CN110052906B - 一种筒状壳体内表面加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种筒状壳体内表面加工工艺,包括a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架，将壳体穿入支撑架后，将支撑架与壳体放置在升降台板上；b、壳体夹持与对轴心：使用壳体转动机构夹住壳体末端，并且调节升降台板使壳体轴线调整到加工需要的位置；c、大托板移位：启动第一托板机构中的第一伺服电机，控制第一定位丝杆带动滑动托台将第二托板机构送入壳体筒身内部；d、小托板移位：启动第二托板机构中的第二伺服电机，控制第二定位丝杆带动磨刀托板连同磨刀调位机构移动到壳体筒身内需要加工的位置；e、打磨处理。

Description

一种筒状壳体内表面加工工艺

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体涉及一种筒状壳体内表面加工工艺。

背景技术

在细长型筒状壳体的内表面加工过程中，由于壳体孔径较小且长度较长，普通打磨装置难以实现高精度的内表面打磨加工。并且普通打磨装置也无法实现分段式打磨工艺。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种筒状壳体内表面加工工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种筒状壳体内表面加工工艺，通过使用双托板进刀设备，在电控系统作用下按照特定加工步骤进行加工；

所述双托板进刀设备包括加工台、壳体转动机构及设置所述加工台上的第一托板机构、第二托板机构和壳体支撑机构，所述壳体支撑机构包括升降台板和支撑架；所述第一托板机构包括滑动托台、导轨、第一伺服电机和第一定位丝杆，所述导轨安装在所述加工台顶部，所述第一定位丝杆设置在所述导轨之间，所述滑动托台通过所述第一定位丝杆和所述导轨与所述加工台滑动连接，所述第二托板机构安装在所述滑动托台上端；所述第二托板机构包括合金滑轨、磨刀托板、第二伺服电机、第二定位丝杆和齿轮调速箱，所述第二伺服电机通过齿轮调速箱与所述第二定位丝杆相连，所述磨刀托板与所述合金滑轨滑动连接，所述磨刀托板上设置有磨刀调位机构。

所述电控系统包括数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。

所述特定加工步骤包括：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架，将壳体穿入支撑架后，将支撑架与壳体放置在升降台板上；

b、壳体夹持与对轴心：使用壳体转动机构夹住壳体末端，并且调节升降台板使壳体轴线调整到加工需要的位置；

c、大托板移位：启动第一托板机构中的第一伺服电机，控制第一定位丝杆带动滑动托台将第二托板机构送入壳体筒身内部；

d、小托板移位：启动第二托板机构中的第二伺服电机，控制第二定位丝杆带动磨刀托板连同磨刀调位机构移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、打磨处理。

作为优选，所述壳体转动机构包括驱动转盘、夹持卡抓和托板夹，所述驱动转盘为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，所述夹持卡抓可调式安装在所述驱动转盘上，所述托板夹设置在所述驱动转盘内，所述步骤b中，当壳体末端开口较大，合金滑轨可以穿过时，通过托板夹夹住所述合金滑轨尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨无法穿过时，则不启用托板夹。

作为优选，所述磨刀托板设置在所述合金滑轨侧面，所述磨刀调位机构包括磨刀驱动电机、传动软轴、转动块、转动块铰座、汽缸固定块、推送气缸、顶轮、磨刀和锥杆；所述磨刀设置在所述锥杆的顶部，所述锥杆的尾部固定在所述转动块，所述磨刀驱动电机通过传动软轴穿过所述锥杆内部与所述磨刀相连，所述顶轮固定在所述推送气缸顶部，所述推送气缸的尾部固定在所述汽缸固定块处，所述顶轮位于所述锥杆与所述磨刀托板之间，所述转动块与所述转动块铰座相互铰接，并且两者铰接处设置有扭簧，所述锥杆在所述扭簧作用下朝向打磨刀托板一侧压紧。

作为优选，所述合金滑轨由高强度合金中空型材制成，其截面高度大于其截面宽度，包括底部的丝杆槽、侧面的滑槽区以及内部的若干X形筋条加强区。

作为优选，所述步骤e中，当磨刀调位机构移动到待加工处，启动推送气缸与磨刀驱动电机，在推送气缸作用下，顶轮将锥杆顶起，打磨过程调整推送气缸的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构的配合下可实现分段式打磨的效果。

作为优选，所述磨刀托板设置在所述合金滑轨上方，所述磨刀调位机构包括打磨驱动电机、软轴、转动磨刀、笔形汽缸、L形连杆、磨头升降滑块和磨头升降滑杆；所述打磨驱动电机通过所述软轴与所述转动磨刀相连；所述磨刀托板上设置有第一铰接头与第二铰接头，所述L形连杆包括折角相连的短杆与长杆，所述笔形汽缸的缸体与所述第一铰接头相连，所述笔形汽缸的杆体与所述L形连杆的短杆末端相铰接，所述L形连杆的折角处铰接在所述第二铰接头处，所述L形连杆的长杆末端与所述磨头升降滑块相连；所述磨头升降滑块上设置有竖槽，所述磨刀托板对应所述磨头升降滑块下方设置有横槽，所述磨头升降滑杆的两端分别设置在所述竖槽与所述横槽内，所述转动磨刀设置在所述磨头升降滑块顶部。

作为优选，所述合金滑轨由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形结构的截面的宽度大于高度，并包括有丝杆槽区、托板滑槽区以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区；所述第二定位丝杆通过所述丝杆槽区隐藏在所述合金滑轨内。

作为优选，所述步骤e中，当磨刀调位机构移动到待加工处,启动笔形汽缸与打磨驱动电机，使转动磨刀抬起到指定位置打磨加工，打磨过程调整笔形汽缸的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构的配合下可实现分段式打磨的效果。

作为优选，所述第一伺服电机、第二伺服电机、磨刀驱动电机、打磨驱动电机均通过各自配备的伺服控制器进行驱动，所述变频电机通过变频器控制转速，所述推送气缸、笔形汽缸通过电磁开关控制下的气阀进行操控，所述滑动托台、磨刀托板通过距离感应器与速度传感器进行定位和测速，所述伺服控制器、变频器、电磁开关设置在所述PLC的输出端，所述距离感应器、速度传感器设置在所述PLC的输入端，所述数控屏用于人机之间的控制信息交互。

本发明中通过两级的托板机构，分别实现了快速定位与精准定位，并且在第二托板机构中采用齿轮调速箱以实现准确进刀。第二托板机构中的特制合金滑轨不易弯曲，确保了可控式打磨机构活动过程中水平高度的稳定，从而保证加工精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明实施例1的结构示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1、图2所示，一种筒状壳体内表面加工工艺，包括使用双托板进刀设备，通过电控系统按照特定加工步骤进行加工；

双托板进刀设备包括加工台1、壳体转动机构2及设置加工台1上的第一托板机构3、第二托板机构4和壳体支撑机构5，壳体支撑机构5包括升降台板51和支撑架52；第一托板机构3包括滑动托台31、导轨32、第一伺服电机33和第一定位丝杆34，导轨32安装在加工台1顶部，第一定位丝杆34设置在导轨32之间，滑动托台31通过第一定位丝杆34和导轨32与加工台1滑动连接，第二托板机构4安装在滑动托台31上端；第二托板机构4包括合金滑轨41、磨刀托板42、第二伺服电机43、第二定位丝杆44和齿轮调速箱45，第二伺服电机43通过齿轮调速箱45与第二定位丝杆44相连，磨刀托板42与合金滑轨41滑动连接，磨刀托板42上设置有磨刀调位机构6。壳体转动机构2包括驱动转盘21、夹持卡抓22和托板夹，驱动转盘21为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，夹持卡抓22可调式安装在驱动转盘21上，托板夹设置在驱动转盘21内。

磨刀托板42设置在合金滑轨41侧面，磨刀调位机构6包括磨刀驱动电机71、传动软轴72、转动块73、转动块铰座74、汽缸固定块75、推送气缸76、顶轮77、磨刀78和锥杆79；磨刀78设置在锥杆79的顶部，锥杆79的尾部固定在转动块73，磨刀驱动电机71通过传动软轴72穿过锥杆79内部与磨刀78相连，顶轮77固定在推送气缸76顶部，推送气缸76的尾部固定在汽缸固定块75处，顶轮77位于锥杆79与磨刀托板42之间，转动块73与转动块铰座74相互铰接，并且两者铰接处设置有扭簧，锥杆79在扭簧作用下朝向打磨刀托板42一侧压紧，合金滑轨41由高强度合金中空型材制成，其截面高度大于其截面宽度，包括底部的丝杆槽、侧面的滑槽区以及内部的若干X形筋条加强区。

电控系统包括数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。

特定加工步骤包括：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架52，将壳体穿入支撑架52后，将支撑架52与壳体放置在升降台板51上；

b、壳体夹持与对轴心：使用驱动转盘21上的夹持卡抓22夹住壳体的尾部，并调整升降台板51高度，使得壳体与驱动转盘21轴线对齐；

c、大托板移位：启动第一托板机构中的第一伺服电机，控制第一定位丝杆带动滑动托台将第二托板机构送入壳体筒身内部，当壳体末端开口较大，合金滑轨可以穿过时，通过托板夹夹住合金滑轨尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨无法穿过时，则不启用托板夹；

d、小托板移位：启动第二托板机构4中的第二伺服电机43，控制第二定位丝杆44带动磨刀托板42连同磨刀调位机构6移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、打磨处理：当磨刀调位机构6移动到待加工处，启动推送气缸76与磨刀驱动电机71，在推送气缸76作用下，顶轮77将锥杆79顶起，打磨过程调整推送气缸76的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构4的配合下可实现分段式打磨的效果。

实施例2：

根据图1、图3所示，一种筒状壳体内表面加工工艺，包括使用双托板进刀设备，通过电控系统按照特定加工步骤进行加工；

双托板进刀设备包括加工台1、壳体转动机构2及设置加工台1上的第一托板机构3、第二托板机构4和壳体支撑机构5，壳体支撑机构5包括升降台板51和支撑架52；第一托板机构3包括滑动托台31、导轨32、第一伺服电机33和第一定位丝杆34，导轨32安装在加工台1顶部，第一定位丝杆34设置在导轨32之间，滑动托台31通过第一定位丝杆34与导轨32与加工台1滑动连接，第二托板机构4安装在滑动托台31上端；第二托板机构4包括合金滑轨41、磨刀托板42、第二伺服电机43、第二定位丝杆44和齿轮调速箱45，第二伺服电机43通过齿轮调速箱45与第二定位丝杆44相连，磨刀托板42与合金滑轨41滑动连接，磨刀托板42上设置有磨刀调位机构6。壳体转动机构2包括驱动转盘21、夹持卡抓22和托板夹，驱动转盘21为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，夹持卡抓22可调式安装在驱动转盘21上，托板夹设置在驱动转盘21内。

磨刀托板42设置在合金滑轨41上方，磨刀调位机构6包括打磨驱动电机81、软轴82、转动磨刀83、笔形汽缸84、L形连杆85、磨头升降滑块86和磨头升降滑杆87；打磨驱动电机81通过软轴82与转动磨刀83相连；磨刀托板42上设置有第一铰接头与第二铰接头，L形连杆85包括折角相连的短杆与长杆，笔形汽缸84的缸体与第一铰接头相连，笔形汽缸84的杆体与L形连杆85的短杆末端相铰接，L形连杆85的折角处铰接在第二铰接头处，L形连杆85的长杆末端与磨头升降滑块86相连；磨头升降滑块86上设置有竖槽861，磨刀托板42对应磨头升降滑块86下方设置有横槽871，磨头升降滑杆87的两端分别设置在竖槽861与横槽871内，转动磨刀83设置在磨头升降滑块86顶部，合金滑轨41由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形结构的截面的宽度大于高度，并包括有丝杆槽区、托板滑槽区以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区；第二定位丝杆44通过丝杆槽区隐藏在合金滑轨41内。

电控系统包括数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。

特定加工步骤包括：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架52，将壳体穿入支撑架52后，将支撑架52与壳体放置在升降台板51上；

b、壳体夹持与对轴心：使用驱动转盘21上的夹持卡抓22夹住壳体的尾部，并调整升降台板51高度，使得壳体与驱动转盘21轴线对齐；

c、大托板移位：启动第一托板机构中的第一伺服电机，控制第一定位丝杆带动滑动托台将第二托板机构送入壳体筒身内部，当壳体末端开口较大，合金滑轨可以穿过时，通过托板夹夹住合金滑轨尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨无法穿过时，则不启用托板夹；

d、小托板移位：启动第二托板机构4中的第二伺服电机43，控制第二定位丝杆44带动磨刀托板42连同磨刀调位机构6移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、打磨处理：当磨刀调位机构6移动到待加工处，启动推送气缸76与磨刀驱动电机71，在推送气缸76作用下，顶轮77将锥杆79顶起，打磨过程调整推送气缸76的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构4的配合下可实现分段式打磨的效果。

Claims (8)

1.一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，使用双托板进刀设备，通过电控系统按照特定加工步骤进行加工；

所述双托板进刀设备包括加工台（1）、壳体转动机构（2）及设置所述加工台（1）上的第一托板机构（3）、第二托板机构（4）和壳体支撑机构（5），所述壳体支撑机构（5）包括升降台板（51）和支撑架（52）；

所述第一托板机构（3）包括滑动托台（31）、导轨（32）、第一伺服电机（33）和第一定位丝杆（34），所述导轨（32）安装在所述加工台（1）顶部，所述第一定位丝杆（34）设置在所述导轨（32）之间，所述滑动托台（31）通过所述第一定位丝杆（34）和所述导轨（32）与所述加工台（1）滑动连接，所述第二托板机构（4）安装在所述滑动托台（31）上端；

所述第二托板机构（4）包括合金滑轨（41）、磨刀托板（42）、第二伺服电机（43）、第二定位丝杆（44）和齿轮调速箱（45），所述第二伺服电机（43）通过齿轮调速箱（45）与所述第二定位丝杆（44）相连，所述磨刀托板（42）与所述合金滑轨（41）滑动连接，所述磨刀托板（42）上设置有磨刀调位机构（6）；

所述电控系统包括数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关；

所述特定加工步骤包括：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架（52），将壳体穿入支撑架（52）后，将支撑架（52）与壳体放置在升降台板（51）上；

b、壳体夹持与对轴心：使用壳体转动机构（2）夹住壳体末端，并且调节升降台板（51）使壳体轴线调整到加工需要的位置；

c、大托板移位：启动第一托板机构（3）中的第一伺服电机（33），控制第一定位丝杆（34）带动滑动托台（31）将第二托板机构（4）送入壳体筒身内部；

d、小托板移位：启动第二托板机构（4）中的第二伺服电机（43），控制第二定位丝杆（44）带动磨刀托板（42）连同磨刀调位机构（6）移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、打磨处理。

2.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述壳体转动机构（2）包括驱动转盘（21）、夹持卡抓（22）和托板夹，所述驱动转盘（21）为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，所述夹持卡抓（22）可调式安装在所述驱动转盘（21）上，所述托板夹设置在所述驱动转盘（21）内，所述步骤b中，当壳体末端开口较大，合金滑轨（41）可以穿过时，通过托板夹夹住所述合金滑轨（41）尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨（41）无法穿过时，则不启用托板夹。

3.根据权利要求2所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述磨刀托板（42）设置在所述合金滑轨（41）侧面，所述磨刀调位机构（6）包括磨刀驱动电机（71）、传动软轴（72）、转动块（73）、转动块铰座（74）、汽缸固定块（75）、推送气缸（76）、顶轮（77）、磨刀（78）和锥杆（79）；所述磨刀（78）设置在所述锥杆（79）的顶部，所述锥杆（79）的尾部固定在所述转动块（73），所述磨刀驱动电机（71）通过传动软轴（72）穿过所述锥杆（79）内部与所述磨刀（78）相连，所述顶轮（77）固定在所述推送气缸（76）顶部，所述推送气缸（76）的尾部固定在所述汽缸固定块（75）处，所述顶轮（77）位于所述锥杆（79）与所述磨刀托板（42）之间，所述转动块（73）与所述转动块铰座（74）相互铰接，并且两者铰接处设置有扭簧，所述锥杆（79）在所述扭簧作用下朝向打磨刀托板（42）一侧压紧。

4.根据权利要求3所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述合金滑轨（41）由高强度合金中空型材制成，其截面高度大于其截面宽度，包括底部的丝杆槽、侧面的滑槽区以及内部的若干X形筋条加强区。

5.根据权利要求4所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述步骤e中，当磨刀调位机构（6）移动到待加工处，启动推送气缸（76）与磨刀驱动电机（71），在推送气缸（76）作用下，顶轮（77）将锥杆（79）顶起，打磨过程调整推送气缸（76）的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构（4）的配合下可实现分段式打磨的效果。

6.根据权利要求2所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述磨刀托板（42）设置在所述合金滑轨（41）上方，所述磨刀调位机构（6）包括打磨驱动电机（81）、软轴（82）、转动磨刀（83）、笔形汽缸（84）、L形连杆（85）、磨头升降滑块（86）和磨头升降滑杆（87）；所述打磨驱动电机（81）通过所述软轴（82）与所述转动磨刀（83）相连；所述磨刀托板（42）上设置有第一铰接头与第二铰接头，所述L形连杆（85）包括折角相连的短杆与长杆，所述笔形汽缸（84）的缸体与所述第一铰接头相连，所述笔形汽缸（84）的杆体与所述L形连杆（85）的短杆末端相铰接，所述L形连杆（85）的折角处铰接在所述第二铰接头处，所述L形连杆（85）的长杆末端与所述磨头升降滑块（86）相连；所述磨头升降滑块（86）上设置有竖槽（861），所述磨刀托板（42）对应所述磨头升降滑块（86）下方设置有横槽（871），所述磨头升降滑杆（87）的两端分别设置在所述竖槽（861）与所述横槽（871）内，所述转动磨刀（83）设置在所述磨头升降滑块（86）顶部。

7.根据权利要求6所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述合金滑轨（41）由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形结构的截面的宽度大于高度，并包括有丝杆槽区、托板滑槽区以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区；所述第二定位丝杆（44）通过所述丝杆槽区隐藏在所述合金滑轨（41）内。

8.根据权利要求7所述的一种筒状壳体内表面加工工艺，其特征在于，所述步骤e中，当磨刀调位机构（6）移动到待加工处，启动笔形汽缸（84）与打磨驱动电机（81），使转动磨刀（83）抬起到指定位置打磨加工，打磨过程调整笔形汽缸（84）的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构（4）的配合下可实现分段式打磨的效果。

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