CN109514312A - 零件加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及零件加工机床，加工平台连接有固定单元，固定单元包括与加工平台固定连接的稳压块，稳压块内开有稳压腔室，稳压腔室连通有气体供给单元；加工平台与稳压块之间固定连接有若干均与稳压腔室连通的套筒，套筒内滑动连接有滑板，滑板靠近加工平台一侧连接有顶动单元，顶动单元与加工平台之间形成可固定零件的加工位。利用气体供给单元向稳压腔室鼓气，推动顶动单元快速将零件固定，减少异形零件的固定时间，提升零件加工的效率。

Description

零件加工机床

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及零件加工机床。

背景技术

机械加工行业中，在对某些异形的零件进行加工，而对于这些异形零件加工时，对于加工精度要求不高，例如对零件进行简单的打磨、倒角或者进行简单的铣削加工；但是在零件加工前，还是需要对零件进行固定，防止零件在加工中产生较大移位而影响加工质量。在零件固定过程中，机床是处于停机状态，因此固定零件的快慢，直接影响了零件加工效率而对于异形零件，而异形零件的形状不规则，零件的大小也不尽相同，导致在加工该类零件时，需要耗费大量时间来进行零件的固定，使得加工效率缓慢。

为解决上述问题，公开号为CN101804609B的中国专利公开了异形零件机加工快速装夹装置，包括：定位工装，所述定位工装上设有零件定位装置；加工工装，安装在所述定位工装内，所述加工工装具有容纳所述零件的空间，所述加工工装上设有零件夹紧装置；所述定位工装上设有加工工装定位装置和加工工装夹紧装置。所述定位工装包括外盒，所述外盒的底部兼作所述加工工装定位装置，所述外盒的底部还设有凹槽，所述凹槽兼做所述零件定位装置；所述凹槽的深度大于所述零件待加工面的加工余量；所述加工工装包括内盒，所述内盒和所述外盒之间设置所述加工工装夹紧装置，所述加工工装夹紧装置包括螺纹连接在外盒上的压紧螺栓，所述压紧螺栓的一端抵靠在所述内盒上。

上述异形零件机加工快速装夹装置，虽然省去了在机床上的调整过程，实现了“快餐式”作业，但是在实际固定异形零件时，需要将压紧螺栓逐个旋转拧紧，而该装夹装置的压紧螺丝数量较多，且拧紧各个压紧螺栓时，均是手动拧紧，各个压紧螺栓对于固定的异形零件作用力不尽相同，造成相比于固定前，零件局部应力发生变化，可能造成零件在加工时被损坏。

发明内容

本发明意在提供零件加工机床，能够减少异形零件的固定时间，提升零件加工效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：加工平台连接有固定单元，固定单元包括与加工平台固定连接的稳压块，稳压块内开有稳压腔室，稳压腔室连通有气体供给单元；加工平台与稳压块之间固定连接有若干均与稳压腔室连通的套筒，套筒内滑动连接有滑板，滑板靠近加工平台一侧连接有顶动单元，顶动单元与加工平台之间形成可固定零件的加工位。

本发明的原理是：气体供给单元为稳压腔室提供稳定气压且供气方向可变，与稳压腔室连通的套筒始终与稳压腔室的气压相等，而所有套筒均与稳压腔室连通，因此每个套筒内的气压值都是相等的。

固定零件前，利用气体供给单元吸附稳压腔室内的气体，使稳压腔室内形成负压，根据压强与压力关系：F＝P×s(F代表物体受到压力大小，P代表压强，s代表物体的受力面积)，在大气压强作用下，滑板受到大气的压力大于稳压腔室对滑板的压力，此时滑板沿套筒滑向稳压腔室，与滑板固定连接的顶动单元向套筒内缩回，直至滑板滑动到套筒与稳压块接触的端面。

固定零件时，零件被放置于加工位内，气体供给单元向稳压腔室内鼓气，使稳压腔室内压强逐渐增大，当稳压腔室内压强大于大气压强后不再供气，使稳压腔室内气体压强一定。此时，滑板受到稳压腔室的压力大于大气压强作用在滑板上的压力，滑板沿套筒滑离稳压腔室，滑板上固定的顶动单元沿套筒伸出，直至顶动单元与待固定的零件接触后，顶动单元逐渐向零件施加作用力，根据力的作用是相互的，零件对顶动单元具有相反的作用力，顶动单元将此反作用力传递至滑板，使滑板在顶动单元反作用力、大气压强产生的压力以及稳压腔室对滑板提供的压力达到平衡。因此调节气体供给单元为稳压腔室供气情况，使稳压腔室内压强发生变化，滑板为达到新的受力平衡，而大气压强不变，因此滑板对顶动单元的作用力也会发生变化，从而实现顶动单元对零件固定作用力大小的调节。

采用上述方案的优点是：

1.能够一次性将零件固定：相比于现有技术中需要将每个压紧螺栓拧紧固定，本方案中，当稳压腔室内压强变化使顶动单元进行固定零件时，所有套筒内的顶动单元一起被顶出，顶动单元在于零件接触并发生挤压力，从而将零件固定，固定速度快。

2.顶动单元的作用力均相等：顶动单元在固定零件时，由于滑板两侧的气体压力未发生变化，滑板为达到力的平衡，其受到顶动单元的作用力必然相等，因此，顶动单元与零件接触后产生的作用力均相等，使被固定的零件受力均匀。

3.可以快速固定异形零件：由于滑板是滑动连接在套筒内的，当利用顶动单元进行零件固定时，顶动单元只有在于零件接触并产生挤压使滑板达到受力平衡后才会停止运动，因此，顶动单元可自动补偿异形零件中各个面具有落差的情况，且在顶动单元滑动行程范围内，顶动单元的移动距离是不受限制的，使得顶动单元可以固定异形零件中具有任何落差值的面。

4.有利于保护零件：利用气压固定零件，气压具有一定缓冲，可以对零件起到一定保护作用。

进一步，顶动单元包括相互连接的顶杆和套杆，顶杆的外壁上开有外螺纹，套杆上开有可与顶杆的外螺纹配合的内螺纹。

相比于顶动单元为一根顶杆，单根顶杆的距离不可调。本方案中，顶动单元包括相互螺纹连接的顶杆和套杆，通过调节顶杆上外螺纹旋入套杆的内螺纹的距离，使顶动单元整体长度可调，使顶动单元的适用范围更广。

进一步，顶杆位于套杆和滑板之间。

由于顶动单元与滑板连接，而滑板是滑动连接于套筒内，因此，顶动单元与滑板连接的一端不易固定和安装，在实际使用顶动单元的过程中，由于内螺纹更容易受到堵塞等情况而被损坏，因此套杆是更容易损坏的；且套杆的内螺纹损坏后不易修复，如果顶杆的外螺纹损坏后，可直接将损坏的螺纹段切割，然后重新加工外螺纹即可重新使用。因此，本方案中，更优地，将顶杆设置于套杆和滑板之间。

进一步，套杆远离顶杆一端固定连接有吸盘，吸盘上连接有导气管，所有吸盘的导气管均连通于同一根排气管，所排气管上设有开关阀。

在套杆远离顶杆一端固定连接吸盘，当利用套杆对零件进行挤压固定时，吸盘受到套杆的挤压与零件表面接触时，吸盘吸附与零件的表面，从而使零件与套杆之间形成联动，使套杆相对于零件不只是简单的接触，还有一定的固定关系，使零件被更稳固地固定，从而提升零件加工的质量。

吸盘上连接有导气管，所有吸盘的导气管均连通于同一根排气管，排气管上设有开关阀，当零件加工完毕后，顶动单元会被滑板拉回套筒，因此需要将吸盘的吸附力取消，避免顶动单元被拉回时，使吸盘吸附零件而对零件造成损坏。在排气管上设置开关阀，当完成零件加工后，打开开关阀，吸盘由导气管吸入空气，吸盘的吸附力均消失，从而避免因吸盘吸附零件而使零件损坏的情况。

进一步，稳压块的稳压腔室与大气之间连接有溢流管，溢流管上设有溢流阀。

利用溢流阀控制稳压腔室的压力极限值，通过设置溢流阀的溢流气压值，当稳压腔室内的压力值达到溢流的气压值后，溢流阀自动开启，防止稳压腔室内气压过大，造成套杆对零件的挤压力过大而压坏零件。

进一步，稳压块上固定有压力表。

稳压块上固定有压力表，利用压力表实时监测稳压腔室内压强大小，便于对稳压腔室内压强大小的把控，例如，当监测到稳压腔室内压强过小，可以开启气体供给单元给稳压腔室供气，以增大稳压腔室内压强；而在稳压腔室内压强过大时，可以开启气体供给单元给稳压腔室排气，以减小稳压腔室内压强。

进一步，套筒与稳压块之间设有密封圈。

套筒与稳压块之间设有密封圈，防止套筒和稳压腔室内气体泄漏。

附图说明

图1为本发明的零件加工机床的主视半剖图。

图2为图1中A处局部放大图。

图3为图1中B处局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：加工平台1、支撑柱2、稳压块3、稳压腔室4、套筒5、密封圈6、滑板7、顶杆8、套杆9、吸盘10、导气管11、排气管12、开关阀13、溢流管14、溢流阀15、压力表16、气泵17。

实施例基本如附图1所示：零件加工机床，包括水平设置的加工平台1，加工平台1上端左、右侧固定连接有竖向设置的支撑柱2，支撑柱2的上端通过螺栓固定连接有稳压块3，稳压块3内开设有储存气体的稳压腔室4，稳压块3的下端通过螺栓固定连接有三个竖向设置的套筒5，套筒5的上端均与稳压腔室4连通。

如图2所示，套筒5与稳压块3之间设置有防止漏气的密封圈6，套筒5内竖向滑动连接有滑板7，结合图1，滑板7的下方连接有顶动单元，顶动单元与加工平台1之间形成用于固定和加工零件的加工位；顶动单元包括焊接于滑板7下端的顶杆8，顶杆8的下端设有套杆9，结合图3，顶杆8的外壁上铣有外螺纹，套杆9上端开有盲孔，盲孔内壁上开有可与顶杆8外螺纹配合的内螺纹。

结合图1和图3，套杆9的下端通过螺丝固定有吸盘10，三个套杆9下端的吸盘10上均连接有可排出吸盘10内气体的导气管11，所有的导气管11均连接于一根与外界大气连通的排气管12上；如图1所示，排气管12上设有可控制排气管12与大气通、断的开关阀13；稳压块3的上端设有稳压腔室4与大气连通的溢流管14，溢流管14上设有防止稳压腔室4过压的溢流阀15，稳压块3的上端还固定有监测稳压腔室4内气压大小的压力表16，以及为稳压腔室4通气和排气的气体供给单元，该气体供给单元为气泵17。

具体实施过程如下：

1.初始状态：

气泵17将稳压腔室4内气体抽出，使稳压腔室4内形成负压，由于稳压腔室4内气体被抽走，稳压腔室4内压强减小，大气压强将滑板7向上推动至与稳压块3的下表面接触，与滑板7固定连接的顶杆8和套杆9向滚筒内滑动。

2.固定零件：

将零件放置于加工平台1的上端面，利用气泵17向稳压腔室4内鼓气，由于稳压腔室4内压强不断增大，稳压腔室4内对滑板7的压力不断增大，当稳压腔室4内压强增大至大于大气压强作用于滑板7的压力使，滑板7逐渐沿套筒5内壁向下滑动，从而使与套筒5连接的顶杆8和套杆9均向下运动。

当套杆9下端的吸盘10逐渐与零件接触时，吸盘10内的气体逐渐被排出，直至吸盘10内气体被完全排出后，套杆9的底端继续下压，使零件的表面逐渐受到套杆9的挤压，同时，根据力的作用是相互的，套杆9也受到零件的挤压，套杆9受到零件的挤压力通过顶杆8的传递后，由顶杆8作用于滑板7，当滑板7受到顶杆8的挤压力不足以与大气压强对滑板7的压力，以及稳压腔室4内气体对滑板7的压力共同作用，使滑板7处于受力平衡的状态时，滑杆仍然有对顶杆8下压的趋势，使与顶杆8连接的套杆9对零件的挤压力增大，直至套杆9受到零件的挤压力增大到使滑板7受力平衡时，滑板7、顶杆8、套杆9、零件和加工平台1之间才不会存在相对运动的趋势；当滑板7、零件、加工平台1、所有的滑杆和所有的顶杆8均处于相对稳定的状态时，零件被固定。

在滑板7推动顶杆8和套杆9下压的过程中，只有当套杆9受到零件的反作用力后，套杆9才会经顶杆8对滑板7施加作用力，才能使滑板7逐渐达到受力平衡状态；因此，无论零件上被套杆9固定的点的位置是否处于同一水平面上，只有当顶杆8与零件接触并产生足够的反作用力后，套杆9才会停止运动，从而使稳压腔室4下方的套杆9可以固定异形零件。

由于套筒5的上端均与稳压腔室4连通，要使所有滑板7要达到平衡状态，就必须满足所有套杆9对滑板7的反作用力相等，即当套杆9固定好零件后，所有套杆9对零件的作用力大小相等，避免零件某一位置受到套杆9的挤压力过大而被损坏。

3.调节套杆9对零件的挤压力大小：

当套杆9对零件挤压力过小时，有气泵17向稳压腔室4内鼓气，使稳压腔室4内压强增大，滑板7为保持平衡，就必须受到来自套杆9的更大的作用力，从而使套杆9对零件的挤压力增大；反之，气泵17排出部分稳压腔室4内气体，使滑板7受到稳压腔室4的压力减小，为达到受力平衡，来自套杆9的作用力减小，从而使套杆9对零件的挤压力减小。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.零件加工机床，包括加工平台，其特征在于：所述加工平台连接有固定单元，所述固定单元包括与加工平台固定连接的稳压块，所述稳压块内开有稳压腔室，所述稳压腔室连通有气体供给单元；所述加工平台与稳压块之间固定连接有若干均与稳压腔室连通的套筒，所述套筒内滑动连接有滑板，滑板靠近加工平台一侧连接有顶动单元，所述顶动单元与加工平台之间形成可固定零件的加工位。

2.根据权利要求1所述的零件加工机床，其特征在于：所述顶动单元包括相互连接的顶杆和套杆，所述顶杆的外壁上开有外螺纹，所述套杆上开有可与顶杆的外螺纹配合的内螺纹。

3.根据权利要求2所述的零件加工机床，其特征在于：所述顶杆位于套杆和滑板之间。

4.根据权利要求3所述的零件加工机床，其特征在于：所述套杆远离顶杆一端固定连接有吸盘，所述吸盘上连接有导气管，所有吸盘的导气管均与同一根排气管连通，所述排气管上设有开关阀。

5.根据权利要求1所述的零件加工机床，其特征在于：所述稳压块的稳压腔室与大气之间连接有溢流管，所述溢流管上设有溢流阀。

6.根据权利要求5所述的零件加工机床，其特征在于：所述稳压块上固定有压力表。

7.根据权利要求6所述的零件加工机床，其特征在于：所述套筒与稳压块之间设有密封圈。