阅读说明：本技术 轨道客车宽大板件快速对中装置 (Rapid centering device for wide and large plate of railway passenger car ) 是由 鲍洪阳 王军田 王亚男 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：轨道客车宽大板件快速对中装置属于轨道车辆宽大板件定位辅助装置领域,其包括常规工装基座、至少两个通用支撑座、两个夹紧座、两个夹紧座导轨、基座、基座导轨、直线液压缸、齿轮、左连杆、右连杆、微调丝杠和丝杠底座。本发明能够实现对宽大板件的自动对中作业,可使大部件工件的中垂面确定过程实现自动化,从而大幅降低作业者劳动强度,节约人力资源和生产成本,提高作业精度和生产效率。(Quick centering device of railway vehicle wide and large plate belongs to the wide and large plate location auxiliary device field of rail vehicle, and it includes conventional frock base, two at least general supporting seats, two press from both sides tight seat guide rails, base guide rail, linear hydraulic cylinder, gear, left connecting rod, right connecting rod, fine setting lead screw and lead screw base. The invention can realize the automatic centering operation of the wide and large plate and realize the automation of the process of determining the middle vertical plane of the large part workpiece, thereby greatly reducing the labor intensity of operators, saving the human resources and the production cost and improving the operation precision and the production efficiency.)

轨道客车宽大板件快速对中装置

技术领域

本发明属于轨道车辆宽大板件定位辅助装置领域，具体涉及一种轨道客车宽大板件快速对中装置。

背景技术

中垂面是通过几何体底面中轴线的竖直平面，其是指能将对称的几何体沿竖直方向等分成镜像对称的两部分的剖面。

如图1所示，轨道客车的地板是由多块型腔板材拼合焊接形成的整体大部件，为保证各种加工形状、尺寸的定位基准一致，相对位置准确，通常采用为先组焊后机加工的制造工艺。然而，在焊后的冷却收缩和应力释放的作用影响下，各型材部件组焊所形成的整体大部件不能为一个规则的矩形，出现梯形或弧形等不规则形状的情况时有发生。以制造某型长约10-25m、宽约1-3m的列车的地板大部件为例，其组焊后形成的宽大板件1在后续的定尺划线、开孔、切削等机加工作业均需要在数控机床上进行。按照图纸理论尺寸的设计，全部后续加工尺寸均以宽大板件1的理论宽度中垂面为中心基准。为此，机加工之前，必须率先将工件的纵向中垂面K与机床的XOZ坐标系中垂面E重合。

然而，由于焊接变形因素的影响，宽大板件1的实际形状存在误差，导致宽大板件1的实际宽度中垂面K与理论位置不重合，因此，无法仅通过宽大板件1上的一个X向长边位置参数减去Y向短边尺寸参数的一半的方法来解算确定实际宽度中垂面K相对于机床中垂面E的位置。

现有的宽大板件1确定宽度中垂面K的方法为，采用手动操作机床寻找工件边缘的X向长边位置参数坐标，通过Y轴宽度方向上的取中计算，来确定中心坐标，配合侧向手动压紧装置来完成定位。在长约10-25m的型材上，如此手动操作要进行三在至四组，才能完成工件的定位，加工辅助时间长，且多组侧向压紧装置在压紧过程中会对工件产生变化应力，影响定位精度。

另一方面，雷尼绍三坐标测量系统是一种公知且成熟的机加工自动化测绘机器人，其可以通过五轴数控转臂带动测量探针，自动实现工件边缘或端面的位置参数检测。其内部的自带的编程界面，也可以实现测量就结果的简单参数计算。

发明内容

为了解决现有轨道客车宽大板件的中垂面确定过程需要多名操作者协同作业，其测量和计算过程费时费力、效率低下、作业耗时长、测绘结果精度差的技术问题，本发明提供一种轨道客车宽大板件快速对中装置。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

轨道客车宽大板件快速对中装置，包括常规工装基座和至少两个通用支撑座，其特征在于：该装置还包括两个夹紧座、两个夹紧座导轨、基座、基座导轨、直线液压缸、齿轮、左连杆、右连杆、微调丝杠和丝杠底座；

两个夹紧座导轨通过T形螺栓对称固连在常规工装基座的两端，基座导轨通过T形螺栓固连在常规工装基座的中部；两个夹紧座对称设置，两个夹紧座的底部通过滑块一一对应与两个夹紧座导轨滑动连接，两个夹紧座的夹紧端面与待夹紧的宽大板件的被夹紧端面随形设置，两个夹紧座的移动方向均与常规工装基座上Y轴向的长边方向平行；

基座的底部通过滑块与基座导轨滑动连接，基座上垂直于其Y轴向长边的中垂面与常规工装基座上垂直于其Y轴向长边的中垂面重合；齿轮固连在基座的一端，齿轮的旋转中心位于基座上平行于其自身Y轴向的中垂面内，直线液压缸的缸体固连在基座的另一端，直线液压缸的活塞杆端部与右连杆的左侧固连，右连杆的左侧端部固连一个右齿条，右连杆的右端与右侧的夹紧座固连，右齿条与齿轮啮合，右连杆及其右齿条的移动方向均与常规工装基座上Y轴向的长边方向平行；

左连杆的左端点与右连杆的右端点沿基座的中心旋转对称设置，左连杆的左端与左侧的夹紧座固连，左连杆的右端固连一个左齿条；左齿条与齿轮啮合，左连杆及其左齿条的移动方向均与常规工装基座上Y轴向的长边方向平行，左齿条与右齿条的移动距离均小于夹紧座导轨的长度；

丝杠底座固连在常规工装基座上，微调丝杠的丝母端固连在丝杠底座上，微调丝杠丝杆的一端与丝母螺纹连接，丝杆的另一端与轴承内圈固连，轴承外圈与基座的侧端面固连，微调丝杠的丝杆与常规工装基座上Y轴向的长边方向平行。

所述夹紧座整体为L形结构，L形结构的水平段设有多组左右平行设置的连杆连接孔，L形结构的竖直段设有多组上下平行设置的定位块连接孔，随形匹配垫块(图中未示出)通过螺栓和定位块连接孔的配合而固连在夹紧座的竖直段上。

本发明的有益效果是：本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置的左连杆和右连杆旋转对称且彼此平行，并均与齿轮啮合，其三者固定在基座的纵向中线上。基座的横向中垂面与常规工装基座的横向中垂面重合。每个夹紧座均与一个对应夹紧座导轨共同构成一个夹紧机构。两个夹紧机构镜像布置于双向同步驱动机构的两端，且两个夹紧机构关于常规工装基座的横向中垂面镜像对称。

直线液压缸能够驱动齿轮转动，并使两个夹紧机构分别在左连杆和右连杆的带动下以保持镜像对称的方式同步反向运动，从而实现对宽大板件的自动对中作业。

本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置，可使大部件工件的中垂面确定过程实现自动化，从而大幅降低作业者劳动强度，节约人力资源和生产成本，提高作业精度和生产效率。

此外该轨道客车宽大板件快速对中装置还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广普及等优点。

附图说明

图1是旧有技术用常规工装基座和四个通用支撑座对宽大板件进行支撑和对中作业时的示意图；

图2是本发明轨道客车宽大板件快速对中装置未包含通用支撑座的立体结构示意图；

图3是图2的俯视结构示意图；

图4是本发明的基双向同步驱动机构和两个夹紧机构分别与常规工装基座的***装配示意图；

图5是图4中I部分的局部放大图；

图6是本发明夹紧机构的***装配示意图；

图7是本发明基双向同步驱动机构的***装配示意图；

图8是图7中II部分的局部放大结构示意图；

图9是本发明轨道客车宽大板件快速对中装置的应用示意图；

图10是图9的前视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1至图8所示，本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置包括常规工装基座3、至少两个通用支撑座2、两个夹紧座4、两个夹紧座导轨5、基座6、基座导轨7、直线液压缸8、齿轮9、左连杆10、右连杆11、微调丝杠12和丝杠底座13。

两个夹紧座导轨5通过T形螺栓对称固连在常规工装基座3的两端，基座导轨7通过T形螺栓固连在常规工装基座3的中部；两个夹紧座4对称设置，两个夹紧座4的底部通过滑块一一对应与两个夹紧座导轨5滑动连接，两个夹紧座4的夹紧端面与待夹紧的宽大板件1的被夹紧端面随形设置，两个夹紧座4的移动方向均与常规工装基座3上Y轴向的长边方向平行。

基座6的底部通过滑块与基座导轨7滑动连接，基座6上垂直于其Y轴向长边的中垂面与常规工装基座3上垂直于其Y轴向长边的中垂面重合；齿轮9固连在基座6的一端，齿轮9的旋转中心位于基座6上平行于其自身Y轴向的中垂面内，直线液压缸8的缸体固连在基座6的另一端，直线液压缸8的活塞杆端部与右连杆11的左侧固连，右连杆11的左侧端部固连一个右齿条11-1，右连杆11的右端与右侧的夹紧座4固连，右齿条11-1与齿轮9啮合，右连杆11及其右齿条11-1的移动方向均与常规工装基座3上Y轴向的长边方向平行。

左连杆10的左端点与右连杆11的右端点沿基座6的中心旋转对称设置，左连杆10的左端与左侧的夹紧座4固连，左连杆10的右端固连一个左齿条10-1；左齿条10-1与齿轮9啮合，左连杆10及其左齿条10-1的移动方向均与常规工装基座3上Y轴向的长边方向平行，左齿条10-1与右齿条11-1的移动距离均小于夹紧座导轨5的长度。

丝杠底座13固连在常规工装基座3上，微调丝杠12的丝母端固连在丝杠底座13上，微调丝杠12丝杆的一端与丝母螺纹连接，丝杆的另一端与轴承内圈固连，轴承外圈与基座6的侧端面固连，微调丝杠12的丝杆与常规工装基座3上Y轴向的长边方向平行。

所述夹紧座4整体为L形结构，L形结构的水平段设有多组左右平行设置的连杆连接孔4-1，这些连杆连接孔4-1便于左连杆10和右连杆11根据宽大板件1的宽度尺寸，选择合适位置的连杆连接孔4-1与夹紧座4连接，通用性好；L形结构的竖直段设有多组上下平行设置的定位块连接孔4-2，随形匹配垫块(图中未示出)通过螺栓和定位块连接孔4-2的配合而固连在夹紧座4的竖直段上，这些定位块连接孔4-2便于根据宽大板件1的高度尺寸，将随形匹配垫块固连在夹紧座4的合适位置，通用性好。

每个夹紧座4均与一个一一对应夹紧座导轨5共同构成一个夹紧机构；基座6、基座导轨7、直线液压缸8、齿轮9、左连杆10、右连杆11、微调丝杠12和丝杠底座13共同构成一个双向同步驱动机构。且两个夹紧机构关于常规工装基座3的横向中垂面镜像对称。

具体应用本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置时，如图9和图10所示，在一个常规工装基座3上固定四个通用支撑座2，使其成为旧有的常规支撑平台。

将多个常规支撑平台平行固定，在其前、后两端分别布置一套本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置，并使其三者的Y向中垂面M均与机床自身XOZ加工基准的中垂面K重合，从而形成一整套具有对中功能的大部件加工平台，该具有对中功能的大部件加工平台，即可与现有的大部件组对胎位联合使用，也可与现有的大部件焊接胎位联合使用，通用性好。

此后，分别启动两个本发明的轨道客车宽大板件快速对中装置中的各自的直线液压缸8，使其活塞杆从液压缸的缸体内缩短并驱动右连杆11动作，并利用右齿条11-1驱动齿轮9顺时针旋转。左齿条10-1则在齿轮9的带动下，与右齿条11-1构成同步反向运动。从而使两套夹紧机构分别在左连杆10和右连杆11的驱动下彼此分离。当右齿条11-1相对驱动齿轮9达到最大行程时，停止直线液压缸8。

接着，在大部件组对焊接或加工平台完成宽大板件1的组对、焊接或加工，也可以将在其它组对胎位上组焊后的宽大板件1吊装转运至大部件组对焊接平台上。

然后，重新启动两个直线液压缸8，使其活塞杆从液压缸的缸体内伸长，并驱动右连杆11反向动作，驱动齿轮9在右齿条11-1的带动下逆时针旋转，并将驱动力传动至左齿条10-1，从而使两套夹紧机构分别在左连杆10和右连杆11的驱动下彼此同步相对靠拢。

宽大板件1的左、右长边分别在两套夹紧机构的推动下自动完成对中并被夹紧固定，即可完成对中作业。

在后续加工作业中，率先用公知的雷尼绍三坐标测量系统测量工件四个角的Y向实际位置，并将其实际加工坐标值与以机床自身XOZ加工基准的中垂面K作为参考基准的图纸理论坐标值做差比较，从而分别求得X正向和X负向位置的实际Y轴误差值△Y。利用微调丝杠进行修正，使工件中心M与数控机床X轴平行。最后，将实际开孔或切削时，即可按图纸要求完成精确的开孔或切削作业，进而大幅提高生产效率，并使加工误差符合设计需求。