CN103722183A - 一种自动加工装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种自动加工装置及其加工方法，包括车床主体、传送装置、主支架、副支架、电控柜和成品箱，其特征在于，所述车床主体上设有自动夹紧卡盘、刀座、左推进气缸和车床主轴，所述车床主轴与自动夹紧卡盘联动，与左推进气缸的活塞杆套接，所述主支架从上至下依次设有升降气缸、连接块、旋转气缸I和储料套筒，连接块的右侧设有右推进气缸，副支架上设有卸料气缸，卸料气缸的活塞杆设有与成品箱相适配的卸料爪，所述传送装置与储料套筒相连，所有电气元件的接线均与电控柜相连。本发明通过车床主体、传送装置和气缸的结合创新，提供一种加工精度高、生产效率高以及轴类零件两头相同或者不同技术要求的全自动加工装置及其加工方法。

Description

一种自动加工装置及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械制造的技术领域，更具体的说涉及一种用于轴类零件两头车削加工的自动加工装置及其加工方法。 

背景技术

轴类零件是机械五金的配件中经常遇到的典型零件之一。轴类零件两头的车削加工是通过车床加工完成的。而机床加工轴类零件，特别是非标的轴类零件，一般都需要熟练车工进行操作。这就存在自动化程度低、生产效率低和加工成本高的问题。同时轴类零件的加工精度都是由熟练车工控制，需要多次精度检测，这就存在加工精度的一致性低和加工精度低的问题。而目前现有技术中的一般加工装置和加工方法没有有效解决上述问题。例如中国专利申请公布号CN 102728888 A，公告日2012年10月17日，发明创造的名称为一种锁芯后加工装置，该专利案公开了一种自动加工装置，通过主体支架、走位定料装置、整料装置和刀座的结合创新，实现了锁芯的全自动加工，加工精度高，但是该专利案缺少工件旋转调头的装置，不能实现轴类零件两头的自动化加工。又如中国专利授权公告号CN 101698239 A，授权公告日2012年12月12日，发明创造的名称为活塞自动加工装置，该专利案公开了一种自动加工装置，通过夹紧装置、送料装置和车刀装置的结合创新，实现了该自动加工装置具有自动送料和自动卸料的特点，但是该专利案缺少工件旋转调头的装置，不能实现轴类零件两头的自动化加工。又如中国专利授权公告号CN 102218547 B，授权公告日2012年12月26日，发明创造的名称为阀杆自动加工机，该专利案公开了一种自动加工装置，通过主机台、刀架、横纵拖板、主轴箱、夹头、电动机和尾箱等的结合创新，实现了该自动加工装置具有加工成本低、加工质量一致、加工效率和精度高的特点，但是该专利案的气动机械手只是在自动上料装置中起到夹紧的作用，缺少旋转功能，只能实现实现了轴类零件的一端加工，不能实现轴类零件的两头自动加工。再如中国专利授权公告号CN 203316726 U，授权公告日2013年12月04日，发明创造的名称为一种螺丝自动加工油压车床，该专利案公开了一种自动加工装置，通过机台、上料装置、取料装置、车床主轴和控制系统的结合创新，实现了对螺丝加工的全自动化生产，提高生产效率，但是该专利案的只能实现零件的一端自动化加工，不能实现零件的两头自动化加工。本发明通过车床主体、传送装置、主支架、副支架、电控柜和成品箱及其连接结构的结合创新，提供一种自动上料、自动夹装、自动加工、自动调头加工、自动卸料、加工精度高、生产效率高以及轴类零件两头相同或者不同技术要求的全自动加工的自动加工装置及其加工方法。 

发明内容

本发明解决现有技术中一般形式的自动加工装置没有有效解决轴类零件两头相同或者不同技术要求的全自动加工的问题，提供一种自动加工装置及其加工方法，通过车床主体、传送装置、主支架、副支架、电控柜和成品箱及其连接结构的结合创新，实现该自动加工装置及其加工方法具有自动上料、自动夹装、自动加工、自动调头加工、自动卸料、加工精度高、生产效率高以及轴类零件两头相同或者不同技术要求的全自动加工的特点。

 为了解决上述普遍存在的技术问题，本发明采取下述技术方案：一种自动加工装置，包括车床主体、传送装置、主支架、副支架、电控柜和成品箱，其特征在于，所述车床主体上设有自动夹紧卡盘、刀座、左推进气缸和空心结构的车床主轴，所述的车床主轴与自动夹紧卡盘联动，与左推进气缸的活塞杆套接，所述主支架设置在车床主体的后侧，主支架上设有升降气缸和旋转气缸I，升降气缸和旋转气缸I之间设有连接块，旋转气缸I的下端设有与工件相适配的储料套筒，连接块的右侧设有与储料套筒相适配的右推进气缸，所述的传送装置与储料套筒相连，所述副支架设置在车床主体的前侧，副支架上设有卸料气缸，卸料气缸的活塞杆设有与成品箱相适配的卸料爪，所述车床主体和传送装置的电源线以及自动夹紧卡盘和所有气缸的接线均与电控柜相连。

车床主体，为该自动加工装置的基础；车床主轴，由电动机控制，实现车床的工作与截止，带动自动夹紧卡盘转动，车床主轴的空心结构，节约材料，降低成本；传送装置，将工件自动传送至储料套筒内，实现工件传送的自动化上料，提高生产效率；自动夹紧卡盘，可以是现有技术中的气动卡盘或者液压卡盘，实现工件在车床主体上的自动夹紧和自动松开，与刀座上的刀具相结合，实现对工件端部的自动进给切削加工；左推进气缸，在自动夹紧卡盘松开后，左推进气缸的活塞杆伸入车床主轴，将工件推入储料套筒或者卸料爪，使工件进入下一道工序；储料套筒，用于装载轴类零件；主支架，用于安装升降气缸和旋转气缸I；升降气缸，将通过传送装置传送过来的工件送至自动夹紧卡盘的位置；旋转气缸，旋转180度，实现工件的自动调头；连接块，实现升降气缸和旋转气缸I的连接，并用于安装右推进气缸；右推进气缸，右推进气缸工作，右推进气缸的活塞杆伸入储料套筒，将工件推入自动夹紧卡盘，实现工件的自动夹装；右推进气缸与左推进气缸相结合，在加工完成后，保证所有工件的长度的一致性，与人工操作相比，提高工件的加工精度；副支架，用于安装卸料气缸；卸料气缸、卸料爪、自动夹紧卡盘和左推进气缸相结合，实现工件的自动卸料；成品箱，用于放置加工完成后的成品工件；电控柜，实现所有电气元件的统一控制，提高该自动加工装置的自动化程度。

作为优选，所述刀座上设有刀具I和刀具II，所述刀座的底部设有旋转气缸II。刀具I，实现工件一端的切削加工；刀具II，实现工件另一端的切削加工；旋转气缸II，旋转90度和复位，实现刀具I和刀具II自动更换；该结构的刀座和刀具，实现工件两端不同技术要求的自动切削加工，自动化程度高。

作为优选，所述的传送装置由振动盘、传送导管、储料斜板和送料气缸组成，所述振动盘的电源线与电控柜相连，振动盘的出料口与传送导管相连，所述传送导管的出口设置在储料斜板的上端，所述送料气缸与车床主体相固定，设置在储料斜板下端的左侧，所述储料斜板与主支架相固定，储料斜板下端的右侧与储料套筒相适配。由于振动盘的振动，传送导管与一般的传送轨道相比，能够有效防止工件跳出轨道，提高传送的稳定性；储料斜板，结合送料气缸，将工件送入储料套筒，与传送导管和储料套筒直接对接相比，减少工件的振动，保证工件传送过程的稳定可靠。

作为优选，所述自动加工装置还包括冷却机构，所述冷却机构由水泵、水管和冷却液储备箱组成，所述水泵的电源线与电控柜相连，水泵设置在冷却液储备箱中，所述水管的一端与水泵相连，水管的另一端设置在自动夹紧卡盘的正上方。该冷却机构的结构简单，在使用过程中，防止刀具高温报废，延长刀具的使用寿命。

作为优选，所述自动加工装置还包括废水箱，所述废水箱设置在自动夹紧卡盘的正下方。废水箱，用于存放切削加工的废料和冷却机构带来的冷却液，并能将冷却液过滤回收再利用，节约冷却液，降低成本。

作为优选，所述卸料气缸的正下方设有卸料滑板，所述卸料滑板的下端与成品箱相连。卸料滑板，防止工件掉落，保证所有加工完成的工件滑入成品箱。

应用上述自动加工装置的一种加工方法，所述加工方法为：

第一步，启动电控柜，通过传送装置将工件传送至储料套筒内；

第二步，升降气缸工作，带动旋转气缸I和储料套筒一起向下移动，使储料套筒的中最低位置与自动夹紧卡盘的最低位置相同；

第三步，右推进气缸工作，将工件送入车床主体的自动夹紧卡盘，自动夹紧卡盘夹紧工件；

第四步，升降气缸复位，刀座进给，完成工件一端的加工；

第五步，车床主轴停止工作，升降气缸再次工作，将储料套筒再次送至自动夹紧卡盘的最低位置；

第六步，左推进气缸将工件推入储料套筒，旋转气缸I旋转180°，右推进气缸再次工作，将工件再次送入车床主体的自动夹紧卡盘，自动夹紧卡盘再次夹紧工件；

第七步，升降气缸再次复位，并等待下一个工件的传送，刀座再次进给，完成工件另一端的加工；

第八步，车床主轴停止工作，卸料气缸开始工作，将卸料爪送至自动夹紧卡盘的对应位置，左推进气缸将工件推入卸料爪内，卸料气缸的活塞杆带动卸料爪缩回，将工件放入成品箱中。

该自动加工装置的加工方法，实现了工件的自动上料、自动夹装、自动加工、自动调头加工和自动卸料，实现了轴类零件两头的全自动加工，产品的加工精度高，生产效率高。

作为优选，在所述的第四步中，刀座进给，刀具I完成工件一端的加工；在所述的第七步中，刀座再次进给，旋转气缸II带动刀座旋转90°，刀具II完成工件另一端的加工。刀具I，实现工件一端的切削加工；刀具II，实现工件另一端的切削加工；旋转气缸II，旋转90度和复位，实现刀具I和刀具II自动更换；该结构的刀座和刀具，实现工件两端不同技术要求的自动切削加工，自动化程度高。

作为优选，在所述的第一步中，所述的工件由振动盘传送，依次经过振动盘的出料口和传送导管，滑入储料斜板，送料气缸的活塞杆伸出，将工件送入储料套筒内。由于振动盘的振动，传送导管与一般的传送轨道相比，能够有效防止工件跳出轨道，提高传送的稳定性；储料斜板，结合送料气缸，将工件送入储料套筒，与传送导管和储料套筒直接对接相比，减少工件的振动，保证工件传送过程的稳定可靠。

由于采取上述的技术方案，本发明提供的一种自动加工装置及其加工方法，其有益效果非常明显：结构简单，成本低，工件传送稳定可靠，通过车床主体、传送装置、主支架、副支架、电控柜和成品箱及其连接结构的结合创新，提供一种自动上料、自动夹装、自动加工、自动调头加工、自动卸料、加工精度高、生产效率高以及轴类零件两头相同或者不同技术要求的全自动加工的自动加工装置及其加工方法。

附图说明：

附图1为本发明的一种结构示意图；

附图2为本发明附图1的B向放大图；

附图3为本发明附图1的A-A向剖视图；

附图4为本发明附图3的C向放大图；

附图5为本发明附图1的一种俯视图。

图中：车床主体，1   主支架，2   副支架，3   电控柜，4   成品箱，5   自动夹紧卡盘，6   刀座，7   左推进气缸，8   车床主轴，9  升降气缸，10   旋转气缸I，11   连接块，12   工件，13   储料套筒，14   右推进气缸，15    卸料气缸，16    卸料爪，17   刀具I，18   刀具II，19   旋转气缸II，20   振动盘，21   传送导管，22   储料斜板，23   送料气缸，24   水泵，25   水管，26   冷却液储备箱，27   废水箱，28   卸料滑板，29

具体实施方式：

参阅附图，对本发明作进一步详细描述：

实施例一：结合附图1、2、3、4、5，一种自动加工装置，包括车床主体1、传送装置、主支架2、副支架3、电控柜4和成品箱5，车床主体1上设有自动夹紧卡盘6、刀座7、左推进气缸8和空心结构的车床主轴9，车床主轴9与自动夹紧卡盘6联动，与左推进气缸8的活塞杆套接，主支架2设置在车床主体1的后侧，主支架2上设有升降气缸10和旋转气缸I11，升降气缸10和旋转气缸I11之间设有连接块12，旋转气缸I11的下端设有与工件13相适配的储料套筒14，连接块12的右侧设有与储料套筒14相适配的右推进气缸15，传送装置与储料套筒14相连，副支架3设置在车床主体1的前侧，副支架3上设有卸料气缸16，卸料气缸16的活塞杆设有与成品箱5相适配的卸料爪17，车床主体1和传送装置的电源线以及自动夹紧卡盘6和所有气缸的接线均与电控柜4相连。

实施例二：结合附图1、2、3、4、5，一种自动加工装置，包括车床主体1、传送装置、主支架2、副支架3、电控柜4和成品箱5，车床主体1上设有自动夹紧卡盘6、刀座7、左推进气缸8和空心结构的车床主轴9，车床主轴9与自动夹紧卡盘6联动，与左推进气缸8的活塞杆套接，刀座7上设有刀具I18和刀具II19，刀座7的底部设有旋转气缸II20，主支架2设置在车床主体1的后侧，主支架2上设有升降气缸10和旋转气缸I11，升降气缸10和旋转气缸I11之间设有连接块12，旋转气缸I11的下端设有与工件13相适配的储料套筒14，连接块12的右侧设有与储料套筒14相适配的右推进气缸15，传送装置由振动盘21、传送导管22、储料斜板23和送料气缸24组成，振动盘21的电源线与电控柜4相连，振动盘21的出料口与传送导管22相连，传送导管22的出口设置在储料斜板23的上端，送料气缸24与车床主体1相固定，设置在储料斜板23下端的左侧，储料斜板23与主支架2相固定，储料斜板23下端的右侧与储料套筒14相适配，副支架3设置在车床主体1的前侧，副支架3上设有卸料气缸16，卸料气缸16的活塞杆设有与成品箱5相适配的卸料爪17，所有电气元件均由电控柜4控制。

实施例三，结合附图1、2、3、4、5，一种自动加工装置，包括车床主体1、传送装置、主支架2、副支架3、电控柜4、成品箱5、冷却机构和废水箱28，车床主体1上设有自动夹紧卡盘6、刀座7、左推进气缸8和空心结构的车床主轴9，车床主轴9与自动夹紧卡盘6联动，与左推进气缸8的活塞杆套接，刀座7上设有刀具I18和刀具II19，刀座7的底部设有旋转气缸II20，主支架2设置在车床主体1的后侧，主支架2上设有升降气缸10和旋转气缸I11，升降气缸10和旋转气缸I11之间设有连接块12，旋转气缸I11的下端设有与工件13相适配的储料套筒14，连接块12的右侧设有与储料套筒14相适配的右推进气缸15，传送装置由振动盘21、传送导管22、储料斜板23和送料气缸24组成，振动盘21的电源线与电控柜4相连，振动盘21的出料口与传送导管22相连，传送导管22的出口设置在储料斜板23的上端，送料气缸24与车床主体1相固定，设置在储料斜板23下端的左侧，储料斜板23与主支架2相固定，储料斜板23下端的右侧与储料套筒14相适配，副支架3设置在车床主体1的前侧，副支架3上设有卸料气缸16，卸料气缸16的活塞杆设有与成品箱5相适配的卸料爪17，卸料气缸16的正下方设有卸料滑板29，卸料滑板29的下端与成品箱5相连，冷却机构由水泵25、水管26和冷却液储备箱27组成，水泵25的电源线与电控柜4相连，水泵25设置在冷却液储备箱27中，水管26的一端与水泵25相连，水管26的另一端设置在自动夹紧卡盘6的正上方，废水箱28设置在自动夹紧卡盘6的正下方，所有电气元件均由电控柜4控制。

实施例四，结合附图1、2、3、4、5，一种自动加工装置的加工方法，包括车床主体1、传送装置、主支架2、副支架3、电控柜4和成品箱5，加工方法为：第一步，启动电控柜4，通过传送装置将工件13传送至储料套筒14内；第二步，升降气缸10工作，带动旋转气缸I11和储料套筒14一起向下移动，使储料套筒14的中最低位置与自动夹紧卡盘6的最低位置相同；第三步，右推进气缸15工作，将工件13送入车床主体1的自动夹紧卡盘6，自动夹紧卡盘6夹紧工件13；第四步，升降气缸10复位，刀座7进给，完成工件13一端的加工；第五步，车床主轴9停止工作，升降气缸10再次工作，将储料套筒14再次送至自动夹紧卡盘6的最低位置；第六步，左推进气缸8将工件13推入储料套筒14，旋转气缸I11旋转180°，右推进气缸15再次工作，将工件13再次送入车床主体1的自动夹紧卡盘6，自动夹紧卡盘6再次夹紧工件13；第七步，升降气缸10再次复位，并等待下一个工件13的传送，刀座7再次进给，完成工件13另一端的加工；第八步，车床主轴9停止工作，卸料气缸16开始工作，将卸料爪17送至自动夹紧卡盘6的对应位置，左推进气缸8将工件13推入卸料爪17内，卸料气缸16的活塞杆带动卸料爪17缩回，将工件13放入成品箱5中。

实施例五，结合附图1、2、3、4、5，一种自动加工装置的加工方法，包括车床主体1、传送装置、主支架2、副支架3、电控柜4和成品箱5，加工方法为：第一步，启动电控柜4，工件13由振动盘21传送，依次经过振动盘21的出料口和传送导管22，滑入储料斜板23，送料气缸24的活塞杆伸出，将工件13送入储料套筒14内；第二步，升降气缸10工作，带动旋转气缸I11和储料套筒14一起向下移动，使储料套筒14的中最低位置与自动夹紧卡盘6的最低位置相同；第三步，右推进气缸15工作，将工件13送入车床主体1的自动夹紧卡盘6，自动夹紧卡盘6夹紧工件13；第四步，升降气缸10复位，刀座7进给，刀座7进给，刀具I18完成工件13一端的加工；第五步，车床主轴9停止工作，升降气缸10再次工作，将储料套筒14再次送至自动夹紧卡盘6的最低位置；第六步，左推进气缸8将工件13推入储料套筒14，旋转气缸I11旋转180°，右推进气缸15再次工作，将工件13再次送入车床主体1的自动夹紧卡盘6，自动夹紧卡盘6再次夹紧工件13；第七步，升降气缸10再次复位，并等待下一个工件13的传送，刀座7再次进给，旋转气缸II20带动刀座7旋转90°，刀具II19完成工件13另一端的加工；第八步，车床主轴9停止工作，卸料气缸16开始工作，将卸料爪17送至自动夹紧卡盘6的对应位置，左推进气缸8将工件13推入卸料爪17内，卸料气缸16的活塞杆带动卸料爪17缩回，将工件13放入成品箱5中。

以上所述的五个具体实施例，对本发明进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心思想的前提下，还可以对本发明进行若干的修饰，例如储料套筒的大小、各个气缸的具体技术参数、刀具的具体结构特征等进行若干的修改或组合，应该落在本发明权利要求的保护范围之内。 

Claims (9)

1.一种自动加工装置，包括车床主体（1）、传送装置、主支架（2）、副支架（3）、电控柜（4）和成品箱（5），其特征在于，所述车床主体（1）上设有自动夹紧卡盘（6）、刀座（7）、左推进气缸（8）和空心结构的车床主轴（9），所述的车床主轴（9）与自动夹紧卡盘（6）联动，与左推进气缸（8）的活塞杆套接，所述主支架（2）设置在车床主体（1）的后侧，主支架（2）上设有升降气缸（10）和旋转气缸I（11），升降气缸（10）和旋转气缸I（11）之间设有连接块（12），旋转气缸I（11）的下端设有与工件（13）相适配的储料套筒（14），连接块（12）的右侧设有与储料套筒（14）相适配的右推进气缸（15），所述的传送装置与储料套筒（14）相连，所述副支架（3）设置在车床主体（1）的前侧，副支架（3）上设有卸料气缸（16），卸料气缸（16）的活塞杆设有与成品箱（5）相适配的卸料爪（17），所述车床主体（1）和传送装置的电源线以及自动夹紧卡盘（6）和所有气缸的接线均与电控柜（4）相连。

2.根据权利要求1所述的一种自动加工装置，其特征在于，所述刀座（7）上设有刀具I（18）和刀具II（19），所述刀座（7）的底部设有旋转气缸II（20）。

3.根据权利要求1所述的一种自动加工装置，其特征在于，所述的传送装置由振动盘（21）、传送导管（22）、储料斜板（23）和送料气缸（24）组成，所述振动盘（21）的电源线与电控柜（4）相连，振动盘（21）的出料口与传送导管（22）相连，所述传送导管（22）的出口设置在储料斜板（23）的上端，所述送料气缸（24）与车床主体（1）相固定，设置在储料斜板（23）下端的左侧，所述储料斜板（23）与主支架（2）相固定，储料斜板（23）下端的右侧与储料套筒（14）相适配。

4.根据权利要求1所述的一种自动加工装置，其特征在于，所述自动加工装置还包括冷却机构，所述冷却机构由水泵（25）、水管（26）和冷却液储备箱（27）组成，所述水泵（25）的电源线与电控柜（4）相连，水泵（25）设置在冷却液储备箱（27）中，所述水管（26）的一端与水泵（25）相连，水管（26）的另一端设置在自动夹紧卡盘（6）的正上方。

5.根据权利要求4所述的一种自动加工装置，其特征在于，所述自动加工装置还包括废水箱（28），所述废水箱（28）设置在自动夹紧卡盘（6）的正下方。

6.根据权利要求1所述的一种自动加工装置，其特征在于，所述卸料气缸（16）的正下方设有卸料滑板（29），所述卸料滑板（29）的下端与成品箱（5）相连。

7.根据权利要求1所述自动加工装置的一种加工方法，其特征在于，所述加工方法为：第一步，启动电控柜（4），通过传送装置将工件（13）传送至储料套筒（14）内；第二步，升降气缸（10）工作，带动旋转气缸I（11）和储料套筒（14）一起向下移动，使储料套筒（14）的中最低位置与自动夹紧卡盘（6）的最低位置相同；第三步，右推进气缸（15）工作，将工件（13）送入车床主体（1）的自动夹紧卡盘（6），自动夹紧卡盘（6）夹紧工件（13）；第四步，升降气缸（10）复位，刀座（7）进给，完成工件（13）一端的加工；第五步，车床主轴（9）停止工作，升降气缸（10）再次工作，将储料套筒（14）再次送至自动夹紧卡盘（6）的最低位置；第六步，左推进气缸（8）将工件（13）推入储料套筒（14），旋转气缸I（11）旋转180°，右推进气缸（15）再次工作，将工件（13）再次送入车床主体（1）的自动夹紧卡盘（6），自动夹紧卡盘（6）再次夹紧工件（13）；第七步，升降气缸（10）再次复位，并等待下一个工件（13）的传送，刀座（7）再次进给，完成工件（13）另一端的加工；第八步，车床主轴（9）停止工作，卸料气缸（16）开始工作，将卸料爪（17）送至自动夹紧卡盘（6）的对应位置，左推进气缸（8）将工件（13）推入卸料爪（17）内，卸料气缸（16）的活塞杆带动卸料爪（17）缩回，将工件（13）放入成品箱（5）中。

8.根据权利要求7所述的一种加工方法，其特征在于，在所述的第四步中，刀座（7）进给，刀具I（18）完成工件（13）一端的加工；在所述的第七步中，刀座（7）再次进给，旋转气缸II（20）带动刀座（7）旋转90°，刀具II（19）完成工件（13）另一端的加工。

9.根据权利要求7所述的一种加工方法，其特征在于，在所述的第一步中，所述的工件（13）由振动盘（21）传送，依次经过振动盘（21）的出料口和传送导管（22），滑入储料斜板（23），送料气缸（24）的活塞杆伸出，将工件（13）送入储料套筒（14）内。

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