CN103286386B - 一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，包括刀排、第一进给液压缸、工作台导轨、机架、蜗轮、第一轴、蜗杆、第二进给液压缸、第二凸型导轨、第二凹型导轨、主运动液压缸、U型构件、锁紧装置、手柄、分度盘、第二轴和锥度辅助调节装置；锥度辅助调节装置安装在刀排的上部；U型构件的上端通过第一轴和第二轴和机架联接，U型构件的下端与第二凸型导轨固定连接；蜗轮安装在第一轴上。主运动液压缸的下底面和第二凹型导轨固定连接。本发明具有小机构加工大工件、加工精度高、可实现在任意锥度中锥孔键槽加工等特点；锥度调整的精度可通过蜗轮蜗杆传动比进行调整，能够提高加工精度，锥度调节范围大。

Description

一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置

技术领域

本发明涉及一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，尤其涉及一种能够用于螺旋桨等大型构件不同尺寸任意锥度锥孔的内孔键槽加工的机床装置。

背景技术

在机械行业中，锥孔应用十分广泛，许多情况下需要在锥孔内加工键槽以实现和轴径的配合，起到传递动力的作用。对于内孔键槽的加工，传统加工方法主要通过刨床加工、插床加工以及电火花机器加工等。目前国内大多采用插床、拉床、刨床、车床、铣床等进行加工，其中利用插床插键槽运用的最广泛，而拉花键的拉床则仅限于加工通孔的键槽，车床可以在不旋转主轴的情况下加工内孔键槽，但是加工精度较低，利用线切割技术加工键槽也比较方便。这些传统加工方法加工效率普遍较低，无法传递主机功率，且都具有工件不易装夹，需要专用夹具、加工精度不高、不能实现锥度无级可调节等缺点。尤其在大型螺旋桨构件的锥孔中进行键槽的加工几乎是不可能的，设计大于构件尺寸的插床成本高且使用不便。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，即解决大型螺旋桨构件的锥孔中锥孔键槽加工不方便、难以实现且加工精度不高，不能在任意锥度孔中实现加工的问题，本发明公开一种能加工不同锥度的锥孔键槽，实现锥度调节和进给并且锁紧的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置。

为实现上述发明目的，本发明用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置可采用如下技术方案：包括刀排、第一进给液压缸、工作台导轨、机架、蜗轮、第一轴、蜗杆、第二进给液压缸、第二凸型导轨、第二凹型导轨、主运动液压缸、U型构件、锁紧装置、手柄、分度盘、第二轴和锥度辅助调节装置；所述锥度辅助调节装置安装在刀排的上部；所述U型构件的上端通过第一轴和第二轴和机架联接，U型构件的下端与第二凸型导轨固定连接；蜗轮安装在第一轴上，蜗杆安装在机架上，蜗杆与蜗轮相适配；蜗杆伸出机架外侧的一端和手柄相固连；主运动液压缸的下底面和第二凹型导轨固定连接，第二凸型导轨和第二凹型导轨相适配；第二进给液压缸安装在第二凸型导轨上，第二进给液压缸的活塞杆运动方向与第二凸型导轨平行；刀排与主运动液压缸的上端相连，刀排上设有导向槽，主运动液压缸的活塞杆上装有刀架，刀架上装有刀具，刀排的两侧开有若干等距离的定位孔；所述锥度辅助调节装置包括辅助支撑板、高度调节螺钉、第一凹型导轨、锥度辅助调节板和定位板；锥度辅助调节板与定位板铰接，锥度辅助调节板上焊有第一凸型导轨，第一凸型导轨和第一凹型导轨相适配，锥度辅助调节板的一侧设有螺纹孔，螺纹孔中安装有螺栓，螺栓上安装有螺母；第一进给液压缸固定安装在锥度辅助调节板上，第一进给液压缸上设有活塞杆，活塞杆的伸出方向与第一凸型导轨平行；第一进给液压缸的活塞杆顶在第一凹型导轨上。

作为优选，所述锁紧装置固定安装在机架上，锁紧装置和U型构件相适配。所述分度盘固连在机架上，分度盘和手柄相适配。所述定位板上还设有工件定位件。所述工作台导轨固定安装在机架的上部。所述辅助支撑板上设有三个螺纹孔，所述螺纹孔和高度调节螺钉相适配，辅助支撑板的两侧还开有定位孔，定位孔中安装有定位销，定位销和刀排两侧的定位孔相适配。

有益效果：与现有技术相比，本发明有如下优点：

本发明的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，可以座落于不同大型构件上，利用被加工工件自身的相关要素进行定位并加工任意锥度锥孔键槽，具有小机构加工大工件、加工精度高、可实现在任意锥度中锥孔键槽加工等特点。本发明实现了加工锥度孔内孔键槽需要的主运动、进给运动以及锥度调节功能。锥度调整的精度可通过蜗轮蜗杆传动比进行调整，提高了加工精度，锥度调节范围大，可达到0°至20°。在刀棑和主运动液压缸两处进给用第一进给液压缸和第二进给液压缸分别推动同时进给，精度可达到0.1mm。用于对锥度孔的内孔键槽进行加工，能够加工任意锥度孔的键槽。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图。

图中，2辅助支撑板、3刀排、4高度调节螺钉、5第一凹型导轨、6第一进给液压缸、8螺栓、9螺母、10锥度辅助调节板、11定位板、12工作台导轨、15连接件、18机架、19蜗轮、20第一轴、25第二进给液压缸、26第二凸型导轨、27第二凹型导轨、31主运动液压缸、32U型构件、35锁紧装置、37手柄、38分度盘、43工件定位件、46第二轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1和图2所示，其中，图2是图1中的A-A剖视图。本发明公开一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，包括刀排3、第一进给液压缸6、工作台导轨12、机架18、蜗轮19、第一轴20、蜗杆、第二进给液压缸25、第二凸型导轨26、第二凹型导轨27、主运动液压缸31、U型构件32、锁紧装置35、手柄37、分度盘38、第二轴46和锥度辅助调节装置；锥度辅助调节装置安装在刀排3的上部；U型构件32的上端通过第一轴20和第二轴46和机架18联接，U型构件32的下端与第二凸型导轨26固定连接；蜗轮19安装在第一轴20上，蜗杆安装在机架18上，蜗杆与蜗轮19相适配；蜗杆伸出机架18外侧的一端和手柄37相固连；主运动液压缸31的下底面和第二凹型导轨27固定连接，第二凸型导轨26和第二凹型导轨27相适配；第二进给液压缸25安装在第二凸型导轨26上，第二进给液压缸25的活塞杆运动方向与第二凸型导轨26平行；刀排3与主运动液压缸31的上端相连，刀排3上设有导向槽，主运动液压缸31的活塞杆上装有刀架，刀架上装有刀具，刀排3的两侧开有若干等距离的定位孔；锥度辅助调节装置包括辅助支撑板2、高度调节螺钉4、第一凹型导轨5、锥度辅助调节板10和定位板11；锥度辅助调节板10与定位板11铰接，锥度辅助调节板10上焊有第一凸型导轨，第一凸型导轨和第一凹型导轨5相适配，锥度辅助调节板10的一侧设有螺纹孔，螺纹孔中安装有螺栓8，螺栓8上安装有螺母9；第一进给液压缸6固定安装在锥度辅助调节板10上，第一进给液压缸6上设有活塞杆，活塞杆的伸出方向与第一凸型导轨平行；第一进给液压缸6的活塞杆顶在第一凹型导轨5上。

本实施例中，锁紧装置35固定安装在机架18上，锁紧装置35和U型构件32相适配。分度盘38固连在机架18上，分度盘38和手柄37相适配，手柄37为星形手柄。定位板11上还设有工件定位件43。工作台导轨12固定安装在机架18的上部。辅助支撑板2上设有三个螺纹孔，螺纹孔和高度调节螺钉4相适配，辅助支撑板2的两侧还开有定位孔，定位孔中安装有定位销，定位销和刀排3两侧的定位孔相适配。

本发明考虑到锥度调节完成后的稳定问题，设计了锁紧装置35，以便完成锥度调节后进行锁紧。考虑到工件内孔直径、键槽宽度各不相同，刀棑3设计成系列，可根据内孔孔径大小进行更换。考虑到刀棑3与主运动液压缸31连接在一起长度较长，在刀棑3上端设置了锥度辅助调节装置，增加了整体刚度。

锥度辅助调节装置包括辅助支撑板2、高度调节螺钉4、第一凹型导轨5、锥度辅助调节板10和定位板11。U型构件32通过第一轴20和第二轴46安装在机架18上，第一轴20和第二轴46上分别装有一对圆锥滚子轴承，第一轴20比第二轴46长，第一轴20的一端伸到机架18的一侧；第一轴20上开有键槽，蜗轮19通过键安装在第一轴20上，蜗杆通过深沟球轴承安装在机架18上，蜗杆与蜗轮19相适配；蜗杆伸出机架18外侧的一端通过销和手柄37相固连。U型构件32通过螺栓与第二凸型导轨26实现固定连接，主运动液压缸31的下底面和第二凹型导轨27通过螺栓固定连接，第二凸型导轨26和第二凹型导轨27相适配；第二进给液压缸25安装在第二凸型导轨26上，第二进给液压缸25的活塞杆运动方向与第二凸型导轨26平行。刀排3通过连接件、螺栓、螺母与主运动液压缸31连接，刀排3上设有导向槽，主运动液压缸31的活塞杆上装有刀架，刀架上装有刀具，刀排3的两侧开有等距离的定位孔。定位板11放在工件的上表面，锥度辅助调节板10通过销与定位板11铰接，锥度辅助调节板10上焊有第一凸型导轨，锥度辅助调节板10的一侧设有螺纹孔，螺纹孔中安装有螺栓8，螺栓8上安装有螺母9；第一凹型导轨5安装在锥度辅助调节板10上的第一凸型导轨上，第一进给液压缸6通过螺栓安装在锥度辅助调节板10上，第一进给液压缸6上设有活塞杆，活塞杆的伸出方向与第一凸型导轨平行；第一进给液压缸6的活塞杆顶在第一凹型导轨5上，辅助支撑板2上设有三个螺纹孔，螺纹孔中装有高度调节螺钉4，辅助支撑板2的两侧开有定位孔，定位孔中安装有定位销，定位销同时卡在刀排3两侧的定位孔中。机架18上设有锁紧装置35。

加工时，将工件吊装在工作台导轨12上，使用三点定心装置使得工件内孔圆心与第一进给液压缸6的活塞杆运动方向在同一条直线上。将刀排3吊装入工件内孔，使用螺栓将刀排3、连接15件与主运动液压缸31连接。将锥度辅助调节装置组装完毕后安装在工件上端，使得定位板11上的工件定位件43与工件的内孔接触，调整定位板11位置和高度调节螺钉4，使定位销通过辅助支撑板2上的定位孔并卡住刀排3上的定位孔。刀排3上设有导向槽，将刀具安装在刀架上后放入刀排3的导向槽内，并通过销与主运动液压缸31的活塞杆连接。由于刀具以及刀排3等均安装在工件内部，因此无论工件体积多大，均可大大减小机床尺寸，其中，刀排3应加工成不同直径系列，以满足不同孔径要求。这样不但实现了小机床加工大工件的目的，而且扩大了加工范围。

锥度调节时，转动安装在蜗杆上的手柄37，蜗杆带动蜗轮19转动，蜗轮19通过键安装在第一轴20上，蜗轮19通过键连接带动第一轴20转动，第一轴20通过键与U型构件32连接，第二轴46也通过键与U型构件32连接，并且第一轴20与第二轴46同轴心，因此第一轴20的转动可以带动U型构件32和第二轴46旋转，进而带动主运动液压缸31和刀排3旋转，至加工工件内孔所需要的锥度，使刀具和工件内孔孔壁平行。

使用锥度辅助调节装置进一步调整锥度，放松螺母9，调整螺栓8的位置，螺栓8带动锥度辅助调节板10转动到合适的位置后，拧紧螺母9，使螺栓8支撑在定位板11的上表面，对锥度辅助调节板10进行定位。

考虑到锥度调节的精度问题，蜗杆采用单头，因此反行程自锁，不会因为重心位置变化等影响角度。机架18上设有分度盘38，蜗杆和蜗轮19的传动比采用1：40，分度盘38分成18个格子，锥度调节的精度便可以达到0.5°（进一步细化分度盘的格数或者提高蜗轮蜗杆传动比可以进一步提高角度精度）。角度调节完成后通过锁紧装置35来锁紧U型构件32，这样在加工过程中不会因为震动或者切削力使得整个装置偏离调定的角度。

锥度调节完成后，主运动液压缸31的活塞杆带动安装在刀架上的刀具沿着刀排3的导向槽从上到下完成第一次切削，然后快退至起始位置，安装在锥度辅助调节板10上的第一进给液压缸6与安装在U型构件32上的第二进给液压缸25一起推动刀棑3与主运动液压缸31沿着第一凸型导轨和第二凸型导轨26进行一次进给，其中第一进给液压缸6与第二进给液压缸25的进给精度可以达到0.1mm。进给完成后，主运动液压缸31的活塞杆带动安装在刀架上的刀具进行第二次切削，如此往复直至完成整个切削工作。

主运动是通过主运动液压缸31的活塞杆带动安装刀具的刀架沿着刀棑3的导轨上下滑动实现的。锥度调节是通过蜗轮19与蜗杆配合，带动安装在U型构件32上的主运动液压缸31与刀棑3实现的。进给运动是通过安装在锥度辅助调节板10上的进给液压缸6和安装在U型构件32上的进给液压缸25分别推动刀棑3与主运动液压缸31实现的。

本发明的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，可以座落于不同大型构件上，利用被加工工件自身的相关要素进行定位并加工任意锥度锥孔键槽，具有小机构加工大工件、加工精度高、可实现在任意锥度中锥孔键槽加工等特点。本发明实现了加工锥度孔内孔键槽需要的主运动、进给运动以及锥度调节功能。锥度调整的精度可通过蜗轮蜗杆传动比进行调整，提高了加工精度，锥度调节范围大，可达到0°至20°。在刀棑3和主运动液压缸31两处进给用第一进给液压缸6和第二进给液压缸25分别推动同时进给，精度可达到0.1mm。用于对锥度孔的内孔键槽进行加工，能够加工任意锥度孔的键槽。

Claims (6)

1.一种用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：包括刀排(3)、第一进给液压缸(6)、工作台导轨(12)、机架(18)、蜗轮(19)、第一轴(20)、蜗杆、第二进给液压缸(25)、第二凸型导轨(26)、第二凹型导轨(27)、主运动液压缸(31)、U型构件(32)、锁紧装置(35)、手柄(37)、分度盘(38)、第二轴(46)和锥度辅助调节装置；所述锥度辅助调节装置安装在刀排(3)的上部；所述U型构件(32)的上端通过第一轴(20)和第二轴(46)与机架(18)联接，U型构件(32)的下端与第二凸型导轨(26)固定连接；蜗轮(19)安装在第一轴(20)上，蜗杆安装在机架(18)上，蜗杆与蜗轮(19)相适配；蜗杆伸出机架(18)外侧的一端和手柄(37)相固连；主运动液压缸(31)的下底面和第二凹型导轨(27)固定连接，第二凸型导轨(26)和第二凹型导轨(27)相适配；第二进给液压缸(25)安装在第二凸型导轨(26)上，第二进给液压缸(25)的活塞杆运动方向与第二凸型导轨(26)平行；刀排(3)与主运动液压缸(31)的上端相连，刀排(3)上设有导向槽，主运动液压缸(31)的活塞杆上装有刀架，刀架上装有刀具，刀排(3)的两侧开有若干等距离的定位孔；所述锥度辅助调节装置包括辅助支撑板(2)、高度调节螺钉(4)、第一凹型导轨(5)、锥度辅助调节板(10)和定位板(11)；锥度辅助调节板(10)与定位板(11)铰接，锥度辅助调节板(10)上焊有第一凸型导轨，第一凸型导轨和第一凹型导轨(5)相适配，锥度辅助调节板(10)的一侧设有螺纹孔，螺纹孔中安装有螺栓(8)，螺栓(8)上安装有螺母(9)；第一进给液压缸(6)固定安装在锥度辅助调节板(10)上，第一进给液压缸(6)上设有活塞杆，活塞杆的伸出方向与第一凸型导轨平行；第一进给液压缸(6)的活塞杆顶在第一凹型导轨(5)上。

2.根据权利要求1所述的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：所述锁紧装置(35)固定安装在机架(18)上，锁紧装置(35)和U型构件(32)相适配。

3.根据权利要求1所述的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：所述分度盘(38)固连在机架(18)上，分度盘(38)和手柄(37)相适配。

4.根据权利要求1所述的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：所述定位板(11)上还设有工件定位件(43)。

5.根据权利要求1所述的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：所述工作台导轨(12)固定安装在机架(18)的上部。

6.根据权利要求1所述的用于加工锥度孔内孔键槽的机床装置，其特征在于：所述辅助支撑板(2)上设有三个螺纹孔，所述螺纹孔和高度调节螺钉(4)相适配，辅助支撑板(2)的两侧还开有定位孔，定位孔中安装有定位销，定位销和刀排(3)两侧的定位孔相适配。