一种三销轴式万向节的加工系统转让专利
申请号 : CN202011429811.5
文献号 : CN112589548B
文献日 : 2022-01-28
发明人 : 俞伟锋 , 王伟 , 张增明 , 谢敏 , 唐国玉
申请人 : 马鞍山市恒永利机械科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:包括上下料单元(1)、抓取定位单元(2)和夹具单元(3),所述上下料单元(1)用于对三销轴式万向节(4)进行输送,抓取定位单元(2)将三销轴式万向节(4)抓取后送至夹具单元(3)上进行加工,所述夹具单元(3)包括夹具安装板(301)、定位凸环(311)、定位凹环(312)、心轴(309)、第一驱动机构和第二驱动机构,所述定位凸环(311)固定安装在夹具安装板(301)上,定位凹环(312)位于定位凸环(311)上方并与其卡合配合,所述心轴(309)一端设有弹性胀套(313),其另一端依次穿过定位凹环(312)、定位凸环(311)和夹具安装板(301)并与第一驱动机构相连,所述定位凹环(312)与第二驱动机构相连,其中第一驱动机构、第二驱动机构分别用于驱动心轴(309)和定位凹环(312)上下运动;所述第一驱动机构结构包括第一油缸(302)和固定底板(304),所述固定底板(304)安装于夹具安装板(301)下方,第一油缸(302)固定安装在固定底板(304)上,所述心轴(309)下端通过杠杆机构与第一油缸(302)的活塞杆相连;所述杠杆机构包括连接块(305),所述连接块(305)一端通过连接杆(308)与心轴(309)下端相连,连接块(305)的另一端通过浮动接头(315)与第一油缸(302)的活塞杆相连,且连接块(305)中部通过连接块安装板(306)铰接安装于夹具安装板(301)下方;所述第二驱动机构包括第二油缸(303),所述第二油缸(303)固定安装于夹具安装板(301)上,且其活塞杆与固定底板(304)驱动相连;所述固定底板(304)的前端设有顶出块(310),所述顶出块(310)包括下层圆柱环(3101)和上层圆柱环(3102),夹具安装板(301)上加工有供下层圆柱环(3101)穿出的通孔,定位凸环(311)上加工有供上层圆柱环(3102)穿出的通孔,顶出块(310)滑动安装于夹具安装板(301)和定位凸环(311)内。
2.根据权利要求1所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述定位凹环(312)下方沿其圆周方向均匀分布有3个定位槽(3121),所述定位凸环(311)上方沿其圆周方向加工有与定位槽(3121)相配合的3个凸块(3111)。
3.根据权利要求1或2所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述抓取定位单元(2)包括两个气爪(205)和定位块(211),两个气爪(205)分别通过第二旋转气缸(203)和第三旋转气缸(204)安装于悬臂吊(201)上,所述定位块(211)可升降安装于夹具单元(3)前方,用于三销轴式万向节(4)的初定位。
4.根据权利要求3所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述第二旋转气缸(203)和第三旋转气缸(204)均安装于旋转板(213)上,所述旋转板(213)通过第一旋转气缸(202)安装于悬臂吊(201)下方。
5.根据权利要求4所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述定位块(211)与升降缸(208)的活塞杆固定相连,所述升降缸(208)通过升降缸安装板(207)固定安装于安装基板(206)上。
6.根据权利要求5所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述定位块(211)上方加工有与万向节的三销轴相配合的V型槽(2111),V型槽(2111)内侧两端均加工有L型阶梯口(2112),且每个L型阶梯口(2112)内焊接固定有防撞棒(212)。
7.根据权利要求1或2所述的一种三销轴式万向节的加工系统,其特征在于:所述上下料单元(1)包括排料输送带(103)、回料输送带(107)和排料管(105),所述排料输送带(103)和回料输送带(107)安装于机架(101)上,排料管(105)安装于排料输送带(103)上方,排料输送带(103)一侧还固定安装有伸缩缸(108),排料管(105)下方设有推板,所述伸缩缸(108)的活塞杆与推板相连。
说明书 :
一种三销轴式万向节的加工系统
技术领域
背景技术
头,是实现变角度动力传递的机件,用于需要改变传动轴线方向的位置,它是汽车驱动系统
的万向传动装置的“关节”部件。万向节与传动轴组合,称为万向节传动装置。
向节,传统的加工工艺通常都是在加工完一个销轴后,将三销轴式万向节松开,再通过工作
人员手动进行旋转换向加工,其加工时夹持定位不准确(如采用三爪卡盘夹持定位),无法
保证三销轴式万向节加工时定心以及换向角度的准确度,产品的整体精度较低,所造成的
误差无法满足产品尺寸要求,且采用人工手动操作方式的劳动强度也较大,自动化程度低,
单个加工的人工成本较高,浪费了时间和人力,生产效率较低,还会存在因操作失误导致工
作人员受伤的危险,工作人员的安全无法得到保证。
道,上料机械手、磨削工作台、下料机械手、出料输料道和砂轮。所述磨削工作台包括上盖、
上盖压夹紧柱、三叉轴夹紧装置、分度卡盘、下盖压紧柱、下盖、同心联动轴、固定基座、上盖
活动关节。工件从进料输料道传送至指定位置,由上料机械手将工件夹送至磨削工作台,配
合砂轮对工件进行磨削,磨削完成后下料机械手将工件送至出料输料道。该申请案虽然能
够对三叉轴万向节进行加工,但该申请案的结构设计较为粗糙,其定心及换向角度的准确
度有待进一步提高。
发明内容
三销轴式万向节的加工系统。采用本发明的技术方案能够有效解决上述问题,提高了三销
轴式万向节加工时定心及换向角度的准确度,有利于提高产品的精度;且相对于手动操作
方式而言,本发明的自动化程度也相对较高,降低了劳动强度,节省了时间和人力,降低了
成本,提高了生产效率,也保障了工作人员的安全。
节抓取后送至夹具单元上进行加工,所述夹具单元包括夹具安装板、定位凸环、定位凹环、
心轴、第一驱动机构和第二驱动机构,所述定位凸环固定安装在夹具安装板上,定位凹环位
于定位凸环上方并与其卡合配合,所述心轴一端设有弹性胀套,其另一端依次穿过定位凹
环、定位凸环和夹具安装板并与第一驱动机构相连,所述定位凹环与第二驱动机构相连,其
中第一驱动机构、第二驱动机构分别用于驱动心轴和定位凹环上下运动。
一油缸的活塞杆相连。
安装板铰接安装于夹具安装板下方。
定位凸环上加工有供顶出块穿出的通孔。
三销轴式万向节的初定位。
安装有伸缩缸,排料管下方设有推板,所述伸缩缸的活塞杆与推板相连。
销轴式万向节及定位凹环在心轴上胀紧固定,再利用第二驱动机构顶出三销轴式万向节及
定位凹环后进行换向,通过定位凸环和定位凹环的配合安装,从而解决了传统方法中定心
及换向角度不准的问题,有效提高了三销轴式万向节加工时定心以及换向角度的准确度,
降低了误差,提高产品的精度,相对于手动操作方式而言也提高了自动化程度,降低了劳动
强度,也降低了成本,有效提高了生产效率,同时也保障了工作人员的安全。
在心轴上的胀紧固定,使万向节及定位凹环一起进行换向,便于后续精准换向;然后利用顶
出块顶出万向节及定位凹环,从而便于后续进行换向操作;再利用定位凹环下方三个定位
槽与定位凸环上方三个凸块的配合安装,从而实现了三销轴式万向节的精准换向,保证了
三销轴式万向节在加工时换向角度的准确度,进一步提高了产品精度,且其结构简单,设计
合理,自动化程度相对较高,便于制造。
上,利用第二、三旋转气缸控制其对应的气爪抓取三销轴式万向节并进行自动换向,从而提
高了其自动化程度,节省了时间和人力,降低了劳动强度,提高了生产效率,也保障了工作
人员的安全;所述第二、三旋转气缸上方还设置有第一旋转气缸,利用第一旋转气缸控制第
二、三旋转气缸进行旋转调换位置,从而便于在加工完一个万向节后立即更换另一个待加
工的万向节进行加工,进一步节省了时间,提高了生产效率。
销轴,从而实现了万向节的初定位,提高其安装精度和效率;V型槽两端L型阶梯口内还焊接
固定有防撞棒,从而可以起到防震作用,降低磨损程度,防止变形。
三销轴式万向节等待加工,再利用伸缩缸带动推板推动三销轴式万向节至排料输送带上,
从而可以实现三销轴式万向节的自动运输,大大减少了人工操作时间,减低劳动强度,提高
生产效率。本发明通过上下料单元、抓取定位单元和夹具单元的相互配合作用,利用上下料
单元自动上下料,再利用抓取定位单元进行工件的抓取以及换向,并通过夹具单元实现定
心和精准换向,有效解决了传统加工工艺中存在各种问题,相对于人工方式手动操作而言
有效减低了劳动强度,提高了自动化程度,一个人可看管多台机器,节省了时间和人力,提
高了生产效率,节约成本,还保障了工作人员的安全。
附图说明
1081、活塞杆;1082、调节杆;109、止动缸;110、调节板;1101、腰型孔;111、收料槽;112、推料
缸;113、推料板;114、止动缸安装座;115、止动块;116、伸缩缸安装座;117、排料管安装板;
118、固定块;119、底板;
2111、V型槽;2112、L型阶梯口;212、防撞棒;213、旋转板;
层圆柱环;311、定位凸环;3111、凸块;312、定位凹环;3121、定位槽;313、弹性胀套;314、回
转接头;315、浮动接头;316、油管;
具体实施方式
节4进行输送,抓取定位单元2将三销轴式万向节4抓取后送至夹具单元3上进行加工。如图4
所示,所述夹具单元3包括夹具安装板301、定位凸环311、定位凹环312、心轴309、第一驱动
机构和第二驱动机构,所述定位凸环311固定安装在夹具安装板301上,定位凹环312位于定
位凸环311上方并与其卡合配合,所述心轴309一端设有弹性胀套313,其另一端依次穿过定
位凹环312、定位凸环311和夹具安装板301并与第一驱动机构相连,利用第一驱动机构带动
将心轴309以及弹性胀套313向下运动,使三销轴式万向节4及定位凹环312在心轴309上胀
紧固定,通过设置心轴309,使其在心轴309进行换向,从而提高了万向节在加工过程中定心
的准确度,提高产品精度;所述定位凹环312与第二驱动机构相连,利用第二驱动机构顶出
三销轴式万向节4及定位凹环312进行换向;所述第一驱动机构、第二驱动机构分别用于驱
动心轴309和定位凹环312上下运动,通过对夹具单元3进行优化设计,利用定位凸环311和
定位凹环312的配合安装,从而解决了传统方法中定心及换向角度不准的问题,有效提高了
三销轴式万向节4加工时定心以及换向角度的准确度,降低了误差,提高产品的精度,相对
于手动操作方式而言也提高了自动化程度,降低了劳动强度,也降低了成本,有效提高了生
产效率,同时也保障了工作人员的安全。
心轴309下端通过杠杆机构与第一油缸302的活塞杆相连,利用杠杆机构带动心轴309及弹
性胀套313移动从而使定位凹环312和三销轴式万向节4胀紧固定。所述杠杆机构包括连接
块305,所述连接块305为L型的结构,其一端通过连接杆308与心轴309下端相连(连接杆308
可采用与浮动接头315作用相类似的部件),其另一端通过浮动接头315与第一油缸302的活
塞杆相连,且连接块305中部通过连接块安装板306铰接安装于夹具安装板301下方;所述连
接块安装板306为L型结构,其一边固定安装于固定底板304下方,另一边通过圆轴307与L型
连接块305中部铰接相连,当第一油缸302的活塞杆向上运动时会通过连接块305控制心轴
309向下运动,从而带动心轴309上的弹性胀套313向下运动,进而胀紧定位凹环312和三销
轴式万向节4。通过对第一驱动机构的具体结构进行优化设计,利用杠杆机构实现万向节及
定位凹环312在心轴309上的胀紧固定,使万向节及定位凹环312一起进行换向,便于后续精
准换向。
顶出块310包括下层圆柱环3101和上层圆柱环3102,夹具安装板301上加工有供下层圆柱环
3101穿出的通孔,定位凸环311上加工有供上层圆柱环3102穿出的通孔,顶出块310滑动安
装于夹具安装板301和定位凸环311内,可通过上层圆柱环3102顶出定位凹环312和三销轴
式万向节4;当第二油缸303的活塞杆向上运动时会带动固定底板304、顶出块310、第一油缸
302以及下部的杠杆机构整体向上运动,从而在保证弹性胀套313胀紧定位凹环312和三销
轴式万向节4的情况下顶出定位凹环312和三销轴式万向节4,便于后续三销轴式万向节4的
换向操作。通过对第二驱动机构的具体结构进行优化设计,利用顶出块310顶出万向节及定
位凹环312,从而便于后续进行换向操作,也进一步提高了自动化程度。
一个定位槽3121;如图6所示,所述定位凸环311外部为近似的半圆柱环结构,且定位凸环
311上方沿其圆周方向加工有与定位槽3121相配合的3个凸块3111,通过定位凸环311上的
凸块3111和定位凹环312上的定位槽3121的配合安装,从而实现了三销轴式万向节4的精准
换向,保证了三销轴式万向节4在加工时换向角度的准确度,进一步提高了产品精度。如图3
和图4所示,所述夹具安装板301的两侧均设有油管接头,夹具安装板301内设有油路通道,
两侧油管接头通过夹具安装板301内的油路通道与油管316相连,所述第一油缸302和第二
油缸303分别通过回转接头314与夹具安装板301两侧的油管接头相连,从而与夹具安装板
301内的油管316相连,通过采用回转接头314能够较好的避免发生管道之间缠绕在一起的
现象,防止管路缠绕。
别通过第二旋转气缸203和第三旋转气缸204安装于旋转板213上,第二旋转气缸203和第三
旋转气缸204分别控制与其连接的气爪205的转动;所述旋转板213通过第一旋转气缸202安
装于悬臂吊201下方,通过第一旋转气缸202带动旋转板213旋转,从而控制第二旋转气缸
203及第三旋转气缸204的转动;通过利用第二、三旋转气缸控制其对应的气爪205抓取三销
轴式万向节4并进行自动换向,从而提高了其自动化程度,节省了时间和人力,降低了劳动
强度,提高了生产效率,保障了工作人员的安全;且第二、三旋转气缸上方还设置有第一旋
转气缸202,从而可以在一个万向节加工完毕取出后利用第一旋转气缸202控制第二旋转气
缸203和第三旋转气缸204进行旋转调换位置,便于立即更换另一个待加工的万向节进行加
工,进一步节省了时间,提高了生产效率。
206上,升降缸208的活塞杆与L型的连接板209一边固定相连,L型的连接板209另一边安装
有固定板210,所述定位块211固定安装于固定板210上方,通过升降缸208可带动定位块211
在定位凸环311前方进行升降,从而实现三销轴式万向节4的初定位。如图9所示,所述定位
块211上方加工有与万向节的三销轴相配合的V型槽2111,用于三销轴式万向节4销轴的卡
合固定,从而实现了万向节的初定位,提高其安装精度和效率;所述V型槽2111内侧两端均
加工有L型阶梯口2112,每个L型阶梯口2112内均焊接固定有防撞棒212,所述防撞棒212为
钨钢,具有耐磨作用,在三销轴式万向节4落下时起到防震作用,防止其变形。
减速机102控制其转动,回料输送带107由第二减速机106控制其反向转动;所述排料输送带
103上方设有底板119,所述底板119两侧固定安装有固定块118,所述排料管105通过排料管
安装板117固定安装于远离伸缩缸108一侧的固定块118上,排料管105可一次性堆放多个三
销轴式万向节4等待加工,从而大大减少了人工操作时间,减低劳动强度,提高效率。如图11
所示,所述底板119一侧通过伸缩缸安装座116固定安装有伸缩缸108,所述伸缩缸108为气
缸,排料管105的下方设有L型推板(图中未画出),且L型推板可滑动安装于底板119两侧的
固定块118之间,所述L型推板与伸缩缸108的活塞杆1081相连,通过伸缩缸108带动L型推板
推动三销轴式万向节4,从而保证三销轴式万向节4能够推送到排料输送带103上顺利运出,
实现了三销轴式万向节4的自动运输,大大减少了人工操作时间,减低劳动强度,提高生产
效率;所述伸缩缸108上还设有调节杆1082,可调节伸缩缸108中活塞杆1081的运动行程。如
图12所示,所述排料管105包括圆箍1051和卡片1052,所述圆箍1051沿圆周方向均匀分布有
三个与其相贴合的卡片1052,所述卡片1052可调节安装于圆箍1051上,圆箍1051上与卡片
1052贴合位置均加工有螺纹孔,通过调节螺纹孔内的螺栓可调节排料管105的管道大小,从
而使其与三销轴式万向节4的大小相匹配,从而提高三销轴式万向节4落下的稳定性;所述
排料管105内可竖直摆放多个待加工的三销轴式万向节4,减少了工作人员的劳动强度。
上与螺栓孔1041对应位置加工有腰型孔1101,将螺栓穿过腰型孔1101安装于不同的螺栓孔
1041内,从而能够使调节板110可移动安装于侧板104上,通过调节板110调节输送宽度。所
述排料输送带103一侧侧板104前端的上方还安装有止动缸109,所述止动缸109通过止动缸
安装座114固定安装于侧板104上,通过调节板110与止动缸109的配合作用,利用调节板110
调节排料输送带103的输送宽度使其与三销轴式万向节4的大小型号相匹配,从而能够保证
止动缸109的活塞杆可伸入三销轴式万向节4中控制其停止或移动,为万向节的有序加工做
保障。所述排料输送带103的前端安装有止动块115,使移动的三销轴式万向节4停止,避免
万向节从排料输送带103掉落;所述侧板104前端配合开设有避让槽1042,便于在三销轴式
万向节4接触止动块115停止移动后进行抓取,当排料输送带103上前方的一个三销轴式万
向节4接触止动块115停止移动等待被抓取加工时,后方相邻的三销轴式万向节4在移动到
止动缸109下方时会被止动缸109止动,从而使其后方的多个三销轴式万向节4停止移动,等
到前方接触止动块115而停止移动的三销轴式万向节4被抓取加工后,止动缸109的活塞杆
才会收回使后方的一个三销轴式万向节4移动至与止动块115接触而停止。所述回料输送带
107的前端还固定安装有收料槽111,所述收料槽111一侧还安装有推料缸112,所述推料缸
112的活塞杆与收料槽111内的推料板113相连,利用推料缸112带动推料板113推送三销轴
式万向节4至后续工作中。本发明通过上下料单元1、抓取定位单元2和夹具单元3的相互配
合作用,利用上下料单元1自动上下料,再利用抓取定位单元2进行工件的抓取以及换向,并
通过夹具单元3实现定心和精准换向,有效解决了传统加工工艺中存在各种问题,相对于人
工方式手动操作而言有效减低了劳动强度,提高了自动化程度,一个人可看管多台机器,节
省了时间和人力,提高了生产效率,节约成本,还保障了工作人员的安全
端接触止动块115停止后等待抓取定位单元2抓取进行加工;此时若该三销轴式万向节4还
在等待中并未被抓取加工,则后续的三销轴式万向节4会被止动缸109止动,直至前面的三
销轴式万向节4被抓取加工后,后续相邻的三销轴式万向节4才会移动至接触止动块115停
止后等待被抓取加工。
定位块211的V型槽2111能够卡合住三销轴式万向节4,再将其中一个气爪205(如第二旋转
气缸203下方的气爪205)上的三销轴式万向节4穿过心轴309放在定位凹环312上,通过定位
块211进行初定位。
缸208向下移走定位块211,利用夹具单元3附近的砂轮(所述砂轮可通过油缸控制)对万向
节的一个销轴进行磨削加工。
分离,再用抓取定位单元2中空闲的气爪205(如第二旋转气缸203下方的气爪205)抓住万向
节,进行一次换向;换向后再通过第一油缸302带动定位凹环312及三销轴式万向节4回到定
位凸环311,利用定位凹环312上的定位槽3121和定位凸环311上的凸块3111的配合安装,使
定位凹环312卡合安装在定位凸环311上,实现精准换向,然后对三销轴式万向节4的另一个
销轴进行加工。
定位凹环312和三销轴式万向节4,再用空闲的气爪205(如第二旋转气缸203下方的气爪
205)取出已完全加工完毕的三销轴式万向节4,并利用第一旋转气缸202将第二旋转气缸
203及第三旋转气缸204旋转180°,将第二旋转气缸203和第三旋转气缸204的位置进行对
调,将另一个气爪205(如第三旋转气缸204下方的气爪205)上待加工的三销轴式万向节4穿
过心轴309放在定位凹环312上进行加工,然后将已加工好的三销轴式万向节4通过抓取定
位单元2放回至上下料单元1的回料输送带107上,并抓取另一个待加工的三销轴式万向节4
回到夹具单元3附近等待加工。
312的配合安装,使定位凹环312和三销轴式万向节4在心轴309直接进行换向,从而提高了
万向节在加工过程中定心及换向角度的准确度,进而提高了产品精度;同时本发明还利用
上下料单元1自动上料和下料,并利用抓取定位单元2的气爪205实现待加工工件的自动抓
取和换向,相较于人工方式手动操作而言有效提高了其自动化程度,提供了一个相对完整
的自动化加工体系,较好的节省了时间和人力,降低了劳动强度,进而提高了生产效率,保
障了工作人员的安全。