CN109365915B - 一种坩埚一次机加工成型机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种坩埚一次机加工成型机床，包括机身、机身上依次设置的第一进刀装置、工件装夹装置、第二进刀装置，第一进刀装置、第二进刀装置前端面呈相对布置状态，第一进刀装置、第二进刀装置分别设有刀杆、刀杆旋转装置、水平进给装置、刀杆支撑套、刀杆轴向调整装置，刀杆上安装刀具固定架，工件装夹装置包括卡盘和卡盘驱动装置，卡盘驱动装置包括第三主轴箱、第三主轴、第三主轴传动系统、连接杆、环形圆板和至少两个油缸装置，油缸装置的夹持部均匀夹持环形圆板端部，使固定在卡盘体上的软爪在油缸活塞杆的运动下对工件装夹，第一进刀装置、第二进刀装置分别从工件前、后两端对工件加工，解决了传统机床装夹困难、需要多工序加工的问题。

Description

一种坩埚一次机加工成型机床

技术领域

本发明涉及一种机床，特别涉及一种坩埚一次机加工成型机床。

背景技术

石墨坩埚是冶金、机械、化工等行业合金钢、有色金属及其合金熔炼的关键模具，目前石墨坩埚制造业多数采用等静压成型圆桶状石墨坩埚坯再进行机加工的方法，在对石墨坩埚坯机加工过程中需要对坩埚内孔端口、内壁、内孔底壁、底部外壁都要进行加工，但由于大多需要机加工的石墨坩埚尺寸较大，传统的夹具装夹力不能满足要求，不能装夹或装夹不稳，并且传统机床加工时需要分步加工，不仅费时，并且由于石墨比较光滑，多次装夹，尺寸容易偏差，还容易因为工序较多而增加滑落、损坏机率，增加了坩埚制造成本，国内也有针对石墨坩埚进行专门的机加工设备研究，但多数也是需要多次装夹，不仅装夹力小，装夹不稳，并且工序较多，加工同期长，同时也影响加工精度，同时也降低了加工效率，增加了石墨坩埚制造成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决坩埚在加工过程中需要多次装夹，工作量大，装夹不稳定，加工精度低，效率低等问题，提供一种能实现自动化操作的坩埚一次机加工成型机床。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种坩埚一次机加工成型机床，包括机身，所述机身上设有第一进刀装置、工件装夹装置和第二进刀装置，所述工件装夹装置设置于第一进刀装置与第二进刀装置之间，所述第一进刀装置、第二进刀装置前端面呈相对布置状态；所述第一进刀装置设有第一刀杆、第一刀杆旋转装置、第一水平进给装置，第二进刀装置设有第二刀杆、第二刀杆旋转装置、第二水平进给装置，所述第一刀杆旋转装置包括第一主轴传动系统、第一主轴箱、安装于第一主轴箱上在第一主轴传动系统带动下旋转的第一主轴，所述第二刀杆旋转装置包括第二主轴传动系统、第二主轴箱、第二主轴，所述第一刀杆、第二刀杆分别同轴穿接于第一主轴、第二主轴内，分别呈随第一主轴、第二主轴旋转带动旋转状态，所述第一刀杆、第二刀杆上分别设置一个或一个以上的刀具固定架；所述工件装夹装置包括卡盘和卡盘驱动装置，所述卡盘包括卡盘体、楔形座、拉杆套以及基爪和软爪，所述卡盘驱动装置包括固定于机身上的第三主轴箱、穿装于第三主轴箱上并且前端固定于卡盘体上的呈圆管状的第三主轴、带动第三主轴旋转的第三主轴传动系统、呈滑动配合状态同轴内置于第三主轴内随第三主轴同步旋转并且前端固定于拉杆套内后端伸出第三主轴后端面的圆管状连接杆、同轴固定于连接杆尾端且板面与连接杆轴向中心线垂直的环形圆板和至少两个沿第三主轴箱后轴孔周向均匀分布且固定于第三主轴箱后侧面上的油缸装置，所述各油缸装置包括由横梁和垂直固定于横梁两端并且中心分别设有轴向中心线在同一直线上的轴向通孔的第一端板与第二端板组成的支撑座，固定于支撑座第一端板外侧板面的油缸主体，伸出油缸主体并依次穿装于第一端板与第二端板的轴向通孔内能沿两通孔轴向中心线作往复运动且穿出第二端板通孔的尾端设有限位装置的油缸活塞杆，以及设置于支撑座第一端板和第二端板之间的由固定于油缸活塞杆上的固定架和设置于固定架末端且与横梁相对于油缸活塞杆的方向呈相反方向的两滚动部件组成的夹持部，所述各夹持部的两滚动部件每只具有沿与所对应的油缸活塞杆垂直的轴旋转的径向承压面且沿旋转轴对称，两滚动部件的中心位于与油缸活塞杆平行的同一直线上，两滚动部件间的距离与环形圆板的厚度相匹配，所述第三主轴箱后侧面上在以第三主轴箱后轴孔中心为圆心且半径大于第三主轴外圆半径的同一圆周上开设有以圆周上的点为圆心、数量与油缸装置数量相等且任意相邻两个的圆心间距相等的油缸安置通孔，所述各油缸装置的油缸主体通过油缸安置通孔安置于第三主轴箱内，所述各油缸装置的支撑座第一端板外侧板面与第三主轴箱后端外侧面固定连接，所述位于各油缸装置支撑座内的油缸活塞杆与第三主轴平行且位于第三主轴箱外侧，所述各油缸装置的夹持部的两滚动部件的轴向中心线位于经过所对应的油缸活塞杆轴向中心线与第三主轴轴向中心线的同一平面内且两滚动部件向着环形圆板轴向中心线布置并分布于环形圆板两侧，所述各夹持部的两滚动部件呈夹持环形圆板两侧板面端部状态，所述环形圆板在各夹持部的两滚动部件夹持下呈随各油缸活塞杆往复运动而沿第三主轴轴向中心线往复运动状态；所述工件装夹装置经第三主轴箱固定于机身上，所述第一进刀装置经第一水平进给装置安装于工件装夹装置的装有卡盘的一侧机身上，所述第二进刀装置经第二水平进给装置安装于工件装夹装置的装有油缸装置的一侧机身上，所述第一进刀装置的第一主轴、第二进刀装置的第二主轴与工件装夹装置的第三主轴轴向中心线相互平行且位于同一水平面内。

作为优选，所述第一刀杆横截面为正六边形。

作为优选，所述第一刀杆旋转装置、第二刀杆旋转装置的主轴传统系统为变频电机与带轮传动机构组成的传动系统；所述第一水平进给装置包括第一Z向移动装置和第一X向移动装置，所述第一Z向移动装置包括第一Z向伺服电机、第一Z向丝杆、第一Z向驱动套、第一Z向移动拖板和第一Z向移动支撑座，两第一Z向移动支撑座支撑在机身上，第一Z向丝杆穿接在两第一Z向移动支撑座上，第一Z向驱动套穿接第一Z向丝杆，第一Z向丝杆连接第一Z向伺服电机，第一Z向移动拖板支撑连接在第一Z向驱动套上，第一Z向移动拖板上设有第一X向燕尾导轨；所述第一X向移动装置包括第一X向伺服电机、第一X向丝杆、第一X向驱动套、第一X向移动拖板、第一X向移动支撑座，第一X向移动支撑座支撑在第一Z向移动拖板上，第一X向丝杆穿接在第一X向移动支撑座上，第一X向丝杆穿接X向驱动套，第一X向驱动套上连接第一X向移动拖板，第一X向移动拖板底部为配套第一Z向移动拖板上开设的第一X向燕尾导轨的导轨槽结构，第一X向移动拖板上支撑第一主轴箱，所述第一X向燕尾导轨与导轨槽结构的导向结构采用防止朝上脱出的倒置燕尾槽、榫配合结构；所述第二水平进给装置具有与第一水平进给装置相同的结构。

作为优选，所述第一刀杆上具有三个刀具固定架，第一刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆的头部，第二刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆的中部，第三刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆靠近主轴箱的尾部。

作为优选，所述第一刀杆穿出第一主轴的前后部上穿接有第一刀杆支撑套，第一刀杆支撑套的内孔横截面形状、大小与第一刀杆横截面相匹配，第一刀杆支撑套设有贯穿第一刀杆支撑套壁用以压紧刀杆侧面的第一锁紧螺丝，第一锁紧螺丝通过接触并挤压刀杆侧面形成对第一刀杆的固定和支撑；所述第二刀杆穿出第二主轴的前后部上穿接有与第一刀杆支撑套结构相同的第二刀杆支撑套。

作为优选，所述第一进刀装置、第二进刀装置还包括第一刀杆轴向调整装置、第二刀杆轴向调整装置，所述第一刀杆轴向调整装置包括第一齿轮、第一齿条、第一调整轴，第一齿轮穿接第一调整轴并经第一轴座支承在第一主轴箱上，第一齿轮下方的第一主轴上开设第一通槽，第一齿条设置于第一通槽内并轴向定位安装在第一主轴内的第一刀杆上，第一齿轮啮合第一齿条；所述第二刀杆轴向调整装置与第一刀杆轴向调整装置结构相同。

作为优选，所述连接杆前端外圆表面设有外螺纹，与卡盘的拉杆套内孔的内螺纹连接，所述主轴后端内孔壁与其所对应的连接杆后端的外壁沿轴向分别设有键槽，所述主轴与连接杆通过键槽定位。

作为优选，所述固定架为套设并固定于油缸活塞杆上的两方形滚动轴承架，所述两滚动部件为两深沟球轴承，所述两方形滚动轴承架之间设有定距套，所述定距套穿设于油缸活塞杆上，两端分别与两滚动轴承架侧面固定连接；所述支撑座第二端板与和支撑座第二端板相邻的滚动轴承架之间设有滑动套，所述滑动套穿设于油缸活塞杆上，一端固定于支撑座第二端板通孔内，另一端固定于滚动轴承架侧面。

作为优选，所述油缸装置数量为6个。

作为优选，所述一种坩埚一次机加工成型机床还包括数控系统，所述第一进刀装置的第一刀杆旋转装置、第一水平进给装置，第二进刀装置的第二刀杆旋转装置、第二水平进给装置，第三主轴传动系统、油缸装置与数控系统相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明在同一机身上设置两个相对布置的进刀装置，工件装夹装置设置于进刀装置之间，第一进刀装置从工件正面对工件进行加工，工件装夹装置的第三主轴与连接杆采用圆管状中空结构，连接杆后端的环形圆板也为中空结构，使第二进刀装置的刀杆、刀具同时从连接杆内部进入工件底端进行加工，并且在第一刀杆的头部、中部、尾部同时安装刀具固定架，使刀具对工件内孔孔口端面、内孔壁、底壁、底端全方位、无死角的精确加工，解决了多次装夹、费时、费力、加工效率低的问题，达到了一次机加工成型的目的。

(2)本发明在工件装夹装置的第三主轴箱后轴孔外侧的主轴箱上设置至少两个油缸装置，各油缸装置的夹持部均匀夹住连接杆后端的环形圆板，油缸活塞杆的往复运动带动环形圆板和连接杆以及与固定于连接杆前端的楔形座一起沿主轴轴向作往复运动，楔形座的轴向往复运动使置于楔形座上的基爪沿卡盘径向运动，从而实现工件的夹紧与松开，可根据工件大小设计油缸装置数量，调整卡盘夹持力，使装夹力更大，装夹更牢固，保持夹持力均匀，解决了装夹不稳定等问题，该结构简单，安装、操作方便，安全可靠。

(3)本发明第一刀杆、第二刀杆旋转装置采用变频电机与同步带轮传动机构驱动主轴，进给系统采用伺服电机驱动的X向移动装置和Z向移动装置，实现刀具高速前后、左右高速旋转，工件装夹装置采用变频电机与齿轮传动机构的传动系统驱动主轴，确保工件转动平稳，实现刀具对工件内孔端面、内孔壁、底壁、底端外壁各个部位精的确加工，进一步保证工件一次加工到位，并且保证加工的精度。

(4)本发明第一进刀装置、第二进刀装置的刀杆采用六角形，刚性好，易固定，振动小，设置刀杆支撑套，保证刀杆不移位，工件装夹装置采用三爪液压卡盘，并通过后置油缸装置的活塞杆的运动带动卡盘基爪移动，保证工件与卡盘同轴，调整好刀杆中心与卡盘中心在同一水平面上，就可保证工件的加工精度，提高加工质量与成品率。

(5)本发明设置刀杆轴向调整装置，可在工件长度变化而由于机身长度固定第一进刀装置、第二进刀装置在机身上移动距离受到限制使机床加工范围受到制约的情况下，通过调整刀杆轴向相对位置而完成工件加工，使机床加工范围更大，节约了设备投资成本。

(6)本发明工件装夹装置采用多个油缸装置替代回转油缸，解决普通回转油缸夹持力小，大功率回转油缸昂贵的问题，降低了成本。

附图说明

图1是本发明一种坩埚一次机加工成型机床的整体结构示意图；

图2是图1中第一进刀装置的右视图；

图3是图2中沿C-C剖线的剖视图；

图4是本发明第一X向移动装置结构示意图；

图5是图3中沿D-D剖线的剖视图；

图6是图1中第二进刀装置的左视图；

图7是图6中沿E-E剖线的剖视图；

图8是本发明第二X向移动装置结构示意图；

图9是图7中沿F-F剖线的剖视图；

图10是图1中沿A-A方向的剖视图；

图11是图1中沿B-B方向的剖视图；

图12是图10中沿G-G剖线的剖视图；

图13是图12中油缸装置的结构示意图；

图14是图13中沿H-H剖线的剖视图；

图15是图14中沿I-I剖线的剖视图。

图1-15中，第一进刀装置1，第一水平进给装置11，第一Z向移动装置111，第一Z向伺服电机1111，第一Z向丝杆1112，第一Z向驱动套1113，第一Z向移动拖板1114，第一Z向移动支撑座1115，第一X向燕尾导轨1116，第一X向移动装置112，第一X向伺服电机1121，第一X向丝杆1122，第一X向驱动套1123，第一X向移动拖板1124，第一X向移动支撑座1125，第一刀杆12，第一刀杆旋转装置13，第一主轴传动系统131，第一变频电机1311，第一带轮传动机构1312，第一主轴132，第一主轴箱133，第一刀杆支撑套14，第一锁紧螺丝141，第一刀杆轴向调整装置15，第一齿轮151，第一齿条152，第一调整轴153，第一轴座154，第一通槽155，第二进刀装置2，第二水平进给装置21，第二Z向移动装置211，第二Z向伺服电机2111，第二Z向丝杆2112，第二Z向驱动套2113，第二Z向移动拖板2114，第二Z向移动支撑座2115，第二X向燕尾导轨2116，第二X向移动装置212，第二X向伺服电机2121，第二X向丝杆2122，第二X向驱动套2123，第二X向移动拖板2124，第二X向移动支撑座2125，第二刀杆22，第二刀杆旋转装置23，第二主轴传动系统231，第二变频电机2311，第二带轮传动机构2312，第二主轴232，第二主轴箱233，第二刀杆支撑套24，第二锁紧螺丝241，第二刀杆轴向调整装置25，第二齿轮251，第二齿条252，第二调整轴253，第二轴座254，第二通槽255，工件装夹装置3，卡盘31，卡盘体311，基爪312，楔形座313，拉杆套314，软爪315，卡盘驱动装置32，第三主轴箱321，油缸安置通孔3211，第三主轴箱前轴孔3212，第三主轴箱后轴孔3213，第三主轴322，第三主轴键槽3221，连接杆323，连接杆键槽3231，键3232，键固定螺丝3233，环形圆板324，环形圆板固定螺丝3241，第三主轴传动系统325，油缸装置33，支撑座331，支撑座第一端板3311，第一端板通孔3315，第一端板通孔轴套3317，支撑座第二端板3312，第二端板通孔3316，第二端板通孔轴套3318，支撑座横梁3313，活塞杆限位装置3314，油缸主体332，油缸活塞杆333，夹持部334，固定架3341，滚动部件3342，定距套3343，滑动套3344，固定架固定螺丝3345，机身4，刀具固定架5。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

在下面的描述中，需要理解的是，术语“X向”、“Z向”是基于说明书附图所示的方位进行定义的，若以图1为基准，Z向是指图1的左右方向，X向是指图1中垂直于图面的向外向内的方向，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制。

另外在本具体实施例中如未特别说明的部件如卡盘、丝杆等以及部件之间的连接或固定方式，其结构属于现有技术，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不再详述。

图1-15中，一种坩埚一次机加工成型机床，包括第一进刀装置1，第二进刀装置2，工件装夹装置3，机身4，刀具固定架5。

如图1所示，机身4上安装有第一进刀装置1，工件装夹装置3，第二进刀装置2，第一进刀装置1、第二进刀装置2安装于机身沿长度方向的两端，第一进刀装置1、第二进刀装置2的前端面呈相对布置状态，工件装夹装置3安装于机身的中间部位。

如图1-5所示，第一进刀装置1包括第一水平进给装置11，第一刀杆12，第一刀杆旋转装置13，第一刀杆支撑套14，第一刀杆轴向调整装置15，第一水平进给装置11安装于机身4上，第一水平进给装置11包括第一Z向移动装置111和第一X向移动装置112，第一Z向移动装置111的两第一Z向移动支撑座1115安装于机身4上，第一Z向丝杆1112穿接在第一Z向移动支撑座1115上，第一Z向驱动套1113穿接第一Z向丝杆1112，第一Z向丝杆1112连接第一Z向伺服电机1111，第一Z向移动拖板1114支撑连接在第一Z向驱动套1113上，第一Z向移动拖板1114上设有第一X向燕尾导轨1116，第一X向移动支撑座1125支撑在第一Z向移动拖板1114上，第一X向丝杆1122穿接在第一X向移动支撑座1125上，第一X向丝杆1122穿接第一X向驱动套1123，第一X向驱动套1123上部连接第一X向移动拖板1124，第一X向移动拖板1124下部为导轨槽结构，与第一X向燕尾导轨1116导向采用防止朝上脱出的倒置燕尾槽、榫配合导向结构，第一刀杆旋转装置13包括第一主轴传动系统131，第一主轴132，第一主轴箱133，第一主轴箱133安装第一X向移动拖板1124上，第一主轴132穿装于第一主轴箱133上，第一主轴传动系统131的第一变频电机1311安装于第一主轴箱侧边，第一变频电机1311通过第一带轮传动机构1312驱动第一主轴132旋转，第一刀杆12同轴穿接于第一主轴132内，呈随第一主轴132旋转带动旋转状态，第一刀杆12前后端分别穿出第一主轴前后端面，为获得较好的刚性与旋转稳定性，第一刀杆12为横截面为正六边形的刀杆，为使第一刀杆12在第一主轴132内不沿主轴径向、轴向发生窜动，固定更可靠，在第一刀杆12穿出第一主轴132的前后部位分别设置内孔横截面形状、大小与第一刀杆横截面相匹配的第一刀杆支撑套14，两个第一刀杆支撑套14分别同轴固定于第一主轴前后两端的端面上，第一刀杆支撑套14设有贯穿第一刀杆支撑套壁的第一锁紧螺丝141，第一锁紧螺丝141下端面穿过支撑套壁接触并挤压第一刀杆侧面，内孔横截面为正六边形的第一刀杆支撑套14的两只第一锁紧螺丝141穿过第一刀杆支撑套壁接触并挤压正六边形第一刀杆上半部分两不相邻的两侧面，将第一刀杆12锁紧于第一刀杆支撑套内孔壁，形成对第一刀杆12的固定与支撑(如图5)；第一刀杆12位于第一主轴箱133内的部分的上方设置有第一刀杆轴向调整装置15，第一刀杆轴向调整装置15包括固定于第一主轴箱133上的第一轴座154，穿装于第一轴座154上的第一调整轴153，穿接于第一调整轴153上的第一齿轮151，第一齿轮151下方的第一主轴132上开设的第一通槽155，位于第一通槽155内并轴向定位安装在第一主轴132内的第一刀杆12上的第一齿条152，第一齿轮151与第一齿条152呈啮合状态；在穿出第一主轴132前端面的第一刀杆12上安装一个或一个以上的刀具固定架5，刀具固定架5上安装刀具，在加工大长度圆桶形工件如石墨坩埚时，为同时加工工件内孔端口、侧壁、底壁，在穿出第一主轴132前端面的第一刀杆12的头部、中部和靠近第一主轴箱133的尾部各安装一个刀具固定架5，为使安装与使用更方便，在穿出第一主轴前端面的第一刀杆12靠近第一主轴箱133的尾部的刀具固定架5可安装于第一主轴132前端的第一刀杆支撑套14上。

如图6-9所示，第二进刀装置2包括第二水平进给装置21，第二刀杆22，第二刀杆旋转装置23，第二刀杆支撑套24，第二刀杆轴向调整装置25，第二水平进给装置21包括第二Z向移动装置211和第二X向移动装置212，第二Z向移动装置211包括第二Z向伺服电机2111，第二Z向丝杆2112，第二Z向驱动套2113，第二Z向移动拖板2114，第二Z向移动支撑座2115，第二X向燕尾导轨2116，第二X向移动装置212包括第二X向伺服电机2121，第二X向丝杆2122，第二X向驱动套2123，第二X向移动拖板2124，第二X向移动支撑座2125，第二刀杆旋转装置23包括第二主轴传动系统231，第二变频电机2311，第二带轮传动机构2312，第二主轴232，第二主轴箱233，第二刀杆支撑套24包括第二锁紧螺丝241，第二刀杆轴向调整装置25包括第二齿轮251，第二齿条252，第二调整轴253，第二轴座254，第二通槽255，第二进刀装置2各部分结构与第一进刀装置1相同，对于加工圆桶形工件，第二进刀装置2只需要对工件底部进行加工，因而只需在穿出第二主轴232前端面的第二刀杆22的头部安装刀具固定架5，第二刀杆22与第一刀杆12长度可不同，第二主轴传动系统231与第一主轴传动系统131电机功率也可不同，在保证第一刀杆12、第二刀杆22轴向中心线在同一水平面的基础上，第一主轴箱133、第一主轴132与第二主轴箱233、第二主轴232的长度可以不一样。

如图1、图10-15所示，工件装夹装置3包括卡盘31和卡盘驱动装置32，卡盘31包括卡盘体311，基爪312，楔形座313，拉杆套314，软爪315，卡盘体311、楔形座313外形均为圆筒状，楔形座313以与卡盘体311内孔壁可滑动方式同轴放置于卡盘体311内孔中，基爪312安装于卡盘体311和楔形座313上，卡盘体311、基爪312、楔形座313组成楔形机构，内表面设有螺纹的圆管状拉杆套314同轴固定于楔形座313内孔，拉杆套314与楔形座313固定连接在一起可在卡盘体311内孔沿轴向往复移动，软爪315固定于卡盘体311中基爪312的表面，卡盘驱动装置32包括第三主轴箱321，第三主轴322，连接杆323，环形圆板324，第三主轴传动系统325，至少两个油缸装置33，第三主轴箱321固定安装于机身4上，第三主轴322前后两端分别穿装于第三主轴箱前轴孔3212和第三主轴箱后轴孔3213的轴承内，第三主轴前端伸出第三主轴箱前轴孔3212并同轴固定连接于卡盘体311后端面，第三主轴传动系统325带动第三主轴322旋转，第三主轴传动系统325采用变频电机与齿轮传动机构组成的传动系统，第三主轴传动系统325的变频电机安装于机身4上，外形为圆管状的连接杆323同轴内置于第三主轴322内孔，连接杆323外壁与第三主轴322内孔壁滑动配合，连接杆323前端外圆表面设有外螺纹，连接于拉杆套314的内螺纹上，在第三主轴322后端内壁与其所对应的连接杆323的后端外壁分别设有轴向的第三主轴键槽3221和连接杆键槽3231，第三主轴322与连接杆323通过安装在键槽中的键3232达到周向固定，键3232通过键固定螺丝3233固定于第三主轴键槽3221和连接杆键槽3231中，防止连接杆323与第三主轴322产生相对转动，拉杆套314、卡盘体311、第三主轴322是固定在一起转动的，也就可防止连接杆323与拉杆套314产生相对转动，从而防止连接杆323从拉杆套314中脱落，使连接杆323形成与拉杆套314的固定连接，连接杆323后端面伸出第三主轴322后端面并同轴固定有环形圆板324，环形圆板324通过环形圆板固定螺丝3241固定于连接杆后端面，环形圆板板面与连接杆323轴向垂直，在第三主轴箱后轴孔3213外周的第三主轴箱321侧面上沿周向均布有至少两个油缸装置33，每个油缸装置33由支撑座331，油缸主体332，油缸活塞杆333，夹持部334组成，每个油缸装置33的支撑座331包括支撑座第一端板3311、支撑座第二端板3312、支撑座横梁3313和活塞杆限位装置3314，支撑座第一端板3311、支撑座第二端板3312板面均为优弧形并分别垂直固定于支撑座横梁3313两端，支撑座第一端板3311、支撑座第二端板3312板面中心分别设有轴向的第一端板通孔3315和第二端板通孔3316，第一端板通孔3315、第二端板通孔3316的轴向中心线位于同一直线上，为便于安装维护，第一端板通孔3315、第二端板通孔3316中分别安装有第一端板通孔轴套3317、第二端板通孔轴套3318，每个油缸装置33的油缸主体332有油缸活塞杆333伸出的一端固定于对应的支撑座第一端板3311的外侧板面，伸出油缸主体332的油缸活塞杆333依次通过所对应的支撑座第一端板通孔3315和第二端板通孔3316，尾端穿出第二端板通孔3316位于支撑座第二端板3312的外侧板面外并固定有活塞杆限位装置3314，支撑座第一端板通孔3315和第二端板通孔3316内分别设置有第一端板通孔轴套3317和第二端板通孔轴套3318，伸出油缸主体的油缸活塞杆333穿装于支撑座第一端板通孔轴套3317和第二端板通孔轴套3318内并可以沿第一端板通孔3315和第二端板通孔3316的轴向中心线在第一端板通孔轴套3317和第二端板通孔轴套3318内往复运动，位于每个油缸装置33的支撑座第一端板3311和支撑座第二端板3312之间的油缸活塞杆333上都设置有夹持部334，每个夹持部334包括固定于油缸活塞杆上的固定架3341和固定在固定架末端的两滚动部件3342，滚动部件3342为具有围绕与油缸活塞杆垂直的轴旋转的径向承压面且沿旋转轴对称的深沟球轴承、对称的球形滚动体等，两滚动部件3342相对于油缸活塞杆333的位置与支撑座横梁3313相对于油缸活塞杆333的位置呈相反方向，每个夹持部334的两滚动部件3342轴线与该夹持部334所固定的油缸活塞杆333垂直，两滚动部件3342的中心位于与油缸活塞杆333平行的同一直线上并位于经过油缸活塞杆333轴向中心线的同一平面内，每个夹持部334的两滚动部件3342间的距离与环形圆板324板厚相匹配，也就是能正好夹持住环形圆板324两侧板面，本实施例固定架3341为中心设有轴向通孔并与油缸活塞杆呈滑动配合的两方形滚动轴承架，两滚动轴承架上端分别通过固定架固定螺丝3345固定在油缸活塞杆333上，两滚动部件3342为固定于两滚动轴承架末端的深沟球轴承，两轴承位于与支撑座横梁3313相对于油缸活塞杆333的位置呈相反方向的另一侧，两轴承中心位于与油缸活塞杆333平行的同一直线上并位于经过油缸活塞杆333轴向中心线的同一平面内且轴线与油缸活塞杆333垂直，调节两滚动轴承架的相对位置和两轴承与油缸活塞杆333的距离，使两轴承的外圈圆柱面间的间隙略大于环形圆板324板厚，并能对称夹持住环形圆板324，为防止工作过程中由于受力使两滚动轴承架在油缸活塞杆333上打滑或发生歪斜，在两滚动轴承架之间设置有圆管状定距套3343，在支撑座第二端板3312与和它相邻的滚动轴承架之间设置圆管状滑动套3344，定距套3343以滑动配合方式穿设于油缸活塞杆333上，两端分别与两滚动轴承架相应的端面固定连接，滑动套3344以滑动配合方式穿设于油缸活塞杆333上，一端固定于支撑座第二端板通孔轴套3318内，另一端固定于滚动轴承架相应的端面，这样就构成了末安装于第三主轴箱321上的油缸装置33。

第三主轴箱321后侧面上在以第三主轴箱后轴孔3213中心为圆心且半径大于第三主轴322外圆半径的同一圆周上开设有以圆周上的点为圆心的油缸安置通孔3211，油缸安置通孔3211孔径与油缸主体332筒体直径匹配，数量与油缸装置33数量相等，且任意相邻两油缸安置通孔3211中心间距相等，各油缸装置33的油缸主体332经油缸安置通孔3211固定于第三主轴箱321内，所对应的支撑座第一端板3311外侧面固定于油缸安置通孔3211周边的第三主轴箱321外侧面，对应的位于支撑座331内的油缸活塞杆333位于第三主轴箱321后端外侧且与第三主轴322平行，各油缸装置33的夹持部334的两滚动部件3342中心位于经过油缸活塞杆333轴向中心线与第三主轴322轴向中心线的同一平面内且向着环形圆板324的轴向中心线布置，各夹持部334的两滚动部件3342分布于环形圆板324两侧，并且以旋转接触夹持住环形圆板324两侧板面的端部，本实施例中滚动部件3342为深沟球轴承，两深沟球轴承并排排列，两轴线与油缸活塞杆333垂直且位于经过油缸活塞杆333轴向中心线与环形圆板324轴向中心线的同一平面内，两轴承对称分布于环形圆板324两侧，两轴承的外圈圆柱面接触并夹持住环形圆板324两侧板面的端部。

请再参阅图1-12，工件装夹装置3经第三主轴箱321固定于机身4上，第三主轴322沿机身4长度方向即Z向布置，且设有卡盘31的前端与第一进刀装置1前端也就是第一进刀装置的刀具安装端相对，设有油缸装置的一端与第二进刀装置2前端也就是第二进刀装置的刀具安装端相对，第一主轴132、第二主轴232、第三主轴322的轴向中心线位于同一水平面内且相互平行，这样第一进刀装置1与第二进刀装置2可分别在第一水平进给装置11和第二水平进给装置21带动下相对于机身4在水平方向作Z向和X向的移动，第一刀杆12和第二刀杆22可相对于工件装夹装置3作前后、左右的水平移动。

本实施例还包括数控系统，数控系统与第一水平进给装置11、第一刀杆旋转装置13、第二水平进给装置21、第二刀杆旋转装置23、第三主轴传动系统325、油缸装置33连接。

以上是一种坩埚一次机加工成型机床的结构叙述，请再参阅图1-15，以基爪、软爪数量均为3个、油缸装置数量为6个、滚动部件3342为深沟球轴承来具体说明其工作过程：将圆桶形石墨坩埚毛坯工件以底端向着卡盘31的方向装入，同时启动6个油缸装置33，使6个油缸活塞杆333同时向着背离工件的方向移动，带动在6对深沟球轴承3342夹持下的环形圆板324、与环形圆板324连接的连接杆323、与连接杆323连接的拉杆套314作背离工件的轴向移动，经由与拉杆套314连接的楔形座313、卡盘体311、基爪312组成的楔形机构转变成基爪312沿卡盘体311表面向卡盘体311中心移动的径向运动，带动固定于基爪312表面的三个具有弧形夹具的软爪315向卡盘体311的中心移动，牢牢夹紧工件，在穿出第一主轴132前端面的第一刀杆12的头部、中部和尾部固定的刀具固定架5上装上刀具，在穿出第二主轴232前端面的第二刀杆22的头部固定的刀具固定架5上装上刀具，通过第一水平进给装置11、第一刀杆轴向调整装置15调节第一进刀装置1、第一刀杆12相对于工件的位置，通过第二水平进给装置21、第二刀杆轴向调整装置25调节第二进刀装置2、第二刀杆22相对于工件的位置，分别调节贯穿第一刀杆支撑套壁和第二刀杆支撑套壁的两对第一锁紧螺丝141和两对第二锁紧螺丝241，将第一刀杆12和第二刀杆22分别锁紧固定于第一刀杆支撑套14和第二刀杆支撑套24内，同时启动第一主轴传动系统131转动第一主轴132使第一刀杆12旋转，启动第二主轴传动系统231转动第二主轴232使第二刀杆22旋转，启动第三主轴传动系统325转动第三主轴322使工件旋转，从而使第一刀杆12的刀具对工件正面内孔端口、孔壁、底壁、第二刀杆22的刀具对工件底端外壁进行同时加工，一次成型，解决了传统夹具不能装夹或装夹不稳、传统机床需要多道工序、多次装夹问题，提高了加工精度与效率，降低了制造成本。

以上所述仅是发明的优选实施方式，应当指出，本发明不仅可以应用对石墨坩埚的加工，对于大直径圆桶形工件也可以加工，因此对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干变动和改进，如刀杆支撑套的形状、固定方式、刀杆轴向调整装置的结构、驱动方式等，或者将这些改进应用于其他类型的工件，这些变动和改进及应用也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种坩埚一次机加工成型机床，包括机身，其特征在于，

所述机身上设有第一进刀装置、工件装夹装置和第二进刀装置，所述工件装夹装置设置于第一进刀装置与第二进刀装置之间，所述第一进刀装置、第二进刀装置前端面呈相对布置状态；

所述第一进刀装置设有第一刀杆、第一刀杆旋转装置、第一水平进给装置，第二进刀装置设有第二刀杆、第二刀杆旋转装置、第二水平进给装置，所述第一刀杆旋转装置包括第一主轴传动系统、第一主轴箱、安装于第一主轴箱上在第一主轴传动系统带动下旋转的第一主轴，所述第二刀杆旋转装置包括第二主轴传动系统、第二主轴箱、第二主轴，所述第一刀杆、第二刀杆分别同轴穿接于第一主轴、第二主轴内，分别呈随第一主轴、第二主轴旋转带动旋转状态，所述第一刀杆、第二刀杆上分别设置一个或一个以上的刀具固定架；

所述工件装夹装置包括卡盘和卡盘驱动装置，所述卡盘包括卡盘体、楔形座、拉杆套以及基爪和软爪，所述卡盘驱动装置包括固定于机身上的第三主轴箱、穿装于第三主轴箱上并且前端固定于卡盘体上的呈圆管状的第三主轴、带动第三主轴旋转的第三主轴传动系统、呈滑动配合状态同轴内置于第三主轴内随第三主轴同步旋转并且前端固定于拉杆套内后端伸出第三主轴后端面的圆管状连接杆、同轴固定于连接杆尾端且板面与连接杆轴向中心线垂直的环形圆板和至少两个沿第三主轴箱后轴孔周向均匀分布且固定于第三主轴箱后侧面上的油缸装置，各所述油缸装置包括由横梁和垂直固定于横梁两端并且中心分别设有轴向中心线在同一直线上的轴向通孔的第一端板与第二端板组成的支撑座，固定于支撑座第一端板外侧板面的油缸主体，伸出油缸主体并依次穿装于第一端板与第二端板的轴向通孔内能沿两通孔轴向中心线作往复运动且穿出第二端板通孔的尾端设有限位装置的油缸活塞杆，以及设置于支撑座第一端板和第二端板之间的由固定于油缸活塞杆上的固定架和设置于固定架末端且与横梁相对于油缸活塞杆的方向呈相反方向的两滚动部件组成的夹持部，各所述夹持部的两滚动部件每只具有沿与所对应的油缸活塞杆垂直的轴旋转的径向承压面且沿旋转轴对称，两滚动部件的中心位于与油缸活塞杆平行的同一直线上，两滚动部件间的距离与环形圆板的厚度相匹配，所述第三主轴箱后侧面上在以第三主轴箱后轴孔中心为圆心且半径大于第三主轴外圆半径的同一圆周上开设有以圆周上的点为圆心、数量与油缸装置数量相等且任意相邻两个的圆心间距相等的油缸安置通孔，各所述油缸装置的油缸主体通过油缸安置通孔安置于第三主轴箱内，各所述油缸装置的支撑座第一端板外侧板面与第三主轴箱后端外侧面固定连接，位于各油缸装置支撑座内的油缸活塞杆与第三主轴平行且位于第三主轴箱外侧，各所述油缸装置的夹持部的两滚动部件的轴向中心线位于经过所对应的油缸活塞杆轴向中心线与第三主轴轴向中心线的同一平面内且两滚动部件向着环形圆板轴向中心线布置并分布于环形圆板两侧，各所述夹持部的两滚动部件呈夹持环形圆板两侧板面端部状态，所述环形圆板在各夹持部的两滚动部件夹持下呈随各油缸活塞杆往复运动而沿第三主轴轴向中心线往复运动状态；所述工件装夹装置经第三主轴箱固定于机身上，所述第一进刀装置经第一水平进给装置安装于工件装夹装置的装有卡盘的一侧机身上，所述第二进刀装置经第二水平进给装置安装于工件装夹装置的装有油缸装置的一侧机身上，所述第一进刀装置的第一主轴、第二进刀装置的第二主轴与工件装夹装置的第三主轴轴向中心线相互平行且位于同一水平面内；

所述第一刀杆旋转装置、第二刀杆旋转装置的主轴传统系统为变频电机与带轮传动机构组成的传动系统；

所述第一水平进给装置包括第一Z向移动装置和第一X向移动装置，

所述第一Z向移动装置包括第一Z向伺服电机、第一Z向丝杆、第一Z向驱动套、第一Z向移动拖板和第一Z向移动支撑座，两第一Z向移动支撑座支撑在机身上，第一Z向丝杆穿接在两第一Z向移动支撑座上，第一Z向驱动套穿接第一Z向丝杆，第一Z向丝杆连接第一Z向伺服电机，第一Z向移动拖板支撑连接在第一Z向驱动套上，第一Z向移动拖板上设有第一X向燕尾导轨；

所述第一X向移动装置包括第一X向伺服电机、第一X向丝杆、第一X向驱动套、第一X向移动拖板、第一X向移动支撑座，第一X向移动支撑座支撑在第一Z向移动拖板上，第一X向丝杆穿接在第一X向移动支撑座上，第一X向丝杆穿接X向驱动套，第一X向驱动套上连接第一X向移动拖板，第一X向移动拖板底部为配套第一Z向移动拖板上开设的第一X向燕尾导轨的导轨槽结构，第一X向移动拖板上支撑第一主轴箱，所述第一X向燕尾导轨与导轨槽结构的导向结构采用防止朝上脱出的倒置燕尾槽、榫配合结构；

所述第二水平进给装置具有与第一水平进给装置相同的结构；

所述第一进刀装置、第二进刀装置还包括第一刀杆轴向调整装置、第二刀杆轴向调整装置，所述第一刀杆轴向调整装置包括第一齿轮、第一齿条、第一调整轴，第一齿轮穿接第一调整轴并经第一轴座支承在第一主轴箱上，第一齿轮下方的第一主轴上开设第一通槽，第一齿条设置于第一通槽内并轴向定位安装在第一主轴内的第一刀杆上，第一齿轮啮合第一齿条；

所述第二刀杆轴向调整装置与第一刀杆轴向调整装置结构相同。

2.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于：所述第一刀杆横截面为正六边形。

3.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，所述第一刀杆上具有三个刀具固定架，第一刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆的头部，第二刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆的中部，第三刀具固定架固定于穿出第一主轴前端面的第一刀杆靠近主轴箱的尾部。

4.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，所述第一刀杆穿出第一主轴的前后部上穿接有第一刀杆支撑套，第一刀杆支撑套的内孔横截面形状、大小与第一刀杆横截面相匹配，第一刀杆支撑套设有贯穿第一刀杆支撑套壁用以压紧刀杆侧面的第一锁紧螺丝，第一锁紧螺丝通过接触并挤压刀杆侧面形成对第一刀杆的固定和支撑；

所述第二刀杆穿出第二主轴的前后部上穿接有与第一刀杆支撑套结构相同的第二刀杆支撑套。

5.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，所述连接杆前端外圆表面设有外螺纹，与卡盘的拉杆套内孔的内螺纹连接，所述主轴后端内孔壁与其所对应的连接杆后端的外壁沿轴向分别设有键槽，所述主轴与连接杆通过键槽定位。

6.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，所述固定架为套设并固定于油缸活塞杆上的两方形滚动轴承架，所述两滚动部件为两深沟球轴承，所述两方形滚动轴承架之间设有定距套，所述定距套穿设于油缸活塞杆上，两端分别与两滚动轴承架侧面固定连接；所述支撑座第二端板与和支撑座第二端板相邻的滚动轴承架之间设有滑动套，所述滑动套穿设于油缸活塞杆上，一端固定于支撑座第二端板通孔内，另一端固定于滚动轴承架侧面。

7.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，所述油缸装置数量为6个。

8.根据权利要求1所述的一种坩埚一次机加工成型机床，其特征在于，还包括数控系统，所述第一进刀装置的第一刀杆旋转装置、第一水平进给装置，第二进刀装置的第二刀杆旋转装置、第二水平进给装置，第三主轴传动系统、油缸装置与数控系统相连。