CN107824891B - 一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体来讲是一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置。该装置利用车床的主轴作为动力输入，其转速可以由车床本身的调速机构进行调整，装置动力来源于普通车床主轴，经过本装置的齿轮箱组合及刀架组合，将动力和扭矩传递出去，带动刀架组合中的三个刀头同步旋转，对工件进行切削加工，使得刀具经过一次切削即可得到零件所要求的非圆孔的形状；在切削加工过程中，将车床的冷却液喷口通过管路连接到本装置上，对加工工件及刀具进行冷却，并带走金属切屑。本发明通过一次加工即可得到需要加工零件的内部非圆孔的形状，大大降低了工人操作难度、劳动强度和生产成本，同时，提高了生产效率和产品的质量。

Description

一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体来讲是一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置。
背景技术
普通车床是工件旋转，刀具固定不动进行加工的设备。而镗孔是一种利用刀具旋转，工件固定不动，从而对工件进行镗削加工的机械加工工艺。
现有的比较常用的通过镗削方式加工孔的机床主要有钻床、镗床及加工中心。
其中，钻床主要是由主轴带动钻头或丝锥等刀具，进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等加工。其刀具装夹方式主要是主轴的莫氏锥度孔内锥面与刀具莫氏锥度外锥面的摩擦配合，对于非圆孔的加工需要设计专用的刀具，受限与刀具的装夹结构，很难保证刀具的可靠装夹，进行机械加工则更难实现；
镗床刀具装夹方式与钻床类似，对于孔的加工尤其是多孔的加工能达到较高的精度，如果加工非圆孔，靠变换坐标来加工则很难保证精度，而且加工效率会很低；
加工中心可以利用程序来加工，但是如果加工批量零件，则加工效率一般，加工成本过高。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于利用废旧的普通车床改造为专用加工非圆孔的机床，解决了现有技术中加工成本高、生产效率低，对工人操作要求高等问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：设计一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，装置利用普通车床的主轴作为动力输入，其转速可以由车床本身的调速机构进行调整，装置动力来源于车床主轴，与车床主轴之间用十字轴连接，可以免去装置内齿轮部件受力不均的现象。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，包括传动部分、刀架部分（1）、齿轮箱体部分（2）、固定部分和冷却部分，所述的刀架部分（1）与齿轮箱体部分（2）连接，齿轮箱体部分（2）与传动部分相连，传动部分与车床主轴相连，齿轮箱体部分（2）通过固定部分固定在车床导轨上，冷却部分与车床的冷却液喷口连接，对加工工件及刀具进行冷却。
进一步地，所述的刀架部分（1）包括刀架（1-1）、前轴套（1-2）、后轴套（1-3）、前轴套压盖（1-4）、刀杆（1-5）、刀头（1-9）和刀架支座（3），所述刀杆（1-5）的一端与齿轮箱体部分（2）的内部输出齿轮啮合，刀杆（1-5）通过平面轴承（1-16）、滚针轴承（1-15）、后轴套（1-3）、前轴套（1-2）及前轴套压盖（1-4）固定在刀架（1-1）上，防止刀杆（1-5）的轴向及径向窜动，刀杆（1-5）的另一端与刀头（1-9）相连；所述刀架支座（3）用于固定刀架（1-1），刀架支座（3）的前端设有前压盖（4）。
进一步地，所述的前轴套（1-2）、后轴套（1-3）均为青铜材料制成，用于定位刀杆（1-5）的位置，保证其装配及运动精度。
进一步地，所述的齿轮箱体部分（2）包括箱体后板（2-1）、箱体中间板（2-2）、箱体前板（2-3）、箱体左侧板（2-5）、介轮传动轴（2-8）、大齿轮（2-18）、中轴（2-19）；所述中轴（2-19）的一端与传动部分相连，中轴（2-19）的另一端通过平键（2-10）及轴端挡圈（2-30）与大齿轮（2-18）相连，大齿轮（2-18）与小齿轮一（2-11）啮合，小齿轮一（2-11）通过平键（2-10）及轴端挡圈（2-30）固定在介轮传动轴（2-8）的一端，介轮传动轴（2-8）的另一端与小齿轮二（2-14）固定相连，介轮传动轴（2-8）通过箱体后板（2-1）、箱体中间板（2-2）、箱体前板（2-3）及其上的轴承进行固定，防止介轮传动轴（2-8）的轴向窜动；箱体左侧板（2-5）上设有机油观察孔（2-27），用于观察齿轮箱组合（2）内齿轮润滑油情况。
进一步地，所述的介轮传动轴（2-8）的数量为三根，三根介轮传动轴（2-8）及小齿轮一（2-11）、小齿轮二（2-14）均为同一规格，便于安装、维护。
进一步地，所述的固定部分包括垫片组（11）、压块（12）、固定螺杆（13）、底座（14），所述垫片组（11）用于调整传动部分的中心与车床主轴中心同轴，垫片组（11）的下部为底座（14），底座（14）的下部为压块（12），通过固定螺杆（13）将压块（12）固定在底座（14）上。
进一步地，所述的传动部分为中轴传动轴（6），中轴传动轴（6）的一端通过十字轴和联轴器与车床主轴相连，中轴传动轴（6）的另一端与齿轮箱组合（2）内的中轴（2-19）相连。
进一步地，所述的冷却部分包括水管接头（17）、冷却水进口（1-8）、冷却水出口（1-10），所述水管接头（17）与车床的冷却液喷口连接，水管接头（17）通过装置内部的水管与冷却水进口（1-8）相连，冷却水从冷却水进口（1-8）进入刀头（1-9），由冷却水出口（1-10）喷出。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明中，将废旧的普通车床合理化利用，改进成专用加工非圆孔的设备，提高了加工效率，节约了机加成本。
2、本发明中，在废旧普通车床上进行改进，降低工人操作的难度，经过简单的培训，徒工都可以进行操作。
3、本发明中，利用普通车床上的冷却系统，对装置进行冷却，以保证其良好运行。利用普通车床上的冷却系统，对工件进行冷却，对刀具进行润滑，以减轻刀具损耗。
附图说明
图1为本发明一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置的整体结构剖视图。
图2为本发明图1中沿A-A剖视图。
图3为本发明图1中的齿轮箱结构图。
图4为本发明图1中的刀架部分左视图。
图5为本发明图4中沿A-A的剖视图。
图6为本发明可加工的零件局部图。
其中：1.刀架部分；2.齿轮箱体部分；3.刀架支座；4.前压盖；6.中轴传动轴；11.垫片组；12.压块；13.固定螺杆；14.底座；17.水管接头；1-1.刀架；1-2.前轴套；1-3.后轴套；1-4.前轴套压盖；1-5.刀杆；1-8.冷却水进口；1-9.刀头；1-10.冷却水出口；1-15.滚针轴承；1-16.平面轴承；2-1.箱体后板；2-2.箱体中间板；2-3.箱体前板；2-5.箱体左侧板；2-8.介轮传动轴；2-10.平键；2-11.小齿轮一； 2-14.小齿轮二；2-18.大齿轮；2-19.中轴；2-27.机油观察孔；2-30.轴端挡圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
实施例
如图1和图2所示，本发明提供一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，利用废旧普通车床，通过压块12、固定螺杆13、底座14将本装置固定在车床的导轨上，通过垫片组11调整中轴传动轴6的中心与车床主轴中心同轴，然后通过十字轴和联轴器将车床主轴与中轴传动轴6连接起来，作为装置的动力输入，装置经过齿轮箱体部分2、刀架部分1将输入的动力传递出去，进行机械加工。
如图3所示，齿轮箱体部分2内，动力及扭矩由中轴2-19传递给大齿轮2-18，大齿轮2-18由平键2-10及轴端挡圈2-30固定在中轴2-19上，与大齿轮2-18啮合的是小齿轮一2-11，小齿轮一2-11通过平键2-10及轴端挡圈2-30固定在介轮传动轴2-8上，通过轴承的固定，将动力及扭矩传递到小齿轮二2-14上，齿轮箱体部分2内齿轮润滑油情况可以通过齿轮箱左侧板2-5上面的机油观察孔2-27观测到，根据内部情况判断是否加入润滑机油。直观如图2所示，齿轮箱体部分2内有三根介轮传动轴2-8，三根介轮传动轴2-8通过箱体后板2-1、箱体中间板2-2、箱体前板2-3及其上的轴承进行固定，有效防止介轮传动轴2-8的轴向窜动，并且三根介轮传动轴2-8及小齿轮一2-11、小齿轮二2-14等均为同一规格，互换性良好，便于安装、维护。
如图5所示，小齿轮二2-14上得到的动力及扭矩通过齿轮啮合传递到刀杆1-5上，刀杆1-5通过平面轴承1-16、滚针轴承1-15、后轴套1-3、前轴套1-2及前轴套压盖1-4固定在刀架1-1上，这么设计，是为了防止刀杆1-5的轴向及径向窜动，从而造成零件尺寸加工精度低的现象，提高刀头运转的稳定性。并且前轴套1-2、后轴套1-3均为青铜材料，耐磨而且有自润滑的优势，受限于结构尺寸，可以代替轴承，能较好的定位刀杆1-5的位置，保证其装配及运动精度，最终将主轴的动力及扭矩传递给刀头1-9，对工件进行机械加工。
加工时，如图4所示，将车床的冷却水由水管接头17接入冷却水进口1-8，由冷却水出口1-10喷出，可以大大提高工件表面质量，并且降低刀头的磨损消耗。
最终，一次走刀即可加工出如图6所示的内孔截面轮廓，大大提高了机加效率，降低工人的劳动强度及操作难度，同时保证了工件的加工质量，降低了加工成本。图6内孔截面形状（加粗轮廓线）为本发明能够一次性加工成型的。
本发明主要由传动部分、齿轮箱组合、刀架组合、固定部分、冷却系统五大部分组成。传动部分为与车床主轴相连的十字轴及齿轮箱体外部输入轴；齿轮箱通过固定部分固定在车床导轨上，齿轮箱上面有一个圆筒容器，内储存润滑油，对齿轮箱内的齿轮进行润滑。齿轮箱内部与主轴连接的是一个大齿轮，与大齿轮啮合的是三个小齿轮，通过中间板将动力及扭矩传递到齿轮箱前端的另外三个小齿轮上，大小齿轮的传动比为3：1，这三个小齿轮和三个齿轮轴（刀杆）上的齿轮啮合，将动力和扭矩传递出去，带动刀头旋转，对工件进行切削加工。在切削加工过程中，将车床的冷却液喷口通过管路连接到本装置上，对加工工件及刀具进行冷却，并带走切屑。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，其特征在于：包括传动部分、刀架部分（1）、齿轮箱体部分（2）、固定部分和冷却部分，所述的刀架部分（1）与齿轮箱体部分（2）连接，齿轮箱体部分（2）与传动部分相连，传动部分与车床主轴相连，齿轮箱体部分（2）通过固定部分固定在车床导轨上，冷却部分与车床的冷却液喷口连接，对加工工件及刀具进行冷却；所述的刀架部分（1）包括刀架（1-1）、前轴套（1-2）、后轴套（1-3）、前轴套压盖（1- 4）、刀杆（1-5）、刀头（1-9）和刀架支座（3），所述刀杆（1-5）的一端与齿轮箱体部分（2）的内 部输出齿轮啮合，刀杆（1-5）通过平面轴承（1-16）、滚针轴承（1-15）、后轴套（1-3）、前轴套 （1-2）及前轴套压盖（1-4）固定在刀架（1-1）上，防止刀杆（1-5）的轴向及径向窜动，刀杆（1- 5）的另一端与刀头（1-9）相连；所述刀架支座（3）用于固定刀架（1-1），刀架支座（3）的前端 设有前压盖（4）；所述的齿轮箱体部分（2）包括箱体后板（2-1）、箱体中间板（2-2）、箱体前板（2-3）、 箱体左侧板（2-5）、介轮传动轴（2-8）、大齿轮（2-18）、中轴（2-19）；所述中轴（2-19）的一端 与传动部分相连，中轴（2-19）的另一端通过平键（2-10）及轴端挡圈（2-30）与大齿轮（2-18） 相连，大齿轮（2-18）与小齿轮一（2-11）啮合，小齿轮一（2-11）通过平键（2-10）及轴端挡圈 （2-30）固定在介轮传动轴（2-8）的一端，介轮传动轴（2-8）的另一端与小齿轮二（2-14）固定 相连，介轮传动轴（2-8）通过箱体后板（2-1）、箱体中间板（2-2）、箱体前板（2-3）及其上的轴 承进行固定，防止介轮传动轴（2-8）的轴向窜动；箱体左侧板（2-5）上设有机油观察孔（2- 27），用于观察齿轮箱体部分（2）内齿轮润滑油情况；所述的介轮传动轴（2-8）的数量为三根，三根介轮传动轴（2-8）及小齿轮一（2-11）、 小齿轮二（2-14）均为同一规格，便于安装、维护；所述的固定部分包括垫片组（11）、压块（12）、固定螺杆（13）、底座（14），所述垫片组 （11）用于调整传动部分的中心与车床主轴中心同轴，垫片组（11）的下部为底座（14），底座 （14）的下部为压块（12），通过固定螺杆（13）将压块（12）固定在底座（14）上。
2.根据权利要求1所述的一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，其特征在于：所述的前轴套（1-2）、后轴套（1-3）均为青铜材料制成，用于定位刀杆（1-5）的位置，保证其装配及运动精度。
3.根据权利要求1所述的一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，其特征在于：所述的传动部分为中轴传动轴（6），中轴传动轴（6）的一端通过十字轴和联轴器与车床主轴相连，中轴传动轴（6）的另一端与齿轮箱体部分（2）内的中轴（2-19）相连。
4.根据权利要求1所述的一种利用普通车床经过改造专用于加工非圆孔的装置，其特征在于：所述的冷却部分包括水管接头（17）、冷却水进口（1-8）、冷却水出口（1-10），所述水管接头（17）与车床的冷却液喷口连接，水管接头（17）通过装置内部的水管与冷却水进口（1-8）相连，冷却水从冷却水进口（1-8）进入刀头（1-9），由冷却水出口（1-10）喷出。
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