带臂转向节主销孔钻孔夹具的制作方法

本发明涉及带臂转向节加工技术领域，特别涉及带臂转向节主销孔钻孔夹具。

背景技术：

转向节臂又叫梯形臂，是转向传动装置的最后一级传力部件，现有转向节臂一般通过螺栓连接在左右转向节上，另一端用球销和横拉杆接连。转向节是最终实现转向的部件，可是如何将转向机摇臂产生的扇形运动连接到左侧的转向节呢，于是在左侧的转向节上加装了转向节臂，通过转向纵拉杆将其与转向摇臂连接起来，并实现转向功能。

随着国家节能减排标准的不断提升，轻量化成为汽车行业创新发展的主要方向，主要途径是材料轻量化和结构轻量化。带臂转向节就是基于轻量化理念整体式结构设计的转向节，替代传统螺栓连接的分体式结构。转向节与转向节臂通过一体化锻造，总成部件重量可减轻4公斤左右。但由于转向节本身就属于枝杈类高难度复杂锻件，再加上在转向节上一体成型的转向节臂更加增加了整个结构的复杂性，且分布在上下耳上的主销孔的轴线方向与盘部和轴颈之间均呈不规则的角度，而上下耳上的主销孔的同轴度要求较高，因此在带臂转向节主销孔加工过程中如何装夹定位来保证主销孔的加工精度一直是行业中亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供带臂转向节主销孔钻孔夹具，具有稳固性好，定位精度高，装夹过程简单，生产效率高，钻孔精度高的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

带臂转向节主销孔钻孔夹具，包括底座和设置在底座上的定位装置，所述定位装置包括定位体和压紧装置，所述定位体上设有用于对转向节盘部进行定位的定位面，所述定位面上设有用于对转向节轴颈进行定位的定位孔，所述定位面和水平面之间的夹角与转向节盘部和转向节主销孔轴线之间的夹角相等，所述定位体的一侧还设有用于对转向节臂进行定位的转向节臂定位部。

通过采用上述技术方案，定位时将转向节轴颈插入定位孔中至转向节盘部与定位面接触，再利用转向节臂定位部对转向节臂进行定位，最后通过压紧装置将转向节固定在定位体上，压紧装置和定位体同时限制了带臂转向节在垂直和水平方向的自由度，转向节臂定位部限制了带臂转向节沿转向节轴颈的轴线方向旋转的自由度，使带臂转向节在主销孔钻孔过程中限位更加牢固，钻孔精密度更高，避免了加工时转向节旋转，而导致偏差，提高了生产质量，同时，通过定位体、压紧装置和转向节臂定位部相互配合，克服了带臂转向节结构复杂不好装夹定位的问题并充分利用了这种复杂的结构，实现了对带臂转向节快速、精准的定位，且定位精度高，装夹过程简单，生产效率高，钻孔精度高，同时，定位体上定位面与水平面之间的夹角与转向节盘部和转向节主销孔轴线之间的夹角相等使得转向节盘部与定位面接触后，转向节主销孔轴线与水平面平行，保证主销孔钻孔加工时，主销孔能够与机床主轴方向同轴，进一步保证了主销孔的加工精度。

本发明的进一步设置为：所述定位孔内设有定位套，所述定位套的外壁与定位孔的内壁紧密配合，所述定位套与定位孔同轴。

通过采用上述技术方案，转向节轴颈通过定位套与定位孔同轴配合，定位套结构简单，容易制造，便于更换，在大批量生产中，能够有效防止转向节轴颈与定位孔直接接触而造成定位孔的磨损，从而导致定位精度下降，因此，在定位孔中设置定位套能够有效提高整个夹具的使用寿命，降低夹具的维护成本。

本发明的进一步设置为：所述压紧装置包括压臂、支撑臂和压紧油缸，所述压臂的一端与压紧油缸的伸缩轴转动连接，所述压臂的另一端向转向节耳部的方向延伸，所述支撑臂位于压紧油缸与转向节耳部之间，所述支撑臂的下端固定在底座上，所述支撑臂的上端与压臂转动连接，所述压紧油缸固定在底座上，所述压紧油缸与压臂的一端连接，所述压臂的另一端位于转向节耳部的上方。

通过采用上述技术方案，压紧油缸驱动压臂的一端上下运动，使压臂绕其与支撑臂连接的点转动，从而带动压臂位于转向节耳部上方的一端上下运动实现转向节耳部的夹紧或者松开，同时，通过控制压紧油缸的行程大小可以有效控制压臂位于转向节耳部上方的一端上下运动的距离，可以满足转向节耳部尺寸不同的产品的压紧，从而提高了夹具的通用性。

本发明的进一步设置为：所述转向节臂定位部包括固定定位座和活动定位座，所述固定定位座和活动定位座分别固定在转向节臂的两侧，所述固定定位座和活动定位座上分别设有定位螺栓和压紧螺栓，所述定位螺栓和压紧螺栓分别与固定定位座和活动定位座可拆卸连接，所述定位螺栓和压紧螺栓相对的一端分别与转向节臂的两侧相对。

通过采用上述技术方案，利用带臂转向节自身的特殊结构，定位时将转向节臂置于固定定位座和活动定位座之间，转向节臂的一侧通过定位螺栓定位，然后通过压紧螺栓压紧，使转向节快速装夹定位，定位精度更高，并且在主销孔钻孔加工过程中，整个带臂转向节不会发生旋转，钻孔加工精度更高。

本发明的进一步设置为：所述压臂向转向节耳部方向延伸的一端设有压头，所述压头的底部两端分别与转向节耳部的上耳和下耳相对。

通过采用上述技术方案，所述压臂通过压头将转向节耳部压住，所述压头两端分别与上耳和下耳接触，由于带臂转向节的上耳和下耳之间具有一定的间距，通过压头对上耳和下耳进行压紧，压紧效果较好且仅需要一个压臂就可以实现，更符合轻量化的设计要求，成本也更低。

本发明的进一步设置为：所述压头的顶部还设有辅助压块，所述辅助压块与压臂固定连接，所述辅助压块和压臂与压头接触的区域位于上耳和下耳之间中部的位置。

通过采用上述技术方案，使辅助压块和压臂与压头接触的区域位于上耳和下耳之间中部的位置，可以保证压头受力点尽量在压头与上耳和下耳接触点的中间，这样上耳和下耳在压紧时受力才会均匀，从而有效避免上耳和下耳因受力不均而造成带臂转向节装夹不稳定的问题，进一步提高了转向节主销孔的加工质量。本发明的进一步设置为：所述底座上设有与定位孔位置相对的孔，所述孔的深度大于转向节轴颈从定位体中伸出的长度。

通过采用上述技术方案，转向节轴颈插入定位孔中至转向节盘部与定位面接触后，转向节轴颈从定位孔伸出的部分进入底座上与定位孔位置相对的孔中，这样定位孔的深度就不需要太深，因此定位体的厚度就可以大大减小，从而使夹具更加轻便，且对于尺寸不同的转向节轴颈均能实现定位，同时，由于底座上的孔径较大，转向节轴颈在装夹时可以左右摆动调节，从而使转向节耳部与压紧装置更好的接触，进而提高压紧效果。

本发明的有益效果是：

1.本发明对带臂转向节装夹定位时稳固性好，定位精度高，装夹过程简单，生产效率高，产品质量好，定位时将转向节轴颈插入定位孔中至转向节盘部与定位面接触，再利用转向节臂定位部对转向节臂进行定位，最后通过压紧装置将转向节固定在定位体上，压紧装置和定位体同时限制了带臂转向节在垂直和水平方向的自由度，转向节臂定位部限制了带臂转向节沿转向节轴颈的轴线方向旋转的自由度，使带臂转向节在主销孔钻孔过程中限位更加牢固，钻孔精密度更高，避免了加工时转向节旋转，而导致偏差，提高了生产质量，同时，通过定位体、压紧装置和转向节臂定位部相互配合，克服了带臂转向节结构复杂不好装夹定位的问题并充分利用了这种复杂的结构，实现了对带臂转向节快速、精准的定位，且定位精度高，装夹过程简单，生产效率高，钻孔精度高，同时，定位体上定位面与水平面之间的夹角与转向节盘部和转向节主销孔轴线之间的夹角相等使得转向节盘部与定位面接触后，转向节主销孔轴线与水平面平行，保证主销孔钻孔加工时，主销孔能够与机床主轴方向同轴，进一步保证了主销孔的加工精度。

2.本发明通过在定位体的定位孔中设置定位套，使转向节轴颈通过定位套与定位孔同轴配合，定位套结构简单，容易制造，便于更换，在大批量生产中，能够有效防止转向节轴颈与定位孔直接接触而造成定位孔的磨损，从而导致定位精度下降的问题，因此，在定位孔中设置定位套能够有效提高整个夹具的使用寿命，降低夹具的维护成本。

3.本发明中压紧装置通过压紧油缸驱动压臂的一端上下运动，使压臂绕其与支撑臂连接的点转动，从而带动压臂位于转向节耳部上方的一端上下运动实现转向节耳部的夹紧或者松开，同时，通过控制压紧油缸的行程大小可以有效控制压臂位于转向节耳部上方的一端上下运动的距离，可以满足转向节耳部尺寸不同的产品的压紧，从而提高了夹具的通用性。

4.本发明利用带臂转向节自身的特殊结构，在定位时将转向节臂置于固定定位座和活动定位座之间，转向节臂的一侧通过定位螺栓定位，然后通过压紧螺栓压紧，使转向节快速装夹定位，定位精度更高，并且在主销孔钻孔加工过程中，整个带臂转向节不会发生旋转，钻孔加工精度更高。

5.本发明中压臂通过压头将转向节耳部压住，所述压头两端分别与上耳和下耳接触，由于带臂转向节的上耳和下耳之间具有一定的间距，通过压头对上耳和下耳进行压紧，压紧效果较好且仅需要一个压臂就可以实现，更符合轻量化的设计要求，成本也更低。

6.本发明转向节轴颈插入定位孔中至转向节盘部与定位面接触后，转向节轴颈从定位孔伸出的部分进入底座上与定位孔位置相对的孔中，这样定位孔的深度就不需要太深，因此定位体的厚度就可以大大减小，降低成本的同时使整个夹具更加轻便，且对于尺寸不同的转向节轴颈均能实现定位，同时，由于底座上的孔径较大，转向节轴颈在装夹时可以左右摆动调节，从而使转向节耳部与压紧装置更好的接触，进而提高压紧效果。

7.本发明通过在压头的顶部设置辅助压块，使辅助压块和压臂与压头接触的区域位于上耳和下耳之间中部的位置，从而实现通过辅助压块将压臂对压头施加的力转移到压头中部的位置，从而使上耳和下耳在被压头压紧时能均匀受力，从而有效避免上耳和下耳因受力不均而造成带臂转向节装夹不稳定的问题，进一步提高了转向节主销孔的加工质量。

附图说明

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。

图1是本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具装夹定位时的立体结构示意图。

图2是图1的主视图。

图3是本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具压紧装置中压臂、压头和辅助压块的连接结构示意图。

图4是本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具中定位装置与底座连接的剖面示意图。

图5是本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具装夹定位时的剖面结构示意图。

图6是采用本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具进行装夹定位的带臂转向节的俯视图。

图7是采用本发明带臂转向节主销孔钻孔夹具进行装夹定位的带臂转向节的主视图

图中，1、底座；11、孔；2、定位装置；21、定位体；211、定位面；212、定位孔；213、定位套；22、压紧装置；221、压臂；222、支撑臂；223、压紧油缸；224、压头；225、辅助压块；23、转向节臂定位部；231、固定定位座；232、活动定位座；233、定位螺栓；234、压紧螺栓；3、转向节轴颈；4、转向节盘部；5、转向节臂；6、转向节主销孔轴线；7、转向节耳部；71、上耳；72、下耳。

具体实施方式

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。

参照图1～图7，带臂转向节主销孔钻孔夹具，包括底座1和设置在底座1上的定位装置2，所述定位装置2包括定位体21和压紧装置22，所述定位体21上设有用于对转向节盘部4进行定位的定位面211，所述定位面211上设有用于对转向节轴颈3进行定位的定位孔212，所述定位面211和水平面之间的夹角与转向节盘部4和转向节主销孔轴线6之间的夹角相等，所述定位体21的一侧还设有用于对转向节臂5进行定位的转向节臂定位部23，定位时将转向节轴颈3插入定位孔212中至转向节盘部4与定位面211接触，再利用转向节臂定位部23对转向节臂5进行定位，最后通过压紧装置22将转向节固定在定位体21上，压紧装置22和定位体21同时限制了带臂转向节在垂直和水平方向的自由度，转向节臂定位部23限制了带臂转向节沿转向节轴颈3的轴线方向旋转的自由度，使带臂转向节在主销孔钻孔过程中限位更加牢固，钻孔精密度更高，避免了加工时转向节旋转，而导致偏差，提高了生产质量，同时，通过定位体、压紧装置和转向节臂定位部相互配合，充分利用了带臂转向节本身复杂的结构特点，共同实现了带臂转向节的定位和夹紧，定位体21上定位面211与水平面之间的夹角与转向节盘部4和转向节主销孔轴线6之间的夹角相等使得转向节盘部4与定位面211接触后，转向节主销孔轴线6与水平面平行，保证主销孔钻孔加工时，主销孔能够与机床主轴方向同轴，进一步保证了主销孔的加工精度。

进一步的，所述定位孔212内设有定位套213，所述定位套213的外壁与定位孔212的内壁紧密配合，所述定位套213与定位孔212同轴，转向节轴颈3通过定位套213与定位孔212同轴配合，定位套213结构简单，容易制造，便于更换，在大批量生产中，能够有效防止转向节轴颈3与定位孔212直接接触而造成定位孔212的磨损，从而导致定位精度下降，因此，在定位孔212中设置定位套213能够有效提高整个夹具的使用寿命，降低夹具的维护成本。

进一步的，所述压紧装置22包括压臂221、支撑臂222和压紧油缸223，所述压臂221的一端与压紧油缸223的伸缩轴转动连接，所述压臂221的另一端向转向节耳部7的方向延伸，所述支撑臂222位于压紧油缸223与转向节耳部7之间，所述支撑臂222的下端固定在底座1上，所述支撑臂222的上端与压臂221转动连接，所述压紧油缸223固定在底座1上，所述压紧油缸223与压臂221的一端连接，所述压臂221的另一端位于转向节耳部7的上方。压紧油缸223驱动压臂221的一端上下运动，使压臂221绕其与支撑臂222连接的点转动，从而带动压臂221位于转向节耳部7上方的一端上下运动实现转向节耳部7的夹紧或者松开，同时，通过控制压紧油缸223的行程大小可以有效控制压臂221位于转向节耳部7上方的一端上下运动的距离，可以满足转向节耳部7尺寸不同的产品的压紧，从而提高了夹具的通用性。

进一步的，所述转向节臂定位部23包括固定定位座231和活动定位座232，所述固定定位座231和活动定位座分别固定在转向节臂5的两侧，所述固定定位座231和活动定位座232上分别设有定位螺栓233和压紧螺栓234，所述定位螺栓233和压紧螺栓234分别与固定定位座231和活动定位座232可拆卸连接，所述定位螺栓233和压紧螺栓234相对的一端分别与转向节臂5的两侧相对，利用带臂转向节自身的特殊结构，定位时将转向节臂5置于固定定位座231和活动定位座232之间，转向节臂5的一侧通过定位螺栓233定位，然后通过压紧螺栓234压紧，使转向节快速装夹定位，定位精度更高，并且在主销孔钻孔加工过程中，整个带臂转向节不会发生旋转，钻孔加工精度更高。

进一步的，所述压臂221向转向节耳部7方向延伸的一端设有压头224，所述压头224的底部两端分别与转向节耳部7的上耳71和下耳72相对，所述压臂221通过压头224将转向节耳部7压住，所述压头224两端分别与上耳71和下耳72接触，由于带臂转向节的上耳71和下耳72之间具有一定的间距，通过压头224对上耳71和下耳72进行压紧，压紧效果较好且仅需要一个压臂221就可以实现，更符合轻量化的设计要求，成本也更低。

进一步的，所述压头224的顶部还设有辅助压块225，所述辅助压块225与压臂221固定连接，所述辅助压块225和压臂221与压头224接触的区域位于上耳71和下耳72之间中部的位置，由于转向节臂5的阻挡，导致压臂221与压头224连接的端部无法位于上耳71和下耳72之间中部的位置，从而导致压头224对上耳71和下耳施加的力不同，因此在压头224的顶部设置辅助压块225，通过辅助压块225将压臂221对压头224施加的力转移到压头224中部的位置，从而保证压头224受力点尽量在压头224与上耳71和下耳72接触点的中间，这样上耳71和下耳72在压紧时能够均匀受力，上耳71和下耳72在压紧时整个转向节更稳定，进一步提高了转向节主销孔的加工质量。

进一步的，所述底座1上设有与定位孔212位置相对的孔11，所述孔11的深度大于转向节轴颈3从定位体21中伸出的长度，转向节轴颈3插入定位孔212中至转向节盘部4与定位面接触后，转向节轴颈3从定位孔212伸出的部分进入底座1上与定位孔212位置相对的孔11中，这样定位孔212的深度就不需要太深，因此定位体21的厚度就可以大大减小，从而使夹具更加轻便，且对于尺寸不同的转向节轴颈3均能实现定位，同时，由于底座1上的孔11孔径较大，转向节轴颈3在装夹时可以左右摆动调节，从而使转向节耳部7与压紧装置22更好的接触，进而提高压紧效果。

本发明的工作原理：定位时将转向节轴颈3插入定位孔212中至转向节盘部4与定位面211接触，转向节轴颈3从定位孔212伸出的部分进入底座1上与定位孔212位置相对的孔中，然后将转向节臂5置于固定定位座231和活动定位座232之间，转向节臂5的一侧通过定位螺栓233定位，然后通过压紧螺栓234压紧，使转向节快速装夹定位，最后通过压紧油缸223驱动压臂221的一端向上运动，使压臂221绕其与支撑臂222连接的点转动，从而带动压臂221位于转向节耳部7上方的一端向下运动至压臂221端部压头224与转向节耳部7接触并逐渐将转向节耳部7压紧，从而将整个带臂转向节固定在定位体21上，本发明通过定位体21、压紧装置22和转向节臂定位部23相互配合，克服了带臂转向节结构复杂不好装夹定位的问题并充分利用了这种复杂的结构，实现了对带臂转向节快速、精准的定位，且定位精度高，装夹过程简单，生产效率高，钻孔精度高。