CN104815991B - 一种细长轴车削刚度增强方法及其设备 - Google Patents

一种细长轴车削刚度增强方法及其设备 Download PDF

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Abstract

一种细长轴车削刚度增强方法及其设备，所述的方法包括以下步骤：将工件两端分别装夹于机床主轴液压卡盘和尾座气动卡盘上；右机械手伸出并抓持工件，跟刀机械手伸出并抓持工件，车削工件临近尾座端；刀架越过左机械手位置时，左机械手伸出并抓持工件，车削细长轴工件中间区域；刀架接近工件头端，右机械手放松缩回，加工完成时，左机械手和跟刀机械手放松工件并缩回；按照所述的方法构建的设备，包括机床本体，机床本体的底座两侧安装支撑架，支撑架上固接机械手安装板，三个机械手布局于机床本体主轴和尾座之间，跟刀机械手安装于刀架之上，左机械手和右机械手安装于机械手安装板上。本发明的有益效果是：通过增加支撑点提高细长轴加工时刚度。

Description

一种细长轴车削刚度增强方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种细长轴车削刚度增强方法及其设备，属于机械制造及其自动化领域。
背景技术
当车削细长轴工件时，由于在横向上刚度差，受背向力作用容易变形，工件加工精度低，难以达到设计要求。为了提高加工精度，提出为工件提供多个支撑点，使细长轴工件车削时刚度大大增强。
发明内容
本发明针对细长轴车削加工精度低的问题，提出了一种多点支撑、结构简单点的细长轴车削刚度增强方法及其设备。
本发明所述的一种细长轴车削刚度增强方法，包括以下步骤：
1)将细长轴工件两端分别装夹于机床主轴液压卡盘和尾座气动卡盘上；
2)右机械手伸出并抓持细长轴工件，跟刀机械手伸出并抓持工件，车削细长轴工件临近尾座端区域；
3)刀架越过左机械手位置时，左机械手伸出并抓持工件，车削细长轴工件中间区域；
4)当刀架接近细长轴工件头端区域时，右机械手放松并缩回，继续对细长轴工件前端进行加工，当加工完成时，左机械手和跟刀机械手放松工件并缩回，完成工件加工。
按照本发明所述的细长轴车削刚度增强方法构建的设备，包括机床本体，其特征在于：所述的机床本体的底座两侧安装支撑架，所述的支撑架上固接机械手安装板，三个机械手布局于机床主轴和尾座之间，其中跟刀机械手安装于刀架之上，左机械手和右机械手安装于机械手安装板上；三个机械手均与机床本体的控制端连接。
所述的机械手包括机械手伸缩单元、手指张闭单元和手指夹持调节单元，所述的机械手伸缩单元包括气动滑台和用于安装机械手的机械手安装板，气动滑台安装在固定支架或刀架安装板上，并且气动滑台的活动端与机械手安装板固接；所述的手指张闭单元包括夹紧气缸、与夹紧气缸活塞杆自由端固接的气缸接头、两个用于夹紧工件的手指，夹紧气缸安装在与机械手安装板固连的气缸安装板上，手指的安装部通过手指轴与气缸接头铰接，手指的中间位置通过关节轴铰接在机械手安装板的凸台上；所述的手指夹持调节单元包括用于卡住工件的按压组件、弹性调节组件，所述的按压组件安装在手指夹持部并可沿夹持部的条形通槽滑动，所述的弹性调节组件的按压端抵在按压组件上，实现对工件的夹紧程度的调节。
所述的气动滑台包括双导轨气缸和工作台，其中双导轨气缸装在固定支架或刀架安装板上，工作台与机械手安装板固接，双导轨气缸的活塞杆与工作台固接，双导轨气缸动作，工作台带动机械手伸出和缩回。
所述的按压组件包括滚轮和滚轮轴，所述的滚轮轴两端分别卡在手指夹持部的条形通槽内，所述的滚轮装在滚轮轴上；所述的弹性调节组件包括顶杆、弹簧和紧定螺钉，所述的紧定螺钉的末端与弹簧一端连接、弹簧另一端与顶杆上端连接，所述的顶杆末端抵在滚轮轴上，实现滚轮轴沿手指夹持部的条形通槽内滑动。
每根手指的夹持部对称的配有两个按压组件，每个按压组件对应一组弹性调节组件。
所述的手指的夹持部设有用于容纳滚轮的矩形槽，矩形槽的侧壁设有用于安装弹性调节组件的通孔，通孔上端设有与紧定螺钉外螺纹匹配的内螺纹，所述的弹性调节组件插入通孔内，顶杆下端抵在相应位置的滚轮轴上，通过调节紧定螺钉旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小。
所述的手指夹持部底部设有凹槽，两个滚轮位于凹槽两端。
所述的气缸安装板、机械手安装板之间通过气缸安装加强板加固。
使用时，将工件夹在两个手指的夹持部，并根据需要调整紧定螺钉，通过调节紧定螺钉旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小；当手指和手指收紧时，四个滚轮共同夹持细长轴工件，当工件旋转时滚轮可以随工件旋转。紧定螺钉旋入手指孔中，中间经过弹簧，顶杆挤压在滚轮轴上，通过调节紧定螺钉旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小。
本发明的有益效果是：1)通过增加支撑点，提高了细长轴加工时刚度；2)机械手布局合理，加强了刚度增强效果；3)采用机械手充当支持点，有利于实行自动化。
附图说明
图1是本发明的刚度增强机械手布局主视图。
图2是本发明的刚度增强机械手布局右视图。
图3是本发明的主视图(其中A代表机械手收缩并夹紧状态；B代表机械手收缩松开状态；C代表机械手伸出并松开状态)。
图4是本发明的俯视图。
图5是本发明的左侧视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一种细长轴车削刚度增强方法，包括以下步骤：
1)将细长轴工件5两端分别装夹于机床主轴液压卡盘和尾座气动卡盘上；
2)右机械手9伸出并抓持细长轴工件5，跟刀机械手8伸出并抓持工件5，车削细长轴工件5临近尾座4端区域；
3)刀架7越过左机械手6位置时，左机械手6伸出并抓持工件5，车削细长轴工件5中间区域；
4)当刀架7接近细长轴工件5头端区域时，右机械手9放松并缩回，继续对细长轴工件5前端进行加工，当加工完成时，左机械手6和跟刀机械手8放松工件并缩回，完成工件5加工。
实施例2按照实施例1所述的细长轴车削刚度增强方法构建的设备，包括机床本体，所述的机床本体的底座1两侧安装支撑架2，所述的支撑架2上固接机械手安装板3，三个机械手布局于机床本体主轴10和尾座4之间，其中跟刀机械手8安装于刀架7之上，左机械手6和右机械手9安装于机械手安装板3上；三个机械手均与机床本体的控制端连接。
实施例3按照实施例2所述的设备中提到的机械手包括机械手伸缩单元、手指张闭单元和手指夹持调节单元，所述的机械手伸缩单元包括气动滑台12和用于安装机械手的机械手安装板13，气动滑台12安装在固定支架11或刀架安装板25上，并且气动滑台12的活动端与机械手安装板13固接；所述的手指张闭单元包括夹紧气缸14、与夹紧气缸14活塞杆自由端固接的气缸接头15、两个用于夹紧工件5的手指16，夹紧气缸14安装在与机械手安装板13固连的气缸安装板17上，手指16的安装部通过手指轴161与气缸接头15铰接，手指16的中间位置通过关节轴162铰接在机械手安装板13的凸台上；所述的手指夹持调节单元包括用于卡住工件5的按压组件、弹性调节组件，所述的按压组件安装在手指16夹持部并可沿夹持部的条形通槽滑动，所述的弹性调节组件的按压端抵在按压组件上，实现对工件5的夹紧程度的调节。
所述的气动滑台12包括双导轨气缸121和工作台122，其中双导轨气缸121装在固定支架11或刀架安装板25上，工作台122与机械手安装板13固接，双导轨气缸121的活塞杆与工作台122固接，双导轨气缸121动作，工作台122带动机械手伸出和缩回。
所述的按压组件包括滚轮18和滚轮轴19，所述的滚轮轴19两端分别卡在手指16夹持部的条形通槽内，所述的滚轮18装在滚轮轴19上；所述的弹性调节组件包括顶杆20、弹簧21和紧定螺钉22，所述的紧定螺钉22的末端与弹簧21一端连接、弹簧21另一端与顶杆20上端连接，所述的顶杆20末端抵在滚轮轴19上，实现滚轮轴19沿手指夹持部的条形通槽内滑动。
每根手指16的夹持部对称的配有两个按压组件，每个按压组件对应一组弹性调节组件。
所述的手指的夹持部设有用于容纳滚轮的矩形槽23，矩形槽23的侧壁设有用于安装弹性调节组件的通孔，通孔上端设有与紧定螺钉22外螺纹匹配的内螺纹，所述的弹性调节组件插入通孔内，顶杆20下端抵在相应位置的滚轮轴19上，通过调节紧定螺钉22旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小。
所述的手指夹持部底部设有凹槽，两个滚轮18位于凹槽两端。
所述的气缸安装板17、机械手安装板13之间通过气缸安装加强板24加固。
使用时，将工件夹在两个手指16的夹持部，并根据需要调整紧定螺钉22，通过调节紧定螺钉22旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小；当手指和手指收紧时，四个滚轮18共同夹持细长轴工件，当工件旋转时滚轮18可以随工件旋转。紧定螺钉22旋入手指孔中，中间经过弹簧21，顶杆20挤压在滚轮轴19上，通过调节紧定螺钉22旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种细长轴车削刚度增强设备，包括机床本体，其特征在于：所述的机床本体的底座两侧安装支撑架，所述的支撑架上固接机械手安装板，三个机械手布局于机床本体主轴和尾座之间，其中跟刀机械手安装于刀架之上，另外左机械手和右机械手安装于机械手安装板上；三个机械手均与机床本体的控制端连接；
所述的机械手包括机械手伸缩单元、手指张闭单元和手指夹持调节单元，所述的机械手伸缩单元包括气动滑台和用于安装机械手的机械手安装板，气动滑台安装在固定支架或刀架安装板上，并且气动滑台的活动端与机械手安装板固接；所述的手指张闭单元包括夹紧气缸、与夹紧气缸活塞杆自由端固接的气缸接头、两个用于夹紧工件的手指，夹紧气缸安装在与机械手安装板固连的气缸安装板上，手指的安装部通过手指轴与气缸接头铰接，手指的中间位置通过关节轴铰接在机械手安装板的凸台上；所述的手指夹持调节单元包括用于卡住工件的按压组件、弹性调节组件，所述的按压组件安装在手指夹持部并可沿夹持部的条形通槽滑动，所述的弹性调节组件的按压端抵在按压组件上，实现对工件的夹紧程度的调节。
2.如权利要求1所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：所述的气动滑台包括双导轨气缸和工作台，其中双导轨气缸装在固定支架或刀架安装板上，工作台与机械手安装板固接，双导轨气缸的活塞杆与工作台固接，双导轨气缸动作，工作台带动机械手伸出和缩回。
3.如权利要求1所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：所述的按压组件包括滚轮和滚轮轴，所述的滚轮轴两端分别卡在手指夹持部的条形通槽内，所述的滚轮装在滚轮轴上；所述的弹性调节组件包括顶杆、弹簧和紧定螺钉，所述的紧定螺钉的末端与弹簧一端连接、弹簧另一端与顶杆上端连接，所述的顶杆末端抵在滚轮轴上，实现滚轮轴沿手指夹持部的条形通槽内滑动。
4.如权利要求1所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：每根手指的夹持部对称的配有两个按压组件，每个按压组件对应一组弹性调节组件。
5.如权利要求4所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：所述的手指的夹持部设有用于容纳滚轮的矩形槽，矩形槽的侧壁设有用于安装弹性调节组件的通孔，通孔上端设有与紧定螺钉外螺纹匹配的内螺纹，所述的弹性调节组件插入通孔内，顶杆下端抵在相应位置的滚轮轴上，通过调节紧定螺钉旋入手指孔的深度来调节挤压力的大小。
6.如权利要求5所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：所述的手指夹持部底部设有凹槽，两个滚轮位于凹槽两端。
7.如权利要求2所述的一种细长轴车削刚度增强设备，其特征在于：所述的气缸安装板、机械手安装板之间通过气缸安装加强板加固。
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