CN107253064A - 一种网架螺栓球基准孔数控机床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网架螺栓球基准孔数控机床，包括：机架，传动轴，其竖直的穿过机床中心处且通过轴承与机架构成旋转副，机床连接板和机床顶板之间的传动轴上固定传动齿轮，以及传动轴的下端固定工作台；以及动力传递装置，所述气缸背板的背面通过两端铰接的气缸Ⅱ与支架连接；所述工作台上表面均匀环形设有置放螺栓球的工件固定座；在所述工作台的正上方通过支架按照工作台的旋向依次设有钻孔、铣削、攻螺纹的切削装置；所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ均与外部气源连接。通过控制齿条摆动的角度和控制齿条的气缸获得一个工位旋转，进而按照旋转的方向依次具有钻孔、铣削和钻螺纹的顺序工位，同时增加滑动箱后可以方便的实现自动化搬运螺栓球。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，具体为一种网架螺栓球基准孔数控机床。
背景技术
螺栓球多数都是用于网架结构,主要结构特点就是：一个球上开多个有内丝的孔，用来连接多个杆件于一点。在目前主要是以人工使用车床、铣床等多种机床多个加工工序完成，导致效率不高。在此基础上，检索到专利申请号是：201110210360.0，专利名称是：一种立式加工网架螺栓球基准孔的自动机床的对比文件。在该发明中，由于刀具是通过升降装置调节高度，以方便加工，但是具有整体体积较大，并且生产成本较高的缺陷。对此，本发明人重新提出了一种新的技术加工方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种网架螺栓球基准孔数控机床，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种网架螺栓球基准孔数控机床，包括：机架，机架包括顶部为片状的机床顶板，以及固定在机床顶板正下方的机床连接板；
传动轴，其竖直的穿过机床顶板和机床连接板中心处且通过轴承与机架构成旋转副，机床连接板和机床顶板之间的传动轴上固定传动齿轮，以及传动轴的下端固定工作台；以及动力传递装置，其通过固定在机床顶板和机床连接板之间的轴Ⅰ与机架构成横向摆动运动，所述动力传递装置包括：通过轴Ⅰ相对机架构成摆动运动的气缸Ⅰ；所述气缸Ⅰ活塞臂的自由端固定齿条，在齿条背面正后方设有与气缸Ⅰ连接的气缸背板，气缸背板表面上设有滚轮且滚轮的滚动面与齿条背面直接接触；
所述气缸背板的背面通过两端铰接的气缸Ⅱ与支架连接；
所述工作台上表面均匀环形设有置放螺栓球的工件固定座；
在所述工作台的正上方通过支架按照工作台的旋向依次设有钻孔、铣削、攻螺纹的切削装置；
所述气缸Ⅰ和气缸Ⅱ均与外部气源连接。
进一步地，包括：盛放未加工螺栓球的进料平台和放置加工后螺栓球的出料平台，所述支架的正向两侧伸出竖直的侧板，两个侧板之间横向平行设有的若干根横向导轨与安装在所述导轨上的滑动箱构成移动副；所述滑动箱内设有竖直方向滑动的竖向导轨，且竖向导轨的上部和下部自由端分别固定水平放置的竖向挡板和竖向支撑板，竖向挡板与滑动箱之间置有竖向的气缸Ⅳ；所述竖向支撑板的下部两端固定两个螺栓球的移动装置，所述滑动箱的侧壁通过气缸Ⅲ与一个侧板连接，所述气缸Ⅲ和气缸Ⅳ与外部的气源连接。
进一步地，所述移动装置包括：固定在竖向支撑板上的气缸Ⅴ，所述气缸Ⅴ的活塞杆穿过竖向支撑板，竖向支撑板底部以所述活塞杆为中心环形均匀固定若干个连接座，且连接座与“L”形的抓手拐角处铰接，所述抓手上面的自由端均与所述活塞杆自由端铰接，所述气缸Ⅴ与外部气源连接。
进一步地，所述传动轴底端的内部是空心结构，且传动轴的底端通过压力轴承与圆杆状结构的支撑座连接，且支撑座的底端竖直固定在支架上。
进一步地，所述工件固定座是活动爪朝上放置的三爪卡盘。
进一步地，切削装置包括：固定在机床顶板上的壳体，所述壳体内竖直设有气缸Ⅵ，所述气缸Ⅵ的上端通过轴承与螺杆一端连接且螺杆与壳体构成螺旋副，螺杆另一端和手轮固定连接；气缸Ⅵ的活塞杆部分通过轴承与上端部分为正方形结构的推杆连接，所述推杆正方形部位穿过中心处为正方形孔的驱动轮且驱动轮与动力轮啮合连接，动力轮与外部电机输出端连接，推杆底端与切削刀具可拆卸连接，气缸Ⅵ与外部气源连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过控制齿条摆动的角度和控制齿条的气缸获得一个工位旋转，进而按照旋转的方向依次具有钻孔、铣削和钻螺纹的顺序工位，同时增加滑动箱后可以方便的实现自动化搬运螺栓球，由于上述的结构比较简单，能够尽可能的把让整个装置的体积变小。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明侧向结构示意图；
图3为本发明去掉机床顶板后的俯视示意图；
图4为本发明在安装侧板后的结构示意图；
图5为竖向支撑板与抓手的结构示意图；
图6为本发明切削装置的内部结构图；
图7为本发明驱动轮的俯视图。
图中：1机架、11机床顶板、12机床连接板、2传动轴、21传动齿轮、22支撑座、3工作台、31工件固定座、4动力传递装置、41轴Ⅰ、42气缸Ⅰ、43气缸背板、431滚轮、44齿条、5气缸Ⅱ、6切削装置、60壳体、61手轮、62螺杆、63轴承、64气缸Ⅵ、65推杆、66刀具、67驱动轮、671动力轮、7侧板、71横向导轨、8滑动箱、81气缸Ⅲ、82气缸Ⅳ、83竖向导轨、84竖向挡板、9竖向支撑板、91气缸Ⅴ、92连接座、93抓手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在图1、图2、图5、图6、图7中，一种网架螺栓球基准孔数控机床，包括：机架1，机架1包括顶部为片状的机床顶板11，以及固定在机床顶板11正下方的机床连接板12；传动轴2，其竖直的穿过机床顶板11和机床连接板12中心处且通过轴承与机架1构成旋转副，机床连接板12和机床顶板11之间的传动轴2上固定传动齿轮21，以及传动轴2的下端固定工作台3，保持传动齿轮21和传动轴2同步旋转和运动；以及动力传递装置4，其通过固定在机床顶板11和机床连接板12之间的轴Ⅰ41与机架1构成横向摆动运动，动力传递装置4与轴Ⅰ41之间可以通过轴承实现二者的运动，并且轴Ⅰ41的两端与支架1固定连接。所述动力传递装置4包括：通过轴Ⅰ41相对机架1构成摆动运动的气缸Ⅰ42；所述气缸Ⅰ42活塞臂的自由端固定齿条44，齿条44与传动齿轮21的啮合是在气缸Ⅰ42摆动后与传动齿轮21啮合，如果齿条44摆动脱离传动齿条，则传动齿轮21和传动轴2保持自由运动，通过摆动的方式，获得给传动轴2提供旋转或者停止。在齿条44背面正后方设有与气缸Ⅰ42连接的气缸背板43，在齿条44在摆动的情况下与传动齿轮21接触后的传递动力的情况下，齿条44由于自身的弹性会造成形变。对此，气缸背板43表面上设有滚轮431且滚轮431的滚动面与齿条44背面直接接触；在齿条44的背面有滚轮431接触挤压后，会保证当齿条44与传动齿轮21更好的啮合，滚轮431是相对于气缸背板43固定，并且滚轮431与气缸背板43同步摆动运动。所述气缸背板43的背面通过两端铰接的气缸Ⅱ5与支架1连接；气缸Ⅱ5的两端通过铰接的方式实现，这样气缸Ⅱ5的在外界气源的控制下，可以实现自身伸长和收缩，这样就达到齿条44与传动齿轮21的啮合和脱离。所述工作台3上表面均匀环形设有置放螺栓球的工件固定座31；工件固定座31可以是与螺栓球相同直径的凹槽，也可以是电磁盘，更优选的工件固定座31是活动爪朝上放置的三爪卡盘，三爪卡盘有良好的中心定位作用。在工作台3上可以圆环形设有若干个工件固定座31，每个工件固定座31上分别承担着不同的加工工种。在所述工作台3的正上方通过支架1按照工作台3的旋向依次设有钻孔、铣削、攻螺纹的切削装置6，这个切削装置6可以是传统手动钻床上钻孔和上下往复运动的结构，更进一步地，切削装置6包括：固定在机床顶板11上的壳体60，所述壳体60内竖直设有气缸Ⅵ64，所述气缸Ⅵ64的上端通过轴承63与螺杆62一端连接且螺杆62与壳体60构成螺旋副，螺杆62旋转后可以相对壳体60构成上下运动，在螺杆62自身运动后，就能够带动气缸Ⅵ64的整体上下移动，这样就可以调节高度，用于加工不同直径的螺栓球，同时，也可以针对性的调节每个工位上的加工深度的不同；螺杆62另一端和手轮61固定连接；气缸Ⅵ64的活塞杆部分通过轴承63与上端部分为正方形结构的推杆65连接，所述推杆65正方形部位穿过中心处为正方形孔的驱动轮67且驱动轮67与动力轮671啮合连接，气缸Ⅵ64的活塞杆在上下伸开过程中，就是相当于给钻孔或者钻螺纹提供一个下压的动力，由于中心都是正方形的结构，因此推杆65可以很轻松的在驱动轮67中心孔的位置上下运动，并且在停止上下运动后，当外界的电机或者传动机构比如动力轮671的驱动下会带动驱动轮67旋转，进而实现安装在驱动轮67中间的推杆65旋转，而由于推杆65安装的轴承63，因此推杆65会单独的带动下端的切削刀具66独自旋转；动力轮671与外部电机输出端连接，推杆65底端与切削刀具66可拆卸连接，气缸Ⅵ64与外部气源连接。工作台3上还必须多出一个工件固定座31用于放置未加工的螺栓球，以及取下已经加工好的螺栓球。具体的工件固定座31的数量根据实际工位来设定。所述气缸Ⅰ42和气缸Ⅱ5均与外部气源连接。在实际工作中，还可以通过PLC或者其他的程序控制上述各个气缸的进气量和出气量，实现控制传动轴2的旋转和停止，以及对螺栓球的加工。
工作原理：当气缸Ⅱ5从伸缩到撑开后，就会使得齿条44靠近传动齿轮21，这样当撑开气缸Ⅰ42后，就会让齿条44与传动齿轮21啮合，从而带传动轴2旋转，同时，由于齿条44的长度是一定的，因此每一个传动轴2的角度也是固定的，这就构成一个旋转更换的工位。同时，每一次旋转后，在机架1正面始终有一个是加工好的螺栓球旋转出来，因此在每一次更换螺栓球后，又能空出一个放置未加工的螺栓球，依次循环，完整了整个加工过程。
图3和图4中，盛放未加工螺栓球的进料平台和放置加工后螺栓球的出料平台，这两个平台分别放在用于放置未加工螺栓球的工件固定座31上，并且还得保持直线放置，所述支架1的正向两侧伸出竖直的侧板7，两个侧板7之间横向平行设有的若干根横向导轨71与安装在所述导轨71上的滑动箱8构成移动副；所述滑动箱8内设有竖直方向滑动的竖向导轨83，且竖向导轨83的上部和下部自由端分别固定水平放置的竖向挡板84和竖向支撑板9，竖向挡板84与滑动箱8之间置有竖向的气缸Ⅳ82，气缸Ⅳ82的活塞杆向上顶起来的时候，就把竖向挡板84向上撑起来，同时也带动了竖向导轨83向上运动，这样竖向导轨83下方的竖向支撑板9也就随着向上运动，反之向下运动，在竖向支撑板9的下部两端固定两个螺栓球的移动装置，这个移动装置可以是电磁盘，并且这两个移动装置之间的距离和进料平台至取放螺栓球的工件固定座31之间的距离以及取放螺栓球的工件固定座31至出料平台之间的距离全部相同。进料平台和出料平台分别被安置在两旁，并且，这两个平台的结构可以是工件固定座31的结构，可以是电磁盘的结构，也可以是中心带有弧形凹槽的结构。所述滑动箱8的侧壁通过气缸Ⅲ81与一个侧板7连接，所述气缸Ⅲ81和气缸Ⅳ82与外部的气源连接，整个滑动箱8在横向导轨71上的运动动力源就来自气缸Ⅲ81活塞臂的伸缩运动。在每一次加工过的螺栓球被旋转出来后，在机架正面的工件固定座31都会带出一个加工做的，因此在通过控制气缸Ⅲ81就能实现了滑动箱8的往复运动，同时在气缸Ⅳ82的配合下，就可以实现底部的移动装置抓取或者松放螺栓球，由于移动装置是两个，实现了每一次同时从进料平台和装着加工过的螺栓球抓取起来，然后移动滑动箱8让没加工过的螺栓球放到空出的工件固定座31上，同时让加工过的螺栓球被放到出料平台，这样就完成自动转移螺栓球的目的了。
这个述移动装置优选的可以是，包括：固定在竖向支撑板9上的气缸Ⅴ91，所述气缸Ⅴ91的活塞杆穿过竖向支撑板9，竖向支撑板9底部以所述活塞杆为中心环形均匀固定若干个连接座92，且连接座92与“L”形的抓手93拐角处铰接，所述抓手93上面的自由端均与所述活塞杆自由端铰接，所述气缸Ⅴ91与外部气源连接。通过控制气缸Ⅴ91活塞杆的上下运动，就可以获得呈“L”形的抓手93的下端收缩和张开，便于夹紧螺栓球转移运动工位。
在工作台3加工螺栓球的时候，为了维持工作台3的稳定，优选的所述传动轴2底端的内部是空心结构，且传动轴2的底端通过压力轴承与圆杆状结构的支撑座22连接，且支撑座22的底端竖直固定在支架1上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于，包括：
机架(1)，机架(1)包括顶部为片状的机床顶板(11)，以及固定在机床顶板(11)正下方的机床连接板(12)；
传动轴(2)，其竖直的穿过机床顶板(11)和机床连接板(12)中心处且通过轴承与机架(1)构成旋转副，机床连接板(12)和机床顶板(11)之间的传动轴(2)上固定传动齿轮(21)，以及传动轴(2)的下端固定工作台(3)；以及
动力传递装置(4)，其通过固定在机床顶板(11)和机床连接板(12)之间的轴Ⅰ(41)与机架(1)构成横向摆动运动，所述动力传递装置(4)包括：通过轴Ⅰ(41)相对机架(1)构成摆动运动的气缸Ⅰ(42)；所述气缸Ⅰ(42)活塞臂的自由端固定齿条(44)，在齿条(44)背面正后方设有与气缸Ⅰ(42)连接的气缸背板(43)，气缸背板(43)表面上设有滚轮(431)且滚轮(431)的滚动面与齿条(44)背面直接接触；
所述气缸背板(43)的背面通过两端铰接的气缸Ⅱ(5)与支架(1)连接；
所述工作台(3)上表面均匀环形设有置放螺栓球的工件固定座(31)；
在所述工作台(3)的正上方通过支架(1)按照工作台(3)的旋向依次设有钻孔、铣削、攻螺纹的切削装置(6)；
所述气缸Ⅰ(42)和气缸Ⅱ(5)均与外部气源连接。
2.根据权利要求1所述的一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于：包括：盛放未加工螺栓球的进料平台和放置加工后螺栓球的出料平台，所述支架(1)的正向两侧伸出竖直的侧板(7)，两个侧板(7)之间横向平行设有的若干根横向导轨(71)与安装在所述导轨(71)上的滑动箱(8)构成移动副；所述滑动箱(8)内设有竖直方向滑动的竖向导轨(83)，且竖向导轨(83)的上部和下部自由端分别固定水平放置的竖向挡板(84)和竖向支撑板(9)，竖向挡板(84)与滑动箱(8)之间置有竖向的气缸Ⅳ(82)；所述竖向支撑板(9)的下部两端固定两个螺栓球的移动装置，所述滑动箱(8)的侧壁通过气缸Ⅲ(81)与一个侧板(7)连接，所述气缸Ⅲ(81)和气缸Ⅳ(82)与外部的气源连接。
3.根据权利要求2所述的一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于：所述移动装置包括：固定在竖向支撑板(9)上的气缸Ⅴ(91)，所述气缸Ⅴ(91)的活塞杆穿过竖向支撑板(9)，竖向支撑板(9)底部以所述活塞杆为中心环形均匀固定若干个连接座(92)，且连接座(92)与“L”形的抓手(93)拐角处铰接，所述抓手(93)上面的自由端均与所述活塞杆自由端铰接，所述气缸Ⅴ(91)与外部气源连接。
4.根据权利要求1所述的一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于：所述传动轴(2)底端的内部是空心结构，且传动轴(2)的底端通过压力轴承与圆杆状结构的支撑座(22)连接，且支撑座(22)的底端竖直固定在支架(1)上。
5.根据权利要求1所述的一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于：所述工件固定座(31)是活动爪朝上放置的三爪卡盘。
6.根据权利要求1或2所述的一种网架螺栓球基准孔数控机床，其特征在于：切削装置(6)包括：固定在机床顶板(11)上的壳体(61)，所述壳体(61)内竖直设有气缸Ⅵ(64)，所述气缸Ⅵ(64)的上端通过轴承(63)与螺杆(62)一端连接且螺杆(62)与壳体(61)构成螺旋副，螺杆(62)另一端和手轮(61)固定连接；气缸Ⅵ(64)的活塞杆部分通过轴承(63)与上端部分为正方形结构的推杆(65)连接，所述推杆(65)正方形部位穿过中心处为正方形孔的驱动轮(67)且驱动轮(67)与动力轮(671)啮合连接，动力轮(671)与外部电机输出端连接，推杆(65)底端与切削刀具可拆卸连接，气缸Ⅵ(64)与外部气源连接。
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