CN101376219A - 一种气瓶瓶口加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气瓶瓶口加工机床，它包括卧式加工中心、设置在卧式加工中心前方的上下料装置，其上下料装置包括用于输送工件的双托盘机构和将工件送到加工中心进行加工的工件夹紧送料机构，本发明采用一次装夹，工件固定、刀具旋转的方式，通过数控系统控制，上下料装置与加工中心自动完成工件的上下料过程和对气瓶瓶口外圆、端面、内直(锥)孔、内外倒角、内直(锥)螺纹等工艺内容的全部加工，操作简便，加工精度高，加工效率较现有技术有较大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属加工机床，特别是一种用于加工气瓶类工件的加工机床。
背景技术
原有的气瓶瓶口加工机床是工件固定不动，动力刀头转动，对加工工件在多次装夹和定位的基础上分工序对瓶口外圆、端面、内孔、螺纹进行加工，螺纹的加工使用丝锥，这种工艺存在加工出来的瓶口质量差、螺纹精度不高的问题，专利ZL0127798.1提供的一种切削机床是采用刀具(不转)固定，工件旋转的方式，对于一部分尺寸较小的气瓶解决了瓶口质量差、螺纹精度不高的问题，但这种加工方式工件的转速较慢，特别是对直径尺寸较大的气瓶加工时，加工精度降低，加工效率低下。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种工件不旋转、加工精度高、加工效率高的新型机床。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种气瓶瓶口加工机床，包括卧式加工中心、设置在卧式加工中心前方的上下料装置，其上下料装置包括：用于输送工件的双托盘机构和将工件送到加工中心进行加工的工件夹紧送料机构，其中：
双托盘机构包括长条形底座16，其上设有沿其长度方向的导轨，导轨上置有滑台22，该滑台22包括与导轨配合的支撑架组件27、置于支撑架组件27上的工作托架28和可水平移动的托架底板32，支撑架组件27两端分别设有用于举升工作托架28的油缸，油缸杆的头部与工作托架28固定连接，该工作托架28上设有滚珠丝杠29，托架底板32下部设有与滚珠丝杠29配合的丝母座31，托架底板32上设有至少一组工件托架30；
工件夹紧送料机构在双托盘机构的后部，设在底座16的导轨上，其包括与导轨配合并可在其上滑动的支座19，支座19的两侧分别连接有夹紧机构和推进机构。
本发明采用一次装夹，工件固定、刀具旋转的方式，通过数控系统控制，上下料装置与加工中心自动完成工件的上下料过程和对气瓶瓶口外圆、端面、内直(锥)孔、内外倒角、内直(锥)螺纹等工艺内容的全部加工。其工作过程是：设在双托盘机构两端的油缸动作，将工作托架28连同托架底板32举升至设定位置，需要加工的工件被置于双托盘机构的工件托架30上，双托盘机构上的托架底板32通过滚珠丝杠29带动其移向设定位置，由设在双托盘机构后部的工件夹紧送料机构将工件夹紧并往前送至加工中心的加工位，由加工中心完成对瓶口的加工；工件加工结束后，工件夹紧送料机构夹持工件后退至卸料位，双托盘机构的工作托架28上升托住工件，将其输送至下料位。
为了保证双托盘料机构在举升工件的过程中工作托架28的两侧能保持同步，本发明在所述双托盘机构上设有同步升降装置，其包括分别设在工作托架28两端的两根齿条39和设在轴40上分别与两根齿条39啮合的两个齿轮41，轴40两端的支座37与分别设在工作托架28两端的支架38固定连接。当两侧的油缸举升工作托架28时，通过设在同一根轴40上的两个齿轮41分别与两端的齿条39的啮合，来保证工作托架28升降的同步性。
为了提高整机的自动化程度及提高加工效率，本发明在双托盘机构的上料侧设有与其配合的上料架8，其为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向内侧倾斜，在低阶面上设有工件定位机构和工件翻转机构，所述工件定位机构包括沿上料架8长度方向设置的导向杆10和能沿其移动的导向板11，导向板11与油缸支架12连接，油缸的缸杆头部连接有挡板14；所述工件翻转机构设在工件定位机构的下方，其包括翻转支架7和设在其上与其活动连接的V形翻转架6，V形翻转架6通过油缸来驱动；低阶面的外侧还设置有至少一个支撑架。待加工工件在上料架8上由油缸带动挡板14移动，对工件进行定位，然后翻转机构的油缸动作，将定位后的工件通过翻转架6翻转至支撑架上，进入下一个工作过程。为了对工件进行定位及支撑，上述支撑架包括设置在上料架8前部的前支撑架5及设置在其后部的后支撑架4，分别支撑气瓶的瓶口和瓶身，为了适应不同长度气瓶，后支撑架的位置可调。
为了同样的目的，本发明在双托盘机构的下料侧设有与其配合的下料架1，其为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向外侧倾斜，低阶面上设有至少一个导向架，该导向架顶部具有向外侧倾斜的导向板，该导向板的高度不小于高阶面的高度。上述导向架包括设置在下料架1前部的前导向架2及设置在其后部的后导向架3，前导向架2的高度大于后导向架3的高度。工件在到达下料位后与下料架配合完成工件的下料过程。为了适应不同长度气瓶，后导向架的位置可调。
本发明的夹紧送料机构中的夹紧机构可以是现有技术的各种夹紧形式，为了提高其自动化程度及工件的夹紧效果，本发明将其设计为由油缸带动连杆部件将工件锁紧的结构形式，其包括置于下部的锁紧连接板26及与其两端活动连接的左连杆20和右连杆24，它们分别与油缸23两侧的缸杆连接，左连杆20上固定连接有左卡爪21，右连杆24上固定连接有右卡爪25。夹紧工件时，油缸23动作，带动与其连接的锁紧连接板、左右连杆及左右卡爪将工件夹紧；夹紧送料机构中的推进机构是液压油缸，其缸杆头部与支座19连接。液压油缸动作，带动与缸杆头部连接的支座19及与支座19连接的夹紧机构沿底座16上的导轨移动。
为了提高工作效率，本发明在双托盘机构的托架底板32上设有两组工件托架30，即双托盘机构上可以同时有两个工件，在工作过程中，可以同时完成两个工件的上料和下料工序，节约了程序，大大提高了工作效率。
本发明的卧式加工中心，可以采用现有技术的加工中心，为了便于机床连线，本发明将卧式加工中心设计为十字滑台的结构形式，即其包括圆盘式刀库44、可在床座上作X向运动的十字滑台，十字滑台47上设置有Z向导轨，Z向导轨上设置有能沿该导轨作Z向运动的立柱46，主轴箱43设在立柱46上并能沿立柱46作Y向运动；主轴箱43的前端设有数控U轴42。本发明的加工中心采用十字滑台的结构形式，即十字滑台在床座上作X轴横向运动，立柱在十字滑台上作Z轴前后运动，主轴箱在立柱上作Y轴上下运动。本发明在主轴箱的前端设置数控U轴，利用U轴控制，可进行在机械加工中几乎不可能完成的锥形加工、攻丝加工等，使气瓶类工件瓶口的加工更加方便，生产效率大大提高，螺纹的加工精度更高，产品的合格率提高。本发明的其它部分采用现有技术，这里不再赘述。
本发明的有益效果可根据对上述技术方案的叙述得知，由于本发明采用一次装夹，工件不转、刀具旋转的方式，通过数控系统控制，完成工件的自动上下料和工件瓶口的全部加工工序，工件不需要多次装夹、定位，操作简便，不仅提高了工件的加工精度，而且大大提高了加工效率。与原有的采用工件旋转的机床相比，其加工效率提高了一倍。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的主视图；
图2是图1中加工中心的F向视图；
图3是本发明具体实施方式的上下料装置的结构示意图；
图4是图3的A-A视图；
图5是图3的俯视图；
图6是图5中的C向视图；
图7是图5中的B向视图；
图8是图5中的D向视图；
图9是图5中的E向视图；
图10是上下料装置中双托盘机构和夹紧送料机构的装配图；
图11是图6中的G向视图；
图12是双托盘机构的结构示意图；
图13是双托盘机构的同步升降机构的示意图；
图14是图8的侧视图；
图中，1下料架，2前导向架，3后导向架，4后支撑板，5前支撑板，6翻转架，7翻转支架，8上料架，10导向杆，11导向板，12油缸支架，13油缸，14挡板，15导向架支架，16底座，17油缸支座，18油缸，19支座，20左连杆，21左卡爪，22滑台，23油缸，24右连杆，25右卡爪，26锁紧连接板，27支撑架组件，28工作托架，29滚珠丝杠，30工件托架，31丝母座，32托架底板，33齿形带轮，34齿形带，35齿形带轮，36伺服电机，37支座，38支架，39齿条，40轴，41齿轮，42U轴，43主轴箱，44圆盘式刀库，45机械手，46立柱，47十字滑台。
具体实施方式
下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本发明作进一步的说明：
如附图所示，一种气瓶瓶口加工机床，包括卧式加工中心、设置在卧式加工中心前方的上下料装置，其上下料装置包括用于输送工件的双托盘机构、将工件送到加工中心进行加工的工件夹紧送料机构、分别置于双托盘机构上料侧和下料侧的上料架8和下料架1，其中：
上料架8为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向内侧倾斜，在低阶面上设有工件定位机构和工件翻转机构，所述工件定位机构包括沿上料架8长度方向设置的导向杆10和能沿其移动的导向板11，导向板11与油缸支架12连接，油缸13的缸杆头部连接有挡板14，导向杆10的两端与导向杆支架15连接；工件翻转机构设在工件定位机构的下方，其包括翻转支架7和设在其上与其活动连接的V形翻转架6，V形翻转架6通过油缸来驱动；在低阶面的外侧还设置有两个支撑架，包括设在前部的前支撑架5及设置在其后部的后支撑架4，为了适应不同长度的气瓶，后支撑架4的位置可调。
双托盘机构包括长条形底座16，其上设有沿其长度方向的导轨，导轨上置有滑台22，该滑台22包括与导轨配合的支撑架组件27、置于支撑架组件27上的工作托架28和可水平移动的托架底板32，支撑架组件27两端分别设有用于举升工作托架28的油缸，油缸杆的头部与工作托架28固定连接，该工作托架28上设有滚珠丝杠29，托架底板32下部设有与滚珠丝杠29配合的丝母座31，托架底板32上设有两组工件托架30；滚珠丝杠29由设在其一端的齿形带轮33通过齿形带34、齿形带轮35和伺服电机36传动；双托盘机构上设有同步升降装置，其包括分别设在工作托架28两端的两根齿条39和设在轴40上分别与两根齿条39啮合的两个齿轮41，轴40两端的支座37与分别设在工作托架28两端的支架38固定连接。
工件夹紧送料机构在双托盘机构的后部，设在底座16的导轨上，即其与双托盘机构在同一导轨上，其包括与导轨配合并可在其上滑动的支座19，支座19两侧分别连接有夹紧机构和推进机构，所述夹紧机构包括置于下部的锁紧连接板26及与其两端活动连接的左连杆20和右连杆24，它们分别与油缸23两侧的缸杆连接，左连杆20上固定连接有左卡爪21，右连杆24上固定连接有右卡爪25；所述推进机构是液压油缸，油缸缸杆头部与支座19连接，油缸缸体固定在支座17上。
下料架1为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向外侧倾斜，低阶面上设有两个导向架，分别是设置在下料架1前部的前导向架2及设置在其后的后导向架3，前导向架2的高度大于后导向架3的高度，导向架顶部具有向外侧倾斜的导向板，该导向板的高度不小于高阶面的高度。为了适应不同长度的气瓶，后导向架3的位置可调。
本发明的卧式加工中心包括圆盘式刀库44、可在床座上作X轴向运动的十字滑台47，十字滑台47上设置有Z向导轨，Z向导轨上设置有能沿该导轨作Z轴向运动的立柱46，主轴箱43设在立柱46上并能沿立柱46作Y轴向运动；主轴箱43的前端设有数控U轴42。十字滑台47的X向运动通过设在滑台底部的滚珠丝杠传动，十字滑台47上的立柱46通过Z轴伺服电机驱动，沿滑台上的导轨作前后运动，主轴箱43设在立柱46的导轨上并沿该导轨上下滑动，其由Y轴伺服电机驱动；在主轴箱43的前端设有数控U轴42。本加工中心的圆盘式刀库44为大容量刀库，方便大批量多品种的加工刀具的储备，换刀时通过机械手45自动换刀。
本发明的其它部分采用现有技术，这里不再赘述。
本发明的工作过程是：待加工工件在上料架8上经工件定位机构定位后，由工件翻转机构将其翻转至支撑架上，双托盘机构的举升油缸动作，将工件托起，伺服电机36通过齿形带轮33、35传动滚珠丝杠29转动，带动托架底板32和其上的工件运动，将工件送至设定位置，工件夹紧送料机构的推进油缸和夹紧油缸动作，将工件夹紧并送到加工中心的加工位。工件加工完毕，工件夹紧送料机构夹持工件后退至卸料位，双托盘机构的工作托架28上升，托住工件并将其送至下料位。工作托架28上升时，其上的一个工件托架30托住已加工的工件，另一个工件托架30托住支撑架上的待加工工件，已加工工件输送至下料位时，待加工工件同时输送至设定位置，提高了加工效率。
Claims (8)
1、一种气瓶瓶口加工机床，包括卧式加工中心、设置在卧式加工中心前方的上下料装置，其特征是：上下料装置包括：用于输送工件的双托盘机构和将工件送到加工中心进行加工的工件夹紧送料机构，其中：
双托盘机构包括长条形底座(16)，其上设有沿其长度方向的导轨，导轨上置有滑台(22)，该滑台(22)包括与导轨配合的支撑架组件(27)、置于支撑架组件(27)上的工作托架(28)和可水平移动的托架底板(32)，支撑架组件(27)两端分别设有用于举升工作托架(28)的油缸，油缸杆的头部与工作托架(28)固定连接，该工作托架(28)上设有滚珠丝杠(29)，托架底板(32)下部设有与滚珠丝杠(29)配合的丝母座(31)，托架底板(32)上设有至少一组工件托架(30)；
工件夹紧送料机构在双托盘机构的后部，设在底座(16)的导轨上，其包括与导轨配合并可在其上滑动的支座(19)，支座(19)两侧分别连接有夹紧机构和推进机构。
2、根据权利要求1所述的气瓶瓶口加工机床，其特征是：所述双托盘机构上设有同步升降装置，其包括分别设在工作托架(28)两端的两根齿条(39)和设在轴(40)上分别与两根齿条(39)啮合的两个齿轮(41)，轴(40)两端的支座(37)与分别设在工作托架(28)两端的支架(38)固定连接。
3、根据权利要求2所述的气瓶瓶口加工机床，其特征是：上下料装置还包括置于双托盘机构上料侧与其配合的上料架(8)，其为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向内侧倾斜，在低阶面上设有工件定位机构和至少一个工件翻转机构，所述工件定位机构包括沿上料架(8)长度方向设置的导向杆(10)和能沿其移动的导向板(11)，导向板(11)与油缸支架(12)连接，油缸的缸杆头部连接有挡板(14)；所述工件翻转机构设在工件定位机构的下方，其包括翻转支架(7)和设在其上与其活动连接的V形翻转架(6)，V形翻转架(6)通过油缸来驱动；在低阶面的外侧还设置有至少一个支撑架。
4、根据权利要求3所述的气瓶瓶口加工机，其特征是：所述支撑架包括设置在上料架(8)前部的前支撑架(5)及设置在其后部的后支撑架(4)。
5、根据权利要求4所述的气瓶瓶口加工机，其特征是：上下料装置还包括置于双托盘机构下料侧与其配合的下料架(1)，其为具有高低两阶的阶梯型，低阶侧向内，高阶面向外侧倾斜，低阶面上设有至少一个导向架，该导向架顶部具有向外侧倾斜的导向板，该导向板的高度不小于高阶面的高度。
6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的气瓶瓶口加工机床，其特征是：所述夹紧机构包括置于下部的锁紧连接板(26)及与其两端活动连接的左连杆(20)和右连杆(24)，它们分别与油缸(23)两侧的缸杆连接，左连杆(20)上还固定连接有左卡爪(21)，右连杆(24)上还固定连接有右卡爪(25)；所述推进机构是液压油缸，其缸杆头部与支座(19)连接。
7、根据权利要求6所述的气瓶瓶口加工机床，其特征是：托架底板(32)上设有两组工件托架(30)。
8、根据权利要求7所述的气瓶瓶口加工机床，其特征是：卧式加工中心包括圆盘式刀库(44)、可在床座上作X向运动的十字滑台(47)，十字滑台(47)上设置有Z向导轨，Z向导轨上设置有能沿该导轨作Z向运动的立柱(46)，主轴箱(43)设在立柱(46)上并能沿立柱(46)作Y向运动；主轴箱(43)的前端设有数控U轴(42)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINAN FIRST MACHINE TOOL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: JINAN FIRST MACHINE-TOOL GROUP CO LTD Effective date: 20130709 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 250021 JINAN, SHANDONG PROVINCE TO: 250200 JINAN, SHANDONG PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130709 Address after: 250200 Shandong city of Ji'nan province Zhangqiu City Economic Development Zone Management Committee Mingshui Security Building No. 306 Patentee after: JINAN FIRST MACHINE TOOL GROUP CO., LTD. Address before: 250021 Shandong Province, Ji'nan city central machine West Road No. 4 Patentee before: Jinan First Machine-Tool Group Co., Ltd. |
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| PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20161009 Granted publication date: 20100224 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20170409 Granted publication date: 20100224 |
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 250200 No. 20333 Panwang Road, Mingshui Economic Development Zone, Zhangqiu District, Jinan City, Shandong Province Patentee after: JINAN FIRST MACHINE TOOL GROUP CO., LTD. Address before: 250200 Shandong city of Ji'nan province Zhangqiu City Economic Development Zone Management Committee Mingshui Security Building No. 306 Patentee before: JINAN FIRST MACHINE TOOL GROUP CO., LTD. |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder |