基于消除零部件一致性误差的仿形切割装置的制作方法

1.本实用新型属于桥壳切割技术领域，具体涉及基于消除零部件一致性误差的仿形切割装置。


背景技术：

2.为满足轻量化设计，通过采用高强度钢板替代普通钢板设计qt358系列高功率密度桥驱动桥壳。根据计算，切割后的中间孔轴线需保证相对于壳体中心对称度小于1mm,且切割后的加强环孔、后盖孔同轴度低于0.5mm,精度要求较高。但半壳体零部件长度约1390mm,在冲压过程中存在回弹变形，且半壳体组对后存在焊接变形，在零部件精度低的情况下获得较高的切割精度，操作难度较大。此外，本行业的切割夹具主要为人工采用螺杆对桥壳两端进行夹紧，而不对桥壳大法兰面的弧形端进行定位夹紧，工作效率低，劳动强度大，制约着产能的提升，而现有的切割方式主要有两种，一种为采用刚性定位的方式进行切割，定位不准确导致切割精度无法满足要求，另一种为通过机器人检测后进行切割，设备投入约139万元，昂贵的设备给企业造成了经济负担。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供基于消除零部件一致性误差的仿形切割装置，解决了壳体零部件定位切割不精准的问题。
4.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.基于消除零部件一致性误差的仿形切割装置，包括
6.两个弹性浮动机构，两个所述弹性浮动机构平行间隔设置，所述弹性浮动机构可以上下浮动，用于找平桥壳的平面；
7.两个气动齿轮自定心机构，两个所述气动齿轮自定心机构分别位于两个所述弹性浮动机构的外侧，用于定位并加紧桥壳的左右两端；
8.气动对中机构，所述气动对中机构位于两个所述弹性浮动机构的后面，用于定位并加紧桥壳大法兰面的弧形端；
9.切割机构，所述切割机构包括定位支架、仿形切割机，所述定位支架和所述仿形切割机分别位于所述气动对中机构的左右两侧，用于切割桥壳大法兰面中心的中心孔。
10.其中优选方案如下：
11.优选的：所述弹性浮动机构的底部、所述气动齿轮自定心机构的底部、所述气动对中机构的底部、所述切割机构的底部均安装在工作桌的顶部，所述工作桌设有空腔，两个所述弹性浮动机构位于所述空腔的左右两端，所述空腔的下方放置有切割渣收集车，所述工作桌安装有气阀a、气阀b。
12.优选的：每个所述弹性浮动机构均包括固定座、两个分别竖直设在所述固定座前后两端的导向轴a、固定安装在两个所述导向轴a顶部的平板，每个所述导向轴a的外侧均套设有弹簧a、直线轴承，所述直线轴承的下端插入到所述固定座的内部并与所述固定座固定
连接，所述直线轴承的顶部位于所述固定座的顶部，所述弹簧a位于所述平板和所述直线轴承之间。
13.优选的：每个所述导向轴a的上端均套设有支撑块a，所述导向轴a与所述支撑块a过盈配合，所述支撑块a与所述平板固定连接，每个所述导向轴a均套设有垫片，所述垫片位于所述弹簧a和所述直线轴承之间，所述垫片的外径大于所述弹簧a的外径，所述垫片的外径小于所述直线轴承顶部的外径，每个所述导向轴a的底部固定连接有挡块。
14.优选的：每个所述气动齿轮自定心机构均包括盒体、安装在所述盒体侧面的气缸a、连接轴、连接板a、连接板b、连接板c、滚轴，所述连接板a位于所述盒体内部，所述连接板a的一端与所述连接轴卡接，所述连接板a另一端的顶部固定连接有齿条a，所述连接板b位于所述连接板a的上方，所述连接板b的底部固定连接有齿条b，所述滚轴的外侧套设有齿轮，所述齿轮与所述齿条a、所述齿条b啮合，所述连接板c的底部与所述连接板a卡接有所述连接轴一端的顶部固定连接，所述气缸a与所述气阀a电连接，所述气缸a活塞杆的端部穿过所述盒体的侧面朝向所述连接轴远离所述连接板a的一端，所述盒体的顶部安装有导轨，所述连接板b的底部和所述连接板c的底部均沿所述导轨滑动。
15.优选的：所述连接板b和所述连接板c相向的侧面分别固定连接有固定块，两个所述固定块相向的侧面呈半圆形弧面，所述滚轴两端的外径大于所述滚轴中间的外径，所述滚轴的两端与所述盒体的侧面可拆卸连接，所述盒体的外侧设有防护罩。
16.优选的：所述气动对中机构包括竖直放置的固定板a、与所述固定板a平行间隔设置的固定板b、与所述气阀b电连接的气缸b、两个分别位于所述气缸b的左右两侧的导向轴b，所述气缸b活塞杆的端部穿过所述固定板a与所述固定板b固定连接，每个所述导向轴b的一端均穿过所述固定板a与所述固定板b固定连接，每个所述导向轴b的外侧均套设有导向套、弹簧b，所述导向套与所述固定板a固定连接，所述弹簧b位于所述导向套与所述固定板b之间，所述固定板b远离所述固定板a一侧的左右两端分别安装有滚轮，所述气缸b和所述导向轴b的外部设有防护罩，所述防护罩与所述固定板a的左右两端、所述固定板b朝向所述气缸b的侧面固定连接。
17.优选的：所述固定板a的底部固定连接有底板，所述固定板a的前后两侧分别设有若干个加固板，所述加固板与所述底板、所述固定板a固定连接，所述固定板a远离所述固定板b的一侧固定连接有固定板c，所述气缸b的活塞杆端部依次穿过所述固定板c、所述固定板a与所述固定板b固定连接，所述气缸b的外壳与所述固定板c固定连接，所述导向轴b的端部套设有支撑块b，所述支撑块b位于所述固定板b与所述弹簧b之间，所述支撑块b与所述固定板b固定连接。
18.优选的：所述固定板b远离所述固定板a一侧的左右两端分别固定连接有定位块，所述滚轮与所述定位块活动连接，所述滚轮沿水平方向滚动。
19.优选的：所述定位支架的上端通过螺钉和定位销固定连接有定位盘，所述定位盘的中心设有定位止口，所述定位止口朝向两个所述弹性浮动机构的中间，所述定位盘的中心与桥壳的中心位于同一轴线，所述仿形切割机的上端竖直安装有电机，所述电机的中心安装有电机轴，所述电机轴的上端外侧与所述定位盘的外边缘接触，所述仿形切割机的下端竖直安装有割炬，所述割炬、所述电机位于同一中心线上。
20.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
21.本实用新型通过将弹性浮动机构、气动齿轮自定心机构和气动对中机构进行结合，消除了零部件误差对桥壳定位的影响，仿形切割机的电机带动电机轴沿着定位盘的外周确定切割轨迹，提高了切割定位的精度，实现了对桥壳大法兰面的高精度切割，操作方便，定位快速，成本较低，气动齿轮自定心机构和气动对中机构自动化的夹紧方式，降低了劳动强度，提高了产能。
附图说明
22.图1是实施例中的一个结构示意图；
23.图2是实施例中的另一个结构示意图；
24.图3是实施例中弹性浮动机构的结构示意图；
25.图4是实施例中气动齿轮自定心机构内部的结构示意图；
26.图5是实施例中气动对中机构的结构示意图。
27.图中，1、定位支架；2、仿形切割机；3、工作桌；4、切割渣收集车；5、气阀a；6、气阀b；7、固定座；8、导向轴a；9、平板；10、弹簧a；11、直线轴承；12、支撑块a；13、垫片；14、盒体；15、气缸a；16、连接轴；17、连接板a；18、连接板b；19、连接板c；20、滚轴；21、齿条a；22、齿条b；23、齿轮；24、导轨；25、固定块；26、固定板a；27、固定板b；28、气缸b；29、导向轴b；30、导向套；31、弹簧b；32、滚轮；33、底板；34、加固板；35、固定板c；36、支撑块b；37、定位块；38、定位盘；39、电机；40、电机轴；41、割炬。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”“内”、“外”、“底部”和“顶部”均指附图中的方向，但是并不加以限定。
30.如图1-图5所示，基于消除零部件一致性误差的仿形切割装置，包括
31.两个弹性浮动机构，两个弹性浮动机构平行间隔设置，弹性浮动机构可以上下浮动，用于找平桥壳的平面；
32.两个气动齿轮自定心机构，两个气动齿轮自定心机构分别位于两个弹性浮动机构的外侧，用于定位并加紧桥壳的左右两端；
33.气动对中机构，气动对中机构位于两个弹性浮动机构的后面，用于定位并加紧桥壳大法兰面的弧形端；
34.切割机构，切割机构包括定位支架1、仿形切割机2，定位支架1和仿形切割机2分别位于气动对中机构的左右两侧，用于切割桥壳大法兰面中心的中心孔。
35.弹性浮动机构的底部、气动齿轮自定心机构的底部、气动对中机构的底部、切割机构的底部均安装在工作桌3的顶部，工作桌3设有空腔，两个弹性浮动机构位于空腔的左右两端，空腔的下方放置有切割渣收集车4，工作桌3安装有气阀a5、气阀b6。
36.每个弹性浮动机构均包括固定座7、两个分别竖直设在固定座7前后两端的导向轴
a8、固定安装在两个导向轴a8顶部的平板9，每个导向轴a8的外侧均套设有弹簧a10、直线轴承11，直线轴承11的下端插入到固定座7的内部并与固定座7固定连接，直线轴承11的顶部位于固定座7的顶部，弹簧a10位于平板9和直线轴承11之间，每个导向轴a8的上端均套设有支撑块a12，导向轴a8与支撑块a12过盈配合，支撑块a12与平板9固定连接，每个导向轴a8均套设有垫片13，垫片13位于弹簧a10和直线轴承11之间，垫片13的外径大于弹簧a10的外径，垫片13的外径小于直线轴承11顶部的外径，每个导向轴a8的底部固定连接有挡块，固定座7的顶部与工作桌3的顶部可拆卸连接。
37.弹性浮动机构通过弹簧a10、导向轴a8、直线轴承11和平板9的结合，实现对桥壳大法兰面的找平，解决了成型时桥壳外型尺寸偏差对定位的影响。导向轴a8配合直线轴承11上下滑动，当平板9向下移动时，带动导向轴a8相对于直线轴承11向下滑动，弹簧a10被压缩，弹簧a10的弹力使得导向轴上下滑动，从而实现桥壳的大法兰面在平板9顶部找平平面。
38.每个气动齿轮自定心机构均包括盒体14、安装在盒体14侧面的气缸a15、连接轴16、连接板a17、连接板b18、连接板c19、滚轴20，连接板a17位于盒体14内部，连接板a17的一端与连接轴16卡接，连接板a17另一端的顶部固定连接有齿条a21，连接板b18位于连接板a17的上方，连接板b18的底部固定连接有齿条b22，滚轴20的外侧套设有齿轮23，齿轮23与齿条a21、齿条b22啮合，连接板c19的底部与连接板a17卡接有连接轴16一端的顶部固定连接，气缸a15与气阀a5电连接，气缸a15活塞杆的端部穿过盒体14的侧面朝向连接轴16远离连接板a17的一端，盒体14的顶部安装有导轨24，连接板b18的底部和连接板c19的底部均沿导轨24滑动，连接板b18和连接板c19相向的侧面分别固定连接有固定块25，两个固定块25相向的侧面呈半圆形弧面，滚轴20两端的外径大于滚轴20中间的外径，滚轴20的两端与盒体14的侧面可拆卸连接，盒体14的外侧设有防护罩。
39.气动齿轮自定心机构以气缸a15为动力，以导轨24为导向，实现连接板b18、连接板c19对桥壳双向的自定心夹紧，消除了桥壳中段外形尺寸对轴线定位的影响，固定块25的半圆形弧面，在满足对桥壳自定心夹紧力的同时，减少轴向与桥壳的接触面积，从而减少桥壳轴向的摩擦力，确保气动齿轮自定心机构在夹紧桥壳过程中的移动顺畅，连接板a17通过齿轮23与齿条a21、齿条b22之间的啮合带动连接板b18沿导轨24方向自由移动，导轨24对连接板b18和连接板c19的移动方向起导向作用，防护罩在确保了气动齿轮自定心机构在夹紧、松开桥壳的状态下均能防止切割渣掉落到盒体14中影响盒体14内部各种部件的使用寿命。
40.气动对中机构包括竖直放置的固定板a26、与固定板a26平行间隔设置的固定板b27、与气阀b6电连接的气缸b28、两个分别位于气缸b28的左右两侧的导向轴b29，气缸b28活塞杆的端部穿过固定板a26与固定板b27固定连接，每个导向轴b29的一端均穿过固定板a26与固定板b27固定连接，每个导向轴b29的外侧均套设有导向套30、弹簧b31，导向套30与固定板a26固定连接，弹簧b31位于导向套30与固定板b27之间，固定板b27远离固定板a26一侧的左右两端分别安装有滚轮32，气缸b28和导向轴b29的外部设有防护罩，防护罩与固定板a26的左右两端、固定板b27朝向气缸b28的侧面固定连接，固定板a26的底部固定连接有底板33，固定板a26的前后两侧分别设有若干个加固板34，加固板34与底板33、固定板a26固定连接，固定板a26远离固定板b27的一侧固定连接有固定板c35，气缸b28的活塞杆端部依次穿过固定板c35、固定板a26与固定板b27固定连接，气缸b28的外壳与固定板c35固定连接，导向轴b29的端部套设有支撑块b36，支撑块b36位于固定板b27与弹簧b31之间，支撑块
b36与固定板b27固定连接，固定板b27远离固定板a26一侧的左右两端分别固定连接有定位块37，滚轮32与定位块37活动连接，滚轮32沿水平方向滚动，底板33的底部与工作桌3的顶部可拆卸连接。
41.气动对中机构中的气缸b28提供动力，气缸b28带动导向轴b29共同推动固定板b27实现两个滚轮32、固定板b27共同对桥壳大法兰面的弧形端进行自定心的夹紧定位，确保找正桥壳的中心，底板33与固定板a26提供支撑力，导向套30为导向轴b29提供运动导向，滚轮32减少了与桥壳的摩擦，确保夹紧过程顺畅。
42.定位支架1的上端通过螺钉和定位销固定连接有定位盘38，定位盘38的中心设有定位止口，定位止口朝向两个弹性浮动机构的中间，定位盘38的中心与桥壳的中心位于同一轴线，仿形切割机2的上端竖直安装有电机39，电机39的中心安装有电机轴40，电机轴40的上端外侧与定位盘38的外边缘接触，仿形切割机2的下端竖直安装有割炬41，割炬41、电机39位于同一中心线上，定位支架1的底部、仿形切割机2的底部均与工作桌3的顶部可拆卸连接，割炬41、电机39位于同一中心线上，仿形切割机2与定位盘38配合，确定切割轨迹，提高对桥壳大法兰面切割的准确性。
43.弹性浮动机构的底部、气动齿轮自定心机构的底部、气动对中机构的底部和切割机构的底部均安装在工作桌3的顶部，工作桌3设有空腔，两个弹性浮动机构位于空腔的左右两端，空腔的下方放置有切割渣收集车4，工作桌3安装有气阀a5、气阀b6，气阀a5与气缸a15电连接，气阀b6与气缸b28电连接，气阀a5和气阀b6分别控制气动齿轮自定心机构、气动对中机构，操作方便快捷。
44.本设计通过对零部件详细研究，结合零部件特点，采用消除零部件一致性误差方法，且匹配仿形切割机2，共计投入约7万元，用最经济的方式达到了较高精度的效果。通过弹性浮动机构、气动齿轮自定心机构和气动对中机构的相互配合，消除了零部件误差对桥壳定位的影响，采用定位盘38与仿形切割机2结合，确定桥壳大法兰面的切割轨迹，切割渣收集车4用于收集桥壳切割后的切割渣。实现了对桥壳的定位夹紧和高精度切割，降低了劳动强度，提高了自动化程度。
45.具体实施过程：
46.将桥壳吊至弹性浮动机构和气动齿轮自定心机构的顶部，使得桥壳的底部与弹性浮动机构的顶部接触，桥壳的左右两端分别位于两个气动齿轮自定心机构中的连接板b18和连接板c19之间，平板9受到来自桥壳的压力影响向下移动，导向轴a8向下移动，弹簧a10压缩，从而对桥壳的大法兰面实现找平，启动气阀a5，气阀a5控制气缸a15的活塞杆伸出，活塞杆的端部推动连接轴16带动连接板a17移动，连接板a17带动连接板c19沿着导轨24向着连接板b18的方向移动，连接板a17在移动过程中通过齿条a21和齿轮23带动滚轴20转动，滚轴20通过齿轮23和齿条b22带动连接板b18沿着导轨24向着连接板c19的方向移动，连接板b18和连接板c19在移动过程中彼此相向移动，从而实现连接板b18的固定块25和连接板c19的固定块25自定心夹紧桥壳的目的，启动气阀b6，气阀b6控制气缸b28的活塞杆伸出，导向轴b29在导向套30的内部滑动，活塞杆的端部和导向轴b29推动固定板b27移动，固定板b27带动滚轮32移动，滚轮32移动至桥壳大法兰面的弧形端，实现对桥壳的中心进行定位，启动仿形切割机2，电机39带动电机轴40沿着定位盘38的外边缘移动，割炬41在电机39的带动下沿圆轴移动从而对桥壳进行切割，割炬41对桥壳切割产生的残渣通过工作桌3的空腔掉落
至切割渣收集车4中。
47.本具体实施例是对本实用新型的说明，但其并不是对本实用新型的限制，在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。