一种可翻转的同轴元素加工装置的制作方法

1.本发明涉及机械加工技术领域，特别是涉及一种可翻转的同轴元素加工装置。


背景技术：

2.参见图1a至图1c，开关座100是现有的zdj9型转辙机中用于控制开关的部件，其外观为中空的l型结构，其内部用于设置一系列开关动作零件。
3.成品的、完成加工的开关座100内，设置有横向分布的a孔以及垂直分布的b孔；
4.a孔与b孔直接连通；
5.b孔的一端，设置有中心开f孔的c圆台(即f孔是c圆台的中心通孔)；
6.b孔与f孔同轴；
7.b孔与f孔的中心轴线，与a孔的中心轴线相垂直。
8.其中，对于未加工(具体是需要加工b孔与f孔及c圆台)之前的开关座100(即毛坯状态的开关座100)，其左端具有左侧开口的a孔；a孔是预先加工形成的基准孔。
9.目前，根据组装动作及工艺文件的加工要求，在开关座100预先已加工a孔后，还需要进一步以a孔为基准(即作为定位基准孔)，继续加工b孔、f孔和c圆台的轮廓形状(即外形)，保证b孔、f孔与c圆台同轴，且b孔、f孔与c圆台都与a孔垂直。
10.为保证所加工的开关座中a、b和c、f等四个元素的相对位置精度，目前迫切需要开发设计出一种装置，以能够对开关座进行一次定位装夹，并且能够同时加工三个相对面同轴元素(即b孔与f孔、c圆台这三个处于相对面的元素)。


技术实现要素：

11.本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种可翻转的同轴元素加工装置。
12.为此，本发明提供了一种可翻转的同轴元素加工装置，包括机用平口钳、夹紧块、垫块、滑动支撑座、可调支撑、定位板和旋转定心轴；
13.其中，机用平口钳，包括横向分布的两个导轨轨道；
14.两个导轨轨道纵向间隔分布，并且相互平行；
15.两个导轨轨道的左端部，固定设置有固定钳口；
16.两个导轨轨道在固定钳口的右侧方向，可滑动地设置有纵向分布的活动钳口；
17.其中，机用平口钳的活动钳口的内侧面上部，与一个夹紧块的下部相连接；
18.其中，机用平口钳的两个导向轨道顶部，放置有一个纵向分布的滑动支撑座；
19.滑动支撑座的上端后部，放置有垫块；
20.滑动支撑座的上端前部，设置有可调支撑；
21.其中，机用平口钳的固定钳口的内侧面上部，与一个定位板的上部相连接；
22.其中，横向分布的旋转定心轴的左端，枢接在定位板的上部中间位置；
23.旋转定心轴的右端，用于插入到需要加工的开关座内预先具有的a孔中。
24.优选地，夹紧块的左侧壁上部中间位置，设置有夹紧面；
25.夹紧块的下部，设置有固定端；
26.固定端，通过第一螺钉与机用平口钳的活动钳口相连接；
27.其中，夹紧块下部的固定端的前后两端，分别设置有一个螺钉孔；
28.夹紧块通过两个穿过螺钉孔的第一螺钉，与机用平口钳中活动钳口内侧的两个第一螺钉安装孔相紧固连接。
29.优选地，垫块为阶梯轴状零件；
30.垫块的上端为定位大端；
31.垫块的下端为小台轴；
32.定位大端的底部，与小台轴的顶部相连接；
33.垫块，用于当其放置到可调支撑上的出刀孔中时，其具有的定位大端顶面，与开关座上的侧面e相顶紧接触；
34.开关座上的侧面e，是开关座上c圆台外侧面的相反侧面。
35.优选地，定位大端的垂直方向高度，等于开关座中预先具有的a孔的中心轴线与c圆台的底面垂直距离h，与a孔的中心轴线与b孔顶部的垂直距离h之差；
36.定位大端的四周外壁表面，环绕地覆盖设置有向外突出的网纹。
37.优选地，滑动支撑座的下端，具有顶部开口的滑道；
38.滑动支撑座通过其下端的滑道放置在机用平口钳的导向轨道上。
39.优选地，滑道的前后两侧，分别设置有压紧端和定位端；
40.压紧端的中心位置，设置有纵向贯通的压紧螺钉孔；
41.压紧螺钉孔，用于螺纹连接一个纵向分布的压紧螺钉；
42.压紧螺钉，用于当其在压紧螺钉孔处被旋紧后，其后端压紧导向滑道的前侧面，进而使得滑动支撑座的定位端贴紧导向滑道的后侧面。
43.优选地，滑动支撑座的上端前部，设置有可调支撑孔；
44.可调支撑孔中，设置有可调支撑；
45.滑动支撑座的上端后部，设置有垫块放置孔；
46.垫块放置孔中，用于放置垫块。
47.优选地，可调支撑的上部，设置有上端定位面；
48.上端定位面，用于与开关座中c圆台的外侧面相顶紧接触；
49.可调支撑的下部，设置有螺纹调节端；
50.螺纹调节端与可调支撑孔相螺纹连接；
51.可调支撑的中间位置，具有垂直上下贯通的出刀孔；
52.垫块下端的小台轴的直径，比出刀孔的内径更小。
53.优选地，定位板的上部中间位置，设置轴承孔和定心轴安装孔；
54.轴承孔内，设置有一个轴承；
55.轴承孔与定心轴安装孔同轴；
56.定位板在轴承孔的下方前后两端，分别设置有一个定位板安装孔；
57.定位板通过两个穿过定位板安装孔的第二螺钉，与机用平口钳中固定钳口内侧的两个第二安装孔紧固连接。
58.优选地，旋转定心轴的左端，设置有连接轴；
59.旋转定心轴左端的连接轴，安装于定心轴安装孔和轴承的轴承内孔中；
60.连接轴的左侧，设置有螺纹紧固端；
61.螺纹紧固端，与一个紧固螺母相螺纹连接；
62.旋转定心轴的右端，设置有削边轴；
63.削边轴，用于插入到需要加工的开关座内预先具有的a孔中；
64.削边轴的横向长度，比开关座内预先具有的a孔的横向长度，更长。
65.由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种可翻转的同轴元素加工装置，其结构设计科学，能够对开关座进行一次定位装夹，并且能够同时加工三个相对面同轴元素(即b孔与f孔、c圆台这三个处于相对面的元素)，有利于提高对开关座的加工精度，具有重大的生产实践意义。
66.此外，本发明提供的可翻转的同轴元素加工装置，操作方便快捷，对开关座的加工精准可靠，大大提高了工作人员的工作效率。
附图说明
67.图1a为作为待加工工件的开关座的正视图(完成加工的开关座的正视图相同)；
68.图1b为完成加工的开关座，沿着左右方向的垂直剖视图；
69.图1c为完成加工的开关座的横截面剖视图；
70.图2a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，机用平口钳的正视图；
71.图2b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，机用平口钳的俯视图；
72.图3为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，在未装夹待加工工件(即开关座)时的正面局部剖视图；
73.图4a为使用本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，在已完成开关座中的b孔加工时的正面局部剖视图；
74.图4b为使用本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，在已完成开关座中的b孔加工时的俯视图；
75.图4c为使用本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，刚要对开关座启动b孔的加工操作时的局部剖视图；
76.图5为使用本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，在加工c圆台时的正面局部剖视图；
77.图6a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，夹紧块的正面剖面结构示意图；
78.图6b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，夹紧块的左视图；
79.图6c为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，夹紧块的俯视图；
80.图7a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，垫块的正面结构示意图；
81.图7b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，垫块的俯视图；
82.图8a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，滑动支撑座的正面结构示意图；
83.图8b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，滑动支撑座的左视图；
84.图8c为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，滑动支撑座的俯视图；
85.图9a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，可调支撑的正视图；
86.图9b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，可调支撑的俯视图；
87.图10a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，定位板的左视图；
88.图10b为沿着图10a所示a
‑
a线的剖视图；
89.图11a为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，旋转定心轴的正视图；
90.图11b为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，旋转定心轴的俯视图；
91.图11c为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，旋转定心轴的右视图；
92.图12为本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置中，轴承的正面剖面结构示意图；
93.图中，100.开关座；
94.1000.机用平口钳；1001.固定钳口；1002.活动钳口；1003.导轨轨道；
95.10041.第一安装孔；10042.第二安装孔；
96.1005.丝杠；
97.1.夹紧块；2.垫块；3.滑动支撑座；4.可调支撑；5.定位板；
98.6.旋转定心轴；7.轴承；
99.101.夹紧面；102.固定端；103.螺钉孔；104.第一螺钉；
100.201.定位大端；202.小台轴；
101.301.滑道；302.压紧端；303.定位端；304.压紧螺钉孔；
102.305.可调支撑孔；306.垫块放置孔；
103.401.上端定位面；402.螺纹调节端；403.出刀孔；
104.501.轴承孔；502.定心轴安装孔；503.定位板安装孔；504.第二螺钉；601.连接轴；602.螺纹紧固端；603.削边轴。
具体实施方式
105.下面将结合本发明的实施例，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。
106.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
107.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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
108.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
109.参见图1a至图12，本发明提供了一种可翻转的同轴元素加工装置，包括机用平口钳1000、夹紧块1、垫块2、滑动支撑座3、可调支撑4、定位板5和旋转定心轴6；
110.其中，机用平口钳1000，包括横向分布的两个导轨轨道1003；
111.两个导轨轨道1003纵向间隔分布，并且相互平行；
112.两个导轨轨道1003的左端部，固定设置有固定钳口1001；
113.两个导轨轨道1003在固定钳口1001的右侧方向，可滑动地设置有纵向分布的活动钳口1002；
114.其中，机用平口钳1000的活动钳口1002的内侧面上部，与一个夹紧块1的下部相连接；
115.其中，机用平口钳1000的两个导向轨道1003顶部，放置有一个纵向分布的滑动支撑座3；
116.滑动支撑座3的上端后部，放置有垫块2；
117.滑动支撑座3的上端前部，设置有可调支撑4；
118.其中，机用平口钳1000的固定钳口1001的内侧面上部，与一个定位板5的上部相连接；
119.其中，横向分布的旋转定心轴6的左端，枢接(即可旋转地设置)在定位板5的上部中间位置；
120.旋转定心轴6的右端，用于插入到需要加工的开关座100内预先具有的a孔中，从而对开关座100进行基准定位。
121.需要说明的是，在本发明中，对于开关座100，a孔是在预先加工出来的孔，用于配合本装置进行定位。也就是说，a孔为使用本装置加工前，已预先加工出来的基准孔，使用本发明的装置，需要加工同轴的b孔、c圆台和c圆台的中心通孔f。
122.需要说明的是，刚开始加工开关座100时，旋转定心轴6的右端插入到开关座100中左端开口的a孔中；
123.需要说明的是，参见图1a至图1c，对于成品的、完成加工的开关座100，开关座100内设置有横向分布的a孔以及垂直分布的b孔；
124.a孔与b孔直接连通；
125.b孔的一端，设置有中心开f孔的c圆台(即f孔是c圆台的中心通孔)；
126.b孔与f孔同轴；
127.b孔与f孔的中心轴线，与a孔的中心轴线相垂直。
128.其中，对于未加工之前的开关座100(即毛坯状态的开关座100，具体是需要加工b孔与f孔及c圆台的轮廓形状)，其左端具有左侧开口的a孔；a孔是预先加工形成的基准孔。
129.需要说明的是，机用平口钳，又名机用虎钳，是一种通用夹具，常用于安装小型工件，它是铣床、钻床的随机附件。对于机用平口钳，在具体使用时，参见图2b，可以用扳手转
动丝杠1005，通过丝杠1005上设置的丝杠螺母，带动活动钳身(活动钳身即为活动钳口1002，该活动钳口1002与丝杠螺母相连接)移动，从而形成对待加工工件(例如开关座100)的夹紧与松开。机用平口钳为现有常见的通用夹具，在此不再赘述。
130.具体实现上，机用平口钳1000，例如可以采用莱州市金丰制钳有限公司生产的4寸平口钳，主要结构有：固定钳、活动钳、丝杠、丝杠母、导轨轨道等。对于本领域技术人员来说，机用平口钳1000的公知工作原理为：用扳手转动丝杠，通过丝杠螺母带动活动钳身(即活动钳口)，将丝杠的螺旋运动转变为活动钳身(即活动钳口)沿导轨轨道的平行移动，从而形成对位于固定钳和活动钳身(即活动钳口)之间的被夹持物体的夹紧与松开。
131.在本发明中，具体实现上，参见图3、图6a和图6b，夹紧块1的左侧壁上部中间位置，设置有夹紧面101；
132.夹紧块1的下部，设置有固定端102；
133.固定端102，通过第一螺钉104与机用平口钳1000的活动钳口1002相连接。
134.具体实现上，夹紧块1下部的固定端102的前后两端，分别设置有一个螺钉孔103；
135.夹紧块1通过两个穿过螺钉孔103的第一螺钉104，与机用平口钳1000中活动钳口1002内侧的两个第一螺钉安装孔10041相紧固连接(具体为螺纹连接)。
136.在本发明中，具体实现上，参见图3、图7a和图7b，垫块2为阶梯轴状零件；
137.垫块2的上端为定位大端201；
138.垫块2的下端为小台轴202；
139.定位大端201的底部，与小台轴202的顶部相连接；
140.垫块2，用于当其放置到可调支撑4上的出刀孔403中时，其具有的定位大端201顶面，与开关座100上的侧面e相顶紧接触；
141.开关座100上的侧面e，是开关座100上c圆台外侧面的相反侧面。
142.具体实现上，定位大端201的垂直方向高度，等于开关座100中预先具有的a孔的中心轴线与c圆台的底面垂直距离h2，与a孔的中心轴线与b孔顶部的垂直距离h1之差(即图1b所示的h2与h1的垂直方向长度之差)。
143.具体实现上，定位大端201的四周外壁表面，环绕地覆盖设置有向外突出的网纹，以方便取放。
144.在本发明中，具体实现上，滑动支撑座3的下端，具有顶部开口的滑道301；
145.滑动支撑座3通过其下端的滑道301放置在机用平口钳1000的导向轨道1003上。
146.具体实现上，滑道301的前后两侧，分别设置有压紧端302和定位端303；
147.压紧端302的中心位置，设置有纵向贯通的压紧螺钉孔304；
148.压紧螺钉孔304，用于螺纹连接一个纵向分布的压紧螺钉；
149.压紧螺钉，用于当其在压紧螺钉孔304处被旋紧后，其后端压紧导向滑道1003的前侧面，进而使得滑动支撑座3的定位端303贴紧导向滑道1003的后侧面；
150.具体实现上，滑动支撑座3的上端前部，设置有可调支撑孔305；
151.可调支撑孔305中，设置有可调支撑4；
152.滑动支撑座3的上端后部，设置有垫块放置孔306；
153.垫块放置孔306中，用于放置垫块2(只是作为临时放置垫块2的场所使用)。
154.具体实现上，可调支撑4的上部，设置有上端定位面401；
155.上端定位面401，用于与开关座100中c圆台的外侧面相顶紧接触；
156.可调支撑4的下部，设置有螺纹调节端402；
157.螺纹调节端402与可调支撑孔305相螺纹连接。
158.需要说明的是，对于本发明，通过旋转位于可调支撑4下部的螺纹调节端402，由于螺纹调节端402与可调支撑孔305相螺纹连接，因此，可调整可调支撑4的上端定位面401的高低。
159.具体实现上，可调支撑4的中间位置，具有垂直上下贯通的出刀孔403；
160.垫块2下端的小台轴202的直径，比出刀孔403的内径，更小1mm～2mm。
161.在本发明中，具体实现上，定位板5的上部中间位置，设置轴承孔501和定心轴安装孔502；
162.轴承孔501内，设置有一个轴承7；
163.需要说明的是，轴承孔501的直径大小，是与轴承7的轴承外圆702尺寸过渡配合的大小。
164.轴承孔501与定心轴安装孔502同轴(即位于同一中心轴线上)；
165.定心轴安装孔502的大小，与轴承7的轴承内孔尺寸相一致；
166.具体实现上，定位板5在轴承孔501的下方前后两端，分别设置有一个定位板安装孔503；
167.定位板5通过两个穿过定位板安装孔503的第二螺钉504，与机用平口钳1000中固定钳口1001内侧的两个第二安装孔10042紧固连接；
168.在本发明中，具体实现上，旋转定心轴6的左端，设置有连接轴601；
169.旋转定心轴6左端的连接轴601，安装于定心轴安装孔502和轴承7的轴承内孔701中(具体为过渡配合安装)；
170.连接轴601的左侧，设置有螺纹紧固端602；
171.螺纹紧固端602，与一个紧固螺母605相螺纹连接。
172.需要说明的是，旋转定心轴6的左端，由紧固螺母605旋紧螺纹紧固端602，从而固定安装在定位板5上。
173.在本发明中，具体实现上，旋转定心轴6的右端，设置有削边轴603；
174.削边轴603，用于插入到需要加工的开关座100内预先具有的a孔中。
175.需要说明的是，削边轴603的外圆直径，与开关座100内预先具有的a孔的内径大小相一致；
176.需要说明的是，削边轴603的前后两侧，加工有垂直分布的扁部604。削边轴603是通过对圆柱形轴的前后两侧加工后形成(即前后两侧都加工扁部604)。基于削边轴603的设计，可以使得在定位间隙(即a孔)很小的情况下，便于装卸工件，使定位更精准。
177.需要说明的是，通过削边轴603的设计，便于拆装作为待加工工件的开关座100。
178.具体实现上，削边轴603的横向长度，比开关座100内预先具有的a孔的横向长度(即深度)，更长1mm～2mm。
179.需要说明的是，旋转定心轴6的右端设有外圆定位尺寸与工件a孔尺寸相当的削边轴603，所述削边轴603的横向长度比a孔的深度大1～2mm，防止在夹紧开关座100时，开关座100的d面(即远离b孔的侧面)与定位板5接触，从而干涉旋转定心轴6的定位。
180.为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的具体操作过程。
181.首先，将本装置的对应部件(包括夹紧块、定位板、旋转定心轴、轴承等)安装在机用平口钳上；
182.然后，将滑动支撑座3上的可调支撑孔305，移动至开关座100中预先具有的a孔对应的位置(即正右边的位置)，接着，旋紧滑动支撑座3压紧端302中间的压紧螺钉孔304处的压紧螺钉，使定位端303贴紧导向滑道1003的后侧面，将滑动支撑座3固定在导向滑道1003上面；
183.然后，旋转移动装有夹紧块1的活动钳口1002(具体可以通过旋转机用平口钳1000上的丝杠)，使得活动钳口1002能将开关座100中的预先具有的a孔，装在旋转定心轴6上，将开关座100中的c圆台一侧向下，同时保持将开关座100中的a孔套在旋转定心轴6上，从而锁定开关座100中a孔的轴心位置，调整可调支撑4，使可调支撑4上部的定位面401与c圆台密贴，从而将开关座100导正，实现以c圆台为定位面，防止开关座100绕旋转定心轴6转动，此时旋紧活动钳口1002夹紧开关座10，此时完成了开关座100的定位装夹，开启机床，通过镗刀，即可完成对b孔和c圆台的中心通孔f的加工；
184.需要说明的是，具体实现上，在现有加工中心的机床上安装合适直径的镗刀，开启机床，让镗刀接触开关座10上与c圆台相反的另一端(即相对面)，然后从上往下对开关座10中需要加工的b孔部位进行加工操作，即可完成对b孔的加工。同时，由于c圆台的中心通孔f与b孔同轴，也通过镗刀，跟b孔一起加工出来。
185.然后，在加工完b孔和c圆台的中心通孔f后，参见图5，旋转可调支撑4，使定位面401与开关座100脱离，旋松活动钳口1002，即可翻转开关座100，这时候，接着将放置在垫块放置孔306内的垫块2拿出，放置在可调支撑4上，垫块2的小台轴202置于可调支撑4的出刀孔403中，调整可调支撑4中的螺纹调节端402，使垫块2的定位大端201与开关座100的e面密贴，从而约束开关座100绕旋转定心轴6转动的自由度，旋紧活动钳口1002夹紧开关座100，此时完成对开关座100的定位装夹，开启机床，通过铣刀，即可完成对c圆台的轮廓形状(即外形)的加工，即最终完成c圆台的加工。
186.需要说明的是，具体实现上，在现有加工中心的机床上安装合适直径的铣刀，开启机床，让铣刀接触开关座10中需要加工的c圆台部位进行加工操作，即可完成对c圆台的轮廓形状(即外形)的加工。
187.与现有技术相比较，本发明提供的可翻转的同轴元素加工装置，具有如下有益效果：
188.1、本发明通过利用轴承与旋转定心轴结合的定位结构，在不拆卸工件的情况下，实现对位于工件上下两面的不同元素的加工；
189.2、本发明通过利用轴承与旋转定心轴结合的定位结构，在翻转工件进行加工时，保证了工件上下两同轴元素的同轴度精度，以及与定位基准孔的垂直度精度；
190.3、旋转定心轴的定心部位采用削边轴结构，可以在削边轴与工件定位孔之间间隙很小的情况下，方便工件装卸，提高了工件加工精度。
191.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种可翻转的同轴元素加工装置，其结构设计科学，能够对开关座进行一次定位装夹，并且能够同时加工开关座三个相对面同轴元素(即b孔与f孔、c圆台这三个处于相对面的元素)，有利于提高对开关座的加工精度，
具有重大的生产实践意义。
192.此外，本发明提供的可翻转的同轴元素加工装置，操作方便快捷，对开关座的加工精准可靠，大大提高了工作人员的工作效率。
193.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。