从而实现对转向节2耳部进行横向压紧，驱动轴363旋转时还带动齿轮三65同步旋转，齿轮三65旋转时带动与其啮合的齿轮二64旋转，齿轮二64旋转时带动与其啮合的齿条二62上下运动，齿条二62上下运动时带动耳部支撑板323上下滑动，从而带动固定在耳部支撑板323上的支撑钉一321和支撑钉二322同步上下运动，从而实现将转向节的耳部顶起，保证转向节2中上耳22和下耳23的纵向支撑，从而实现了转向节2的杆部21、上耳22和下耳23同步压紧，相较于分别动作，定位效率和定位精度更高。