CN102632386A - 柱塞泵泵体多工位加工机床 - Google Patents

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武建伟
许方富
汤建辉
贾传友
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一种柱塞泵泵体多工位加工机床，包括床身和用以加工柱塞泵泵体的加工动力头模块，在所述床身工作台面上中部固接安装回转工作台，在所述回转工作台周边的床身工作台面上的圆周均匀安装至少三套加工动力头模块；所述回转工作台包括伺服电机、分度盘、大圆盘和可重构夹具，所述伺服电机固定在分度盘端面上，所述分度盘固接在床身工作台面上，所述大圆盘安装在所述分度盘上面，所述可重构夹具的数量比所述加工动力头模块多一套，所述可重构夹具呈圆周均匀分布并固接在所述大圆盘上面。本发明可以提高工件加工精度，以及更大程度上提高工件的生产效率，并使加工质量更加稳定、减轻劳动强度。

Description

柱塞泵泵体多工位加工机床
技术领域
本发明涉及机床领域，特别涉及一种适用于同类型不同规格柱塞泵泵体的多工位加工机床。
背景技术
众所周知，机床分通用机床和专用机床两大类。随着现代制造业朝着中小批量、高质量、高精度发展，专用机床的应用空间会越来越广泛。在“十二五规划”中，将“机械高端制造”提到了一个全新的台阶，专用机床业作为高端制造中非常重要的一个环节，引来了历史性的发展机遇。
图5所示的一种柱塞泵泵体，要求在其铸造件基础上，铣平螺纹孔所在平面，并加工出三个并排的螺纹孔。传统的通用机床加工方法是：先将柱塞泵泵体铸造件在铣床上用铣刀铣平螺纹孔所在平面，再换成钻头依次钻三个螺纹孔所在孔，最后人工用丝锥对三个并排的螺纹孔依次进行攻丝。该传统的通用机床加工方法效率低，增加了人为因素对加工质量的影响，劳动强度大。传统的专用机床加工方法是：将柱塞泵泵体铸造件安装在可移动三工位夹具上，在第一工位人工进行工件装夹和机床完成铣平面工作，在第二工位机床自动依次完成钻孔工作，在第三工位机床自动依次完成攻丝工作，最后人工卸料。上述的传统专用机床加工方法效率有所提高，有效减少了人为因素对加工质量的影响，并降低了工人的劳动强度。但是，现有的专用机床采用三工位夹具，需要按照三工位依次加工，存在的缺陷为：加工效率较低、加工质量不稳定。
发明内容
为了克服现有柱塞泵泵体加工机床的加工效率低下、加工质量不稳定的不足，本发明提供一种柱塞泵泵体多工位加工机床，可以提高工件加工精度，以及更大程度上提高工件的生产效率，并使加工质量更加稳定、减轻劳动强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种柱塞泵泵体多工位加工机床，包括床身和用以加工柱塞泵泵体的加工动力头模块，在所述床身工作台面上中部固接安装回转工作台，在所述回转工作台周边的床身工作台面上的圆周均匀安装至少三套加工动力头模块；所述回转工作台包括伺服电机、分度盘、大圆盘和可重构夹具，所述伺服电机固定在分度盘端面上，所述分度盘固接在床身工作台面上，所述大圆盘安装在所述分度盘上面，所述可重构夹具的数量比所述加工动力头模块多一套，所述可重构夹具呈圆周均匀分布并固接在所述大圆盘上面。
进一步，所述可重构夹具包括夹具机架、静定位块、动定位块、螺杆和立柱，所述静定位块固接在所述夹具机架上，所述夹具机架固接在所述大圆盘上，所述动定位块在所述静定位块正上方，所述动定位块上对称垂直固接两根所述立柱，所述动定位块上设有螺孔，所述螺杆穿接在所述螺孔内。当然，也可以采用其他结构形式的重构夹具。
再进一步，所述加工动力头模块包括动力头驱动装置、动力头、动力头上固定板、动力头下固定板、动力头进给装置和刀具，所述动力头驱动装置包括减速电机、减速电机支撑板、V带、V带轮和预紧螺栓，所述减速电机输出轴上安装一个V带轮，所述动力头的输入轴上安装一个V带轮，所述减速电机固定在减速电机支撑板上，所述动力头的上下两端分别固定动力头上固定板、动力头下固定板，所述减速电机支撑板与所述动力头上固定板之间通过预紧螺栓连接，所述动力头下固定板安装在所述动力头进给装置上，所述动力头上安装刀具。当然，也可以采用其他结构形式的动力头驱动模块。
更进一步，所述动力头进给装置包括横向进给伺服电机、横向线轨底座、横向丝杆、纵向线轨、纵向进给伺服电机、纵向丝杆和纵向滑块，所述横向线轨底座安装在所述床身工作台面上，所述横向进给伺服电机安装在所述横向线轨底座侧面上，所述横向进给伺服电机的输出轴与所述横向丝杆连接，所述纵向线轨安装在所述横向线轨底座上，所述纵向线轨上设有横向螺母座，所述横向丝杆穿接在所述横向螺母座上；所述纵向进给伺服电机安装在所述纵向线轨侧面上，所述纵向进给伺服电机的输出轴所述纵向丝杆连接，所述纵向滑块安装在所述纵向线轨上，所述纵向滑块上设有纵向螺母座，所述纵向丝杆穿接在所述纵向螺母座上。当然，也可以采用其他进给方式来实现X方向和Y方向的进给。
所述床身工作台面呈长方形形状，在所述床身工作台面上正中间固接安装着回转工作台，所述床身工作台面上的正后方、正左方和正右方方向上分别固接安装着一套加工动力头模块。当然，床身工作台面也可以采用其他形状，加工动力头模块也可以为四套，甚至更多套；回转动作台上的工位可以为五个，甚至更多个。
所述加工动力头模块共有三套，固接在所述床身工作台面的正右方的加工动力头模块的动力头输出端上安装平面铣刀，固接在所述床身工作台面的正后方的加工动力头模块的动力头输出端上安装钻头，固接在所述床身工作台面的正左方的加工动力头模块的动力头输出端上安装丝锥。
本发明的有益效果主要表现在：1、采用回转工作台，实现不同工序的同步进行，可大大提高工件加工的效率、提升工件的加工质量与稳定性；2、可重构的设计思路，通过更换可重构夹具，实现工件加工的柔性化，适合中小批量、同类型不同规格不同尺寸工件的加工；3、减轻了劳动强度，节省人工成本。
附图说明
图1是本发明柱塞泵泵体多工位加工机床的结构示意图。
图2是本发明回转工作台的结构示意图。
图3是本发明可重构夹具的结构示意图。
图4是本发明加工动力头模块的结构示意图。
图5是需要加工的零件图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
参考图1～图5，一种柱塞泵泵体多工位加工机床，包括床身1、回转工作台2、加工动力头模块3及控制模块。所述床身1工作台面呈长方形形状，在所述床身1工作台面上正中间固接安装着回转工作台2，所述床身1工作台面上的正后方、正左方和正右方方向上分别固接安装着一套加工动力头模块3。所述床身1的底部机架为钢型材焊接而成，在底部机架上方焊接有钢板作为床身1的工作台面，为增强床身1的刚度，需设肋板。所述控制模块安装在床身1的内部(图中未示)，其实现本发明中各模块之间的协同控制。
如图2所示为本发明回转工作台2的结构示意图，所述回转工作台2包括伺服电机2-1、分度盘2-2、大圆盘2-3和可重构夹具2-4。所述伺服电机2-1固定在分度盘2-2的输入端端面上，所述分度盘2-2与床身1之间通过螺钉联接，使其固接在床身1工作台面上，所述大圆盘2-3安装在所述分度盘2-2输出端端面上，所述可重构夹具2-4共四套，呈圆周均匀分布并固接在所述大圆盘2-3上面。所述伺服电机2-1驱动分度盘2-2，进而带动大圆盘2-3与其上的4套可重构夹具2-4绕大圆盘2-3中心回转，实现回转工作台2上四个不同工位之间的切换，进而便于实现人工在床身1正前方位置对当前位置上的可重构夹具2-4的操作，实现人工上下料。
如图3所示，所述可重构夹具2-4包括夹具机架3-1、静定位块3-2、动定位块3-3、螺杆3-4和立柱3-5。所述静定位块3-2通过螺钉固定在所述夹具机架3-1上，所述夹具机架3-1通过螺钉固定在所述大圆盘2-3上，所述动定位块3-3上对称垂直固接两根所述立柱3-5；所述动定位块3-3在所述静定位块3-2正上方，并与所述螺杆3-4组成一个螺旋传动，可随所述螺杆3-4旋转而上下移动；人工可通过用圆钢棒插入所述螺杆3-4端部的孔并旋转螺杆，实现动定位块3-3下降定位夹紧或上升松掉工件3-6。
如图4所示为加工动力头模块3的结构示意图，所述加工动力头模块3包括动力头驱动装置、动力头4-12、动力头上固定板4-11、动力头下固定板4-13、动力头进给装置和刀具4-8。所述动力头驱动装置包括减速电机4-7、减速电机支撑板4-10、V带4-5、V带轮和预紧螺栓4-9。所述减速电机4-7输出轴上安装一个V带轮4-6，所述动力头4-12的输入轴上安装一个V带轮4-4，所述减速电机4-7固定在减速电机支撑板4-10上。所述动力头4-12的上下两端分别固定动力头上固定板4-10和动力头下固定板4-13，所述减速电机支撑板4-10与所述动力头上固定板4-10之间通过预紧螺栓4-9实现V带传动的预紧。所述动力头进给装置包括横向进给伺服电机4-2、横向线轨底座4-1、横向丝杆4-3、纵向线轨4-15、纵向进给伺服电机4-17、纵向丝杆4-16和纵向滑块4-14。所述横向线轨底座4-1通过螺栓联接安装在所述床身1工作台面上；所述横向进给伺服电机4-2安装在所述横向线轨底座4-1侧面上，并带动所述横向丝杆4-3转动；所述纵向线轨4-15安装在所述横向线轨底座4-1上，可沿着横向线轨底座4-1横向移动，并与所述横向丝杆4-3组成一个螺旋传动；所述纵向进给伺服电机4-17安装在所述纵向线轨4-15侧面上，并带动所述纵向丝杆4-16转动；所述纵向滑块4-14安装在所述纵向线轨4-15上，可沿着纵向线轨4-15纵向移动，并与所述纵向丝杆4-16组成一个螺旋传动。横向进给伺服电机4-2驱动横向丝杆4-3，实现动力头4-12输出端上安装的刀具4-8的横向进给运动；纵向进给伺服电机4-17驱动纵向丝杆4-16，实现动力头4-12输出端上安装的刀具4-8的纵向进给运动；减速电机4-7带动V带传动，实现刀具4-8的旋转切屑运动；根据加工工序的不同，不同加工动力头模块3上的刀具4-8也相应的随其工序而异；所述刀具4-8可根据工序的不同为钻头、丝锥和平面铣刀等。
参考图1和图4，所述加工动力头模块3共有三套，且此三套加工动力头模块3除安装的刀具4-8有时会不一样外，其余结构均一样。本发明柱塞泵泵体专用加工机床中，安装在所述床身1工作台面的正右方的加工动力头模块3的动力头4-12输出端上安装的刀具4-8为平面铣刀；安装在所述床身1工作台面的正后方的加工动力头模块3的动力头4-12输出端上安装的刀具4-8为钻头；安装在所述床身1工作台面的正左方的加工动力头模块3的动力头4-12输出端上安装的刀具4-8为丝锥。
下面介绍该柱塞泵泵体多工位加工机床的工作流程，如图5所示的柱塞泵泵体作为工件3-6，该机床能实现对所述工件3-6进行铣平面、钻削和攻丝加工。工件3-6具有三个并排的侧孔(侧孔A、侧孔B和侧孔C)和一个平面D。
本发明采用四工位的回转工作台2和四套相同的可重构夹具2-4，即最多有四个工件3-6同时在回转工作台2上。按现有的设计要求，其中有三个所述工件3-6分别在不同工位上同步进行加工，同时剩余的一个工位完成人工对加工完的所述工件3-6进行卸料和待加工的所述工件3-6进行上料装夹定位，提高了机床的加工效率。以下仅对所述回转工作台2上的其中一个工件的整个加工流程进行示意如下：人工在床身1正前方位置的当前工位上对可重构夹具2-4进行操作，完成对已加工好的工件3-6进行下料和对待加工的工件3-6进行上料装夹定位；通过伺服电机2-1驱动分度盘2-2，将刚上料装夹定位完毕的待加工工件3-6切换至下一工位，即切换至安装有平面铣刀的所述床身1工作台面正右方的加工动力头模块3的工位上，完成对待加工工件3-6上平面D的铣平面工序；紧接着伺服电机2-1再次驱动分度盘2-2，将刚铣完平面D的工件3-6切换至下一工位，即切换至安装有钻头的所述床身1工作台面正后方的加工动力头模块3的工位上，依次按顺序完成对工件3-6上侧孔A、侧孔B和侧孔C的钻孔工序；之后伺服电机2-1再次驱动分度盘2-2，将钻完上述侧孔A、侧孔B和侧孔C的工件3-6切换至下一工位，即切换至安装有丝锥的所述床身1工作台面正左方的加工动力头模块3的工位上，并依次按顺序完成对工件3-6上侧孔A、侧孔B和侧孔C的攻丝工序；紧接着伺服电机2-1再次驱动分度盘2-2，将刚加工好的所述工件3-6切换至下一工位，即在床身1正前方位置的当前工位上，人工完成对所述加工好的工件3-6下料，就此完成了一个工件的所有加工步骤。

Claims (6)

1.一种柱塞泵泵体多工位加工机床，包括床身和用以加工柱塞泵泵体的加工动力头模块，其特征在于：在所述床身工作台面上中部固接安装回转工作台，在所述回转工作台周边的床身工作台面上的圆周均匀安装至少三套加工动力头模块；所述回转工作台包括伺服电机、分度盘、大圆盘和可重构夹具，所述伺服电机固定在分度盘端面上，所述分度盘固接在床身工作台面上，所述大圆盘安装在所述分度盘上面，所述可重构夹具的数量比所述加工动力头模块多一套，所述可重构夹具呈圆周均匀分布并固接在所述大圆盘上面。
2.如权利要求1所述的柱塞泵泵体多工位加工机床，其特征在于：所述可重构夹具包括夹具机架、静定位块、动定位块、螺杆和立柱，所述静定位块固接在所述夹具机架上，所述夹具机架固接在所述大圆盘上，所述动定位块在所述静定位块正上方，所述动定位块上对称垂直固接两根所述立柱，所述动定位块上设有螺孔，所述螺杆穿接在所述螺孔内。
3.如权利要求1或2所述的柱塞泵泵体多工位加工机床，其特征在于：所述加工动力头模块包括动力头驱动装置、动力头、动力头上固定板、动力头下固定板、动力头进给装置和刀具，所述动力头驱动装置包括减速电机、减速电机支撑板、V带、V带轮和预紧螺栓，所述减速电机输出轴上安装一个V带轮，所述动力头的输入轴上安装一个V带轮，所述减速电机固定在减速电机支撑板上，所述动力头的上下两端分别固定动力头上固定板、动力头下固定板，所述减速电机支撑板与所述动力头上固定板之间通过预紧螺栓连接，所述动力头下固定板安装在所述动力头进给装置上，所述动力头上安装刀具。
4.如权利要求3所述的柱塞泵泵体多工位加工机床，其特征在于：所述动力头进给装置包括横向进给伺服电机、横向线轨底座、横向丝杆、纵向线轨、纵向进给伺服电机、纵向丝杆和纵向滑块，所述横向线轨底座安装在所述床身工作台面上，所述横向进给伺服电机安装在所述横向线轨底座侧面上，所述所述横向进给伺服电机的输出轴与所述横向丝杆连接，所述纵向线轨安装在所述横向线轨底座上，所述纵向线轨上设有横向螺母座，所述横向丝杆穿接在所述横向螺母座上；所述纵向进给伺服电机安装在所述纵向线轨侧面上，所述所述纵向进给伺服电机的输出轴所述纵向丝杆连接，所述纵向滑块安装在所述纵向线轨上，所述纵向滑块上设有纵向螺母座，所述纵向丝杆穿接在所述纵向螺母座上。
5.如权利要求1或2所述的柱塞泵泵体多工位加工机床，其特征在于：所述床身工作台面呈长方形形状，在所述床身工作台面上正中间固接安装着回转工作台，所述床身工作台面上的正后方、正左方和正右方方向上分别固接安装着一套加工动力头模块。
6.如权利要求5所述的柱塞泵泵体多工位加工机床，其特征在于：所述加工动力头模块共有三套，固接在所述床身工作台面的正右方的加工动力头模块的动力头输出端上安装平面铣刀，固接在所述床身工作台面的正后方的加工动力头模块的动力头输出端上安装钻头，固接在所述床身工作台面的正左方的加工动力头模块的动力头输出端上安装丝锥。
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