CN105772794B - 一种锥双机筒加工工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锥双机筒加工工装，其中该工装包括用于垫设在前支撑面与前固定座之间、后支撑面与后固定座之间以在加工下锥孔时对机筒工件的高度进行定位的前、后垫块，在加工上锥孔时，前支撑面能在前垫块从前固定座和前支撑面之间取出后与前固定座接触而对机筒工件的大径段高度进行定位，后支撑面能在后垫块从后固定座和后支撑面之间取出后与后固定座接触而对机筒工件的小径段高度进行定位；前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离。本发明结构简单，使用方便，大大提高了锥双机筒的加工精度，提高了加工品质。

Description

一种锥双机筒加工工装

技术领域

本发明涉及一种锥双机筒加工工装。

背景技术

锥形双螺杆塑料挤出机的机筒简称锥双机筒，包括前后延伸的筒体，筒体的前端外径大、后端外径小，筒体内设有沿筒体长度方向延伸的两个相交的锥形孔，锥形孔内用于安装锥形螺杆。锥双机筒内的两个锥形孔在加工时，一般先在柱型坯体上加工两个待加工孔，然后通过镗刀将待加工孔加工成锥形成型孔。具体地，通过固定装置将机筒工件固定在机床主轴孔内，然后每加工一个锥孔找正两端的圆和锥孔的中心线，加工出一个锥孔后再找正另一个锥孔的中心线，最后加工出另一个锥孔。这种加工方法在加工完一个锥孔需要找正另一个锥孔时，十分难找正，很难准确保证两个锥孔的孔距和平行度，造成加工误差较大，严重影响锥双机筒的加工品质；此外，在对第二个锥孔进行加工时，需要重新安装机筒工件，由于锥双机筒的重量较重，安装过程十分费劲，工人的劳动量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工精度高、机筒工件安装方便的锥双机筒加工工装；同时，本发明还提供了一种使用该工装的机床。

为了解决上述技术问题，本发明的锥双机筒加工工装采用如下技术方案：一种锥双机筒加工工装，包括底座，分别用于固定机筒工件前端大径段和后端小径段的前、后固定座，底座上分别对应于前、后固定座设有前、后支撑面；还包括用于垫设在前支撑面与前固定座之间、后支撑面与后固定座之间以在加工下待加工孔时对机筒工件的水平高度进行定位的前、后垫块，在加工上待加工孔时，前支撑面能在前垫块从前固定座和前支撑面之间取出后与前固定座接触而对机筒工件的大径段水平高度进行定位，后支撑面能在后垫块从后固定座和后支撑面之间取出后与后固定座接触而对机筒工件的小径段水平高度进行定位；所述前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，所述后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离。

所述锥双机筒加工工装还包括通过螺杆与底座相连将前、后固定座向下压紧的夹持块。

前、后固定座的上端分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在加工上待加工孔时前、后垫块分别对应垫设在夹持块和对应的前、后固定座之间。

所述螺杆上下穿过前、后固定座，前、后垫块上设有水平延伸的用于对螺杆让位的开口槽。

所述前、后固定座分别包括上下相对设置的用于抱紧机筒工件的上弧形夹块和下弧形夹块，上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓锁紧连接。

本发明的机床采用如下技术方案：一种机床，包括锥双机筒加工工装，该工装包括底座，分别用于固定机筒工件前端大径段和后端小径段的前、后固定座，底座上分别对应于前、后固定座设有前、后支撑面；该工装还包括用于垫设在前支撑面与前固定座之间、后支撑面与后固定座之间以在加工下待加工孔时对机筒工件的水平高度进行定位的前、后垫块，在加工上待加工孔时，前支撑面能在前垫块从前固定座和前支撑面之间取出后与前固定座接触而对机筒工件的大径段的水平高度进行定位，后支撑面能在后垫块从后固定座和后支撑面之间取出后与后固定座接触而对机筒工件的小径段的水平高度进行定位；所述前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，所述后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离。

该工装还包括通过螺杆与底座相连将前、后固定座向下压紧的夹持块。

前、后固定座的上端分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在加工上待加工孔时前、后垫块分别对应垫设在夹持块和对应的前、后固定座之间。

所述螺杆上下穿过前、后固定座，前、后垫块上设有水平延伸的用于对螺杆让位的开口槽。

所述前、后固定座分别包括上下相对设置的用于抱紧机筒工件的上弧形夹块和下弧形夹块，上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓锁紧连接。

本发明的锥双机筒加工工装通过前、后固定座分别固定机筒工件的前端大径段和后端小径段，底座上设有前、后支撑面，在前、后固定座放置在前、后支撑面上被前、后支撑面所支撑定位时，机筒工件刚好位于待加工孔的水平高度上，在前、后固定座和前、后支撑面之间对应夹设前、后垫块时，前、后固定座被前、后垫块支撑定位，并使机筒工件刚好位于待加工孔的水平高度上。这样通过在前、后固定座和对应的前、后支撑面之间取出和放入前、后垫块能够方便的使前、后固定座由加工上锥孔时的水平高度位置移动到加工下锥孔时的水平高度位置，不需要在加工完一个锥孔后对另一个锥孔的中心线找正，加工过程方便简单。前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，通过前、后垫块的高度也能够准确保证上、下两个锥孔的孔距，加工精度较高。

附图说明

图1为本发明的工装的实施例一的使用状态图；

图2为图1中镗刀安装轴的轴本体的结构示意图；

图3为图1中A处剖视图。

具体实施方式

本发明的锥双机筒加工工装的实施例：如图1、3所示，包括底座1，底座1用于与机床滑板固定连接，并能随机床滑板前后移动，底座1上分别设有前支撑面10、后支撑面11。该工装还包括与前支撑面10对应的前固定座300和与后支撑面11对应的后固定座301，前固定座300用于固定工件的前端大径段，后固定座301用于固定机筒工件8的后端小径段。

锥双机筒加工工装还包括与前固定座300对应的前垫块20以及与后固定座301对应的后垫块21，其中前垫块20的高度等于锥双机筒在前垫块20所在轴向位置处时，上、下两个待加工孔80、81的中心线之间的距离，后垫块21的高度等于锥双机筒在后垫块21所在轴向位置处时，上、下两个待加工孔80、81的中心线之间的距离。在加工下待加工孔81时，前垫块20垫设在前固定座300与前支撑面10之间对机筒工件8的大径段的水平高度进行定位，后垫块21垫设在后固定座301与后支撑面11之间对机筒工件8的小径段水平高度进行定位；在加工上待加工孔80时，前支撑面10能在前垫块20从前固定座300和前支撑面10之间取出后与前固定座300接触而对机筒工件8的大径段水平高度进行定位，后支撑面11能在后垫块21从后固定座301和后支撑面11之间取出后与后固定座301接触而对机筒工件8的小径段水平高度进行定位。

这样，在首先加工完上锥孔后，只需在前、后固定座和前、后支撑面之间对应夹设前、后垫块，就能使得前、后固定座上升到一定水平高度，在该水平高度处固定在前、后固定座上的机筒工件8刚好位于加工下锥孔的水平位置处，再加工下锥孔；或者在首先加工完下锥孔后，取出前、后固定座和前、后支撑面之间垫设的前、后垫块，就能使得前、后固定座下降到一定水平高度，在该水平高度处固定在前、后固定座上的机筒工件8刚好位于加工上锥孔的水平位置处，再加工上锥孔。这样在加工两个锥孔的过程中就不需要在加工完一个锥孔后，再花费大量时间去找正另一个锥孔的中心线，大大提高了加工效率；同时，通过前、后垫块的高度能够准确保证在加工上下两个锥孔时机筒工件8两个位置之间的高度差，大大提高了加工精度。

锥双机筒加工工装还包括通过螺杆41与底座1相连以将前、后固定座向下压紧的夹持块4。螺杆41有四个，有两个分别位于前固定座300的左右两端且从下向上穿过前固定座300，另外两个分别位于后固定座301的左右两端且从下向上穿过后固定座301，四个夹持块4分别位于螺杆41的上端。在前、后固定座位于加工下锥孔的水平高度位置处时，前、后垫块夹设在前、后固定座和前、后支撑面之间，夹持块4向下依次将前、后固定座和前、后垫块压紧在前、后支撑面上。前、后固定座的上端还分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在前后固定座位于加工上锥孔的水平高度位置处时，前、后垫块分别从前、后固定座和前、后支撑面之间取出并放置在前、后固定座的上端前、后安装面上，此时，夹持块向下依次将前、后垫块和前、后固定座压紧在前、后支撑面上。由于在将前、后垫块分别从前、后固定座和前、后支撑面之间取出时，夹持块和对应的前、后固定座上端之间具有很大的距离，通过旋转调节螺杆41向下移动而使夹持块4夹紧前、后固定座需要很长的调节时间，而将前、后垫块垫设在前、后固定座和夹持块之间就能够填充这部分距离，减小螺杆向下移动的距离，缩短了前、后固定座夹紧固定的时间，提高了加工效率。当然，在其他实施例中，前、后固定座的上端可以不设置用于放置垫设前、后垫块的前、后安装面，在加工上锥孔时，前、后垫块可以不垫设在前、后固定座和夹持块之间。

由于螺杆41上下穿过前、后固定座，那么为了方便前、后垫块垫设在前、后固定座的上端和下端，前、后垫块上设有水平延伸的开口槽，该开口槽主要用于对螺杆41进行让位，在前、后垫块垫设在前、后固定座的上端或下端时，螺杆对应位于开口槽内。开口槽的槽宽略大于螺杆的直径，这样通过螺杆与开口槽的两侧槽壁的导向配合能够保证垫块在垫设在前、后固定座上下两端时水平位置，保证前、后垫块能够可靠的起到支撑作用。

本实施例中，前、后固定座的结构相同，仅以后固定座301为例，后固定座301包括上下相对设置的上弧形夹块312和下弧形夹块311，上弧形夹块312以及下弧形夹块311具有与机筒工件8的外周面吻合适配的内弧面。上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓313锁紧连接，在机筒工件8安装在前、后固定座上时拧紧锁紧螺栓313能够将机筒工件8抱紧实现机筒工件8的定位。

本实施例的工装配合镗孔组件使用以加工锥双机筒。如图1-3所示，镗孔组件包括镗刀5和镗刀安装轴。镗刀安装轴包括使用时用于伸入到机筒工件8的待加工孔内且两端从待加工孔两端伸出而形成两个支撑端的轴本体91，轴本体91上沿长度方向延伸有用于供镗刀5导向移动装配以使镗刀5将待加工孔加工成所需锥形成型孔的导向结构。

具体地，如图2所示，轴本体91包括位于中部的锥形段和设于锥形段两端的第一支撑端911和第二支撑端912，第一、第二支撑端为在前后方向上直径不变的圆柱型。锥形段在使用时伸入机筒工件8的待加工孔内并与待加工孔同轴线设置，锥形段的锥度与锥双机筒的锥形成型孔的锥度一致，设于轴本体91上的导向结构的导向方向与锥形段的轴线夹角的角度等于锥形段的锥度，即等于锥双机筒的锥形成型孔的锥度。锥双机筒加工工装还包括用于支撑轴本体91后端的安装轴支撑座93，前、后固定座沿镗刀安装轴的延伸方向依次间隔设置，安装轴支撑座93设于后固定座310的后侧，即远离机床主卡盘90的一侧。在实际加工时，第一支撑端911夹紧支撑在机床卡盘90上，第二支撑端912被安装轴支撑座93上设置的前轴承座930转动支撑，前轴承座930的前后两侧还分别设有用于防止轴本体91前后移动的挡盖931，这样机床卡盘90能够带动轴本体91绕其轴线转动。前、后固定座沿轴本体的延伸方向依次间隔设置，安装轴支撑座93设于后固定座301的后侧，即远离机床主卡盘90的一侧。

轴本体91上设置的导向结构为设于轴本体外周的导向滑槽910，导向滑槽910沿轴本体长度方向延伸，导向滑槽910垂直于轴本体轴线的截面形状为T形。导向滑槽910中导向移动安装有导向滑块6，镗刀安装在导向滑块6上，其中导向滑块6位于导向滑槽910适配的T形，这样在导向滑块6沿导向滑槽910前后滑动时不会在径向发生位移，保证安装在导向滑块6上的镗刀在镗削时的稳定性，保证了锥形成型孔的加工精度。当然，在其他实施例中导向滑槽可以为圆心位于轴本体内的圆弧形或者为燕尾槽型，只需其在垂直于轴本体轴线的截面上口小腔大即可。这样设置通过导向滑槽的形状就直接实现了在径向方向上对导向滑块的限位，防止导向滑块从导向滑槽中脱出，不需要其他限位结构，简化了整个导向结构。由于轴本体的锥形段位于待加工孔内，导向滑槽也可以仅在轴本体的锥形段上延伸而并不延伸至第一、第二支撑端上。

为了驱动和控制导向滑块带动镗刀在导向滑槽上前后导向移动，工装还连接有驱动机构。驱动机构包括走刀滑板和驱动走刀滑板沿机床轴向往复移动，即在前后方向往复移动的驱动件，走刀滑板通过设置在导向滑槽910中的滑块拉杆7与导向滑块6相连。

具体地，如图1、3所示，滑块拉杆7沿导向滑槽910的长度方向延伸，滑块拉杆7的前端与导向滑块6连接，工装机架上在安装轴支撑座93的后侧间隔设有滑块拉杆支撑座94，滑块拉杆支撑座上设有后轴承座940，滑块拉杆7的后端从导向滑槽910中伸出并转动安装在后轴承座940上。后轴承座940的前后两侧还设有用于防止滑块拉杆7相对于滑块拉杆支撑座94前后移动的挡套942，挡套942和后轴承座940的前后侧面之间设有平面轴承941。滑块拉杆支撑座94固定在走刀滑板上，机架上设置驱动电机作为驱动件驱动走刀滑板前后移动，那么在走刀滑板前后移动时，滑块拉杆支撑座94就能够拉动滑块拉杆7前后移动并实现设于导向滑块6上的镗刀5沿轴本体前后移动。

使用时，机床卡盘90带动轴本体转动，镗刀5随轴本体与固定的机筒工件8发生相对转动实现镗削动作；滑块拉杆7随轴本体同步转动，在走刀滑板驱动下前后移动时，滑块拉杆7在绕主轴轴线转动的同时沿轴本体前后移动，完成进刀动作，且镗刀的进刀路径与轴本体的轴线之间的夹角等于锥双机筒的锥形成型孔的锥度，这样加工出来的锥形成型孔精度较高。需要说明的是，由于走刀滑板的移动方向与主轴轴线延伸方向平行，而滑块拉杆的延伸方向与主轴轴线之间具有一定的夹角，且导向滑块在前后移动过程中在径向发生位移，这样滑块拉杆可以为能够发生一定弯曲变形的柔性杆，或者滑块拉杆与导向滑块连接的一端铰接，或者滑块拉杆与后轴承座之间球铰接。

为了对镗刀在镗削过程中进行冷却，滑块拉杆7内还设有冷却水通道，导向滑块6上设有与滑块拉杆7的冷却水通道连通且朝向镗刀5的冷却水出口60。具体地，如图1、3所示，滑块拉杆7为空心杆，冷却水通道为滑块拉杆7的内孔71，滑块拉杆7位于后轴承座940的后端连接有进水器70，从进水器70进入滑块拉杆7内的冷却水向前流动到导向滑块6内，并从冷却水出口60喷出对镗刀5进行冷却。

本发明的工装在使用时，镗刀安装在镗刀安装轴上，镗刀安装轴的两端被支撑，刚度较高不易发生弯曲变形，镗刀在镗刀安装轴上前后移动时稳定性较好，加工出来的成型孔精度较高，且本发明的镗刀安装轴的轴本体具有与锥双机筒的锥形成型孔锥度相同的锥形段，镗刀导向安装在该锥形段上，这样在加工锥双机筒内的锥形成型孔时，加工质量较高，大大降低了锥双机筒的加工成本。

上述实施例中，轴本体具有锥形段，用于安装镗刀的导向结构的导向方向与轴本体轴线之间具有与锥双机筒的锥形成型孔锥度相等的夹角，该工装主要用于加工锥双机筒内的锥形成型孔。在其实施例中，轴本体可以为直径不变的通轴，导向结构的导向方向与主轴轴线平行，该工装即可用于加工长度较长且内径不变的平双机筒。

上述实施例中，导向结构为设于锥形段上的导向滑槽，在其实施例中，导向结构可以为设于轴本体外周面的导向凸条，导向凸条沿轴本体长度方向延伸，且为在垂直于轴本体轴线的截面上的T型，T型导向凸条的竖直边垂直连接轴本体的外周面；或者轴本体可以为直径不变的通轴结构，设于轴本体上的导向凸条前端高、后端低，其与轴本体轴线之间的夹角等于锥形成型孔的锥度。

上述实施例中，轴本体的第一支撑端被机床卡盘夹紧，第二支撑端被轴承座转动支撑，且被机床卡盘带动转动，在其实施例中，镗刀安装轴可以固定不动，工件的一端被机床卡盘夹紧固定，另一端被轴承座转动支撑，并被机床卡盘带动转动，镗刀安装轴的后端被支撑座固定且在前后方向和周向方向均不发生运动，镗刀安装轴的前端被设于卡盘中部的顶尖顶紧固定。

上述实施例中，驱动机构包括走刀滑板和驱动走刀滑板沿镗床主轴轴向往复移动的驱动件，导向滑块通过滑块拉杆拉动而在前后方向移动，滑块拉杆被走刀滑板带动移动，在其实施例中，驱动机构可以包括驱动电机和与驱动电机输出端传动联接的环形拉杆，拉杆的两端分别联接导向滑块的前后两侧，驱动电机正反转能够通过环形拉杆拉动导向滑块往复移动；或者驱动机构包括驱动缸，驱动缸的输出端通过滑块拉杆连接导向滑块，驱动缸伸缩运动带动导向滑块前后移动。

上述实施例中，滑块拉杆为空心杆，其内孔为冷却水通道，在其实施例中，滑块拉杆的外侧可以附设冷却水管。

上述实施例中，镗刀通过导向滑块导向安装在导向滑槽中，在其实施例中，镗刀刀体上可以设置与导向结构导向配合的结构，镗刀直接装配在导向结构上。

上述实施例中，螺杆上下穿过前、后固定座，在其实施例中，螺杆可以设于前、后固定座的外侧，此时前、后垫块上就不需要设置相应的用于对螺杆让位的开口槽。

上述实施例中，前、后固定座包括上下相对设置的用于抱紧机筒工件的上、下弧形夹块，在其实施例中，可以包括轴线延伸方向与机筒工件轴线重合的固定环，固定环上沿圆周方向间隔设有多个顶丝，在将机筒工件安装在固定环内时通过顶丝顶紧固定；或者前后固定座上左右相对设有两个V型夹紧块，在通过两个V型夹紧块将机筒工件夹紧固定；或者在机筒的外周面圆周方向均匀设置若干定位平面，相应地在前、后固定座上设置与定位平面夹紧配合的夹紧块对机筒工件夹紧。

本发明的机床的实施例：包括机架以及设于机架上的锥双机筒加工工装，其中锥双机筒加工工装的具体结构与上述锥双机筒加工工装的实施例结构相同，此处不再赘述。

Claims (6)

1.一种锥双机筒加工工装，其特征在于：包括底座，分别用于固定机筒工件前端大径段和后端小径段的前、后固定座，底座上分别对应于前、后固定座设有前、后支撑面；该工装还包括用于垫设在前支撑面与前固定座之间、后支撑面与后固定座之间以在加工下待加工孔时对机筒工件的水平高度进行定位的前、后垫块，在加工上待加工孔时，前支撑面能在前垫块从前固定座和前支撑面之间取出后与前固定座接触而对机筒工件的大径段的水平高度进行定位，后支撑面能在后垫块从后固定座和后支撑面之间取出后与后固定座接触而对机筒工件的小径段的水平高度进行定位；所述前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，所述后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，该工装还包括通过螺杆与底座相连将前、后固定座向下压紧的夹持块，前、后固定座的上端分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在加工上待加工孔时前、后垫块分别对应垫设在夹持块和对应的前、后固定座之间。

2.根据权利要求1所述的锥双机筒加工工装，其特征在于：所述螺杆上下穿过前、后固定座，前、后垫块上设有水平延伸的用于对螺杆让位的开口槽。

3.根据权利要求1所述的锥双机筒加工工装，其特征在于：所述前、后固定座分别包括上下相对设置的用于抱紧机筒工件的上弧形夹块和下弧形夹块，上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓锁紧连接。

4.一种机床，其特征在于：包括锥双机筒加工工装，该工装包括底座，分别用于固定机筒工件前端大径段和后端小径段的前、后固定座，底座上分别对应于前、后固定座设有前、后支撑面；该工装还包括用于垫设在前支撑面与前固定座之间、后支撑面与后固定座之间以在加工下待加工孔时对机筒工件的水平高度进行定位的前、后垫块，在加工上待加工孔时，前支撑面能在前垫块从前固定座和前支撑面之间取出后与前固定座接触而对机筒工件的大径段的水平高度进行定位，后支撑面能在后垫块从后固定座和后支撑面之间取出后与后固定座接触而对机筒工件的小径段的水平高度进行定位；所述前垫块的高度等于锥双机筒在前垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，所述后垫块的高度等于锥双机筒在后垫块所在轴向位置处两个锥孔的中心线之间的距离，该工装还包括通过螺杆与底座相连将前、后固定座向下压紧的夹持块，前、后固定座的上端分别设有用于放置前、后垫块的前、后安装面，在加工上待加工孔时前、后垫块分别对应垫设在夹持块和对应的前、后固定座之间。

5.根据权利要求4所述的机床，其特征在于：所述螺杆上下穿过前、后固定座，前、后垫块上设有水平延伸的用于对螺杆让位的开口槽。

6.根据权利要求4所述的机床，其特征在于：所述前、后固定座分别包括上下相对设置的用于抱紧机筒工件的上弧形夹块和下弧形夹块，上、下弧形夹块通过两端的连接螺栓锁紧连接。