CN108890755B - 一种塑料棒材直边孔加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料棒材直边孔加工装置，用以在塑料棒材形成与塑料棒材轴线平行的具有直边的通孔，所述塑料棒材具有工艺通孔；其包括：穿过所述工艺通孔的加工部，所述加工部沿其轴线方向固定；限定所述塑料棒材径向移动、轴向转动及至少一个方向轴向移动的夹紧部，所述夹紧部具有与所述加工部轴线平行的第一行程及与所述加工部轴线垂直的第二行程。能够允许以较大的进给量进行塑料棒材的直边内孔加工，可大幅度提高生产效率，并且加工过程中能够保障刀具和棒材的稳定，提高加工精度。

Description

一种塑料棒材直边孔加工装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及针对具有一定弹性的塑料棒材的内孔加工，具体涉及一种塑料棒材直边孔加工装置。

背景技术

在一些棒材的加工过程中，有时存在着在棒材上加工出与棒材同轴或与棒材轴线平行的通孔的需求。如果通孔为圆孔，则通过车床或者镗床，即以传统的机加工设备即可实现通孔加工。而如果通孔是方孔或者其他形状例如矩形孔多边形孔等具有至少一个直边的通孔，则加工难度会大幅提高。尤其是，针对一些本身刚性较差的材料，例如塑料，更具体而言，例如尼龙。

以目前轮胎制造工厂为例，在半成品车间及成型车间需要大量的尼龙卷料辊，穿轴使用的中心孔一般为圆孔或方孔，尼龙辊供货厂家通过浇注或挤出的方式一次性加工完成，实际尼龙辊在使用过程中，因工艺的改变，有时需要将尼龙辊的中心孔由圆孔改为方孔继续使用，有时需要将方孔加大尺寸继续使用。

目前市场是无经营此专用设备供应商，传统的加工方法是用刨床进行内方孔的加工，在实际采用刨削方式加工细长方孔过程中，由于尼龙棒材本身具有较大的长径比，只要刀具的进给量稍微增大，就容易产生较大材料回弹力。由此会频繁出现刀杆弯曲无法进行正常加工的情况，故在加工时只能采用0.1-0.2mm小进给量，如此一来必然难以获得理想的工作效率，每班勉强只能加工2-3根尼龙辊方孔。此外，尼龙材料本身容易发生弹性变形，由此导致无法保证加工尺寸的精确性。

当然，在其他类似塑料棒材的应用场景中也存在着相似的需求，同样需要高效、精确度高的加工方式及实现加工方式的装置。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种塑料棒材直边孔加工装置，能够避免加工塑料棒材直边孔时刀杆弯曲的情况，并且，可大幅度提高孔加工效率。

为了达到上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种塑料棒材直边孔加工装置，用以在塑料棒材形成与塑料棒材轴线平行的具有直边的通孔，所述塑料棒材具有工艺通孔；其特征在于，包括：

穿过所述工艺通孔的加工部，所述加工部沿其轴线方向固定；

限定所述塑料棒材径向移动、轴向转动及至少一个方向轴向移动的夹紧部，所述夹紧部具有与所述加工部轴线平行的第一行程及与所述加工部轴线垂直的第二行程。

在优选的实施例中，所述加工部两端分别由车床的卡盘及顶尖固定；所述夹紧部固定安装于车床的溜板箱以实现第一行程及第二行程。

在优选的实施例中，所述加工部包括杆件单元及与杆件单元固定的刀具单元。

在优选的实施例中，所述刀具单元与杆件单元可拆卸连接。

在优选的实施例中，所述刀具单元具有指向第一切削方向的刃，所述夹紧部具有限定所述塑料棒材沿第一切削方向移动趋势的限位部。

在优选的实施例中，所述夹紧部包括具有贴合塑料棒材下表面的下承接单元，一端与所述下承接单元枢转连接的上承接单元，所述上承接单元的贴合塑料棒材上表面，所述上承接单元的另一端与所述下承接单元可拆卸连接。

在优选的实施例中，所述上承接单元的另一端与所述下承接单元通过锁紧结构可拆卸连接，上承接单元处于第一相对位置时，锁紧结构固接所述上承接单元与所述下承接单元且上承接单元与下承接单元同时抵压所述塑料棒材限制其转动趋势及径向运动趋势。

在优选的实施例中，还包括具有垂直校准面的垂直标尺，所述垂直标尺通过导向结构与下承接单元连接。

在优选的实施例中，所述上承接单元包括若干上限位半环，所述下承接单元包括若干下限位半环，相邻所述上限位半环与下限位半环之间的间距不大于塑料棒材直径的5倍。

一种通过前述装置实现塑料棒材直边孔加工的方法，包括以下步骤：

以车床卡盘固定加工部的一端，以车床顶尖固定加工部另一端，且加工部穿过所述工艺通孔；

以车床溜板箱固定夹紧部，以夹紧部固定所述塑料棒材；

通过溜板箱带动所述塑料棒材沿加工部轴向移动以使塑料棒材工艺通孔的壁的一部分被所述加工部去除。

由上文描述的技术方案所描述的装置具有的结构及加工方法，改变刨床悬臂刀杆结构，采用两端固定的刀轴形式的加工部。并且采用夹紧部固定塑料棒材，通过塑料棒材的往返移动实现切削，从而降低塑料棒材产生弹性形变对于加工的不良影响，可以较大的进给量进行加工，夹紧不充分限位塑料棒材，避免其出现大的弹性形变，引起回弹力，影响加工精度。能够以较高的效率加工出尺寸精确的直边孔。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例中描述的塑料棒材直边孔加工装置的结构示意图，图中装置装载了塑料棒材；

图2为本发明一实施例中描述的塑料棒材直边孔加工装置的另一视角的结构示意图；

图3为本发明一实施例中描述的塑料棒材直边孔加工装置中加工部的结构示意图；

图4为本发明一实施例中描述的塑料棒材直边孔加工装置的部分结构示意图，图中略去了加工部；

图5为本发明一实施例中描述的塑料棒材直边孔加工装置的又一视角的结构示意图。

实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在前述对于术语的解释的基础上，本发明的具体结构或实现方式以下面的实施例所描述或揭示。

如图1至图5所示，在一实施例中提供一种塑料棒材直边孔加工装置100，用以在塑料棒材120形成与塑料棒材120轴线平行的具有直边的通孔，塑料棒材120具有工艺通孔；该工艺通孔可以为在棒材成型时形成，也可以预先以车削或者镗床切削的方式的形成。

装置包括：

穿过工艺通孔的加工部110，加工部110沿其轴线方向固定；固定加工部两端的结构图中并未绘示，可选用常见的夹持方式，优选地，利用车床的卡盘和顶尖进行固定，下文将进行具体说明。

限定塑料棒材120径向移动、轴向转动及至少一个方向轴向移动的夹紧部130，夹紧部130具有与加工部110轴线平行的第一行程及与加工部110轴线垂直的第二行程。通过这第二行程，可以调整塑料棒材与加工部的相对位置，即进给量；夹紧部沿第一行程带动塑料棒材相对加工部往复运动，实现切削。

具体而言，加工部两端1103、1104分别由车床的卡盘及顶尖(图未示)固定；夹紧部固定安装于车床的溜板箱(图未示)以实现第一行程及第二行程。可将夹紧部固定于底板140，然后将底板固定在溜板箱托架之上。

参考图3，加工部110包括杆件单元1101及与杆件单元1101固定的刀具单元1102，切销刀具选用常规用于直线切割的刀具，下文将给出具体的示例，但并不作为限制，通过塑料棒材与刀具相对运动实现切割的刀具结构，均可选用，具体结构并非作为本发明的改进，在此不做赘述。

作为优选，刀具单元1102与杆件单元1101配置为可拆卸连接，由此便于更换刀具实现不同尺寸的加工，也便于刀具的打磨和修理。

作为优选，刀具单元1102具有指向第一切削方向的刃，夹紧部130具有限定塑料棒材120沿第一切削方向移动趋势的限位部1303，以防止切削过程中塑料棒材发生窜动。

结合附图，夹紧部130可选具体包括：具有贴合塑料棒材120下表面的下承接单元1302，一端与下承接单元1302枢转连接的上承接单元1301，上承接单元1301的贴合塑料棒材120上表面，上承接单元1301的另一端与下承接单元1302可拆卸连接。

优选地，上承接单元1301的另一端与下承接单元1302通过锁紧结构1304可拆卸连接，上承接单元1301处于第一相对位置时，锁紧结构1304固接上承接单元1301与下承接单元1302且上承接单元1301与下承接单元1302同时抵压塑料棒材120限制其转动趋势及径向运动趋势。

此外，还可优选包括具有垂直校准面的垂直标尺1305，垂直标尺1305通过导向结构，例如具有锁紧结构的导向槽，与下承接单元1302连接。

更进一步的优选方案中，上承接单元1301包括若干上限位半环，下承接单元1302包括若干下限位半环，相邻上限位半环与下限位半环之间的间距不大于塑料棒材直径的5倍。此设置能够避免加工过程中塑料棒材发生挠性形变影响加工精确度。

通过前述装置实现塑料棒材直边孔加工的方法，主要进行加工的步骤为：

以车床卡盘固定加工部的一端，以车床顶尖固定加工部另一端，且加工部穿过工艺通孔；以车床溜板箱固定夹紧部，以夹紧部固定塑料棒材；通过溜板箱带动所述塑料棒材沿加工部轴向移动以使塑料棒材工艺通孔的壁的一部分被加工部去除。

下面以一个具体的加工实例对装置的结构及工作过程做进一步地介绍和说明。此加工实例的描述也可以参考图1至图5，加工底材为尼龙辊，需要在具备圆形工艺通孔的尼龙辊上加工出方孔。

1)将作为加工部的刀轴开槽用螺栓将刀具固定刀轴上，可根据加工孔的尺寸更换不同尺寸刀具。刀轴一端由车床卡盘夹紧，另一端由尾顶尖顶住，尼龙辊由夹紧部夹紧并确保与刀轴同心，夹紧部通过螺栓连接到车床中托板上，通过车床的中托板在丝杠带动下左右往复运动，以达到快速加工方孔的目的且刀轴不弯曲。

2)为了能适应不同的尼龙辊直径加工内方孔的目的，在夹紧部的底座体的墙板两边分别安装左右两个半环，根据不同的尼龙辊直径可更换相对应的半环，其中刀具刃口设计向中托板相反方向，当车床中托板运动时，刀具是处于加工的状态，需在半环上加工有一凸缘，是为了挡住尼龙辊在加工受力时的不向右侧窜出。

3)刀具设计尺寸是根据需加工方孔的尺寸决定的，比如需加工40*40mm的方孔时，将横截面为10*10mm的锋钢刀，设计宽度成40mm，在刀具的三面开刃，当开始加工前，需先将尼龙辊中心加工或扩孔为φ40mm圆孔，将刀轴穿过尼龙辊中心圆孔一起装夹在夹具上，将刀轴左右两端分别预夹紧及顶紧(用手可转动刀轴)，前后移动刀具刃口定位垂直尺将刀具刃口与定位垂直面进行接触，确保刀具刃口垂直，前后移动中托板使刀具的刀刃先对应圆孔的中心位置，开始进行车削加工，通过转动中托板前后移动手柄，手动调节每次加工进给吃刀量，根据所加工材料调节进给吃刀量1-3毫米。当方孔其中一半加工完成后，将卡盘及顶尖稍微松动，将刀轴旋转180度，同样用定位尺另一垂直面于刀具刃口接触，确保刀具刃口垂直，再用同样方法加工另外一半方孔。拆卸加工好的尼龙辊时，将卡盘及顶尖都松开，将尼龙辊与刀轴同时取出。

通过上述的加工方式，每班次可加工50个直径为150mm，长度为300mm，方孔为40*40mm的方孔，而使用刨床每班只能加工2个，其效率与使用普通刨床加工对比，加工效率是刨床加工的25倍，大幅提高了生产效率，并且通过抽样监测，单批次200件产品，抽检15件，尺寸偏差范围均小于±0.04mm。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种塑料棒材直边孔加工装置，用以在塑料棒材形成与塑料棒材轴线平行的具有直边的通孔，所述塑料棒材具有工艺通孔；其特征在于，包括：

穿过所述工艺通孔的加工部，所述加工部沿其轴线方向固定，所述加工部包括杆件单元及与杆件单元固定的刀具单元，所述刀具单元与所述杆件单元可拆卸连接；

限定所述塑料棒材径向移动、轴向转动及至少一个方向轴向移动的夹紧部，所述夹紧部具有与所述加工部轴线平行的第一行程及与所述加工部轴线垂直的第二行程；所述夹紧部包括具有贴合塑料棒材下表面的下承接单元，一端与所述下承接单元枢转连接的上承接单元，所述上承接单元的贴合塑料棒材上表面，所述上承接单元的另一端与所述下承接单元可拆卸连接；所述上承接单元的另一端与所述下承接单元通过锁紧结构可拆卸连接，上承接单元处于第一相对位置时，锁紧结构固接所述上承接单元与所述下承接单元且上承接单元与下承接单元同时抵压所述塑料棒材限制其转动趋势及径向运动趋势；所述上承接单元包括若干上限位半环，所述下承接单元包括若干下限位半环，相邻所述上限位半环与所述下限位半环之间的间距不大于塑料棒材直径的5倍；

所述加工部两端分别由车床的卡盘及顶尖固定；所述夹紧部固定安装于车床的溜板箱以实现所述第一行程及所述第二行程；

所述刀具单元具有指向第一切削方向的刃，所述夹紧部具有限定所述塑料棒材沿第一切削方向移动趋势的限位部。