CN105458705B - 一种万向节十字轴钻铣组合机床 - Google Patents

一种万向节十字轴钻铣组合机床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种万向节十字轴钻铣组合机床,旨在提供一种定位基准变化少、定位准确牢靠,生产加工效率高、最终产品尺寸精度高的组合机床。其包括横导轨、钻孔台、铣台,横导轨上设有机械手总成,钻孔台上设有四个打孔轴,打孔轴上设有打孔钻头,铣台上设有四个铣轴,铣轴上设有铣刀,四个打孔轴两两相对呈十字形排列,每个打孔钻头正对一个万向节十字轴的轴端,四个铣轴两两相对呈十字形排列,每个铣刀正对一个万向节十字轴的轴端,钻孔台、铣台上各设有一主定位夹具,主定位夹具下方设有吹气主管。本发明的有益效果是:能有效进行万向节十字轴的定位,加工过程中定位基准变化次数少;能有效保障成品质量,工作过程连续高效。

Description

一种万向节十字轴钻铣组合机床
技术领域
[0001] 本发明属于万向节生产加工装置技术领域,尤其涉及一种万向节十字轴钻铣组合 机床。
背景技术
[0002] 十字轴万向节是一种比较常见和常用的万向节,其在生产加工之时,需要将十字 轴坯料的四个轴端进行轴向钻孔,完成一个四方向钻中心孔工步,然后进行十字轴轴端铣 (车)平面和倒角的工步。目前的生产加工设备,同时进行两方向钻孔,完成四方向钻孔需上 下料2次,对于铣轴端的操作,则通过数控车床逐个对端面进行车(铣)面再倒圆角。虽然能 实现两个对向钻孔以及铣平面、倒角的操作,但由于定位基准多次变化、操作过程需要不断 变换位置以及重新装夹等因素,在定位准确性、生产加工效率、加工稳定性及最终产品精度 等方面,均有所欠缺。
发明内容
[0003] 本发明是为了克服现有技术中的不足,提供了一种定位基准变化少、定位准确牢 靠、加工过程快速,生产加工效率高、最终产品尺寸精度高的组合机床。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0005] 一种万向节十字轴钻铣组合机床,包括工作台、横导轨,所述的工作台包括钻孔 台、铣台,所述的横导轨通过支架固定在工作台上,所述的横导轨上设有可沿横导轨滑动的 机械手总成,所述的钻孔台上设有四个打孔轴,所述的打孔轴上设有由打孔伺服电机带动 的打孔钻头,所述的铣台上设有四个铣轴,所述的铣轴上设有由铣刀伺服电机带动的、用于 铣万向节十字轴的轴端平面及倒角的铣刀,四个打孔轴两两相对呈十字形排列,每个打孔 轴上的打孔钻头正对一个万向节十字轴的轴端,四个铣轴两两相对呈十字形排列,每个铣 轴上的铣刀正对一个万向节十字轴的轴端,所述的钻孔台、铣台上各设有一用于固定万向 节十字轴的主定位夹具,所述的主定位夹具下方设有吹气主管,所述的吹气主管与气源相 连。
[0006] 作为优选,所述的机械手总成包括上下提升气缸、左右移动气缸、四爪气缸、用于 配合横导轨的横导轨座,左右移动气缸的活塞杆与横导轨座连接,所述的四爪气缸下方设 有机械爪连接块,所述的机械爪连接块上设有由四爪气缸带动的机械爪。
[0007]作为优选,所述的机械手总成还包括导杆气缸,所述的导杆气缸连接在竖直的导 杆气缸底板之上,所述的导杆气缸底板通过底板连接块与上下提升气缸的活塞杆相连,所 述的四爪气缸设于导杆气缸的活塞杆之上。
[0008]作为优选,所述的上下提升气缸的活塞杆头部设有调节螺母,所述的调节螺母与 上下提升气缸的活塞杆头部螺纹连接,所述的机械手总成还包括上下直线导轨以及与上下 直线导轨配合的上下滑块,所述的上下滑块与上下提升气缸的活塞杆相连。
[0009]作为优选,所述的主定位夹具包括夹具座、夹具垫块、夹紧装置、与万向节十字轴 匹配的十字V形定位槽,所述的夹紧装置包括压板、夹紧气缸、支撑板座,所述的压板一端与 夹紧气缸的活塞杆铰接,另一端设有用于压住万向节十字轴顶部的压头,所述的支撑板座 上设有压板撑板,所述的压板撑板一端与支撑板座铰接,另一端与压板中部铰接。
[0010]作为优选,所述的吹气主管通过吹气管连接块固定在夹具座上,所述的吹气主管 的出气端向上,所述的吹气主管贯穿夹具垫块。
[0011]作为优选,所述的夹具座上设有四根吹气软辅管,所述的吹气软辅管与吹气主管 连通,四根吹气软辅管的出气端设有弹性塞头,所述的弹性塞头上设有喷气孔。
[0012] 作为优选,所述的吹气软辅管上设有可与弹性塞头互相卡紧的塞头配合套,所述 的塞头配合套内设有进气单向阀,进气单向阀的可通气方向为从吹气软辅管外至吹气软辅 管内。
[0013] 本发明的有益效果是:能有效进行万向节十字轴的定位,加工过程中定位基准变 化次数少;定位合理、稳定、准确;能有效保障成品质量,工作过程连续高效;具有机械手总 成结构,自动化程度高,操作安全性好。
附图说明
[0014] 图1是本发明的结构示意图;
[0015] 图2是本发明的俯视图;
[0016]图3是本发明的侧视图;
[0017] 图4是本发明机械手总成的结构示意图;
[0018] 图5是本发明主定位夹具的结构示意图;
[0019] 图6是本发明实施例2中吹气软辅管处的结构示意图
[0020]图7是本发明实施例2中的一种吹气示意图;
[0021]图8是本发明实施例2中的另一种吹气示意图。
[0022]图中:横导轨1、钻孔台2、铣台3、机械手总成4、打孔钻头5、铣刀6、主定位夹具7、吹 气主管8、上下提升气缸9、左右移动气缸10、四爪气缸11、横导轨座12、机械爪连接块13、机 械爪14、导杆气缸15、导杆气缸底板16、调节螺母17、上下直线导轨18、夹具座19、夹具垫块 20、压板21、夹紧气缸22、支撑板座23、压头24、压板撑板25、吹气管连接块26、支架27、吹气 软辅管28、弹性塞头29、喷气孔30、塞头配合套31。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0024]实施例1:如图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例中,一种万向节十字轴钻铣组合 机床,包括工作台、横导轨1,所述的工作台包括钻孔台2、铣台3,所述的横导轨通过支架27 固定在工作台上,所述的横导轨上设有可沿横导轨滑动的机械手总成4,所述的钻孔台上设 有四个打孔轴,所述的打孔轴上设有由打孔伺服电机带动的打孔钻头5,所述的铣台上设有 四个铣轴,所述的铣轴上设有由铣刀伺服电机带动的、用于铣万向节十字轴的轴端平面及 倒角的铣刀6,四个打孔轴两两相对呈十字形排列,每个打孔轴上的打孔钻头正对一个万向 节十字轴的轴端,四个铣轴两两相对呈十字形排列,每个铣轴上的铣刀正对一个万向节十 字轴的轴端,所述的钻孔台、铣台上各设有一用于固定万向节十字轴的主定位夹具7,所述 的主定位夹具下方设有吹气主管8,所述的吹气主管与气源相连。
[0025]所述的机械手总成包括上下提升气缸9、左右移动气缸10、四爪气缸11、用于配合 横导轨的横导轨座12,左右移动气缸的活塞杆与横导轨座连接,所述的四爪气缸下方设有 机械爪连接块13,所述的机械爪连接块上设有由四爪气缸带动的机械爪14。四爪气缸可带 动机械爪抓取和放开零件。
[0026]所述的机械手总成还包括导杆气缸15,所述的导杆气缸16连接在竖直的导杆气缸 底板之上,所述的导杆气缸底板通过底板连接块与上下提升气缸的活塞杆相连,所述的四 爪气缸设于导杆气缸的活塞杆之上。双气缸同时动作,效率高,气缸活塞杆不易偏移。例如 上下提升气缸完成150mm下行程的过程中,导杆气缸也完成了 50mm下行程,使得200mm行程 时间,现在只需150mm行程时间。
[0027]所述的上下提升气缸的活塞杆头部设有调节螺母17,所述的调节螺母与上下提升 气缸的活塞杆头部螺纹连接,所述的机械手总成还包括上下直线导轨18以及与上下直线导 轨配合的上下滑块,所述的上下滑块与上下提升气缸的活塞杆相连。一方面起到连接强化 的作用,同时能进行上下方向位置微调,可保证定位精度。
[0028] 所述的主定位夹具包括夹具座19、夹具垫块20、夹紧装置、与万向节十字轴匹配的 十字V形定位槽,所述的夹紧装置包括压板21、夹紧气缸22、支撑板座23,所述的压板一端与 夹紧气缸的活塞杆铰接,另一端设有用于压住万向节十字轴顶部的压头24,所述的支撑板 座上设有压板撑板25,所述的压板撑板一端与支撑板座铰接,另一端与压板中部铰接。
[0029]所述的吹气主管通过吹气管连接块26固定在夹具座上,所述的吹气主管的出气端 向上,所述的吹气主管贯穿夹具垫块。
[0030]铣刀也可以是车刀或其它刀具,根据需求可自行选择。加工时,机械手总成抓取万 向节十字轴,将其运输到钻孔台上的主夹具上的十字V形定位槽中,夹紧气缸活塞杆伸出, 带动压板转动,压头压紧万向节十字轴顶部,此时四个打孔钻头进给,开始钻中心孔,进给 一定距离后,打孔钻头先退出一次,再前进进行钻孔,反复2次,主要作用一方面防止打孔钻 头头部过热导致打孔钻头退火,另一方面防止铁屑在孔内堆积,方便铁屑排肩。当对向两打 孔钻头距离约10mm时,三个打孔钻头退出,剩下一打孔钻头继续进给,打通一个方向的中心 孔,继而依照上述操作打通另一个方向的中心孔。两个方向中心孔均打通后,四个打孔钻头 退回,钻孔台上的主夹具松开,机械手取料,将其移送至铣台上的主夹具上的十字V形定位 槽中,并进行定位。定位完成后,四个铣刀头同时开始旋转,同时进给铣平面及倒角,这里采 用常规的、适配的组合成型刀,可实现铣面车倒角一次完成。上述过程中,吹气主管则可以 吹掉掉入夹具中的铁肩。
[0031] 实施例2:本实施例的基本结构及实施方式同实施例1,其不同之处在于,如图6所 示,所述的夹具座上设有四根吹气软辅管28,所述的吹气软辅管与吹气主管连通,四根吹气 软辅管的出气端设有弹性塞头29,所述的弹性塞头上设有喷气孔30。所述的吹气软辅管上 设有可与弹性塞头互相卡紧的塞头配合套31,所述的塞头配合套内设有进气单向阀,进气 单向阀的可通气方向为从吹气软辅管外至吹气软辅管内。
[0032]钻孔、铣(车)平面和倒角操作时,吹气软辅管可以从多角度进行吹气,防止铁屑 掉入主定位夹具,避免当下和之后的定位准确性受到影响。钻一个方向的中心孔时,可以在 另一方向的两个轴端塞入弹性塞头,从而可以一边钻中心孔,一边吹出大部分铁屑,防止铁 肩与打孔钻头挤压摩擦过度而导致打孔钻头易过热、退火,同时能提高钻孔流畅性,并且可 以防止铁屑进入另一个方向的两个轴孔内。
[0033] 本实施例的吹气软辅管还可以有多种不同的吹气方式,下面选取两种进行介绍: [0034] 如图7所示,在两方向钻中心孔均完成后,可以在两个方向上各一个轴端塞入弹性 塞头,从而进行一次性的全面吹气,虽然会在中心孔处因两方向强度接近的气流对冲造成 部分铁屑随着紊流吹不走,但对轴内整体铁肩的吹动和清理效果还是很好的。这种清理方 式对于后续还要进行铁肩清理的加工过程而言,效率高,适应性好,例如本发明中,后续还 要进行铣轴端平面和倒角,吹掉内部的大部分铁屑就也是可以进行后续加工的,可以再之 后的加工完成后,再统一进行一次铁屑清理。
[0035]当然,也有清理效果更好的吹气方式,可以彻底保证下一加工步骤不受上一加工 步骤所形成、残留铁屑的影响。如图8所示,可以在一方向的两个轴端塞入弹性塞头,另一方 向的单独一个轴端塞入弹性塞头,此时仅有一个轴端是空的,将剩下的一个闲置弹性塞头 塞入上述单独轴端的塞头配合套中,如此一来相当于一个方向上有单向强吹气气流,另一 个方向上有强度较弱的对向辅助吹气气流,从而在单向强吹气气流方向上实现彻底地铁屑 吹离,且由于对向辅助吹气气流的存在,又不会导致铁屑进入另一个方向的两个轴孔内。完 成上述步骤后,再利用单向强吹气气流吹剩下一个方向上两个轴孔内的铁屑,即可完成两 向四轴内的完全清理,该清理方式由于清理气流强度远大于其它方向的气流,因此对冲紊 流影响小,也不会影响铁肩被强气流直接吹出,更不存在铁肩乱跑、以及铁肩从被吹气轴通 过中心孔进入其它轴的情况,清理效果极佳,只需要两次吹气动作,无需反复、返工。

Claims (5)

1. 一种万向节十字轴钻铣组合机床,其特征是,包括工作台、横导轨,所述的工作台包 括钻孔台、铣台,所述的横导轨通过支架固定在工作台上,所述的横导轨上设有可沿横导轨 滑动的机械手总成,所述的钻孔台上设有四个打孔轴,所述的打孔轴上设有由打孔伺服电 机带动的打孔钻头,所述的铣台上设有四个铣轴,所述的铣轴上设有由铣刀伺服电机带动 的、用于铣万向节十字轴的轴端平面及倒角的铣刀,四个打孔轴两两相对呈十字形排列,每 个打孔轴上的打孔钻头正对一个万向节十字轴的轴端,四个铣轴两两相对呈十字形排列, 每个铣轴上的铣刀正对一个万向节十字轴的轴端,所述的钻孔台、铣台上各设有一用于固 定万向节十字轴的主定位夹具,所述的主定位夹具下方设有吹气主管,所述的吹气主管与 气源相连,所述的主定位夹具包括夹具座、夹具垫块、夹紧装置、与万向节十字轴匹配的十 字V形定位槽,所述的夹紧装置包括压板、夹紧气缸、支撑板座,所述的压板一端与夹紧气缸 的活塞杆铰接,另一端设有用于压住万向节十字轴顶部的压头,所述的支撑板座上设有压 板撑板,所述的压板撑板一端与支撑板座铰接,另一端与压板中部铰接,所述的夹具座上设 有四根吹气软辅管,所述的吹气软辅管与吹气主管连通,四根吹气软辅管的出气端设有弹 性塞头,所述的弹性塞头上设有喷气孔,所述的吹气软辅管上设有可与弹性塞头互相卡紧 的塞头配合套,所述的塞头配合套内设有进气单向阀,进气单向阀的可通气方向为从吹气 软辅管外至吹气软辅管内。
2. 根据权利要求1所述的一种万向节十字轴钻铣组合机床,其特征是,所述的机械手总 成包括上下提升气缸、左右移动气缸、四爪气缸、用于配合横导轨的横导轨座,左右移动气 缸的活塞杆与横导轨座连接,所述的四爪气缸下方设有机械爪连接块,所述的机械爪连接 块上设有由四爪气缸带动的机械爪。
3.根据权利要求2所述的一种万向节十字轴钻铣组合机床,其特征是,所述的机械手总 成还包括导杆气缸,所述的导杆气缸连接在竖直的导杆气缸底板之上,所述的导杆气缸底 板通过底板连接块与上下提升气缸的活塞杆相连,所述的四爪气缸设于导杆气缸的活塞杆 之上。
4.根据权利要求2或3所述的一种万向节十字轴钻铣组合机床,其特征是,所述的上下 提升气缸的活塞杆头部设有调节螺母,所述的调节螺母与上下提升气缸的活塞杆头部螺纹 连接,所述的机械手总成还包括上下直线导轨以及与上下直线导轨配合的上下滑块,所述 的上下滑块与上下提升气缸的活塞杆相连。
5.根据权利要求1所述的一种万向节十字轴钻铣组合机床,其特征是,所述的吹气主管 通过吹气管连接块固定在夹具座上,所述的吹气主管的出气端向上,所述的吹气主管贯穿 夹具垫块。
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