CN108453312B - 一种锁定式管状工件的内壁加工装置 - Google Patents

Abstract

一种锁定式管状工件的内壁加工装置。涉及一种精密机械加工技术领域，涉及一种管状工件的内壁加工装置的改进。提供了一种结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高且加工效果好的锁定式管状工件的内壁加工装置。包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；所述轴套可旋转地穿设在滑座中；所述主轴可旋转地穿设在轴套中；所述刀具组件包括固定座、斜齿轮一、斜齿轮二、传动轴、传动连杆、刀座和切刀。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

Description

一种锁定式管状工件的内壁加工装置

技术领域

本发明涉及一种精密机械加工技术领域，涉及一种管状工件的内壁加工装置的改进。

背景技术

管状工件是现有技术中常见的工件之一，为了保证传输纯度高，并有效避免尖端放电，如图1所示，此类管状工件的内表面通常设计为若干圆环结构，且对该内侧圆环的精度和位置、表面粗糙度要求很高。对此，如何对此类管状工件的内壁进行高效加工成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高且加工效果好的锁定式管状工件的内壁加工装置。

本发明的技术方案是：包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；

所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；

所述轴套可旋转地穿设在滑座中；

所述主轴可旋转地穿设在轴套中；

所述刀具组件包括固定座、斜齿轮一、斜齿轮二、传动轴、传动连杆、刀座和切刀，所述固定座呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套远离轴套驱动组件的一侧端头上，所述主轴远离主轴驱动组件的一端伸入至固定座中、且与斜齿轮一固定相连，所述斜齿轮二的一侧铰接在固定座的内壁上、且与斜齿轮一相啮合，所述传动轴固定连接在斜齿轮二的端面上；所述刀座滑动连接在固定座的顶部开口中，所述切刀可拆卸的连接在刀座的顶部；所述传动连杆的一端铰接在刀座上、且另一端铰接在传动轴背向斜齿轮二的端面上；

所述滑座驱动组件包括行走小车二，所述行走小车二固定连接在滑座的侧壁上、且用于驱动滑座在工作台顶面上做直线往复运动；

所述轴套驱动组件包括高速电机三和高速齿轮三，所述高速电机三固定连接在滑座上，所述高速齿轮三固定连接在高速电机三的输出轴上，所述轴套的外壁上设有若干高速齿三，所述高速齿轮三和高速齿三相啮合；

所述主轴驱动组件包括高速电机四、主动齿轮三、从动齿轮、驱动盘、气缸、若干同步凸起和若干异步凸起，所述高速电机四滑动连接在工作台的上方、且与滑座固定相连，所述主动齿轮三固定连接在高速电机四的输出轴上，所述主轴远离刀具组件的一端伸出至轴套外，所述驱动盘固定连接在主轴远离刀具组件的端头上，所述从动齿轮套接所述主轴、且位于驱动盘和轴套的端面之间，所述从动齿轮与主动齿轮三相啮合，所述主轴上固定连接有滑动键，所述从动齿轮的内壁上开设有与所述滑动键适配的通槽；

所述轴套朝向驱动盘的端面上开设有若干与同步凸起适配的同步槽，若干所述同步凸起均固定连接在从动齿轮朝向轴套的端面上；所述驱动盘朝向轴套的端面上开设有若干与异步凸起适配的异步槽，若干所述异步凸起均固定连接在从动齿轮朝向驱动盘的端面上，所述气缸连接在滑座和从动齿轮之间。

所述高速电机四通过L字形的支架三滑动连接在工作台的上方，所述支架三的一侧与滑座固定相连。

所述轴套的外壁上固定连接有旋转环一，所述滑座的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。

所述主轴的外壁上固定连接有旋转环二，所述轴套的内壁上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。

所述传动连杆的一侧表面贴合在刀座上、且另一侧表面贴合在固定座的内壁上；所述固定座的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆的一端通过铰接轴与传动轴的端面铰接，所述铰接轴远离传动轴的一端伸入滑槽中。

本发明使用时，可通过滑座驱动组件驱动滑座、轴套、主轴做同步的直线往复运动，即完成伸入或退出管状工件的动作；通过主轴驱动组件可驱动主轴相对于轴套做旋转运动，以实现切刀的进给或退刀动作；通过主轴驱动组件和轴套驱动组件的配合可驱动主轴和轴套做同步旋转运动，即实现切刀对管状工件的内壁的切削。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

附图说明

图1是本发明中管状工件的结构示意图，

图2是本发明的结构示意图，

图3是本发明中刀具组件的结构示意图，

图4是图3的A-A向剖视图；

图中1是工作台，10是支座；

2是滑座，3是滑座驱动组件，341是行走小车二；

4是轴套，41是旋转环一，5是轴套驱动组件，541是高速电机三，542是高速齿轮三；

6是主轴，61是旋转环二，7是主轴驱动组件，741是高速电机四，7410是支架三，742是主动齿轮三，743是从动齿轮，744是驱动盘，745是气缸，746是同步凸起，747是异步凸起；

8是刀具组件，80是固定座，81是斜齿轮一，82是斜齿轮二，83是传动轴，84是传动连杆，840是铰接轴，85是刀座，86是切刀。

具体实施方式

本发明如图1-4所示，包括工作台1、滑座2、滑座驱动组件3、轴套4、轴套驱动组件5、主轴6、主轴驱动组件7和刀具组件8；

所述滑座2滑动连接在工作台1的顶面上，所述滑座驱动组件3连接在工作台1上、且用于驱动滑座2做直线往复运动；

所述轴套4可旋转地穿设在滑座2中，所述轴套驱动组件5连接在滑座2上、且用于驱动轴套4绕自身轴心做旋转运动；

所述主轴6可旋转地穿设在轴套4中，所述主轴驱动组件7连接在滑座2上、且用于驱动主轴6绕自身轴心做旋转运动；

所述刀具组件8包括固定座80、斜齿轮一81、斜齿轮二82、传动轴83、传动连杆84、刀座85和切刀86，所述固定座80呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套4远离轴套驱动组件5的一侧端头上，所述主轴6远离主轴驱动组件7的一端伸入至固定座80中、且与斜齿轮一81固定相连，所述斜齿轮二82的一侧铰接在固定座80的内壁上、且与斜齿轮一81相啮合，所述传动轴83固定连接在斜齿轮二82的端面上；所述刀座85滑动连接在固定座80的顶部开口中，所述切刀86可拆卸的连接在刀座85的顶部；所述传动连杆84的一端铰接在刀座85上、且另一端铰接在传动轴83背向斜齿轮二82的端面上。即使得传动轴、传动连杆、刀座、固定座四者形成一完整的“曲柄滑块机构”；这样，当主轴相对于轴套做旋转运动时，将带动斜齿轮一旋转，从而带动斜齿轮二以及传动轴同步旋转，最终通过上述的“曲柄滑块机构”驱使切刀沿主轴的径向做进给或退刀动作。

所述滑座驱动组件3包括行走小车二341，所述行走小车二341固定连接在滑座2的侧壁上、且用于驱动滑座2在工作台1顶面上做直线往复运动；这样，行走小车二的行走即可带动滑座做高效、稳定的直线运动，完成伸入或退出管状工件的动作；

所述轴套驱动组件5包括高速电机三541和高速齿轮三542，所述高速电机三541固定连接在滑座2上，所述高速齿轮三542固定连接在高速电机三541的输出轴上，所述轴套4的外壁上设有若干高速齿三，所述高速齿轮三542和高速齿三相啮合；这样，高速电机三的旋转将通过高速齿轮三驱使轴套旋转；

所述主轴驱动组件7包括高速电机四741、主动齿轮三742、从动齿轮743、驱动盘744、气缸745、若干同步凸起746和若干异步凸起747，所述高速电机四741滑动连接在工作台1的上方、且与滑座2固定相连，所述主动齿轮三742固定连接在高速电机四741的输出轴上，所述主轴6远离刀具组件8的一端伸出至轴套4外，所述驱动盘744固定连接在主轴6远离刀具组件8的端头上，所述从动齿轮743套接所述主轴6、且位于驱动盘744和轴套4的端面之间，所述从动齿轮743与主动齿轮三742相啮合，所述主轴6上固定连接有滑动键，所述从动齿轮743的内壁上开设有与所述滑动键适配的通槽；

所述轴套4朝向驱动盘744的端面上开设有若干与同步凸起746适配的同步槽，若干所述同步凸起746均固定连接在从动齿轮743朝向轴套4的端面上；所述驱动盘744朝向轴套4的端面上开设有若干与异步凸起747适配的异步槽，若干所述异步凸起747均固定连接在从动齿轮743朝向驱动盘744的端面上，所述气缸745连接在滑座2和从动齿轮743之间。这样，当气缸动作时，可带动从动齿轮沿主轴的轴向滑移，从而使得同步凸起插入同步槽中或是异步凸起插入异步槽中，即通过气缸的动作使得主轴和轴套的锁定在同步运动状态或是锁定在相对运动状态。实际使用时，可分为两种情况，一是刀具需要进给或是退刀，此时，可停止高速电机三，通过气缸使得异步凸起插入异步槽中，以使得主轴和轴套可相对旋转，从而在开启高速电机四后实现刀具的进给或是退刀；二是需要进行切削时，此时，通过气缸使得同步凸起插入同步槽中，以使得主轴和轴套锁定在同步运动状态下，再开启高速电机三，实现对工件内壁的切削，从而通过高速电机三控制切削运动，通过高速电机四控制刀具的进给或是退刀，动作效率高、能耗低、加工效果好。

此外，为实现高效的连续作业，可在高速电机三不停机的情况下，先通过气缸使得主轴和轴套的锁定相对运动状态，并让高速电机四以更快或更慢的转速旋转，以使得切刀做进给动作，再通过气缸使得主轴和轴套的锁定同步运动状态，使得主轴和轴套重新同步旋转，从而最终实现边进给边切削的动作，进而大幅缩短了加工周期，并有效降低了电机能耗。

所述高速电机四741通过L字形的支架三7410滑动连接在工作台1的上方，所述支架三7410的一侧与滑座2固定相连。

本发明使用时，可通过滑座驱动组件驱动滑座、轴套、主轴做同步的直线往复运动，即完成伸入或退出管状工件的动作；通过主轴驱动组件可驱动主轴相对于轴套做旋转运动，以实现切刀的进给或退刀动作；通过主轴驱动组件和轴套驱动组件的配合可驱动主轴和轴套做同步旋转运动，即实现切刀对管状工件的内壁的切削。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

所述工作台1顶面上还固定连接有支座10，所述轴套4穿设在支座10中。从而使得轴套、主轴的轴向运动以及旋转运动变得更为稳定、可靠。

所述轴套4的外壁上固定连接有旋转环一41，所述滑座2的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。这样，使得轴套可且仅可相对于滑座做绕自身轴心的旋转运动，从而使得滑座在平移时，可更好、更稳定的带动轴套同步平移。

所述主轴6的外壁上固定连接有旋转环二61，所述轴套的内壁上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。这样，使得主轴可且仅可相对于轴套做绕自身轴心的旋转运动，从而使得轴套在随滑座平移时，可更好、更稳定的带动主轴同步平移。

所述传动连杆84的一侧表面贴合在刀座85上、且另一侧表面贴合在固定座80的内壁上；所述固定座80的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆84的一端通过铰接轴840与传动轴83的端面铰接，所述铰接轴840远离传动轴的一端伸入滑槽中。从而使得连杆的运动更为稳定，即进一步确保了切刀的稳定运行。

Claims (5)

1.一种锁定式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；

所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；

所述轴套可旋转地穿设在滑座中；

所述主轴可旋转地穿设在轴套中；

所述刀具组件包括固定座、斜齿轮一、斜齿轮二、传动轴、传动连杆、刀座和切刀，所述固定座呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套远离轴套驱动组件的一侧端头上，所述主轴远离主轴驱动组件的一端伸入至固定座中、且与斜齿轮一固定相连，所述斜齿轮二的一侧铰接在固定座的内壁上、且与斜齿轮一相啮合，所述传动轴固定连接在斜齿轮二的端面上；所述刀座滑动连接在固定座的顶部开口中，所述切刀可拆卸的连接在刀座的顶部；所述传动连杆的一端铰接在刀座上、且另一端铰接在传动轴背向斜齿轮二的端面上；

所述滑座驱动组件包括行走小车二，所述行走小车二固定连接在滑座的侧壁上、且用于驱动滑座在工作台顶面上做直线往复运动；

所述轴套驱动组件包括高速电机三和高速齿轮三，所述高速电机三固定连接在滑座上，所述高速齿轮三固定连接在高速电机三的输出轴上，所述轴套的外壁上设有若干高速齿三，所述高速齿轮三和高速齿三相啮合；

所述主轴驱动组件包括高速电机四、主动齿轮三、从动齿轮、驱动盘、气缸、若干同步凸起和若干异步凸起，所述高速电机四滑动连接在工作台的上方、且与滑座固定相连，所述主动齿轮三固定连接在高速电机四的输出轴上，所述主轴远离刀具组件的一端伸出至轴套外，所述驱动盘固定连接在主轴远离刀具组件的端头上，所述从动齿轮套接所述主轴、且位于驱动盘和轴套的端面之间，所述从动齿轮与主动齿轮三相啮合，所述主轴上固定连接有滑动键，所述从动齿轮的内壁上开设有与所述滑动键适配的通槽；

所述轴套朝向驱动盘的端面上开设有若干与同步凸起适配的同步槽，若干所述同步凸起均固定连接在从动齿轮朝向轴套的端面上；所述驱动盘朝向轴套的端面上开设有若干与异步凸起适配的异步槽，若干所述异步凸起均固定连接在从动齿轮朝向驱动盘的端面上，所述气缸连接在滑座和从动齿轮之间。

2.根据权利要求1所述的一种锁定式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述高速电机四通过L字形的支架三滑动连接在工作台的上方，所述支架三的一侧与滑座固定相连。

3.根据权利要求1所述的一种锁定式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述轴套的外壁上固定连接有旋转环一，所述滑座的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。

4.根据权利要求1所述的一种锁定式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述主轴的外壁上固定连接有旋转环二，所述轴套的内壁上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。

5.根据权利要求1所述的一种锁定式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述传动连杆的一侧表面贴合在刀座上、且另一侧表面贴合在固定座的内壁上；所述固定座的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆的一端通过铰接轴与传动轴的端面铰接，所述铰接轴远离传动轴的一端伸入滑槽中。