CN104096896A - 通孔内键槽自动加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的通孔内键槽自动加工设备，设置液压泵、电机和控制装置，液压泵连接两个液压缸，一个液压缸连接刀杆上部，另一个液压缸连接夹紧装置中的夹紧推杆，电机连接进给装置，控制装置连接液压泵和电机。该设备利用设有集成电路的控制装置，按照设定的参数控制液压泵和电机，液压泵控制两个液压系统，一个控制刀杆上下运动，自动完成键槽的加工，另一个控制夹紧系统将工件定位；电机带动进给装置自动前进和后退，实现进刀切削键槽和切削之后的退位让刀。整个加工过程全部自动控制，操作方便、安全，节能，大大提高了生产效率，特别适宜普通设备难以加工的情况。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备，具体涉及键槽加工，更具体是一种通孔内键槽自动加工设备。
背景技术
用于内孔键槽加工方法有插削法、刨削法、拉削法和线切割法。用插削法需要专用机床，且刀具容易损伤；刨削法效率低；用拉削法拉刀制造成本高；线切割法适宜小孔径工件，但对大孔径工件以及较宽较深较长的键槽加工并不具有优势。另外，上述方法普遍存在加工工序多，时间长，效率低等问题。
发明内容
本发明为了克服上述不足，提高自动化程度，提高工作效率，提供一种通孔内键槽自动加工设备。
本发明为实现上述目的而采用的技术方案如下。
本发明的通孔内键槽自动加工设备，包括：机身、工作台、工作台底座、夹紧装置、进给装置、升降装置、刀杆和电机，其创新之处在于：还设置液压泵和控制装置，液压泵连接两个液压缸，一个液压缸连接刀杆上部，另一个液压缸连接夹紧装置中的夹紧推杆，电机连接进给装置，控制装置连接液压泵和电机。
所述的控制装置内部设有集成电路，控制面板设有按钮与显示屏，控制面板的按钮包括操控类按钮和设置类按钮。
上述所述集成电路用选用PLC。
一般地，操控类按钮至少包括：“启动”、“停止”、“手动”、“清零”、针对液压泵的“上升”、“下降”、“夹紧”、“松开”，针对步进电机的“前进”、“后退”，设置类按钮至少包括“键槽深度”、“进给速度”、“进给倍数”、“进给次数”、“后退速度”、“已进次数”。
显示屏显示的内容包括：按钮状态、设置的数据和状态数据。提供显示屏的显示状况，可以很直观地观察加工过程，也便于检查发现异常，及时处理。
为了配合在特殊情况下的手动操作，本发明的技术方案中，还在刀杆旁边设置标尺，标尺上设置限位行程开关。这个限位行程开关既可以是手工调整的，也可以是自动调整的。这里所述的自动调整是指通过控制装置调整限位行程开关的两个接触点之间的距离。限位行程开关起到控制刀杆上下移动距离的作用。实际上，本发明更进一步的方案是不需要限位行程开关，而是通过控制装置直接控制刀杆液压缸来控制刀杆上下移动的距离。故标尺以及限位行程开关只是备用。
本发明在工作台之上刀杆中部设置中部导向套，中部导向套安置在中部横梁之中；为了便于加工不同高度的工件，必须使得横梁可以上下调节，调节的方案可以采用已有的各种技术。
为了更好地稳定刀杆防止摆动，本发明还在进给装置之下设置刀杆下部导向套。该导向套一般设置在进给装置之下的工作台中，也可以在工作台之下。防止刀杆摆动、抖动，具有避免刀杆断裂、减少刀具损坏和确保加工质量等三重作用。对于长而细的刀杆，防止刀杆摆动、抖动尤为重要。本发明在刀杆的中、下两个部位都设置导向套，将非常有利于刀杆的稳定。
为了防止刀杆转动而影响键槽加工质量和精度，本发明的技术方案中，将刀杆背向刀具的一面设置为平面。为了与该平面相配合，中部导向套和/或下部导向套内壁设置内凹平面槽，该内凹平面槽设置活动调整片，这个位于刀杆背面的平面与凹平面槽的平面之间。活动调整片连接着调整螺杆。调整片是为了解决刀杆长期工作带来的磨损而特别设置的，螺杆可以调节调整片的位置，当出现磨损（无论是调整片磨损还是刀杆后平面磨损）后，将螺杆旋进，使调整片挨近刀杆。如果磨损程度超过调节范围，这时可以更换调整片。更换调整片的成本显然比更换导向套要小得多，而且也要方便得多。
本发明所述的液压泵和电机安置工作台底座内，控制装置安置在机身的侧立柱上或者安置在装配中部导向套的横梁上。这些都是为了便于操作和使设备紧凑。
本发明中所述的电机为步进电机或伺服电机。
本发明的通孔内键槽自动加工设备，利用设有集成电路的控制装置，按照设定的参数控制液压泵和电机，液压泵控制两个液压系统，一个控制刀杆上下运动，自动完成键槽的加工，另一个控制夹紧系统将工件定位；电机带动进给装置自动前进和后退，实现进刀切削键槽和切削之后的退位让刀。整个加工过程全部自动控制，操作方便、安全，节能，大大提高了生产效率。实践证明，加工一个宽20mm、长70mm、深7.5mm的键槽，3~4分钟完成，普通插床需要15~20分钟，工效提高了4倍。
由于本发明采用了液压系统，刀杆推进力大，推进速度可以做到缓慢、沉稳，有利于进行大工作量的切削，故可以加工很宽的键槽。配套相适应的液压系统，键槽加工宽度可以达到10~60mm。
而且加之诸多稳定刀杆的措施，以及自动控制的配合严密，在确保加工质量加工精度的前提下大大减少了刀杆断裂、刀具损坏的概率，加工上述例举的键槽，做50~100件产品都不需要磨刀或者换刀。
本发明的有益效果还包括：操作简单直观，性能可靠，切削平稳，精度高，噪声小，设备功耗小，体积小，维护方便、使用寿命长，价格比普通插床也高不了多少，经济适用，性价比极高。
本发明的通孔内键槽自动加工设备，特别适宜于插削法、刨削法、拉削法和线切割法等普通方法难以加工的情况，如孔径在300mm以上、厚度达500mm以上的大型工件通孔内宽、深、长的直键槽的加工。
附图说明
图1是本发明的通孔内键槽自动加工设备的控制系统图。
图2是本发明的通孔内键槽自动加工设备的主体局部结构示意图。
图3是横梁与中部导向套结合示意图。
图4是刀杆截面图。
图中有：刀杆液压缸1、横梁2、高度调节块3、进给装置4、工作台5、侧柱6、下部导向套7、中部导向套8、刀杆9、刀具槽10、调整片11、调整螺杆12、刀具13、平面14。
具体实施方式
见图1。本发明的通孔内键槽自动加工设备，其控制装置连接液压泵，控制液压泵工作。液压泵连接两个液压缸：一个是连着刀杆的刀杆液压缸，控制刀杆上下移动，以完成键槽的插削；另一个是连接夹紧装置中的夹紧推杆的夹紧液压缸，控制推杆前后移动，以实现对工件的固定。另外，控制装置也连接与进给装置连接的电机，通过电机控制进给装置的前后移动，以实现进料和“退刀”（实际上是退料）。
所述的控制装置内部设有集成电路PLC，控制面板设有按钮与显示屏，控制面板的按钮包括操控类按钮和设置类按钮。
操控类按钮包括：“启动”、“停止”、“手动”、“清零”、针对液压泵的“上升”、“下降”、“夹紧”、“松开”，针对步进电机的“前进”、“后退”，设置类按钮包括“键槽深度”、“进给速度”、“进给倍数”、“进给次数”、“后退速度”、“已进次数”。
显示屏显示的内容包括：按钮状态、设置的数据和状态数据。
本实施例中的电机为步进电机。
见图2。该实施例没有设置标尺和行程开关，是通过控制装置直接控制刀杆液压缸来控制刀杆上下移动的距离。其主体结构中，刀杆液压缸1连接着刀杆9的头部，刀杆液压缸1位于机身的最上部。横梁2位于机身的中部，其两端通过高度调节块3连接侧柱6，高度调节块3用固定杆固定在侧柱6。改变固定杆的位置，就可以调节横梁2的高度。
刀杆9穿过横梁6。横梁6对刀杆9发挥稳定刀杆9的作用。横梁6设置中部导向套8，刀杆9套在中部导向套8之中。
本实施例还在进给装置4之下设置刀杆下部导向套7。下部导向套7 安置在工作台5之中。
本实施例的液压泵和电机安置工作台底座内，即安置在工作台5之下（图中未画出），控制装置安置在横梁2上（图中未画出）。
从图3更加清楚看到，安置在横梁2中的的中部导向套8内壁的前面（图3的上为前面，下为后面）内壁开有刀具槽10，后面开有内凹平面槽，该内凹平面槽设置活动调整片11，两根调整螺杆12穿过横梁2和中部导向套8的壁，连着活动调整片11。两根调整螺杆12露出在横梁2 的后面，便于在横梁2的后面调整螺杆松紧，使得活动调整片11往前顶住刀杆，或者使得活动调整片11往后离开刀杆。
图4可见，刀杆前面（图4的上为前面，下为后面）安置刀具13，背向刀具的一面即刀杆后面为平面14。该平面14与活动调整片11（图3）贴合。
Claims (10)
1.通孔内键槽自动加工设备，包括：机身、工作台、工作台底座、夹紧装置、进给装置、升降装置、刀杆和电机，其特征在于：还设置液压泵和控制装置，液压泵连接两个液压缸，一个液压缸连接刀杆，另一个液压缸连接夹紧装置中的夹紧推杆，电机连接进给装置，控制装置连接液压泵和电机。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：控制装置内部设有集成电路，控制面板设有按钮与显示屏，控制面板的按钮包括操控类按钮和设置类按钮。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：操控类按钮至少包括：“启动”、“停止”、“手动”、“清零”、针对液压泵的“上升”、“下降”、“夹紧”、“松开”，针对步进电机的“前进”、“后退”，设置类按钮至少包括“键槽深度”、“进给速度”、“进给倍数”、“进给次数”、“后退速度”、“已进次数”。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述集成电路用选用PLC。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：刀杆旁边还设置标尺，标尺上设置限位行程开关。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：刀杆背向刀具的一面为平面。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：在工作台之上刀杆中部设置中部导向套，中部导向套安置在中部横梁之中；还在进给装置之下设置刀杆下部导向套。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：中部导向套和/或下部导向套内壁设置内凹平面槽，该内凹平面槽设置活动调整片，活动调整片连接着调整螺杆。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述电机为步进电机或伺服电机。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：液压泵和电机安置工作台底座内。
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