CN105195825B - 深孔自动铰孔机 - Google Patents

Abstract

深孔自动铰孔机，属于机械加工技术领域。本发明包括床身、工件装夹机构、主轴电机、刀具和刀具进给机构，工件装夹机构包括主轴箱、支撑主轴和间隔一定距离相对设置的左夹装机构、右夹装机构，刀具进给机构包括刀杆、刀杆支座、两套丝杆副、丝杆支撑机构、伺服电机和刀杆驱动块，工件由左夹装机构和右夹装机构对顶夹紧，刀杆通过刀杆支座支撑安装，刀杆驱动块分别与刀杆和丝杆副的螺母固定连接，伺服电机驱动两平行丝杆副的丝杆同步同向旋转带动刀杆轴向移动，刀具安装于刀杆端部，并在刀杆的带动下进给穿过右夹装机构设置的横向通孔对工件进行内孔铰孔加工。本发明在加工时稳定性好，铰刀不易折断，精度高。

Description

深孔自动铰孔机

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其与一种深孔自动铰孔机有关。

背景技术

如摩托车减震筒等具有深孔型内腔结构的轴管类零件，由于深孔内腔有较高的光洁度和尺寸精度要求，而钻孔加工难以满足要求，通常采用铰孔加工来对深孔进行精加工，现有的铰孔机在对深孔进行精钻加工时，长度较长的铰刀在进给过程中容易振动或偏心，甚至发生铰刀折断现象，使得深孔精度较差。发明内容

本发明的目的旨在克服现有铰孔机在深孔加工时长铰刀容易振动或偏心而影响精度的缺陷，提供一种铰刀进给时平稳性好、加工精度高且能避免铰刀折断的深孔自动铰孔机。

为此，本发明采用以下技术方案：深孔自动铰孔机，包括床身，其特征在于，所述的铰孔机还包括工件装夹机构、主轴电机、刀具和刀具进给机构，工件装夹机构包括主轴箱、支撑主轴和间隔一定距离相对设置的左夹装机构、右夹装机构，主轴箱固定安装于所述的床身上，主轴箱设置有轴向通孔，所述的支撑主轴通过轴承支撑穿装于该轴向通孔内，所述的左夹装机构固定安装于所述支撑主轴的一端，所述的主轴电机通过传动机构与所述支撑主轴的另一端传动连接，所述的右夹装机构包括夹头和支撑安装夹头的夹头支撑套，夹头与所述左夹装机构之间形成工件装夹区，当工件放置于该工件装夹区并被夹紧时，工件的两端分别由左夹装机构和右夹装机构的夹头对顶夹紧，夹头设置有与所述支撑主轴同轴的横向通孔，所述的刀具进给机构包括刀杆、刀杆支座、丝杆副、丝杆支撑机构、伺服电机和刀杆驱动块，刀杆支座设置于所述的床身上并位于所述主轴箱右侧，所述的刀杆支座设置有与所述轴向通孔同轴的刀杆通孔，刀杆通孔的左端与所述夹头的横向通孔的右端对应，所述的刀杆穿装于所述的刀杆通孔上，所述的刀具安装于刀杆的左端，所述的刀杆驱动块与所述刀杆的右段部固定连接，所述的丝杆副设置有两套，两丝杆轴心线与刀杆轴心线平行设置并均由所述的丝杆支撑机构支撑安装，每套所述丝杆副的螺母均与所述的刀杆驱动块固定连接，所述的伺服电机通过传动机构与所述的两丝杆传动连接，通过驱动伺服电机带动两丝杆同向同步旋转，丝杆副的螺母带动刀杆驱动块以及与刀杆驱动块固定连接的刀杆轴向移动，实现刀具随刀杆穿过夹头上的横向通孔对工件的深孔进行进给加工。

作为对上述技术方案的补充和完善，本发明还包括以下技术特征。

所述的工件装夹机构还包括装夹驱动机构，装夹驱动机构驱动右夹装机构向左夹紧机构相对运动实现对工件的夹紧。

进一步，所述的装夹驱动机构包括气缸、导轨副和进给托板，导轨副的导轨沿所述刀杆方向固定安装于所述的床身上，所述的进给托板固定安装于所述的刀杆支座的底部并与所述的导轨副的滑块固定连接，气缸缸体固定安装，气缸的活塞杆与所述的进给托板连接，通过气缸活塞运动带动进给托板和刀杆支座左右滑移运动，从而带动右夹装机构的夹头向左夹装机构相对运动实现对工件的夹紧和松开。

所述的工件装夹机构还包括下支撑机构，下支撑机构设置于所述工件装夹区的下方，对工件进行支撑。

所述的铰孔机还包括润滑油冷却系统，润滑油冷却系统对铰孔加工时起到冷却润滑作用。

所述的传动机构为皮带皮带轮传动，包括主动轮、两个从动轮和同步带，两个从动轮分别固定套装于两根所述丝杆的同一端，所述的主动轮固定连接于所述的伺服电机的电机轴上，所述的同步带环套于所述主动轮和两从动轮上，伺服电机驱动主动轮旋转带同两从动轮旋转，从而带动两丝杆旋转。

本发明可以达到以下有益效果：1、刀杆进给通过电机驱动两平行设置的丝杆旋转，带动刀杆及刀具进给加工，使刀杆在进给过程中稳定性好，精度高、2、通过两夹紧机构对顶夹紧的方式，使工件装夹简单快捷，装夹精度好；3、通过气缸驱动右夹装机构进给夹紧，节能环保，不会产生漏油油污；4、通过设置润滑油冷却系统，对教导加工时起到冷却、润滑和冲击自断屑作用。

附图说明

图1是本发明俯视图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是本发明右视图。

图4是图2中I处的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1-图4所示，本发明包括床身1、工件装夹机构、主轴电机、刀具和刀具进给机构，工件装夹机构包括主轴箱5、支撑主轴14、左夹装机构、右夹装机构、下支撑机构和装夹驱动机构，所述的刀具进给机构包括刀杆7、刀杆支座10、丝杆副2、丝杆支撑机构3、伺服电机4和刀杆驱动块19，主轴箱固定安装于所述的床身上，主轴箱设置有轴向通孔，所述的支撑主轴14通过轴承支撑穿装于该轴向通孔内，所述的主轴电机通过皮带皮带轮与所述支撑主轴14的一端传动连接，所述的左夹装机构固定安装于所述支撑主轴14的另一端，所述的支撑主轴14一端设置有中心圆锥孔，所述的左夹装机构为一顶尖15，顶尖尾部设置有与所述中心圆锥孔对应的圆锥柱体，顶尖尾部对应插装于所述的中心圆锥孔，使顶尖15的轴心线与支撑主轴的轴心线同轴，所述的右夹装机构包括夹头和支撑安装夹头的夹头支撑套22，夹头支撑套固定安装，夹头包括相互固定套接的夹持夹头21和夹头旋转座20，夹头旋转座20通过轴承支撑嵌装于所述夹头支撑套22的通孔内，夹持夹头和夹头旋转座分别设置有与所述支撑主轴同轴的轴向通孔，夹持夹头与所述顶尖15之间形成一工件装夹区，夹持夹头朝向所述顶尖的一端端面上轴向外凸设置有环形的导向部，导向部的外圆面与夹持夹头该端端面的连接处形成一与减震筒内孔孔口的内倒角面对应的圆锥面；所述的下支撑机构设置于所述工件装夹区下方，下支撑机构包括固定支架13和安装于固定支架13上的两个V形支撑块17，固定支架13位于所述工件装夹区的下方并与后支架固定连接，两个V形支撑块17间隔一定距离并通过位置调节机构可以进行位置调节，且V形支撑块的V形开口朝向所述的工件装夹区；所述的装夹驱动机构包括气缸、导轨副和进给托板11，导轨副的导轨沿所述刀杆方向固定安装于所述的床身上，所述的进给托板固定安装于所述的刀杆支座的底部并与所述的导轨副的滑块固定连接，气缸缸体8通过气缸支座固定安装，气缸的活塞杆9与所述的进给托板通过连接组件固定连接；刀杆支座固定安装于所述的进给托板上并位于所述主轴箱右侧，所述的刀杆穿装于所述的刀杆通孔上，所述的刀具安装于刀杆的左端，所述的刀杆驱动块与所述刀杆的右段部固定连接，所述的丝杆副设置有两套，两丝杆轴心线与刀杆轴心线平行设置并均由所述的丝杆支撑机构3支撑安装，每套所述丝杆副的螺母均与所述的刀杆驱动块19固定连接，所述的伺服电机通过传动机构与所述的两丝杆传动连接，通过驱动伺服电机带动两丝杆同向同步旋转，丝杆副的螺母带动刀杆驱动块以及与刀杆驱动块固定连接的刀杆轴向移动，实现刀具随刀杆穿过夹头上的横向通孔对工件的深孔进行进给加工。

所述的冷却系统包括套筒12、前支撑套23和后支撑套，所述刀杆支座设置有中空内腔，中空内腔前后两侧形成前侧板和后侧板，所述的刀杆通孔贯通所述的前侧板和后侧板，所述的前支撑套穿装于所述前侧板上的刀杆通孔内，所述的后支撑套穿装于所述后侧板上的刀杆通孔内，所述的套筒两端分别抵靠于所述前支撑套的后端面和所述后支撑套的前端面上使套筒容设于所述导杆支座的中空内腔中，所述的前支撑套的后端面设置有轴向外凸的环形支撑部，使前支撑套的后端面上形成一前靠肩，该环形支撑部插装于所述套筒的中心通孔的前端，使套筒的左端端面抵靠于所述前支撑套后端面的外圈，所述前支撑套的环形支撑部外圆面与所述套筒中心通孔的内壁之间设置有密封圈，所述后支撑套的前端面设置有轴向外凸的环形凸起，使后支撑套的前端面上形成后靠肩，该环形凸起插装于所述套筒的中心通孔的后端，使套筒的右端端面抵靠于所述后支撑套前端面的后靠肩，所述后支撑套的环形凸起外圆面与所述套筒中心通孔的内壁之间设置有密封圈，起到密封作用，所述的前支撑套和后支撑套上均设置有与所述刀杆通孔同轴的通孔，铰孔机的刀杆穿装于两所述通孔中，使所述刀杆外壁、套筒内壁、前支撑套的后端面和后支撑套的前端面形成一冷却润滑油流通腔，所述的套筒侧壁的顶部设置有输入口与所述的冷却润滑油流通腔连通，所述的前支撑套上设置有6个均匀分布的连通所述冷却润滑油流通腔的输出通孔，输出通孔沿圆周方向均匀分布于刀杆通孔外周，每个所述的输出通孔的横截面为弧形状，各个所述的输出通孔的横截面形成了梅花孔状，输出通孔的出口位于所述前支撑套前端面上并朝向刀杆前端的铰刀处，冷却润滑油从所述冷却润滑油流通腔通过梅花孔状的输出通孔时，缩小了冷却润滑油的流道通径，提高了冷却润滑油的压力，形成较大的冲击作用。

Claims (4)

1.深孔自动铰孔机，包括床身，其特征在于：所述的铰孔机还包括工件装夹机构、主轴电机、刀具和刀具进给机构，工件装夹机构包括主轴箱、支撑主轴和间隔一定距离相对设置的左夹装机构、右夹装机构，主轴箱固定安装于所述的床身上，主轴箱设置有轴向通孔，所述的支撑主轴通过轴承支撑穿装于该轴向通孔内，所述的左夹装机构固定安装于所述支撑主轴的一端，所述的主轴电机通过传动机构与所述支撑主轴的另一端传动连接，所述的右夹装机构包括夹头和支撑安装夹头的夹头支撑套，夹头与所述左夹装机构之间形成工件装夹区，夹头设置有与所述支撑主轴同轴的横向通孔，夹头支撑套固定安装，夹头包括相互固定套接的夹持夹头和夹头旋转座，夹头旋转座通过轴承支撑嵌装于所述夹头支撑套的通孔内，夹持夹头和夹头旋转座分别设置有与所述支撑主轴同轴的轴向通孔，夹持夹头与顶尖之间形成一工件装夹区，夹持夹头朝向所述顶尖的一端端面上轴向外凸设置有环形的导向部，导向部的外圆面与夹持夹头该端端面的连接处形成一与减震筒内孔孔口的内倒角面对应的圆锥面；所述的刀具进给机构包括刀杆、刀杆支座、丝杆副、丝杆支撑机构、伺服电机和刀杆驱动块，刀杆支座设置于所述的床身上并位于所述主轴箱右侧，所述的刀杆支座设置有与所述轴向通孔同轴的刀杆通孔，刀杆通孔的左端与所述夹头的横向通孔的右端对应，所述的刀杆穿装于所述的刀杆通孔上，所述的刀具安装于刀杆的左端，所述的刀杆驱动块与所述刀杆的右段部固定连接，所述的丝杆副设置有两套，两丝杆轴心线与刀杆轴心线平行设置并均由所述的丝杆支撑机构支撑安装，每套所述丝杆副的螺母均与所述的刀杆驱动块固定连接，所述的伺服电机通过传动机构与所述的两丝杆传动连接；下支撑机构设置于所述工件装夹区下方，下支撑机构包括固定支架和安装于固定支架上的两个V形支撑块，固定支架位于所述工件装夹区的下方并与后支架固定连接，两个V形支撑块间隔一定距离并通过位置调节机构可以进行位置调节，且V形支撑块的V形开口朝向所述的工件装夹区；冷却系统包括套筒、前支撑套和后支撑套，所述刀杆支座设置有中空内腔，中空内腔前后两侧形成前侧板和后侧板，所述的刀杆通孔贯通所述的前侧板和后侧板，所述的前支撑套穿装于所述前侧板上的刀杆通孔内，所述的后支撑套穿装于所述后侧板上的刀杆通孔内，所述的套筒两端分别抵靠于所述前支撑套的后端面和所述后支撑套的前端面上使套筒容设于所述刀杆支座的中空内腔中，所述的前支撑套的后端面设置有轴向外凸的环形支撑部，使前支撑套的后端面上形成一前靠肩，该环形支撑部插装于所述套筒的中心通孔的前端，使套筒的左端端面抵靠于所述前支撑套后端面的外圈，所述前支撑套的环形支撑部外圆面与所述套筒中心通孔的内壁之间设置有密封圈，所述后支撑套的前端面设置有轴向外凸的环形凸起，使后支撑套的前端面上形成后靠肩，该环形凸起插装于所述套筒的中心通孔的后端，使套筒的右端端面抵靠于所述后支撑套前端面的后靠肩，所述后支撑套的环形凸起外圆面与所述套筒中心通孔的内壁之间设置有密封圈，起到密封作用，所述的前支撑套和后支撑套上均设置有与所述刀杆通孔同轴的通孔，铰孔机的刀杆穿装于两所述通孔中，使所述刀杆外壁、套筒内壁、前支撑套的后端面和后支撑套的前端面形成一冷却润滑油流通腔，所述的套筒侧壁的顶部设置有输入口与所述的冷却润滑油流通腔连通，所述的前支撑套上设置有6个均匀分布的连通所述冷却润滑油流通腔的输出通孔，输出通孔沿圆周方向均匀分布于刀杆通孔外周，每个所述的输出通孔的横截面为弧形状，各个所述的输出通孔的横截面形成了梅花孔状，输出通孔的出口位于所述前支撑套前端面上并朝向刀杆前端的铰刀处，冷却润滑油从所述冷却润滑油流通腔通过梅花孔状的输出通孔时，缩小了冷却润滑油的流道通径，提高了冷却润滑油的压力，形成较大的冲击作用。

2.根据权利要求1所述的深孔自动铰孔机，其特征在于：所述的工件装夹机构还包括装夹驱动机构，右夹装机构由该装夹驱动机构驱动进给进行夹紧。

3.根据权利要求2所述的深孔自动铰孔机，其特征在于：所述的装夹驱动机构包括气缸、导轨副和进给托板，导轨副的导轨沿所述刀杆方向固定安装于所述的床身上，所述的进给托板固定安装于所述的刀杆支座的底部并与所述的导轨副的滑块固定连接，气缸缸体固定安装，气缸的活塞杆与所述的进给托板连接。

4.根据权利要求3所述的深孔自动铰孔机，其特征在于：所述的传动机构为皮带皮带轮传动，包括主动轮、两个从动轮和同步带，两个从动轮分别固定套装于两根所述丝杆的同一端，所述的主动轮固定连接于所述的伺服电机的电机轴上，所述的同步带环套于所述主动轮和两从动轮上。