CN108465828B - 一种螺栓球加工专用卧式车床及加工螺栓球的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺栓球加工工艺装备技术领域，具体是一种螺栓球加工专用卧式车床，包括床身，所述床身上设有主轴和中滑板，所述中滑板上设有夹具，所述夹具包括底座、水平角度盘、垂直角度盘、蜗杆、蜗轮、行星齿轮、太阳齿轮、传动轴、轴套、锁紧销、偏心轮和拨叉。相对于现有技术，本发明螺栓球加工专用卧式车床的有益效果为：(1)利用蜗杆传动的自锁性，提高螺栓球的装夹效率并防止加工时垂直角度盘旋转；(2)能够微调，操作误差小，提高了加工精度；(3)偏心轮和锁紧销对水平角度盘锁紧，操作快捷而方便，提高了生产效率；(4)偏心轮的旋转能够同时带动传动轴竖直滑动，连动的功能使本发明在操作时更加方便快捷，提高了生产效率。

Description

一种螺栓球加工专用卧式车床及加工螺栓球的方法

技术领域

本发明涉及螺栓球加工工艺装备技术领域，具体是一种螺栓球加工专用卧式车床及加工螺栓球的方法。

背景技术

螺栓球是网架结构必不可少的组成部分，其上设有多个内螺纹孔，用于与杆件连接。申请号为200920218210.2的实用新型专利公开了一种螺栓球加工定位夹具，包括底座、水平角度盘、垂直角度盘和装夹芯轴等，水平角度盘可转动的安装在底座上并通过锁紧螺母紧固，水平角度盘上设有垂直墙板，垂直角度盘可转动的安装在垂直墙板上并通过锁紧螺母紧固。装夹芯轴设在垂直角度盘的孔径内，装夹芯轴的一端设有用于安装螺栓球的外螺纹，另一端设有四方。底座固定安装在卧式车床的中滑板上，使用时，先将螺栓球安装到装夹芯轴上；然后，根据螺栓球待加工螺纹孔的位置，松开紧固水平角度盘和垂直角度盘的锁紧螺母，将水平角度盘和垂直角度盘转动到位后再将锁紧螺母拧紧。该螺栓球加工定位夹具存在以下缺点：(1)将螺栓球安装到装夹芯轴上时，需要一只手通过内四方扳手固定装夹芯轴的一端，另一只手将螺栓球的基准螺纹孔与装夹芯轴的外螺纹拧紧，由于铸铁材料的螺栓球比较重，因此该操作过程不但费时费力，而且容易导致螺栓球脱手，造成卧式车床的导轨、床身被砸坏甚至操作人员被砸伤；(2)依靠手动旋转水平角度盘和垂直角度盘调节角度，操作误差较大，无法微调，影响加工精度；(3)由于螺栓球重心可能不在球心处，因此在转动垂直角度盘过程中必须保持扶住螺栓球，一旦松手则会导致垂直角度盘旋转，操作复杂且不便；(4)调节角度时需要先将锁紧螺母拧松，调节完毕后再将锁紧螺母拧紧，劳动强度大、生产效率低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种螺栓球加工专用卧式车床，能够降低工人劳动强度、提高生产效率和加工精度、消除安全隐患。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种螺栓球加工专用卧式车床，包括床身，所述床身上设有主轴和中滑板，所述中滑板上设有夹具，所述夹具包括底座、水平角度盘、垂直角度盘、蜗杆、蜗轮、行星齿轮、太阳齿轮、传动轴、轴套、锁紧销、偏心轮和拨叉；所述底座固定安装在中滑板上，所述底座的顶部固设有竖直轴，所述水平角度盘通过竖直轴可滑动的安装在底座上方；所述水平角度盘上设有立板，所述垂直角度盘上固设有水平轴，所述垂直角度盘通过水平轴可转动的安装在立板前侧，所述水平轴的轴线与主轴的轴线共面，所述水平轴延伸至立板的后侧，所述水平轴的端部设有外螺纹；所述蜗杆安装在立板上并且其轴线呈竖直方向，所述蜗轮与垂直角度盘同轴固定连接，所述蜗杆与蜗轮啮合；所述行星齿轮可转动的安装在水平角度盘上并与蜗杆同轴，所述太阳齿轮固定安装在竖直轴上，所述行星齿轮与太阳齿轮啮合；所述轴套固定安装在立板上，所述轴套与蜗杆同轴并位于蜗杆的上方，所述传动轴可滑动的套设在轴套内；所述蜗杆上设有轴向通孔，所述传动轴穿过通孔；所述传动轴的下端固设有第一摩擦盘，所述蜗杆的下端固设有第二摩擦盘，所述行星齿轮的上方设有与其固定连接的第三摩擦盘，所述第一摩擦盘位于第二摩擦盘和第三摩擦盘之间；所述锁紧销贯穿水平角度盘和底座，所述底座上设有与锁紧销匹配的弧形贯通槽，所述弧形贯通槽的圆心在竖直轴的轴线上，所述锁紧销的下端固设有锁紧盘；所述偏心轮与锁紧销的上端枢接，所述拨叉与偏心轮固定连接，所述第一摩擦盘上设有环形凹槽，所述拨叉与环形凹槽匹配；所述偏心轮正向转动时可提拉锁紧销并使拨叉上移。

本发明的技术方案还有：所述传动轴上设有限位板，所述限位板位于轴套的下方，所述轴套与限位板之间设有弹簧。采用本技术方案，偏心轮反向转动解除水平角度盘和底座之间的锁定后，弹簧时第一摩擦盘与第三摩擦盘紧密接触，防止传动时第一摩擦盘与第三摩擦盘打滑，保证传动效率。

本发明的技术方案还有：所述蜗轮位于立板的前侧。采用本技术方案，蜗轮、蜗杆、行星齿轮和太阳齿轮皆位于立板的前侧，立板能够阻止加工螺栓球时产生的铁屑和切削液飞溅到上述零件上而导致零件损坏。

本发明的技术方案还有：所述传动轴的上端设有旋钮或手轮，所述偏心轮上固设有扳动柄。对于申请号为200920218210.2的实用新型专利所公开的螺栓球加工定位夹具，在装夹螺栓球和调节角度的过程需要使用内四方、呆扳手或活扳手等工具，一旦工具遗失则无法工作，影响生产进度。采用本技术方案，在装夹螺栓球和调节角度的过程中完全不需要使用工具，能够有效的解决上述问题。

本发明的技术方案还有：所述锁紧销设有两根并在水平角度盘的左右两侧对称设置。采用本技术方案，能够进一步增强对水平角度盘和底座的锁紧牢固性。

本发明还提供了上述螺栓球加工专用卧式车床加工螺栓球的方法，包括以下步骤：

a、将螺栓球通过基准螺纹孔拧紧固定在水平轴上；

b、拧动旋钮，将垂直角度盘调节到目标角度；

c、向上提拉扳动柄，使偏心轮反向旋转，使水平角度盘与底座解锁，同时，使第一摩擦轮与第三摩擦轮接触；

d、拧动旋钮，将水平角度盘调节的目标角度；

e、按压扳动柄，使偏心轮正向旋转，将水平角度盘和底座挤压锁紧在偏心轮和锁紧盘之间；

f、对螺栓球进行铣平面、钻孔和攻丝加工；

g、重复步骤b～f，直到将螺栓球的所有螺纹孔加工完成。

相对于现有技术，本发明螺栓球加工专用卧式车床的有益效果为：(1)由于蜗杆传动具有自锁性(即只能通过蜗杆作为主动件带动蜗轮转动，反之则不行)，因此在装夹螺栓球时水平轴是保持不动的，可以双手同时托住螺栓球进行装夹，不但省力，而且能够防止螺栓球脱手而造成卧式车床的导轨、床身被砸坏甚至操作人员被砸伤；(2)通过拧动传动轴分别对水平角度盘和垂直角度盘进行调节，能够微调，操作误差小，提高了加工精度；(3)由于蜗杆传动具有自锁性，因此即使螺栓球的中心不在球心处，在调节垂直角度盘的过程中垂直角度盘也不会因上述原因而转动，操作简单方便；(4)蜗杆传动具有自锁性，能够防止螺栓球受刀具作用力而使垂直角度盘旋转，因此不需要对垂直角度盘锁紧；偏心轮和锁紧销保证了水平角度盘的锁紧，锁紧和解锁过程只需扳动偏心轮，因此调节螺栓球角度的过程快捷而方便，提高了生产效率；(5)正向旋转偏心轮能够同时实现水平角度盘的锁紧以及第一摩擦盘与第二摩擦盘的接触，反向旋转偏心轮能够同时实现水平角度盘的解锁以及第一摩擦盘与第三摩擦盘的接触，连动的功能使本发明在操作时更加方便快捷，提高了生产效率。

附图说明

图1为螺栓球加工专用卧式车床安装在卧式车床上的结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为螺栓球加工专用卧式车床的主视图(水平角度盘与底座锁紧状态)。

图4为图3中B-B向的视图(水平角度盘与底座锁紧状态)。

图5为螺栓球加工专用卧式车床的俯视图(水平角度盘与底座锁紧状态)。

图6为螺栓球加工专用卧式车床的仰视图(水平角度盘与底座锁紧状态)。

图7为螺栓球加工专用卧式车床的侧视图(水平角度盘与底座解锁状态)。

图中：1、底座，2、水平角度盘，3、垂直角度盘，4、竖直轴，5、立板，6、水平轴，7、蜗杆，8、蜗轮，9、行星齿轮，10、太阳齿轮，11、传动轴，12、轴套，13、锁紧销，14、偏心轮，15、拨叉，16、第一摩擦盘，17、第二摩擦盘，18、第三摩擦盘，19、弧形贯通槽，20、锁紧盘，21、环形凹槽，22、限位板，23、弹簧，24、旋钮，25、扳动柄，26、床身，27、中滑板，28、主轴，29、螺栓球。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面根据附图对本发明具体实施方式作进一步说明。

图1～图7示出了本发明的螺栓球加工专用卧式车床，一种螺栓球加工专用卧式车床，包括床身26，床身26上设有主轴28和中滑板27，中滑板27上设有夹具，为避免干涉，卧式车床的小滑板被拆掉。

夹具包括底座1、水平角度盘2、垂直角度盘3、蜗杆7、蜗轮8、行星齿轮9、太阳齿轮10、传动轴11、轴套12、锁紧销13、偏心轮14和拨叉15。

底座1固定安装在中滑板27上，底座1的顶部固设有竖直轴4，水平角度盘2通过竖直轴4可滑动的安装在底座1上方，水平角度盘2可绕竖直轴4转动并可沿竖直轴4的轴向滑动。

水平角度盘2上设有立板5，垂直角度盘3上固设有水平轴6，垂直角度盘3通过水平轴6可转动的安装在立板5前侧。水平轴6的轴线与主轴28的轴线共面，水平轴6延伸至立板5的后侧，水平轴6的端部设有外螺纹，用于与螺栓球29上的基准螺纹孔配合。

水平角度盘2和垂直角度盘3上设有刻度。

蜗杆7安装在立板5上并且其轴线呈竖直方向，蜗轮8与垂直角度盘3同轴固定连接并位于立板5的前侧，蜗杆7与蜗轮8啮合。

行星齿轮9可转动的安装在水平角度盘2上并与蜗杆7同轴，太阳齿轮10固定安装在竖直轴4上，行星齿轮9与太阳齿轮10啮合。

轴套12固定安装在立板5上，轴套12与蜗杆7同轴并位于蜗杆7的上方，传动轴11可滑动的套设在轴套12内。传动轴11上设有限位板22，限位板22位于轴套12的下方，轴套12与限位板22之间设有弹簧23。

蜗杆7上设有轴向通孔，传动轴11穿过通孔。

传动轴11的上端设有旋钮24，传动轴11的下端固设有第一摩擦盘16，蜗杆7的下端固设有第二摩擦盘17，行星齿轮9的上方设有与其固定连接的第三摩擦盘18，第一摩擦盘16位于第二摩擦盘17和第三摩擦盘18之间。

锁紧销13设有两根并在水平角度盘2的左右两侧对称设置。锁紧销13贯穿水平角度盘2和底座1，底座1上设有与锁紧销13匹配的弧形贯通槽19，弧形贯通槽19的圆心在竖直轴4的轴线上，锁紧销13的下端固设有锁紧盘20。偏心轮14与锁紧销13的上端枢接，拨叉15与偏心轮14固定连接，第一摩擦盘16上设有环形凹槽21，拨叉15与环形凹槽21匹配。偏心轮14上固设有扳动柄25，偏心轮14正向转动时可提拉锁紧销13并使拨叉15上移。

本发明还提供了上述螺栓球加工专用卧式车床加工螺栓球的方法，包括以下步骤：

a、将螺栓球29通过基准螺纹孔拧紧固定在水平轴6上，由于蜗杆传动具有自锁性，因此可以双手托住螺栓球29进行此操作，能够防止螺栓球29脱手而造成卧式车床的导轨、床身被砸坏甚至操作人员被砸伤。

b、拧动旋钮24以使传动轴11旋转，此时第一摩擦盘16与第二摩擦盘17接触(如图4所示)，传动轴11的旋转通过蜗杆7和蜗轮8传递给垂直角度盘3，通过垂直角度盘3和立板5上的刻度控制垂直角度盘3的旋转角度，直至将垂直角度盘3调节到目标角度，此过程中，锁紧销13在弧形贯通槽19中滑动。

c、垂直角度盘3的角度调节完毕后，向上提拉扳动柄25，使偏心轮14反向旋转，此过程中，由于偏心轮14与水平角度盘2的接触点到偏心轮14与锁紧销13的枢接点的距离逐渐减小，因此，锁紧销13下移一段距离，使偏心轮14与锁紧盘20之间的距离增大，水平角度盘2与底座1解锁。同时，偏心轮14的杠杆作用使拨叉15下移，拨叉15带动第一摩擦轮16下移，使第一摩擦轮16与第三摩擦轮18接触(如图7所示)。

d、拧动旋钮24以使传动轴11旋转，传动轴11驱动星型齿轮9自转，星型齿轮9绕太阳齿轮10公转并带动水平角度盘2旋转，通过水平角度盘2和底座1上的刻度控制水平角度盘2的旋转角度，直至将水平角度盘2调节的目标角度。

e、水平角度盘2的角度调节完毕后，按压扳动柄25，使偏心轮14正向旋转，此过程中，由于偏心轮14与水平角度盘2的接触点到偏心轮14与锁紧销13的枢接点的距离逐渐增大，因此，锁紧销13上移一段距离，将水平角度盘2和底座1挤压锁紧在偏心轮14和锁紧盘20之间。

f、通过溜板箱和中滑板27分别进行螺栓球29的左右进给和前后进给，卧式车床对螺栓球29进行铣平面、钻孔和攻丝加工。

g、重复步骤b～f，直到将螺栓球29的所有螺纹孔加工完成。

上面结合附图对本发明的实施例做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种螺栓球加工专用卧式车床，包括床身(26)，所述床身(26)上设有主轴(28)和中滑板(27)，其特征在于：所述中滑板(27)上设有夹具，所述夹具包括底座(1)、水平角度盘(2)和垂直角度盘(3)；所述底座(1)固定安装在中滑板(27)上，所述底座(1)的顶部固设有竖直轴(4)，所述水平角度盘(2)通过竖直轴(4)可滑动的安装在底座(1)上方；所述水平角度盘(2)上设有立板(5)，所述垂直角度盘(3)上固设有水平轴(6)，所述垂直角度盘(3)通过水平轴(6)可转动的安装在立板(5)前侧，所述水平轴(6)的轴线与主轴(28)的轴线共面，所述水平轴(6)延伸至立板(5)的后侧，所述水平轴(6)的端部设有外螺纹；还包括蜗杆(7)、蜗轮(8)、行星齿轮(9)、太阳齿轮(10)、传动轴(11)、轴套(12)、锁紧销(13)、偏心轮(14)和拨叉(15)；所述蜗杆(7)安装在立板(5)上并且其轴线呈竖直方向，所述蜗轮(8)与垂直角度盘(3)同轴固定连接，所述蜗轮(8)位于立板(5)的前侧，所述蜗杆(7)与蜗轮(8)啮合；所述行星齿轮(9)可转动的安装在水平角度盘(2)上并与蜗杆(7)同轴，所述太阳齿轮(10)固定安装在竖直轴(4)上，所述行星齿轮(9)与太阳齿轮(10)啮合；所述轴套(12)固定安装在立板(5)上，所述轴套(12)与蜗杆(7)同轴并位于蜗杆(7)的上方，所述传动轴(11)可滑动的套设在轴套(12)内；所述传动轴(11)上设有限位板(22)，所述限位板(22)位于轴套(12)的下方，所述轴套(12)与限位板(22)之间设有弹簧(23)；所述蜗杆(7)上设有轴向通孔，所述传动轴(11)穿过通孔；所述传动轴(11)的上端设有旋钮(24)或手轮，所述传动轴(11)的下端固设有第一摩擦盘(16)，所述蜗杆(7)的下端固设有第二摩擦盘(17)，所述行星齿轮(9)的上方设有与其固定连接的第三摩擦盘(18)，所述第一摩擦盘(16)位于第二摩擦盘(17)和第三摩擦盘(18)之间；所述锁紧销(13)贯穿水平角度盘(2)和底座(1)，所述底座(1)上设有与锁紧销(13)匹配的弧形贯通槽(19)，所述弧形贯通槽(19)的圆心在竖直轴(4)的轴线上，所述锁紧销(13)的下端固设有锁紧盘(20)；所述偏心轮(14)与锁紧销(13)的上端枢接，所述拨叉(15)与偏心轮(14)固定连接，所述第一摩擦盘(16)上设有环形凹槽(21)，所述拨叉(15)与环形凹槽(21)匹配；所述偏心轮(14)上固设有扳动柄(25)，所述偏心轮(14)正向转动时可提拉锁紧销(13)并使拨叉(15)上移。

2.根据权利要求1所述的螺栓球加工专用卧式车床，其特征在于：所述锁紧销(13)设有两根并在水平角度盘(2)的左右两侧对称设置。

3.一种使用如权利要求1或2所述的螺栓球加工专用卧式车床加工螺栓球的方法，包括以下步骤：

a、将螺栓球(29)通过基准螺纹孔拧紧固定在水平轴(6)上；

b、拧动旋钮(24)，将垂直角度盘(3)调节到目标角度；

c、向上提拉扳动柄(25)，使偏心轮(14)反向旋转，使水平角度盘(2)与底座(1)解锁，同时，使第一摩擦轮(16)与第三摩擦轮(18)接触；

d、拧动旋钮(24)，将水平角度盘(2)调节的目标角度；

e、按压扳动柄(25)，使偏心轮(14)正向旋转，将水平角度盘(2)和底座(1)挤压锁紧在偏心轮(14)和锁紧盘(20)之间；

f、对螺栓球(29)进行铣平面、钻孔和攻丝加工；

g、重复步骤b～f，直到将螺栓球(29)的所有螺纹孔加工完成。

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