CN107900411A - 轮胎模具孔加工设备及其加工方法 - Google Patents

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梁同飞
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Abstract

本发明公开了轮胎模具孔加工设备及其加工方法，它属于模具加工领域，包括底座，底座上垂直方向设有回转工作台，回转工作台一侧设有倾斜设置的立柱，立柱的倾斜面上设有多自由度机械臂，该倾斜面与回转工作台某一径向面平行，立柱的倾斜面与底座底面之间的倾斜角度设为40‑90度，本发明多自由度机械臂端部设有加工主轴，加工主轴加工端部设置在回转工作台上待加工工件最低点的斜上方，且加工主轴沿回转工作台径向设置，由于铁屑会从工件的最低点的斜上方滑落到最低点，因此方便了铁屑的排出，而且倾斜的结构同样便于操作人员观察加工状态。

Description

轮胎模具孔加工设备及其加工方法
技术领域
本发明涉及模具加工领域，具体涉及轮胎模具孔加工设备及其加工方法。
背景技术
轮胎模具上钢圈的排气孔数量多，角度方向不统一，且气孔直径小，多为1-3mm，加工精度要求高，加工难度非常高。传统的方式是用气动工具人工手动加工的：先通过扎点，然后人工打孔，效率低、精度不一致，质量得不到保证。
现有的孔加工设备，由于其机床结构的限制，只能用于加工活络结构的花纹块，无法适用于轮胎模具的花纹圈，而且其为了排屑方便，大都将工件倾斜或水平设置，然而由于轮胎模具花纹圈的曲面结构，导致即使工件倾斜或水平设置，仍然会使铁屑堆积，影响工作人员观察工作状态。
有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明结合相关领域多年的设计及使用经验，辅以过强的专业知识，设计制造了轮胎模具孔加工设备及其加工方法，来克服上述缺陷。
发明内容
对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的轮胎模具孔加工设备及其加工方法，利用倾斜的加工主轴在回转工作台上待加工工件最低点的斜上方加工，不仅便于铁屑的排出，而且便于操作人员观察加工状态。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：轮胎模具孔加工设备，包括底座，所述底座上设置有非水平的回转工作台，所述回转工作台轴线方向一侧设有立柱，所述立柱上设有多自由度机械臂，所述多自由度机械臂端部设有加工主轴，所述加工主轴加工端部可移动到回转工作台上待加工工件最低处的斜上方。
作为优选的技术方案，所述立柱倾斜设置，所述多自由度机械臂设置在所述立柱的倾斜面上，所述倾斜面与所述回转工作台某一轴截面平行。
作为优选的技术方案，所述立柱的倾斜面与底座底面之间的倾斜角度设为40-90度。
作为优选的技术方案，所述立柱的倾斜面与底座底面之间的倾斜角度设为70度。
作为优选的技术方案，所述回转工作台的台面垂直设置。
作为优选的技术方案，所述多自由度机械臂包括升降滑座，所述升降滑座沿所述倾斜面升降，所述升降滑座上设有横向移动的横向滑座，所述横向滑座端部设有旋转平台，所述旋转平台上设有钻孔装置，所述旋转平台设有旋转驱动带动所述钻孔装置旋转。
作为优选的技术方案，所述钻孔装置包括进给滑座，所述进给滑座上设有进给驱动使其在旋转平台上移动，所述加工主轴设置在所述进给滑座上。
作为优选的技术方案，所述回转工作台设有回转驱动装置驱动旋转，所述回转驱动装置包括伺服电机和蜗轮蜗杆机构。
作为优选的技术方案，所述钻孔装置上还设有出水嘴，所述底座上设有水箱，所述水箱内部设有水泵向所述出水嘴供水。
作为优选的技术方案，所述轮胎模具孔加工设备还包括控制系统，所述控制系统控制多自由度机械臂和钻孔装置的运动。
轮胎模具加工方法，具体加工步骤如下：
步骤1、将工件固定在回转工作台上并进行找正，使工件的中心线同回转工作台的中心同轴；
步骤2、由控制系统控制、调整多自由度机械臂的升降滑座及横向滑座至合适加工位置；
步骤3、由控制系统控制旋转平台旋转，使钻孔装置的加工主轴旋转到合适的角度，钻孔装置按照孔的加工要求进行加工。
该发明的有益之处在于：
1.本发明利用立柱的倾斜结构使加工主轴的加工不仅便于铁屑的排出，相较于传统结构不仅排屑路径不同，而且倾斜的结构更便于操作人员观察加工状态，不会被加工装置挡住视野。
2.本发明回转工作台采用机床结构设计，能够适应直径大，重量高的工件的加工，同时保证加工的稳定性及加工精度。
3.横向滑座端部的旋转平台使钻孔装置实现了各角度的孔加工，例如加工各种非径向分布的深孔，解决了工件曲面加工的问题。
4.本发明立柱采用倾斜式结构与底座连接的连接面更大更稳定，且倾斜式结构使升降滑座受力均匀，减轻磨损，可提高轮胎模具微细深孔的加工效率，加工精度高。
5.利用本发明对轮胎模具花纹圈进行加工有效降低了劳动强度，提高加工效率，一人可轻松操作4台设备。可全天候进行加工，并且使用设备加工有效保证了加工工件的一致性。
6.本发明回转驱动装置使用伺服电机带动回转工作台转动可有效保证分度精度及角度精度。
附图说明
图1为轮胎模具孔加工设备的示意图；
图2为轮胎模具孔加工设备的后侧示意图。
图中：1-底座、2-水箱、3-水泵、4-回转驱动装置、5-回转工作台、6-卡爪、7-进给滑座、8-加工主轴、9-旋转平台、10-横向滑座、11-升降滑座、12-立柱、13-工件。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、图2所示，轮胎模具孔加工设备，包括底座1，底座1上设置有非水平的回转工作台5，本发明回转工作台5的台面优选垂直设置的结构，回转工作台5上设有卡爪6对工件13进行固定，该回转工作台5设有回转驱动装置4驱动旋转，回转驱动装置4利用伺服电机通过蜗轮蜗杆机构带动回转工作台5旋转，保证了分度精度及角度精度，本发明回转工作台5也可采用传统的倾斜结构，上述结构均便于加工时铁屑的排出和操作人员的观察；
本发明回转工作台5轴线方向一侧设有倾斜设置的立柱12，立柱12的倾斜面上设有多自由度机械臂，该倾斜面与回转工作台5某一轴截面平行，立柱12的倾斜面与底座1底面之间的倾斜角度设为40-90度，优选设置为60-80度，优选为70度，采用上述倾斜式结构会使立柱12与底座1连接的连接面更大更稳定，且倾斜式结构使多自由度机械臂的滑座受力均匀，减轻磨损。
本发明多自由度机械臂端部设有加工主轴8，加工主轴8加工端部可移动到回转工作台5最低点的斜上方，且加工主轴8优选沿回转工作台5径向设置。由于铁屑会从工件13的最低点的斜上方滑落到最低点，因此方便了铁屑的排出，而且倾斜的结构同样便于操作人员观察加工状态。本发明安装有多自由度机械臂的立柱12也可以采用垂直设置，为满足上述要求仅需要多自由度机械臂端的加工主轴8沿回转工作台5径向设置便可，在此不做详述。
上述多自由度机械臂包括升降滑座11，升降滑座11沿倾斜面升降，升降滑座11上设有横向移动的横向滑座10，横向滑座10端部设有旋转平台9，旋转平台9上设有钻孔装置；上述升降滑座11和横向滑座10分别通过电机和丝杠传动实现直线运动，而旋转平台9通过旋转驱动带动钻孔装置旋转，钻孔装置角度调整范围优选为正负90度之间。多自由度机械臂至少包括升降移动、横向移动以及旋转三个自由度的运动，当然采用四自由度往上的机械臂更能够实现上述功能，
本发明钻孔装置包括进给滑座7，进给滑座7上设有进给驱动使其在旋转平台9上移动，加工主轴8设置在进给滑座7上，钻孔时通过进给驱动带动进给滑座7上的加工主轴8对工件13进行加工。
本发明钻孔装置上还设有出水嘴，底座1上设有水箱2，水箱2内部设有水泵3向出水嘴供水，保证在钻孔过程中钻具的冷却，本发明还包括控制系统，控制系统控制多自由度机械臂和钻孔装置的运动保证加工位置和加工尺寸。
轮胎模具加工方法，具体加工步骤如下：
步骤1.将工件13固定在回转工作台5上并进行找正，使工件13的中心线同回转工作台5的中心同轴；
步骤2.由控制系统控制、调整多自由度机械臂的升降滑座11及横向滑座10至合适加工位置；
步骤3.由控制系统控制旋转平台9旋转，使钻孔装置的加工主轴8旋转到合适的角度，钻孔装置按照孔的加工要求进行加工。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (11)

1.轮胎模具孔加工设备，包括底座，所述底座上设置有非水平的回转工作台，所述回转工作台轴线方向一侧设有立柱，所述立柱上设有多自由度机械臂，所述多自由度机械臂端部设有加工主轴，其特征在于：所述加工主轴加工端部可移动到回转工作台上待加工工件最低处的斜上方。
2.根据权利要求1所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述立柱倾斜设置，所述多自由度机械臂设置在所述立柱的倾斜面上，所述倾斜面与所述回转工作台某一轴截面平行。
3.根据权利要求2所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述立柱的倾斜面与底座底面之间的倾斜角度设为40-90度。
4.根据权利要求2所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述立柱的倾斜面与底座底面之间的倾斜角度设为70度。
5.根据权利要求1所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述回转工作台的台面垂直设置。
6.根据权利要求2所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述多自由度机械臂包括升降滑座，所述升降滑座沿所述倾斜面升降，所述升降滑座上设有横向移动的横向滑座，所述横向滑座端部设有旋转平台，所述旋转平台上设有钻孔装置，所述旋转平台设有旋转驱动带动所述钻孔装置旋转。
7.根据权利要求6所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述钻孔装置包括进给滑座，所述进给滑座上设有进给驱动使其在旋转平台上移动，所述加工主轴设置在所述进给滑座上。
8.根据权利要求1所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述回转工作台设有回转驱动装置驱动旋转，所述回转驱动装置包括伺服电机和蜗轮蜗杆机构。
9.根据权利要求6所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述钻孔装置上还设有出水嘴，所述底座上设有水箱，所述水箱内部设有水泵向所述出水嘴供水。
10.根据权利要求1所述的轮胎模具孔加工设备，其特征在于：所述轮胎模具孔加工设备还包括控制系统，所述控制系统控制多自由度机械臂和钻孔装置的运动。
11.轮胎模具加工方法，其特征在于，具体加工步骤如下：
步骤1.将工件固定在回转工作台上并进行找正，使工件的中心线同回转工作台的中心同轴；
步骤2.由控制系统控制、调整多自由度机械臂的升降滑座及横向滑座至合适加工位置；
步骤3.由控制系统控制旋转平台旋转，使钻孔装置的加工主轴旋转到合适的角度，钻孔装置按照孔的加工要求进行加工。
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