CN102699219A

CN102699219A - 加工非同轴筒体缩口的装置及其方法

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Publication number: CN102699219A
Application number: CN2012101860468A
Authority: CN
Inventors: 胡德林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种加工非同轴筒体缩口的装置及其方法，该装置包括底座，底座上从左至右依次设置有主轴机构、辊轮机构、工件机构，其特征在于，所述辊轮机构连接在主轴机构的主轴上，通过主轴带动其旋转。本发明还公开了加工非同轴筒体缩口的方法：步骤一:将工件调整到一个合适偏心量，进行第一次缩口加工；步骤二：调整工件方位，辊轮配合调整，进行第二次缩口加工；步骤三：重复步骤一、二，直到得到需要的产品。本发明所提供的加工非同轴筒体缩口的装置及其方法，采用辊轮与工件同一圆周方向全周接触的方式，振动小，对设备无特殊要求、无需选用更大型号机床，对材料也无特殊要求，同时还保证了加工效率。

Description

加工非同轴筒体缩口的装置及其方法

技术领域

本发明属于机械加工设备及方法领域，特别是涉及加工非同轴筒体缩口的装置及其方法。

背景技术

现有筒体旋转加工方法一般采用对称旋转缩口方式加工，在专利ZL 200410091537.X，有所介绍，如图1所示，工件4环绕自身的中心轴旋转，加工辊轮3向工件的垂直方向移近工件，与工件产生接触压力，与此同时，辊轮还沿工件的水平移动，所述的工件旋转及辊轮的垂直和水平移动，可将工件旋压成各种形状和尺寸。

现有技术中如需要进行不对称筒体旋转加工，一般是在固定此工件的夹具2上采用偏心设置，工件中心与机床主轴中心不在同一直线上旋转，偏心距a根据产品需求进行制作，如图2所示。当主轴1旋转时，工件4基于主轴1离心旋转，加工过程中当辊轮3接触到工件4时会产生很大的振动，造成加工难度大，主要表现在以下几个方面：1、加工振动大对机床刚性要求高，需要选用更大型号机床、投资大；2、加工给进速度慢，生产效率低；3、对材料强度要求高，需要增加材料厚度、成本高；4、产品成材率低。

发明内容

本发明的目的在于通过设计一种加工非同轴筒体缩口的装置及方法，解决了利用现有技术对筒体端口进行偏心缩口加工难度大，对设备要求高的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为，一种加工非同轴筒体缩口的装置，包括底座，底座上从左至右依次设置有主轴机构、辊轮机构、工件机构，所述辊轮机构连接在主轴机构的主轴上，通过主轴带动其旋转。

与现有技术相比，本发明中加工非同轴筒体缩口的装置，旋转主轴带动辊轮机构旋转，保证了辊轮在加工工件过程中与工件同一圆周方向全周接触。

进一步的，所述辊轮机构包括辊轮驱动机构，辊轮通过辊轮固定装置连接安装在辊轮驱动机构内部移动装置上端，辊轮驱动机构内部下端辊轮动力装置通过连接装置与移动装置相连接，连接装置上端左侧连接有辊轮滑轨。

本发明中辊轮机构的连接结构，动力装置通过所连接的移动装置对辊轮施加作用力，带动辊轮在垂直方向运动，从而在加工工件时便于调节辊轮的旋转半径。

进一步的，所述工件机构包括固定安装在底座右侧的工件驱动机构及安装在工件驱动机构中部的夹具，横向滑轨安装在底座上。

进一步的，所述横向滑轨上方固定有纵向滑轨。

本发明中工件机构的结构设计，横向滑轨和纵向滑轨保证工件驱动机构在水平和垂直方向上的进给量进行调节，以得到合适的偏心量，从而配合辊轮对缩口的加工。

进一步的，所述主轴机构与底座相连接处的主轴机构底部还安装有主轴滑块；所述主轴机构与底座相连接处的底座上还安装有丝杆。

进一步的，在主轴机构左侧尾部或主轴侧部安装驱动装置。

进一步的，所述连接在辊轮机构上的辊轮可以是一个或者多个。

本发明中驱动装置和滑块、丝杆的设置，用来对辊轮在纵向和横向方向的进给量进行调节，在对工件加工的过程中根据需要进行调节，增加了加工过程的灵活性。

与现有技术相比，本发明中所设计的加工非同轴筒体缩口的装置，辊轮安装在主轴上，并通过主轴转动带动其转动，同时驱动装置和辊轮驱动机构内部的移动装置可以再垂直方向对辊轮旋转半径进行调节，保证加工过程中辊轮与工件同一圆周方向全周接触，而底座上丝杆和主轴机构底部滑块的配合对辊轮在水平方向的进给进行调节，工件机构设有横向和纵向的滑轨，用于调节工件水平和垂直方向进给量。

该结构设计合理，操作灵活，结构简单，同时主轴机构可连接多个辊轮机构，多个工件可同时进行加工，工作效率高。

加工非同轴筒体缩口的方法，其加工步骤如下：

步骤一：工件通过夹具固定在工件驱动机构上后，主轴带动辊轮旋转，辊轮在旋转的同时沿垂直方向（-A，+A）移动，同时工件驱动机构带动工件在垂直方向（-X，+X）移动调整到一个合适偏心量，辊轮或工件驱动机构水平方向（-Z，+Z）进给，完成第一次偏心缩口加工；

步骤二：工件驱动机构再次作沿垂直方向（+X，-X方向）移动调整偏心量，辊轮驱动机构向垂直方向（-A，+A）施加作用力后向主轴垂直方向（-A，+A）进给一个进刀量后，工件驱动机构或辊轮配合水平方向（-Z，+Z）再次进给，完成第二次偏心缩口加工；

步骤三：重复步骤一、二，以得到理想的非同轴偏心缩口的产品。

优选的，所述水平方向（-Z，+Z）进给调节，可以为工件驱动机构或辊轮驱动机构任一机构进行调节，也可以为两者同时进给调节。

优选的，所述辊轮与工件同一圆周方向全周接触。

与现有技术相比，本发明所提供的加工非同轴筒体缩口的方法，不同轴筒体端口与筒体中心的偏心距可以任意调整，操作灵活，保证的加工过程中辊轮与工件同一圆周方向全周接触，而采用辊轮与工件同一圆周方向全周接触的方式，振动小，对设备无特殊要求、无需选用更大型号机床，对材料也无特殊要求，同时还保证了加工效率。

附图说明

图1为现有加工同轴筒体缩口的装置及原理示意图；

图2为利用现有装置对非同轴筒体缩口加工原理示意图；

图3为本发明加工非同轴筒体缩口的装置示意图；

图4为本发明加工非同轴筒体缩口的装置第二种实施结构；

图5为本发明加工非同轴筒体缩口的装置第三种实施结构；

图6为本发明加工非同轴筒体缩口的装置第四种实施结构；

图7为本发明加工非同轴筒体缩口的装置第五种实施结构；

图8为本发明加工非同轴筒体缩口的装置第六种实施结构；

图9为本发明加工非同轴筒体缩口的装置对工件加工状态示意图；

图10为本发明加工非同轴筒体缩口的工艺流程图；

图中， 1、主轴；2、夹具；3、辊轮；4、工件；5、辊轮驱动机构；6、固定装置；7、工件驱动机构；8、横向滑轨；9、滑轨驱动；10、辊轮滑轨；11、移动装置；12、连接装置；13、底座；14、辊轮驱动装置；15、启动电机；16、纵向滑轨；17、滑块；18、丝杆；19、主轴机构；20、辊轮机构；21、工件机构；22、驱动装置；23、连杆机构；24、拔叉；25、外套；26、机架；27、旋转平台。

具体实施方式

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图来详细描述本发明的结构及工艺流程。

参见图1、2，现有技术中对非对称筒体端口缩口加工，一般是采用加工对称筒体缩口的装备，在夹具2上采用偏心设置，工件中心与机床主轴中心不在同一直线上旋转，偏心距a根据产品需求进行制作。当主轴1旋转时，工件4基于主轴1离心旋转，加工过程中当辊轮3接触到工件4时会产生很大的振动，造成加工难度大等问题。

实施例一：本发明所设计的加工非同轴筒体缩口的装置，如图3所示，包括底座13，底座上从左至右依次设置有主轴机构19、辊轮机构20、工件机构21，所述辊轮机构连接在主轴机构的主轴1上，通过主轴带动其旋转。

其中，所述辊轮机构包括辊轮驱动机构5，辊轮通过辊轮固定装置6连接安装在辊轮驱动机构内部移动装置11上端，辊轮驱动机构内部下端辊轮动力装置14通过连接装置12与移动装置相连接，连接装置上端左侧连接有辊轮滑轨10。

其中，所述工件机构包括固定安装在底座右侧的工件驱动机构7及安装在工件驱动机构中部的夹具，横向滑轨8安装在底座上。

与现有技术相比，本发明提供的加工非同轴筒体缩口的装置，辊轮机构与旋转主轴连接，并随旋转主轴的转动而转动，辊轮的旋转半径可调节。

辊轮机构内部下端的辊轮驱动装置通过连接装置向移动装置的垂直方（-A，+A）向施加作用力，带动辊轮机构右端的辊轮在垂直方向（-A，+A）进行调节，辊轮通过辊轮滑轨上下移动，从而调节旋转半径。

所述横向滑轨尾部均安装滑轨驱动9，而工件机构可通过横向滑轨进行水平方向的移动，以配合辊轮对工件的加工。

实施例二：如图4所示，所述主轴机构与底座相连接处的主轴机构底部安装有主轴滑块17，所述主轴机构与底座相连接处的底座上安装有丝杆18，但是所述工件机构并未安装横向滑轨。

当对工件进行加工时，辊轮通过辊轮机构内部的移动装置进行垂直方向（-A，+A）的移动，同时通过安装主轴机构底部的主轴滑块和安装在底座上的丝杆相互配合进行水平方向（-Z，+Z）的移动，以完成对工件缩口的加工。

实施例三：如图5所示，所述主轴机构与底座相连接处的主轴机构底部安装有主轴滑块，所述主轴机构与底座相连接处的底座上安装有丝杆，同时，所述工件机构也安装横向滑轨，在辊轮对工件加工过程中，工件机构和辊轮机构均可以在水平方向（-Z，+Z）调节移动，以相互配合。

实施例四：如图6所示，驱动装置22安装在主轴机构左侧尾部，在对工件加工过程中，驱动装置带动连杆机构23进行水平方向的直线运动，图6中虚线部分为连杆机构的运动轨迹，从而实现辊轮的垂直方向（-A，+A）移动,其中，以配合辊轮对工件的加工需要。

实施例五：如图7所示，驱动装置安装在主轴侧部，在对辊轮进行位置调节时，驱动装置带动拔叉24进行水平方向直线往返运动，推动外套25进行水平方向直线运动，外套压住辊轮固定装置6作垂直方向（-A，+A）移动,实现辊轮3的垂直方向的上下移动。

实施例六：如图8所示，该装置在底座上安装一个平坦的机架26，在机架上安装一组（n个）主轴，主轴可以是立式也可以是卧式，辊轮固定在主轴上，辊轮与主轴不同心，通过调整辊轮与主轴偏心距来控制每次缩口进给量，工件安装在旋转平台27上。工件可以是立着放也可以是卧着放，主轴的轴心与工件中心是偏心的，且偏心距逐步变大。主轴旋转并带动辊轮旋转同时进行上下或前后移动把工作进行第一次缩口加工，主轴复位后旋转平台旋转一工位，第二个动力头上下或前后移动进行第二次缩口加工，第二次缩口加工后口径比第一次缩小、偏心距增大。工件经过n次加工后达到标准缩口要求。

如图9所示，为本发明非同轴筒体缩口的装置辊轮对工件进行加工的示意图，辊轮的旋转半径根据工件的口径进行调节，加工过程中，工件的缩口轴心与主轴始终同轴，工件机构垂直方向上是通过纵向滑轨16进行调整的，辊轮与工件同一圆周方向全周接触，水平方位的辊轮机构和工件机构相互配合调整。

如图10所示，为本发明加工非同轴筒体缩口的工艺流程图，本发明所提供的加工非同轴筒体缩口的方法步骤如下：

步骤一：工件通过夹具固定在工件驱动机构上后，主轴带动辊轮旋转，辊轮在旋转的同时沿垂直方向（-A，+A）移动，同时工件驱动机构带动工件在垂直方向（-X，+X）移动调整到一个合适偏心量，辊轮或工件驱动机构水平方向（-Z，+Z）进给，完成第一次偏心缩口a₁加工；

步骤二：工件驱动机构再次作沿垂直方向（+X，-X方向）移动调整偏心量，辊轮驱动机构向垂直方向（-A，+A）施加作用力后向主轴垂直方向（-A，+A）进给一个进刀量后，工件驱动机构或辊轮配合水平方向（-Z，+Z）再次进给，完成第二次偏心缩口a₂加工；

步骤三：重复步骤一、二，以得到理想的非同轴偏心缩口为a_n的产品。

本发明中所设计的加工非同轴筒体缩口的装置，辊轮安装在主轴上，并通过主轴转动带动其转动，同时驱动装置和辊轮驱动机构内部的移动装置可以再垂直方向对辊轮旋转半径进行调节，保证加工过程中辊轮与工件同一圆周方向全周接触，而底座上丝杆和主轴机构底部滑块的配合对辊轮在水平方向的进给进行调节，工件机构设有横向和纵向的滑轨，用于调节工件水平和垂直方向进给量，不同轴筒体端口与筒体中心的偏心距可以任意调整，操作灵活，而采用辊轮与工件同一圆周方向全周接触的方式，振动小，对设备无特殊要求、无需选用更大型号机床，对材料也无特殊要求，同时还保证了加工效率。

对于本发明实施例中阐述的优选的结构，并非对本发明作任何限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims

1.加工非同轴筒体缩口的装置，包括底座（13），底座上从左至右依次设置有主轴机构（19）、辊轮机构（20）、工件机构（21），其特征在于，所述辊轮机构连接在主轴机构的主轴（1）上，通过主轴带动其旋转。

2.如权利要求1所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，所述辊轮机构包括辊轮驱动机构（5），辊轮（3）通过辊轮固定装置（6）连接安装在辊轮驱动机构内部移动装置（11）上端，辊轮驱动机构内部下端辊轮动力装置（14）通过连接装置（12）与移动装置相连接，连接装置上端左侧连接有辊轮滑轨（10）。

3.如权利要求1所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，所述工件机构包括固定安装在底座右侧的工件驱动机构（7）及安装在工件驱动机构中部的夹具（2），横向滑轨（8）安装在底座上。

4.如权利要求3所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，所述横向滑轨上方固定有纵向滑轨（16）。

5.如权利要求1所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，所述主轴机构与底座相连接处的主轴机构底部还安装有主轴滑块（17）；所述主轴机构与底座相连接处的底座上还安装有丝杆（18）。

6.根据1-5中任一权利要求所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，在主轴机构左侧尾部或主轴侧部安装驱动装置（22）。

7.如权利要求1所述的加工非同轴筒体缩口的装置，其特征在于，所述连接在辊轮驱动机构上的辊轮可以是一个也可以是多个。

8.加工非同轴筒体缩口的方法，其特征在于，其加工步骤如下：

步骤一：工件（4）通过夹具固定在工件驱动机构上后，主轴带动辊轮旋转，辊轮在旋转的同时沿垂直方向（-A，+A）移动，同时工件驱动机构带动工件在垂直方向（-X，+X）移动调整到一个合适偏心量，辊轮或工件驱动机构水平方向（-Z，+Z）进给，完成第一次偏心缩口加工；

9.如权利要求8所述的加工非同轴筒体缩口的方法，其特征在于，所述水平方向（-Z，+Z）进给调节，可以为工件驱动机构或辊轮驱动机构任一机构进行调节，也可以为两者同时进给调节。

10.如权利要求8所述的加工非同轴筒体缩口的方法，其特征在于，所述辊轮与工件同一圆周方向全周接触。