汽車前橋梁雙軸復合加工設備的制作方法

本發明提供了一種加工設備，特別是一種汽車前橋梁雙軸復合加工設備，屬于汽車制造設備技術領域。

背景技術：

前橋梁一般位于汽車的前部，是汽車上一個重要的部件，其上安裝有轉向節、轉向主銷等零部件，前橋梁上設置有兩個平面板簧座，兩端通過轉向節帶動兩個汽車前輪，中間安裝板簧用于支撐車體，為提高抗扭強度，在前橋梁兩端各有一個加粗部分成拳形，其中設置左主銷孔和右主銷孔，轉向主銷即插入在此孔內，在前橋梁的側面還需要設置固定鎖銷孔，由于公路路面多為弧形設計，各車型輪距不同，因此主銷孔及兩端面與板簧座面間要有一定夾角，不同型號的車輛此夾角在3度到10度之間變化。另由于各車型載重不同、車輪大小不同，所以前軸的主銷孔直徑、中心距以及對板簧面落差均不同。對于需要給各個整車廠配套的前橋梁加工企業，隨著車產品更新換代的速度日益加快，訂單的批量小、產品的多元化越來越明顯，需要加工的前橋品種也越來越多，致使多品種、中小批量生產模式日趨突出。前橋梁的左主銷孔、右主銷孔及端面的加工，都需要進行粗加工及精加工，目前前橋梁的加工方式是將前橋梁主銷孔兩端面都安排在臥式銑床上銑削再送至鉆床、鏜床加工主銷孔，需要進行至少四次裝夾并搬動，使用多臺機床進行生產，而且經過多次裝夾及搬動產品，不僅產生裝夾誤差使精度難以控制，而且由于角度、直徑、中心距、落差的變化，對機床及工裝夾具調整的工作量特別大，生產效率低，成本高，對于每種規格的前橋梁都需要專用夾具，而且由于前橋梁比較長，在機床上裝卸比較困難，經常影響到生產線的節拍，增加了前橋梁的制造成本，并且加長了前橋梁的制造周期，滿足不了市場的需要。

技術實現要素：

本發明的目的在于：提供一種汽車前橋梁雙軸復合加工設備，可以在同一臺設備上對前橋梁拳頭部的主銷孔及端面、鎖銷孔進行加工，只需要進行一次裝夾，需加工部位一次全部加工完成，并且適合不同規格的前橋梁加工，其角度、直徑、中心距、落差的變化均為伺服控制，實現數字化生產。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為：汽車前橋梁雙軸復合加工設備，包括底座、工件夾持機構和臥式加工單元，所述底座上沿x軸方向設置有x軸滑軌，x軸滑軌上滑動設置有兩個相同的回轉工作臺，分別為回轉工作臺a及回轉工作臺b，底座左側設置有x軸驅動伺服電機a及x軸滾珠絲杠副a，底座右側設置有x軸驅動伺服電機b及x軸滾珠絲杠副b，x軸驅動伺服電機a及x軸滾珠絲杠副a可驅動回轉工作臺a在x軸滑軌上往復運動，x軸驅動伺服電機b及x軸滾珠絲杠副b可驅動回轉工作臺b在x軸滑軌上往復運動，回轉工作臺a上沿z軸方向設置有z軸滑軌a，回轉工作臺b上沿z軸方向設置有z軸滑軌b，z軸滑軌a上設置有滑臺a，z軸滑軌b上設置有滑臺b，滑臺a上設置有z軸驅動伺服電機a及z軸滾珠絲杠副a，滑臺b上設置有z軸驅動伺服電機b及z軸滾珠絲杠副b，z軸驅動伺服電機a及z軸滾珠絲杠副a可驅動滑臺a在z軸滑軌a上往復運動，z軸驅動伺服電機b及z軸滾珠絲杠副b可驅動滑臺b在z軸滑軌b上往復運動，滑臺a上設置有臥式加工單元a，滑臺b上設置有臥式加工單元b，臥式加工單元a及臥式加工單元b的結構相同，均包括y軸滑軌、y軸滾軸絲杠副、y軸驅動伺服電機、主軸電機、主軸單元及配重機構，主軸單元通過同步帶與主軸電機連接，配重機構與主軸單元連接，y軸滾軸絲杠副及y軸驅動伺服電機可以帶動主軸單元沿y軸方向上下運動；所述工件夾持機構包括夾具底座、油缸夾緊裝置及數控回轉分度盤，數控回轉分度盤設置在底座的側面，數控回轉分度盤的對側設置有圓轉臺尾座，夾具底座一端與數控回轉分度盤連接，另一端與圓轉臺尾座連接，夾具底座表面設置有一個圓柱形定位銷、一個菱形定位銷及油缸夾緊裝置，油缸夾緊裝置包括設置在夾具底座上的八個油缸及與油缸連接的液壓站，所述數控回轉分度盤、回轉工作臺a及回轉工作臺b上設置有液壓剎緊裝置，液壓剎緊裝置均連接到液壓站上；進一步的，所述回轉工作臺包括工作臺底座、工作臺面、伺服電機c、齒輪c、單級蝸桿副c、分度盤c及工作臺，所述工作臺面中心設置有豎直的工作臺轉軸，工作臺轉軸上固定連接有分度盤c，工作臺轉軸與工作臺底座轉動連接，所述伺服電機c輸出端設置有齒輪c，齒輪c與單級蝸桿副c嚙合，單級蝸桿副驅動分度盤c旋轉，分度盤c帶動工作臺面旋轉，當伺服電機c接到啟動信號后，經齒輪c、單級蝸桿副c驅動分度盤c旋轉分度，工作臺面靠蝸桿副自鎖功能保持準確定位，工作臺轉軸下端安裝有液壓剎緊裝置，通過液壓實現工作臺面剎緊；進一步的，所述數控回轉分度盤包括回轉分度盤本體、分度盤d、齒輪d、伺服電機d、單級蝸桿副d，所述伺服電機d輸出端設置有齒輪d，齒輪d與單級蝸桿副d嚙合，單級蝸桿副d驅動分度盤d旋轉，分度盤d帶動夾具底座旋轉，當伺服電機d接到啟動信號后，經齒輪d、單級蝸桿副d驅動分度盤d旋轉分度，分度盤d靠蝸桿副自鎖功能保持準確定位，分度盤d轉軸上設置有液壓剎緊裝置，通過液壓實現分度盤d剎緊；進一步的，所述汽車前橋梁雙軸復合加工設備還包括換刀機構，換刀機構包括圓盤形刀庫；進一步的，所述x軸滑軌由四條滾柱直線導軌組成；進一步的，臥式加工單元中配置的配重機構為液壓平衡缸，液壓平衡缸由液壓站驅動；進一步的，所述工件夾持機構下方設置有接屑盒，所述接屑盒內設置有傾斜向下的溜板，溜板與接屑盒底面交接處設置有出屑口，出屑口上連接有鏈板式切屑輸送機。

本發明的積極有益技術效果在于：通過在底座上設置可沿x方向運動的回轉工作臺，回轉工作臺上設置z軸滑軌，z軸滑軌上設置可沿z軸方向上運動的滑座，滑座上設置臥式加工單元，臥式加工單元的主軸單元可沿y軸上下運動，且x、y、z三個方向的運動均由cnc數控系統控制伺服電機驅動滾珠絲杠副運動，構成了數控三維運動系統，可以使臥式加工單元的刀具加工不同寬度及長度的工件，回轉工作臺還可以在水平方向平行轉動，可以加工工件軸向角度不同的主銷孔，夾緊裝置通過定位銷定位工件，使用油缸夾緊裝置將工件緊固在夾具底座上，通過數控回轉分度盤控制轉動角度，可以加工工件上徑向不同角度的鎖銷孔，配合回轉工作臺的轉動，可以滿足目前所有汽車前梁橋加工的需要，在本設備內設置兩臺臥式加工單元，只需一次裝夾，就可以同時對汽車前梁橋的兩個拳部加工，提高了生產效率；x軸滑軌設置四條滾柱直線導軌，可以保證回轉工作臺的穩固及定位準確，配重機構設置為液壓平衡缸可以減小y軸絲杠的壓力，使主軸單元位置定位更加精確；工件夾持機構下方設置接屑盒，接屑盒內設置有傾斜向下的溜板，溜板與接屑盒底面交接處設置有出屑口，出屑口上連接有鏈板式切屑輸送機，使加工后的金屬屑出屑自動化，保證了連續生產的需要。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的整體結構主視圖。

圖2為本發明一個實施例的整體結構俯視圖。

圖3為本發明一個實施例的整體結構側視圖。

圖4為本發明一個實施例的臥式加工單元結構示意圖。

圖5為本發明一個實施例的回轉工作臺及x軸驅動結構示意圖。

圖6為本發明一個實施例的滑臺的結構示意圖。

圖7為本發明一個實施例的工件夾持機構的結構示意圖。

圖8為本發明一個實施例的接屑盒的結構示意圖。

具體實施方式

為了更充分的解釋本發明的實施，以下提供本發明的實施實例，這些實施實例僅僅是對本發明的闡述，不限制本發明的范圍。

為方便本發明的說明，設有x軸、y軸和z軸，且底座的左右兩端方向為x軸，底座的前后兩端方向為z軸，底座的上下方向為y軸，x軸、y軸和z軸相互兩兩垂直。

結合附圖對本發明進一步詳細的解釋，附圖中標記為：1.底座；2.回轉工作臺a；3.回轉工作臺b；4.x軸滑軌；5.x軸驅動伺服電機a；6.x軸驅動伺服電機b；7.接屑盒；8.臥式加工單元a；9.臥式加工單元b；10.數控回轉分度盤；11.圓轉臺尾座；12.夾具底座；13.滑臺a；14.滑臺b；15.液壓平衡缸；16.y軸驅動伺服電機；17.圓盤形刀庫；18.換刀臂；19.工件；20.x軸滾珠絲杠副a；21.x軸滾珠絲杠副b；22.z軸滑軌a；23.z軸滑軌b；24.z軸驅動伺服電機a；25.z軸驅動伺服電機b；26.數控回轉分度盤伺服電機；27.鏈板式切屑輸送機；28.回轉工作臺b驅動伺服電機；29.z軸滑軌；30.滑臺；31.y軸滾珠絲杠副；32.溜板；33.出屑口；34.主軸單元。如圖所示：汽車前橋梁雙軸復合加工設備，在底座1上沿x軸方向設置有x軸滑軌4，x軸滑軌4上滑動設置有回轉工作臺a2及回轉工作臺b3，回轉工作臺a2及回轉工作臺b3分別由設置在底座左側和右側的x軸驅動伺服電機a5、x軸滾珠絲杠副a20及x軸驅動伺服電機b6、x軸滾珠絲杠副b21驅動，兩個回轉工作臺均可在x軸滑軌上往復運動，圖5為本實施例的回轉工作臺及x軸驅動結構示意圖，如圖所示，在底座1上設置有四條x軸滑軌4，底座1的左右兩端分別設置x軸驅動伺服電機a5及x軸驅動伺服電機b6及與之連接的滾軸絲杠副，x軸驅動伺服電機a5及x軸驅動伺服電機b6根據cnc數控系統的指令驅動回轉工作臺在x軸上運動至指定位置，在回轉工作臺上還設置有回轉工作臺驅動伺服電機，圖中標出了回轉工作臺b的驅動伺服電機28，回轉工作臺a也同樣設置有回轉工作臺驅動伺服電機，當回轉工作臺伺服電機a接到cnc數控系統發出的啟動信號后，經齒輪c、單級蝸桿副c驅動分度盤c旋轉分度，分度盤c與工作臺面通過轉軸固定連接，分度盤c帶動工作臺面旋轉，工作臺面靠蝸桿副自鎖功能保持準確定位，回轉工作臺轉軸上安裝有剎緊片，通過液壓實現回轉工作臺面剎緊，如此實現了回轉工作臺在水平方向按需要的角度旋轉，回轉工作臺a2及回轉工作臺b3均各自獨立控制，獨立運動；在回轉工作臺a2上沿z軸方向設置有z軸滑軌a22，回轉工作臺b3上沿z軸方向設置有z軸滑軌b23，z軸滑軌a22上設置有滑臺a13，z軸滑軌b23上設置有滑臺b14，滑臺a13上設置有z軸驅動伺服電機a24及z軸滾珠絲杠副a，滑臺b上設置有z軸驅動伺服電機b25及z軸滾珠絲杠副b，z軸驅動伺服電機a及z軸滾珠絲杠副a可驅動滑臺a在z軸滑軌a上往復運動，z軸驅動伺服電機b及z軸滾珠絲杠副b可驅動滑臺b在z軸滑軌b上往復運動，滑臺a及滑臺b的結構及運動控制系統完全一致，圖6示意了滑臺a及滑臺b的結構，如圖所示，滑臺30下方設置有兩條z軸滑軌29，滑臺30可通過z軸驅動伺服電機及z軸滾軸絲杠副驅動在z軸滑軌上運動，滑臺a及滑臺b的驅動伺服電機及滾珠絲杠副在圖2中示出，滑臺的運動方式由cnc數控系統指令滑臺的伺服電機完成；滑臺a上設置有臥式加工單元a，滑臺b上設置有與臥式加工單元a相同的臥式加工單元b，圖4為本發明一個實施例的臥式加工單元結構示意圖，臥式加工單元均包括y軸滑軌、y軸滾軸絲杠副、y軸驅動伺服電機、主軸電機、主軸單元及配重機構，主軸單元通過同步帶與主軸電機連接，配重機構與主軸單元連接，y軸滾軸絲杠副及y軸驅動伺服電機可以帶動主軸單元沿y軸方向上下運動，主軸單元通過同步帶與主軸電機連接，主軸箱、主軸電機、同步帶在圖中未示出，主軸單元34上連接有y軸驅動伺服電機16及y軸滾珠絲杠副31，可以驅動刀具夾持機構34在床身上沿y軸方向上下運動，所述主軸單元還連接有液壓平衡缸15，可以避免主軸單元本身自重對滾珠絲杠及定位產生影響；圖7為本實施例的工件夾持機構的結構示意圖，工件夾持機構包括夾具底座12、油缸夾緊裝置31及數控回轉分度盤10，數控回轉分度盤10設置在底座1的側面，數控回轉分度盤的對側設置有圓轉臺尾座11，夾具底座12一端與數控回轉分度盤10輸出軸連接，另一端與圓轉臺尾座11連接，夾具底座12表面設置有一個圓柱形定位銷、一個菱形定位銷及油缸夾緊裝置，油缸夾緊裝置包括設置在夾具底座12上的八個油缸31及與油缸連接的液壓站構成，工件19的彈簧面上的銷孔經夾具底座上的定位銷定位后，被油缸31夾緊固定，進入待加工狀態，所述數控回轉分度盤包括數控回轉分度盤本體、伺服電機d、齒輪d、單級蝸桿副d及分度盤d，當伺服電機d接到cnc數控系統發出的啟動信號后，經齒輪d、單級蝸桿副d驅動分度盤d旋轉分度，分度盤d帶動夾具底座進行旋轉，分度盤d靠蝸桿副自鎖功能保持準確定位，分度盤d轉軸上安裝有剎緊片，通過液壓實現分度盤剎緊，在夾具底座下方還設置有接屑盒7，所述接屑盒7內設置有傾斜向下的溜板32，溜板32與接屑盒底面交接處設置有出屑口33，出屑口上連接有有鏈板式切屑輸送機27。

本發明中，臥式加工單元中的車床部份可選用數控鉆銑床，可以銑前橋梁的主銷孔兩個端面及加工主銷孔及固定銷孔，本申請中液壓、電氣控制采用cnc控制系統，cnc控制系統在目前的數控車床均上具有成熟的應用，為現有控制技術，均可在市場中購得；數控回轉分度盤、回轉工作臺上的剎緊裝置為液壓驅動的剎車片。

在詳細說明本發明的實施方式之后，熟悉該項技術的人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進行各種變化與修改，凡依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍，且本發明亦不受限于說明書中所舉實例的實施方式。