CN105642937A - 一种衬套自动镗孔设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种衬套自动镗孔设备及加工方法，它包括支撑结构，支撑结构的顶部安装有工作台，工作台的左侧上顶部固定安装有左侧主切削装置，左侧主切削装置安装在左侧进给装置上，左侧进给装置安装在工作台的左侧下底面；工作台的右侧上顶部固定安装有右侧主切削装置，右侧主切削装置安装在右侧进给装置上，右侧进给装置安装在工作台的右侧下底面；左侧主切削装置和右侧主切削装置之间设置有夹紧装置，夹紧装置的下底部设置有工件定位机构，夹紧装置与左侧主切削装置和右侧主切削装置之间设置有刀具定位机构。通过此设备能够同时对一个孔的两端同时进行加工，而且可以根据衬套的大小，对该装置进行调整，能够适应不同规格衬套的加工。

Description

一种衬套自动镗孔设备及加工方法

技术领域

本发明是一种衬套自动镗孔设备及加工方法，主要用来对衬套进行镗孔操作，属于衬套加工设备领域。

背景技术

衬套的加工是一个较为复杂的机械加工过程，而且衬套的加工精度要求较高，这就对加工设备提出了较高的要求，传统的衬套加工设备由于结构问题无法达到高精度的加工；而且衬套是一个需求量较大的零部件，它的加工生产需要批量化，但是常规的手段，难以实现大批量、低成本的加工生产；同时原有的衬套加工设备自动化程度不高，需要多名操作人员进行辅助操作，增加了人工成本。

因此，基于上述分析需要设计专用的衬套自动镗孔设备，通过上述设备能够进行衬套自动镗孔，进而提高衬套自动加工效率，提高加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种衬套自动镗孔设备及加工方法，通过此设备能够同时对一个孔的两端同时进行加工，而且可以根据衬套的大小，对该装置进行调整，能够适应不同规格衬套的加工；而且可以一次同时加工两个，有助于提高加工效率，同时保证了加工质量。

本发明目的是这样来实现的：一种衬套自动镗孔设备，它包括支撑结构，所述支撑结构的顶部安装有工作台，工作台的左侧上顶部固定安装有左侧主切削装置，所述左侧主切削装置安装在左侧进给装置上，所述左侧进给装置安装在工作台的左侧下底面；工作台的右侧上顶部固定安装有右侧主切削装置，所述右侧主切削装置安装在右侧进给装置上，所述右侧进给装置安装在工作台的右侧下底面；所述左侧主切削装置和右侧主切削装置之间设置有夹紧装置，所述夹紧装置的下底部设置有工件定位机构，所述夹紧装置与左侧主切削装置和右侧主切削装置之间设置有刀具定位机构。

所述支撑结构包括机架，机架的四角安装有调整垫脚，所述机架的底部横梁上固定安装有地脚滑轮，所述机架的中部框架滑动安装有废料箱；所述废料箱的两侧面固定安装有多个把手，废料箱的底部采用镂空板，所述废料箱的正上方设置有下料漏斗，下料漏斗固定在工作台的下底面并设置在夹紧装置的两侧面。

所述右侧主切削装置包括电机，电机固定安装在电机底座上，电机底座固定安装在滑移板上；所述电机的电机主轴上安装有带轮，所述带轮上同时安装有左侧皮带和右侧皮带；所述左侧皮带与左侧带轮相配合构成带传动；所述右侧皮带与右侧带轮相配合构成带传动；所述左侧带轮安装在左主轴上，左主轴安装在左主轴固定座上；所述右侧带轮安装在右主轴上，右主轴安装在右主轴固定座上；所述左主轴固定座和右主轴固定座都固定安装在滑移板上；所述左主轴的末端固定安装有左刀具，所述右主轴的末端固定安装有右刀具，所述滑移板的底部安装有右侧进给装置。

所述左侧主切削装置和右侧主切削装置的结构相同，对称布置在工作台的两端。

所述右侧进给装置包括滑槽组件，滑槽组件固定安装在滑移板的下端面，滑槽组件与滑轨构成滑动配合，所述滑轨固定安装在机架的顶部，螺纹套支架固定安装在右侧主切削装置的滑移板的下端面，螺纹套支架与滚珠丝杠构成滚珠丝杆传动配合，滚珠丝杠的两端通过轴承座固定安装，轴承座固定安装在机架上，滚珠丝杆通过联轴器与伺服电机相连，伺服电机固定在机架上。

所述右侧进给装置和左侧进给装置的结构相同，对称布置在支撑结构的两端。

所述夹紧装置包括摆动气缸，摆动气缸固定安装在摆动气缸支座的下端面，摆动气缸支座上设置有旋转支撑板，旋转支撑板套装在摆动气缸主轴上，旋转支撑板的两端安装有顶升气缸，顶升气缸上安装有调整气缸，调整气缸的顶部安装有工件支撑座，工件支撑座的正上方设置有上夹具体，上夹具体的中心安装在摆动气缸主轴的顶部，上夹具体和工件支撑座上的楔形口相配合对工件进行夹紧固定。

所述刀具定位机构包括导向销轴，导向销轴固定安装在右侧主切削装置的滑移板上，导向销轴与定位销套相配合定位，所述定位销套固定在夹紧装置的工件支撑座的两侧面。

所述工件定位机构包括限位气缸，限位气缸的活塞杆顶部与连接块固定相连，连接块固定安装在滑块上，滑块的滑槽与直线导轨副构成滑动配合连接，所述滑块上连接有限位块。

一种衬套自动镗孔设备进行衬套加工方法，它包括以下步骤：

1）对刀操作，根据待加工的衬套的加工要求，选用合适的左刀具和右刀具，并将左刀具和右刀具分别安装在左主轴和右主轴上，同时安装左侧主切削装置上的刀具，推动左侧主切削装置和右侧主切削装置分别在相应的滑轨上移动，调整工件支撑座的高度位置，使导向销轴与定位销套相配合定位，即实现了刀具的对刀操作。

2）工件装夹，驱动限位气缸，将限位块顶升，将工件放入到工件支撑座和上夹具体之间的楔形孔内部，并使工件的一端沿轴向进行限位；然后，启动摆动气缸，摆动气缸驱动摆动气缸主轴旋转90°进而使上夹具体与工件支撑座相配合对工件进行装夹；最后，启动顶升气缸，使顶升气缸顶升对工件进行夹紧作业。

3）衬套加工，启动限位气缸，使限位块回收，再启动左侧主切削装置和右侧主切削装置驱动切削主轴，同时启动左侧进给装置和右侧进给装置分别驱动左侧主切削装置和右侧主切削装置进行轴向进给作业，在双侧轴向进给作业的同时，对工件的两端同时进行切削加工。

4）工件卸载，当工件加工完成之后，启动顶升气缸，顶升气缸将带动工件支撑座松开工件，然后启动摆动气缸，摆动气缸将带动上夹具体旋转90°，使上夹具体和工件支撑座错开90°，最后取出已加工工件。

本发明有如下有益效果：

1、采用上述的支撑结构中的调整垫脚能够对整个支撑结构的高度位置进行调整，从而保证其结构的水平，通过地脚滑轮能够对设备进行移动，从而方便其使用。

2、通过在机架上安装废料箱能够有效的对加工过程中产生的金属废料进行有效地回收利用，同时也有效的避免了加工过程中金属粉末的飞溅，保证了加工安全性，通过镂空板能够有效地过滤掉加工过程中润滑液，从而便于固液分离。

3、通过左侧主切削装置和右侧主切削装置能够从两个方向同时对工件进行加工，而且一次能加工两个工件，从而提高了加工效率，将单个工件的加工时间缩短为原来的四分之一。

4、通过左侧进给装置和右侧进给装置能够分别驱动左侧主切削装置和右侧主切削装置，进而实现进给作业，同时通过伺服电机方便控制进给量，进而保证了加工质量。

5、通过夹紧装置能够对工件进行夹紧和松开，从而便于工件装夹，提高了装夹效率，提高了工件的定位精度，进而保证了工件后续加工的质量。

6、通过刀具定位机构在加工之前方便对刀具进行对刀作业，通过对刀之后提高了加工精度，而且对刀过程简单，只需要将导向销轴和定位销套进行对位安装即可。

7、通过工件定位机构能够方便的对工件进行轴向定位，从而保证工件加工过程中的定位精度。

8、通过调整夹紧装置的高度能够适应不同尺寸工件的加工作业，进而提高装置的设备的适应性。

9、通过上述的设备能够同时对两个工件进行对称加工，进而提高加工效率，同时也提高了加工精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明主视图。

图2是本发明立体图。

图3是本发明夹紧装置主视图。

图4是本发明夹紧装置左视图。

图5是本发明夹紧装置立体图。

图中：支撑结构1、左侧主切削装置2、左侧进给装置3、夹紧装置4、右侧主切削装置5、右侧进给装置6、刀具定位机构7、工件定位机构8、工件9；

调整垫脚101、地脚滑轮102、机架103、废料箱104、把手105、镂空板106、下料漏斗107、工作台108；

摆动气缸401、摆动气缸支座402、旋转支撑板403、摆动气缸主轴404、顶升气缸405、调整气缸406、工件支撑座407、上夹具体408；

电机501、电机主轴502、带轮503、左侧皮带504、左侧带轮505、右侧皮带506、右侧带轮507、电机底座508、滑移板509、左主轴固定座510、左主轴511、左刀具512、右主轴固定座513、右主轴514、右刀具515；

滑槽组件601、滑轨602、螺纹套支架603、滚珠丝杠604、轴承座605、联轴器606、伺服电机607；

导向销轴701、定位销套702；

限位气缸801、直线导轨副802、连接块803、滑块804、限位块805。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-5所示，一种衬套自动镗孔设备，它包括支撑结构1，所述支撑结构1的顶部安装有工作台108，工作台108的左侧上顶部固定安装有左侧主切削装置2，所述左侧主切削装置2安装在左侧进给装置3上，所述左侧进给装置3安装在工作台108的左侧下底面；工作台108的右侧上顶部固定安装有右侧主切削装置5，所述右侧主切削装置5安装在右侧进给装置6上，所述右侧进给装置6安装在工作台108的右侧下底面；所述左侧主切削装置2和右侧主切削装置5之间设置有夹紧装置4，所述夹紧装置4的下底部设置有工件定位机构8，所述夹紧装置4与左侧主切削装置2和右侧主切削装置5之间设置有刀具定位机构7。在工作过程中通过左侧主切削装置2和右侧主切削装置5能够对工件进行切削加工，通过左侧主切削装置2和右侧主切削装置5能够提供进给运动，进而方便对工件进行切削，通过夹紧装置4能够对工件进行夹紧作业。

进一步的，所述支撑结构1包括机架103，机架103的四角安装有调整垫脚101，所述机架103的底部横梁上固定安装有地脚滑轮102，所述机架103的中部框架滑动安装有废料箱104；所述废料箱104的两侧面固定安装有多个把手105，废料箱104的底部采用镂空板106，所述废料箱104的正上方设置有下料漏斗107，下料漏斗107固定在工作台108的下底面并设置在夹紧装置4的两侧面。机架103采用框架式结构，降低了机架103的重量，节省了材料，同时提高了机架103的结构强度，通过废料箱104能够对切削过程中产生的金属废料进行收集，进而提高提高回收效率，通过把手105能够方便对废料箱104进行拉出，通过下料漏斗107能够方便废料的下料作业，从而提高废料的收集效率。通过地脚滑轮102能够方便对整个设备进行移动，进而提高使用方便性，通过调整垫脚101能够调整整个设备的高度。

进一步的，所述右侧主切削装置5包括电机501，电机501固定安装在电机底座508上，电机底座508固定安装在滑移板509上；所述电机501的电机主轴502上安装有带轮503，所述带轮503上同时安装有左侧皮带504和右侧皮带505；所述左侧皮带504与左侧带轮505相配合构成带传动；所述右侧皮带506与右侧带轮507相配合构成带传动；所述左侧带轮505安装在左主轴511上，左主轴511安装在左主轴固定座510上；所述右侧带轮507安装在右主轴514上，右主轴514安装在右主轴固定座513上；所述左主轴固定座510和右主轴固定座513都固定安装在滑移板509上；所述左主轴511的末端固定安装有左刀具512，所述右主轴514的末端固定安装有右刀具515，所述滑移板509的底部安装有右侧进给装置6。

右侧主切削装置5在工作过程中，电机501作为动力源，电机501将运动通过带轮503分别传递到左主轴511和右主轴514，最终将带动左刀具512和右刀具515进行切削作业，通过一个电机501能够同时带动左主轴511和右主轴514，进而提高工作效率，同时也提高了加工质量。

进一步的，所述左侧主切削装置2和右侧主切削装置5的结构相同，对称布置在工作台108的两端。通过两个切削装置能够提高工件的加工效率。而且能够保证加工精度。

进一步的，所述右侧进给装置6包括滑槽组件601，滑槽组件601固定安装在滑移板509的下端面，滑槽组件601与滑轨602构成滑动配合，所述滑轨602固定安装在机架103的顶部，螺纹套支架603固定安装在右侧主切削装置5的滑移板509的下端面，螺纹套支架603与滚珠丝杠604构成滚珠丝杆传动配合，滚珠丝杠604的两端通过轴承座605固定安装，轴承座605固定安装在机架103上，滚珠丝杆604通过联轴器606与伺服电机607相连，伺服电机607固定在机架103上。

右侧进给装置6在工作过程中，通过伺服电机607带动滚珠丝杆604，通过滚珠丝杆604能够驱动螺纹套支架603移动，通过螺纹套支架603再带动滑移板509移动，进而驱动安装在滑移板509上的右侧主切削装置5整体运动，进而实现整体进给运动。

进一步的，所述右侧进给装置6和左侧进给装置3的结构相同，对称布置在支撑结构1的两端。通过两侧的进给装置能够分别进行进给运动，提高了工作效率。

进一步的，所述夹紧装置4包括摆动气缸401，摆动气缸401固定安装在摆动气缸支座402的下端面，摆动气缸支座402上设置有旋转支撑板403，旋转支撑板403套装在摆动气缸主轴404上，旋转支撑板403的两端安装有顶升气缸405，顶升气缸405上安装有调整气缸406，调整气缸406的顶部安装有工件支撑座407，工件支撑座407的正上方设置有上夹具体408，上夹具体408的中心安装在摆动气缸主轴404的顶部，上夹具体408和工件支撑座407上的楔形口相配合对工件9进行夹紧固定。

夹紧装置4的顶升气缸405的运动能够对工件9进行夹紧和放松操作，通过摆动气缸401能够对上夹具体408进行旋转，实现90°旋转，通过上夹具体408和工件支撑座407能过对工件9进行装夹，通过调整气缸406能够对工件9的高度进行调整。

进一步的，所述刀具定位机构7包括导向销轴701，导向销轴701固定安装在右侧主切削装置5的滑移板509上，导向销轴701与定位销套702相配合定位，所述定位销套702固定在夹紧装置4的工件支撑座407的两侧面。通过刀具定位机构7能够方便的实现对刀具的定位。

进一步的，所述工件定位机构8包括限位气缸801，限位气缸801的活塞杆顶部与连接块803固定相连，连接块803固定安装在滑块804上，滑块804的滑槽与直线导轨副802构成滑动配合连接，所述滑块804上连接有限位块805。通过限位气缸801的活塞驱动限位块805的动作过程，在放置工件9的时候，限位气缸801将限位块805顶升上去，用于工件9的轴向定位，定位夹紧之后，限位气缸801将限位块收回。

进一步的，所述左侧主切削装置2、左侧进给装置3右侧主切削装置5和右侧进给装置6同时与数控系统相连，通过数控系统能够提高整个设备的自动化程度，进而降低人工劳动强度，提高了工作效率，同时也提高了加工精度。

实施例2：

一种衬套自动镗孔设备进行衬套加工方法，它包括以下步骤：

1、对刀操作，根据待加工的衬套的加工要求，选用合适的左刀具512和右刀具515，并将左刀具512和右刀具515分别安装在左主轴511和右主轴514上，同时安装左侧主切削装置2上的刀具，推动左侧主切削装置2和右侧主切削装置5分别在相应的滑轨上移动，调整工件支撑座407的高度位置，使导向销轴701与定位销套702相配合定位，即实现了刀具的对刀操作。

2、工件装夹，驱动限位气缸801，将限位块805顶升，将工件9放入到工件支撑座407和上夹具体408之间的楔形孔内部，并使工件9的一端沿轴向进行限位；然后，启动摆动气缸401，摆动气缸401驱动摆动气缸主轴404旋转90°进而使上夹具体408与工件支撑座407相配合对工件9进行装夹；最后，启动顶升气缸405，使顶升气缸405顶升对工件9进行夹紧作业。

3、衬套加工，启动限位气缸801，使限位块805回收，再启动左侧主切削装置2和右侧主切削装置5驱动切削主轴，同时启动左侧进给装置3和右侧进给装置6分别驱动左侧主切削装置2和右侧主切削装置5进行轴向进给作业，在双侧轴向进给作业的同时，对工件9的两端同时进行切削加工。

4、工件卸载，当工件加工完成之后，启动顶升气缸405，顶升气缸405将带动工件支撑座407松开工件9，然后启动摆动气缸401，摆动气缸401将带动上夹具体408旋转90°，使上夹具体408和工件支撑座407错开90°，最后取出已加工工件。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种衬套自动镗孔设备，它包括支撑结构（1），其特征在于：所述支撑结构（1）的顶部安装有工作台（108），工作台（108）的左侧上顶部固定安装有左侧主切削装置（2），所述左侧主切削装置（2）安装在左侧进给装置（3）上，所述左侧进给装置（3）安装在工作台（108）的左侧下底面；工作台（108）的右侧上顶部固定安装有右侧主切削装置（5），所述右侧主切削装置（5）安装在右侧进给装置（6）上，所述右侧进给装置（6）安装在工作台（108）的右侧下底面；所述左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）之间设置有夹紧装置（4），所述夹紧装置（4）的下底部设置有工件定位机构（8），所述夹紧装置（4）与左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）之间设置有刀具定位机构（7）。

2.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述支撑结构（1）包括机架（103），机架（103）的四角安装有调整垫脚（101），所述机架（103）的底部横梁上固定安装有地脚滑轮（102），所述机架（103）的中部框架滑动安装有废料箱（104）；所述废料箱（104）的两侧面固定安装有多个把手（105），废料箱（104）的底部采用镂空板（106），所述废料箱（104）的正上方设置有下料漏斗（107），下料漏斗（107）固定在工作台（108）的下底面并设置在夹紧装置（4）的两侧面。

3.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述右侧主切削装置（5）包括电机（501），电机（501）固定安装在电机底座（508）上，电机底座（508）固定安装在滑移板（509）上；所述电机（501）的电机主轴（502）上安装有带轮（503），所述带轮（503）上同时安装有左侧皮带（504）和右侧皮带（505）；所述左侧皮带（504）与左侧带轮（505）相配合构成带传动；所述右侧皮带（506）与右侧带轮（507）相配合构成带传动；所述左侧带轮（505）安装在左主轴（511）上，左主轴（511）安装在左主轴固定座（510）上；所述右侧带轮（507）安装在右主轴（514）上，右主轴（514）安装在右主轴固定座（513）上；所述左主轴固定座（510）和右主轴固定座（513）都固定安装在滑移板（509）上；所述左主轴（511）的末端固定安装有左刀具（512），所述右主轴（514）的末端固定安装有右刀具（515），所述滑移板（509）的底部安装有右侧进给装置（6）。

4.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）的结构相同，对称布置在工作台（108）的两端。

5.根据权利要求1或3所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述右侧进给装置（6）包括滑槽组件（601），滑槽组件（601）固定安装在滑移板（509）的下端面，滑槽组件（601）与滑轨（602）构成滑动配合，所述滑轨（602）固定安装在机架（103）的顶部，螺纹套支架（603）固定安装在右侧主切削装置（5）的滑移板（509）的下端面，螺纹套支架（603）与滚珠丝杠（604）构成滚珠丝杆传动配合，滚珠丝杠（604）的两端通过轴承座（605）固定安装，轴承座（605）固定安装在机架（103）上，滚珠丝杆（604）通过联轴器（606）与伺服电机（607）相连，伺服电机（607）固定在机架（103）上。

6.根据权利要求5所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述右侧进给装置（6）和左侧进给装置（3）的结构相同，对称布置在支撑结构（1）的两端。

7.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述夹紧装置（4）包括摆动气缸（401），摆动气缸（401）固定安装在摆动气缸支座（402）的下端面，摆动气缸支座（402）上设置有旋转支撑板（403），旋转支撑板（403）套装在摆动气缸主轴（404）上，旋转支撑板（403）的两端安装有顶升气缸（405），顶升气缸（405）上安装有调整气缸（406），调整气缸（406）的顶部安装有工件支撑座（407），工件支撑座（407）的正上方设置有上夹具体（408），上夹具体（408）的中心安装在摆动气缸主轴（404）的顶部，上夹具体（408）和工件支撑座（407）上的楔形口相配合对工件（9）进行夹紧固定。

8.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述刀具定位机构（7）包括导向销轴（701），导向销轴（701）固定安装在右侧主切削装置（5）的滑移板（509）上，导向销轴（701）与定位销套（702）相配合定位，所述定位销套（702）固定在夹紧装置（4）的工件支撑座（407）的两侧面。

9.根据权利要求1所述的一种衬套自动镗孔设备，其特征在于：所述工件定位机构（8）包括限位气缸（801），限位气缸（801）的活塞杆顶部与连接块（803）固定相连，连接块（803）固定安装在滑块（804）上，滑块（804）的滑槽与直线导轨副（802）构成滑动配合连接，所述滑块（804）上连接有限位块（805）。

10.采用权利要求1-9任意一项衬套自动镗孔设备进行衬套加工方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）对刀操作，根据待加工的衬套的加工要求，选用合适的左刀具（512）和右刀具（515），并将左刀具（512）和右刀具（515）分别安装在左主轴（511）和右主轴（514）上，同时安装左侧主切削装置（2）上的刀具，推动左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）分别在相应的滑轨上移动，调整工件支撑座（407）的高度位置，使导向销轴（701）与定位销套（702）相配合定位，即实现了刀具的对刀操作；

2）工件装夹，驱动限位气缸（801），将限位块（805）顶升，将工件（9）放入到工件支撑座（407）和上夹具体（408）之间的楔形孔内部，并使工件（9）的一端沿轴向进行限位；然后，启动摆动气缸（401），摆动气缸（401）驱动摆动气缸主轴（404）旋转90°进而使上夹具体（408）与工件支撑座（407）相配合对工件（9）进行装夹；最后，启动顶升气缸（405），使顶升气缸（405）顶升对工件（9）进行夹紧作业；

3）衬套加工，启动限位气缸（801），使限位块（805）回收，再启动左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）驱动切削主轴，同时启动左侧进给装置（3）和右侧进给装置（6）分别驱动左侧主切削装置（2）和右侧主切削装置（5）进行轴向进给作业，在双侧轴向进给作业的同时，对工件（9）的两端同时进行切削加工；

4）工件卸载，当工件加工完成之后，启动顶升气缸（405），顶升气缸（405）将带动工件支撑座（407）松开工件（9），然后启动摆动气缸（401），摆动气缸（401）将带动上夹具体（408）旋转90°，使上夹具体（408）和工件支撑座（407）错开90°，最后取出已加工工件。