CN105478801B - 轴类台阶车削加工工装 - Google Patents

Abstract

一种轴类台阶车削加工工装，包括加工平台、加工主轴、安装座、电机、进料机构、第一基板、第一气缸、第二基板、第二气缸、第一车刀、第二车刀及第三车刀，第一基板能沿加工主轴轴向移动并设于加工主轴前侧的加工平台上，第二基板能沿垂直于加工主轴的轴向移动并设于第一基板上，第一车刀、第二车刀及第三车刀均设于第二基板上，本发明通过对三者的相互位置进行布置而实现了对轴台阶及轴台阶两端倒角的同时加工，本发明通过电机驱动加工主轴带动待加工轴转动，并以气缸作为各车刀移动的动力源，从而使车削过程稳定、快速，提高了生产效率及加工精度，有效提高了产品的合格率，在一定程度上降低的生产成本，提高了产品的市场竞争力。

Description

轴类台阶车削加工工装

技术领域

本发明涉及一种轴类台阶车削加工工装。

背景技术

轴类零件常含有轴肩、轴颈类台阶部位，这种轴类台阶长度尺寸一般要求公差在±0.05之内，因此精确控制及车削台阶尺寸成为了一大难点。

目前，对于台阶轴类零部件的加工一般采用的方法是，能上车床的一般在车床上加工，但对于一些零部件，由于自身的特点限制，不能上车床加工的，大多采用数控铣床铣削加工或单刀套镗，通过多工序来完成。

现有技术中台阶轴类零部件的加工方法主要存在以下缺点：

1、成本高；能够采用数控铣床铣削加工来完成的工件成本还还可以得以控制，然而对于长度较长、尺寸公差和形位公差较高、表面粗糙度较高的轴，则没法采用数控铣削来完成，这就需要很多刀具分别来完成这种台阶轴的套镗、倒角工序等，导致加工过成本升高；

2、效率低；由于每个刀只能完成其中某一工序的加工，需要很多刀具共同完成这一零部件的加工，所以需要刀具的准备时间及加工时间都较长，导致生产效率低下；

3、精度差；各刀具单独车削时均会产生一定的位移偏差，导致轴台阶及倒角的加工精度低。

因此，对于目前轴类台阶车削加工工装，有待于做进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种生产效率高、成本低的轴类台阶车削加工工装。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能同时在轴的端部车削出一个台阶，并在该台阶的前后端分别车削出倒角的轴类台阶车削加工工装。

本发明所要解决又一个的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种加工精度高的轴类台阶车削加工工装。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轴类台阶车削加工工装，其特征在于：包括加工平台及设于该加工平台上的加工主轴，该加工主轴内设有夹具，其特征在于还包括

安装座，设于所述加工平台上，该安装座上开有用于安装加工主轴的安装孔；

电机，设于所述安装座内，所述电机的动力输出端与加工主轴连接并用于驱动加工主轴转动；

进料机构，设于所述加工平台上并位于安装座的后侧，该进料机构具有与所述夹具的进料端相对应的出料口；

第一基板，设于加工平台上并能沿加工主轴的轴向来回移动，且该第一基板位于加工主轴的前侧；

第一气缸，该第一气缸的动力输出端与所述第一基板连接并能驱动第一基板来回移动；

第二基板，设于所述第一基板上并能沿垂直于加工主轴的轴向来回移动；

第二气缸，该第二气缸的动力输出端与所述第二基板连接并能驱动第二基板来回移动；

第一车刀，设于所述第二基板上并靠近加工主轴的前端布置，用于加工轴台阶；

第二车刀，设于所述第二基板上并位于第一车刀前侧，用于加工轴台阶前端的倒角；以及

第三车刀，设于所述第二基板上并与第一车刀间隔布置于加工主轴的两侧，用于加工轴台阶后端的倒角。

作为本发明的进一步改进，所述第一车刀、第二车刀通过第一压板及第一螺栓固定在第二基板的上表面上，所述第一压板及第二基板上对应开设有与第一螺栓相匹配的螺纹孔，装配完成状态下，所述第一车刀、第二车刀均垂直于加工主轴的轴向并压置于第一压板与第二基板之间，且所述第二车刀位于第一车刀前侧。上述第一车刀与第二车刀之间的距离与轴台阶的长度相对应，采用上述结构，可同时完成轴台阶及台阶前端倒角的车削。更进一步的，所述第二基板上设置有一位于第一车刀后侧的挡片，该挡片具有竖直部及自该竖直部顶端向第一车刀方向延伸的弯折部，所述竖直部的顶端与第一压板的上表面相齐平，所述挡片与第一压板之间形成有供车削下的金属丝排出的间隙，对应的，所述第二基板的侧部设置有向上述间隙延伸并能承接金属丝的第二滑出件。由于第一车刀在车削台阶时会产生较长的金属丝废料，该金属丝废料呈细长状并在长度方向上不断螺旋，不便于收集，采用上述结构，第一压板一方面起到固定第一车刀、第二车刀的作用，另一方面，第一压板与挡片相互配合，为细长的金属丝废料构建了一个具有疏导作用的间隙，车削过程中产生的金属丝废料起始端伸入上述间隙中并随着台阶的车削而不断向外移动直至完全通过间隙进入第二滑出件内，上述结构为废料的收集提供了便利。

所述第三车刀通过第二压板及第二螺栓固定在第二基板的上表面上，且第三车刀与第一车刀及第二车刀之间的第二基板上表面向下凹陷形成有一让位槽，所述第二基板的前侧设置有自上而下逐渐向下倾斜的第一滑出件，该第一滑出件的上端与所述让位槽的前端相连通。在第一车刀、第二车刀将轴台阶及台阶前端的倒角加工完毕，第三车刀接着在台阶后端加工出倒角，整个过程连续、快速，有效提高了加工效率，让位槽可以承接车削倒角产生的铁屑，而第一滑出件则为加工轴的及时输出提供了便利。

在上述各方案中，所述安装座的前侧设置有能对待加工轴伸出夹具的长度进行限位的限位柱，该限位柱竖直布置并能上下移动的连接于安装座前侧。所述安装座的顶部设置有一向第二基板方向延伸的连接臂，该连接臂的外端固定有第三气缸，该第三气缸的活塞杆朝下布置并与所述的限位柱连接。连接臂上开有沿长度方向布置的长孔，销钉穿过该长孔将连接臂可前后调节的连接于安装座上。采用上述结构，便于控制待加工轴的伸出夹具的长度，从而可以提高台阶车削精度。

作为优选，所述加工主轴内设置有使夹具始终保持松开状态的弹簧拨钮，所述加工主轴的后端开设有供弹簧拨钮露出的通孔，所述弹簧拨钮弹起状态下，所述夹具松开并处于进料状态，所述弹簧拨钮压缩状态下，所述夹具夹紧；所述加工主轴外周设置有能使弹簧拨钮间歇性处于压缩状态的驱动件。所述的驱动件包括套置于加工主轴外周的套圈及用于驱动该套圈移动的第四气缸，所述套圈的一侧铰接于安装座上，所述套圈的另一侧与第四气缸的活塞杆连接，所述第四气缸的活塞杆伸出状态下，所述套圈向后移动并压缩弹簧拨钮使夹具处于夹紧状态，所述第四气缸的活塞杆收缩状态下，所述弹簧拨钮弹出使夹具处于进料状态。采用上述结构，便于实现间歇式进料，从夹具后侧进入的待加工轴可将夹具前侧加工完毕的轴顶出并输出，为轴的连续加工提供了便利。

优选地，所述进料机构包括料盒、送料板及第五气缸，所述料盒底部具有出料口且该出料口每次仅供一个待加工轴通过，所述送料板设于料盒下方并能承接从出料口下来的待加工轴，所述第五气缸设于送料板后侧并连接有能将待加工轴推入夹具中的推杆。所述送料板上具有沿长度方向布置的滑槽，该滑槽的一端与夹具的进料口相对应，该滑槽的另一端供所述推杆插入并与该推杆导向配合，所述推杆与第五气缸的活塞杆驱动连接。采用上述进料机构，便于实现间隙式进料。

优选地，所述第二基板的前侧面设置有一限位板，该限位板上开有供待加工轴穿过的通孔。设置这样的结构，随着第二基板的移动，限位板将待加工轴套置在通孔中并不断向加工方向移动，可时刻防止待加工轴因转动而产生晃动，增加待加工轴转动过程中的同轴性，从而提高轴加工的精度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明设置了第一车刀、第二车刀及第三车刀，并通过对三者的相互位置进行布置而实现了对轴台阶及轴台阶两端倒角的同时加工，本发明通过电机驱动加工主轴带动待加工轴转动，并以气缸作为各车刀移动的动力源，从而使车削过程稳定、快速，提高了生产效率及加工精度，有效提高了产品的合格率，在一定程度上降低的生产成本，提高了产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1另一角度的结构示意图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1中A部分的放大结构示意图；

图5为图2中B部分的放大结构示意图；

图6为本发明实施例中加工完毕的部分轴结构示意图；

图7为图2中C部分的放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～6所示，本实施例的轴类台阶车削加工工装包括加工平台1、加工主轴2、安装座3、电机、进料机构4、第一基板5、第一气缸50、第二基板6、第二气缸60、第一车刀71、第二车刀72及第三车刀73。

在本实施例中，安装座3设于加工平台1上，安装座3上开有用于安装加工主轴2的安装孔31，加工主轴2通过一轴承能转动的设于安装孔31中，且加工主轴2的前端露出安装孔31的前侧，加工主轴2的后端露出安装孔31的后侧。加工主轴2内设有用于夹持待加工轴100的夹具20，电机也设于安装座3内，且电机的输出轴通过传动带与加工主轴2驱动连接。

如图1所示，进料机构4设于加工平台1上并位于安装座3的后侧，进料机构4具有与夹具20的进料端相对应的出料口40。具体的，本实施例中的进料机构4包括料盒41、送料板42及第五气缸43，出料口40设于料盒41底部，且出料口40每次仅供一个待加工轴100通过，送料板42设于料盒41下方并能承接从出料口40下来的待加工轴100，第五气缸43设于送料板42后侧并连接有能将待加工轴100推入夹具20中的推杆431。送料板42上具有沿长度方向布置的滑槽421，该滑槽421的一端与夹具20的进料口相对应，该滑槽421的另一端供推杆431插入并与该推杆431导向配合，推杆431与第五气缸43的活塞杆驱动连接。

在本实施例中，第一基板5设于加工平台1上并能沿加工主轴2的轴向来回移动，且该第一基板5位于加工主轴2的前侧，第一气缸50的动力输出端与第一基板5连接并能驱动第一基板5来回移动；第二基板6设于第一基板5上并能沿垂直于加工主轴2的轴向来回移动，第二气缸60的动力输出端与第二基板6连接并能驱动第二基板6来回移动。具体的，加工平台1上设置有一垫板11，该垫板11位于安装座3的前侧，垫板11的上表面上设置有前后布置的第一导轨111，对应的，第一基板5的下表面设置有与第一导轨111导向配合的第一滑槽51，第一气缸50设于垫板11的一侧，且第一气缸50的活塞杆与第一基板5的前侧面驱动连接。第一基板5的上表面设置有垂直第一导轨111方向布置的第二导轨52，对应的，第二基座6的下表面设置有与第二导轨52导向配合的第二滑槽61，第二气缸60设于第一基座5的一侧，且第二气缸60的活塞杆与第二基板6的侧面驱动连接。

如图4所示，第一车刀71设于第二基板6上并靠近加工主轴2的前端布置，第一车刀71用于加工轴台阶101；第二车刀72设于第二基板6上并位于第一车刀71的前侧，第二车刀72用于加工轴台阶101前端的倒角102；第三车刀73设于第二基板6上并与第一车刀71间隔布置于加工主轴2的两侧，第三车刀73用于加工轴台阶101后端的倒角103。具体的，第一车刀71、第二车刀72通过第一压板74及第一螺栓741固定在第二基板6的上表面上，第一压板74及第二基板6上对应开设有与第一螺栓741相匹配的螺纹孔，装配完成状态下，第一车刀71、第二车刀72均垂直于加工主轴2的轴向并压置于第一压板74与第二基板6之间，且第一车刀71位于第二车刀72后侧，第一车刀71与第二车刀72之间的距离与轴台阶101的长度相对应。第三车刀73通过第二压板75及第二螺栓751固定在第二基板6的上表面上，且第三车刀73与第一车刀71及第二车刀72之间的第二基板6上表面向下凹陷形成有一让位槽61，第二基板6的前侧设置有自上而下逐渐向下倾斜的第一滑出件62，该第一滑出件62的上端与让位槽61的前端相连通，让位槽61的设置为车削倒角102、103产生的铁屑排出提供了便利，第一滑出件62则便于加工完成的轴输出。

在本实施例中，如图2、7所示，第二基板6上设置有一位于第一车刀71后侧的挡片63，该挡片63具有竖直部631及自该竖直部631顶端向第一车刀71方向延伸的弯折部632，竖直部631的顶端与第一压板74的上表面相齐平。挡片63与第一压板74之间形成有供车削下的金属丝排出的间隙600，对应的，第二基板6的侧部设置有向上述间隙600延伸并能承接金属丝的第二滑出件64。由于第一车刀71在车削台阶时会产生较长的金属丝废料，该金属丝废料呈细长状并在长度方向上不断螺旋，不便于收集，采用上述结构，第一压板74一方面起到固定第一车刀71、第二车刀72的作用，另一方面，第一压板74与挡片63相互配合，为细长的金属丝废料构建了一个具有疏导作用的间隙600，车削过程中产生的金属丝废料起始端伸入上述间隙600中并随着台阶的车削而不断向外移动直至完全通过间隙进入第二滑出件64内，为废料的收集提供了便利。

如图4所示，安装座3的前侧设置有能对待加工轴100伸出夹具20的长度进行限位的限位柱9，该限位柱9竖直布置并能上下移动的连接于安装座3前侧。具体的，安装座3的顶部设置有一向第二基板6方向延伸的连接臂91，该连接臂91的外端固定有第三气缸90，该第三气缸90的活塞杆朝下布置并与限位柱9连接。连接臂91上开有沿长度方向布置的长孔911，销钉912穿过该长孔911将连接臂91可前后调节的连接于安装座3上。第二基板6的前侧面设置有一限位板65，该限位板65上开有供待加工轴100穿过的通孔。随着第二基板6的移动，限位板65将待加工轴100套置在通孔中并不断向加工方向移动，可时刻防止待加工轴100因转动而产生晃动，增加待加工轴转动过程中的同轴性，从而提高轴加工的精度。

在本实施例中，加工主轴2内设置有使夹具20始终保持松开状态的弹簧拨钮21，加工主轴2的后端开设有供弹簧拨钮21露出的通孔，弹簧拨钮21弹起状态下，夹具20松开并处于进料状态，弹簧拨钮21压缩状态下，夹具20夹紧，此时加工主轴2转动可带动夹具20及夹具20中的待加工轴转动。加工主轴2外周设置有能使弹簧拨钮21间歇性处于压缩状态的驱动件8，本实施例中的驱动件8包括套置于加工主轴2外周的套圈81及用于驱动该套圈81移动的第四气缸82，套圈81的一侧铰接于安装座3上，套圈81的另一侧与第四气缸82的活塞杆连接，第四气缸82的活塞杆伸出状态下，套圈81向后移动并压缩弹簧拨钮21使夹具20处于夹紧状态，第四气缸82的活塞杆收缩状态下，弹簧拨钮21弹出使夹具20处于进料状态。

使用本实施例的加工工装时，在夹具20进料状态下，进料机构4的推杆431将待加工轴100自夹具20后端推入，再推入一根待加工轴100后会将前一根待加工轴向前推动并露出夹具20的前端，此时，第四气缸82的活塞杆伸出，驱动套圈81将弹簧拨钮21压缩，从而使夹具20处于锁紧状态；电机运行驱动加工主轴2带动夹具20转动，同时，第二基板6向后移动，第一车刀71在待加工轴上车削出台阶101，接着，第二车刀72在台阶前端车削出倒角102，然后，第一基板5移动，第三车刀73在台阶后端车削出倒角103，加工主轴2停止转动，第四气缸82的活塞杆收缩，夹具20再次处于进料状态，进料机构4的推杆431将待加工轴100自夹具20后端推入，夹具20前端加工完毕的轴被后端的待加工轴顶出并通过第一滑出件62输出。

Claims (6)

1.一种轴类台阶车削加工工装，其特征在于：包括加工平台(1)及设于该加工平台(1)上的加工主轴(2)，该加工主轴(2)内设有夹具(20)，其特征在于还包括

安装座(3)，设于所述加工平台(1)上，该安装座(3)上开有用于安装加工主轴(2)的安装孔(31)；

电机，设于所述安装座(3)内，所述电机的动力输出端与加工主轴(2)连接并用于驱动加工主轴(2)转动；

进料机构(4)，设于所述加工平台(1)上并位于安装座(3)的后侧，该进料机构(4)具有与所述夹具(20)的进料端相对应的出料口；

第一基板(5)，设于加工平台(1)上并能沿加工主轴(2)的轴向来回移动，且该第一基板(5)位于加工主轴(2)的前侧；

第一气缸(50)，该第一气缸(50)的动力输出端与所述第一基板(5)连接并能驱动第一基板(5)来回移动；

第二基板(6)，设于所述第一基板(5)上并能沿垂直于加工主轴(2)的轴向来回移动；

第二气缸(60)，该第二气缸(60)的动力输出端与所述第二基板(6)连接并能驱动第二基板(6)来回移动；

第一车刀(71)，设于所述第二基板(6)上并靠近加工主轴(2)的前端布置，用于加工轴台阶(101)；

第二车刀(72)，设于所述第二基板(6)上并位于第一车刀(71)前侧，用于加工轴台阶(101)前端的倒角(102)；以及

第三车刀(73)，设于所述第二基板(6)上并与第一车刀(71)间隔布置于加工主轴(2)的两侧，用于加工轴台阶(101)后端的倒角(103)；

所述第一车刀(71)、第二车刀(72)通过第一压板(74)及第一螺栓(741)固定在第二基板(6)的上表面上，所述第一压板(74)及第二基板(6)上对应开设有与第一螺栓(741)相匹配的螺纹孔，装配完成状态下，所述第一车刀(71)、第二车刀(72)均垂直于加工主轴(2)的轴向并压置于第一压板(74)与第二基板(6)之间，且所述第二车刀(72)位于第一车刀(71)前侧；所述第二基板(6)上设置有一位于第一车刀(71)后侧的挡片(63)，该挡片(63)具有竖直部(631)及自该竖直部(631)顶端向第一车刀(71)方向延伸的弯折部(632)，所述竖直部(631)的顶端与第一压板(74)的上表面相齐平，所述挡片(63)与第一压板(74)之间形成有供车削下的金属丝排出的间隙(600)，对应的，所述第二基板(6)的侧部设置有向上述间隙(600)延伸并能承接金属丝的第二滑出件(64)；

所述第三车刀(73)通过第二压板(74)及第二螺栓(741)固定在第二基板(6)的上表面上，且第三车刀(73)与第一车刀(71)及第二车刀(72)之间的第二基板(6)上表面向下凹陷形成有一让位槽(61)，所述第二基板(6)的前侧设置有自上而下逐渐向下倾斜的第一滑出件(62)，该第一滑出件(62)的上端与所述让位槽(61)的前端相连通。

2.根据权利要求1所述的轴类台阶车削加工工装，其特征在于：所述安装座(3)的前侧设置有能对待加工轴(100)伸出夹具(20)的长度进行限位的限位柱(9)，该限位柱(9)竖直布置并能上下移动的连接于安装座(3)前侧；所述安装座(3)的顶部设置有一向第二基板(6)方向延伸的连接臂(91)，该连接臂(91)的外端固定有第三气缸(90)，该第三气缸(90)的活塞杆朝下布置并与所述的限位柱(9)连接。

3.根据权利要求1所述的轴类台阶车削加工工装，其特征在于：所述加工主轴(2)内设置有使夹具(20)始终保持松开状态的弹簧拨钮(21)，所述加工主轴(2)的后端开设有供弹簧拨钮(21)露出的通孔，所述弹簧拨钮(21)弹起状态下，所述夹具(20)松开并处于进料状态，所述弹簧拨钮(21)压缩状态下，所述夹具(20)夹紧；所述加工主轴(2)外周设置有能使弹簧拨钮(21)间歇性处于压缩状态的驱动件(8)。

4.根据权利要求3所述的轴类台阶车削加工工装，其特征在于：所述的驱动件(8)包括套置于加工主轴(2)外周的套圈(81)及用于驱动该套圈(81)移动的第四气缸(82)，所述套圈(81)的一侧铰接于安装座(3)上，所述套圈(81)的另一侧与第四气缸(82)的活塞杆连接，所述第四气缸(82)的活塞杆伸出状态下，所述套圈(81)向后移动并压缩弹簧拨钮(21)使夹具(20)处于夹紧状态，所述第四气缸(82)的活塞杆收缩状态下，所述弹簧拨钮(21)弹出使夹具(20)处于进料状态。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的轴类台阶车削加工工装，其特征在于：所述进料机构(4)包括料盒(41)、送料板(42)及第五气缸(43)，所述料盒(41)底部具有出料口(40)且该出料口(40)每次仅供一个待加工轴通过，所述送料板(42)设于料盒(41)下方并能承接从出料口(40)下来的待加工轴(100)，所述第五气缸(43)设于送料板(42)后侧并连接有能将待加工轴(100)推入夹具(20)中的推杆(431)。

6.根据权利要求5所述的轴类台阶车削加工工装，其特征在于：所述送料板(42)上具有沿长度方向布置的滑槽(421)，该滑槽(421)的一端与夹具(20)的进料口相对应，该滑槽(421)的另一端供所述推杆(431)插入并与该推杆(431)导向配合，所述推杆(431)与第五气缸(43)的活塞杆驱动连接。