CN110142458A - 一种变频式管状工件的内壁加工装置 - Google Patents

Abstract

一种变频式管状工件的内壁加工装置。涉及一种精密机械加工技术领域，涉及一种管状工件的内壁加工装置的改进。提供了一种结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高且加工效果好的变频式管状工件的内壁加工装置。包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；所述轴套可旋转地穿设在滑座中；所述主轴可旋转地穿设在轴套中。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

Description

一种变频式管状工件的内壁加工装置

技术领域

本发明涉及一种精密机械加工技术领域，涉及一种管状工件的内壁加工装置的改进。

背景技术

管状工件是现有技术中常见的工件之一，为了保证传输纯度高，并有效避免尖端放电，如图1所示，此类管状工件的内表面通常设计为若干圆环结构，且对该内侧圆环的精度和位置、表面粗糙度要求很高。对此，如何对此类管状工件的内壁进行高效加工成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高且加工效果好的变频式管状工件的内壁加工装置。

本发明的技术方案是：包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；

所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；

所述轴套可旋转地穿设在滑座中；

所述主轴可旋转地穿设在轴套中；

所述刀具组件包括固定座、斜齿轮一、斜齿轮二、传动轴、传动连杆、刀座和切刀，所述固定座呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套远离轴套驱动组件的一侧端头上，所述主轴远离主轴驱动组件的一端伸入至固定座中、且与斜齿轮一固定相连，所述斜齿轮二的一侧铰接在固定座的内壁上、且与斜齿轮一相啮合，所述传动轴固定连接在斜齿轮二的端面上；所述刀座滑动连接在固定座的顶部开口中，所述切刀可拆卸的连接在刀座的顶部；所述传动连杆的一端铰接在刀座上、且另一端铰接在传动轴背向斜齿轮二的端面上；

所述滑座驱动组件包括行走小车一，所述行走小车一固定连接在滑座的侧壁上、且用于驱动滑座在工作台顶面上做直线往复运动；

所述轴套驱动组件包括高速电机一和高速齿轮一，所述高速电机一固定连接在滑座上，所述高度齿轮一固定连接在高速电机一的输出轴上，所述轴套的外壁上设有若干高速齿一，所述高速齿轮一和高速齿一相啮合；

所述主轴驱动组件包括高速电机二、箱体、阶梯状齿轮、主动齿轮一、主动齿轮二和换向组件，所述高速电机二滑动连接在工作台的上方，所述箱体滑动连接在工作台的上方，所述高速电机二、箱体均与滑座固定相连；所述主轴远离刀具组件的一端伸出至轴套外、且穿设所述箱体，所述阶梯状齿轮位于箱体内、且套接所述主轴，所述阶梯状齿轮与主轴固定相连且分为小齿轮和大齿轮，所述箱体中开设有与主动齿轮一适配的弧形凹槽一和与主动齿轮二适配的弧形凹槽二，所述主动齿轮一可旋转的套接在高速电机二的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽一中，所述主动齿轮二可旋转的套接在高速电机二的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽二中所述主动齿轮一与大齿轮啮合，所述主动齿轮二与小齿轮啮合；

所述换向组件包括摩擦轮、换向杆和一对电磁阀，所述摩擦轮套接所述高速电机二的输出轴、且位于主动齿轮一和主动齿轮二之间，所述摩擦轮与高速电机二的输出轴通过键连接；所述摩擦轮的侧表面上开设有环形的插槽，所述换向杆滑动设于箱体的上部，所述换向杆的底端伸入插槽中、且顶端伸出至箱体外，一对所述电磁阀固定连接在箱体的顶部、且分设在换向杆顶端的两侧。

所述高速电机二通过支架一滑动连接在工作台的上方，所述箱体通过支架二滑动连接在工作台的上方，所述支架一、支架二和滑座依次固定相连。

所述轴套的外壁上固定连接有旋转环一，所述滑座的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。

所述主轴的外壁上固定连接有旋转环二，所述轴套的内壁的上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。

所述传动连杆的一侧表面贴合在刀座上、且另一侧表面贴合在固定座的内壁上；所述固定座的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆的一端通过铰接轴与传动轴的端面铰接，所述铰接轴远离传动轴的一端伸入滑槽中。

本发明使用时，可通过滑座驱动组件驱动滑座、轴套、主轴做同步的直线往复运动，即完成伸入或退出管状工件的动作；通过主轴驱动组件可驱动主轴相对于轴套做旋转运动，以实现切刀的进给或退刀动作；通过主轴驱动组件和轴套驱动组件的配合可驱动主轴和轴套做同步旋转运动，即实现切刀对管状工件的内壁的切削。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

附图说明

图1是本发明中管状工件的结构示意图，

图2是本发明的结构示意图，

图3是本发明中刀具组件的结构示意图，

图4是图3的A-A向剖视图；

图中1是工作台；

2是滑座，3是滑座驱动组件，331是行走小车一；

4是轴套，41是旋转环一，5是轴套驱动组件，531高速电机一，532是高速齿轮一；

6是主轴，61是旋转环二，7是主轴驱动组件，731是高速电机二，7310是支架一，732是箱体，7320是支架二，733是阶梯状齿轮，734是主动齿轮一，735是主动齿轮二，736是换向组件，7361是摩擦轮，7362是换向杆，7363是电磁阀；

8是刀具组件，80是固定座，81是斜齿轮一，82是斜齿轮二，83是传动轴，84是传动连杆，85是刀座，86是切刀。

具体实施方式

本发明如图1-4所示，包括工作台1、滑座2、滑座驱动组件3、轴套4、轴套驱动组件5、主轴6、主轴驱动组件7和刀具组件8；

所述滑座2滑动连接在工作台1的顶面上，所述滑座驱动组件3连接在工作台1上、且用于驱动滑座2做直线往复运动；

所述轴套4可旋转地穿设在滑座2中，所述轴套驱动组件5连接在滑座2上、且用于驱动轴套4绕自身轴心做旋转运动；

所述主轴6可旋转地穿设在轴套4中，所述主轴驱动组件7连接在滑座2上、且用于驱动主轴6绕自身轴心做旋转运动；

所述刀具组件8包括固定座80、斜齿轮一81、斜齿轮二82、传动轴83、传动连杆84、刀座85和切刀86，所述固定座80呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套4远离轴套驱动组件5的一侧端头上，所述主轴6远离主轴驱动组件7的一端伸入至固定座80中、且与斜齿轮一81固定相连，所述斜齿轮二82的一侧铰接在固定座80的内壁上、且与斜齿轮一81相啮合，所述传动轴83固定连接在斜齿轮二82的端面上；所述刀座85滑动连接在固定座80的顶部开口中，所述切刀86可拆卸的连接在刀座85的顶部；所述传动连杆84的一端铰接在刀座85上、且另一端铰接在传动轴83背向斜齿轮二82的端面上。即使得传动轴、传动连杆、刀座、固定座四者形成一完整的“曲柄滑块机构”；这样，当主轴相对于轴套做旋转运动时，将带动斜齿轮一旋转，从而带动斜齿轮二以及传动轴同步旋转，最终通过上述的“曲柄滑块机构”驱使切刀沿主轴的径向做进给或退刀动作。

所述滑座驱动组件3包括行走小车一331，所述行走小车一331固定连接在滑座2的侧壁上、且用于驱动滑座2在工作台1顶面上做直线往复运动；这样，行走小车一的行走即可带动滑座做高效、稳定的直线运动，完成伸入或退出管状工件的动作；

所述轴套驱动组件5包括高速电机一531和高速齿轮一532，所述高速电机一531固定连接在滑座2上，所述高度齿轮一532固定连接在高速电机一531的输出轴上，所述轴套4的外壁上设有若干高速齿一，所述高速齿轮一532和高速齿一相啮合；这样，高速电机一的旋转将通过高速齿轮一驱使轴套旋转；

所述主轴驱动组件7包括高速电机二731、箱体732、阶梯状齿轮733、主动齿轮一734、主动齿轮二735和换向组件736，所述高速电机二731滑动连接在工作台1的上方，所述箱体732滑动连接在工作台1的上方，所述高速电机二731、箱体732均与滑座2固定相连；所述主轴6远离刀具组8件的一端伸出至轴套4外、且穿设所述箱体732，所述阶梯状齿轮733位于箱体732内、且套接所述主轴6，所述阶梯状齿轮733与主轴6固定相连且分为小齿轮和大齿轮，所述箱体732中开设有与主动齿轮一734适配的弧形凹槽一和与主动齿轮二735适配的弧形凹槽二，所述主动齿轮一734可旋转的套接在高速电机二731的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽一中，所述主动齿轮二735可旋转的套接在高速电机二731的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽二中所述主动齿轮一734与大齿轮啮合（从而使得主动齿轮一时刻保持与大齿轮的啮合、且在弧形凹槽一的影响不会沿高速电机二的输出轴的轴向做直线运动），所述主动齿轮二与小齿轮啮合（从而使得主动齿轮二时刻保持与小齿轮的啮合、且在弧形凹槽二的影响不会沿高速电机二的输出轴的轴向做直线运动）；

所述换向组件736包括摩擦轮7361、换向杆7362和一对电磁阀7363，所述摩擦轮7361套接所述高速电机二731的输出轴、且位于主动齿轮一734和主动齿轮二735之间，所述摩擦轮7361与高速电机二735的输出轴通过键连接；所述摩擦轮7361的侧表面上开设有环形的插槽，所述换向杆7362滑动设于箱体732的上部，所述换向杆7362的底端伸入插槽中、且顶端伸出至箱体732外，一对所述电磁阀7363固定连接在箱体732的顶部、且分设在换向杆7362顶端的两侧。这样，当其中一电磁阀工作时，可有效吸附换向杆，使得摩擦轮在换向杆的带动下与主动齿轮一和主动齿轮二中的一个保持贴合，完成动力传输。在实际使用时，可分为两种情况，一是刀具需要进给或是退刀，此时，可停止高速电机一，并通过换向组件使得高速电机二的动力传递至主动齿轮一上，以使得主轴和轴套相对旋转，从而实现刀具的进给或是退刀；二是需要进行切削时，此时，可开启高速电机一，并通过换向组件使得高速电机二的动力传递至主动齿轮二上，以使得主轴和轴套同步旋转，从而实现对工件内壁的切削。

此外，为实现高效的连续作业，可在高速电机一不停机的情况下，先通过换向组件进行换向，并让高速电机二以更快或更慢的转速旋转，以使得切刀做进给动作，再通过换向组件的反向换向，使得主轴和轴套重新同步旋转，从而最终实现边进给边切削的动作，进而大幅缩短了加工周期，并有效降低了电机能耗。

所述高速电机二731通过支架一7310滑动连接在工作台1的上方，所述箱体732通过支架二7320滑动连接在工作台1的上方，所述支架一7310、支架二7320和滑座2依次固定相连。

本发明使用时，可通过滑座驱动组件驱动滑座、轴套、主轴做同步的直线往复运动，即完成伸入或退出管状工件的动作；通过主轴驱动组件可驱动主轴相对于轴套做旋转运动，以实现切刀的进给或退刀动作；通过主轴驱动组件和轴套驱动组件的配合可驱动主轴和轴套做同步旋转运动，即实现切刀对管状工件的内壁的切削。本发明从整体上具有结构精巧、使用方便、自动化程度高、加工精度高以及适用范围广、加工周期短的特点。

所述轴套4的外壁上固定连接有旋转环一41，所述滑座2的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。这样，使得轴套可且仅可相对于滑座做绕自身轴心的旋转运动，从而使得滑座在平移时，可更好、更稳定的带动轴套同步平移。

所述主轴6的外壁上固定连接有旋转环二61，所述轴套的内壁的上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。这样，使得主轴可且仅可相对于轴套做绕自身轴心的旋转运动，从而使得轴套在随滑座平移时，可更好、更稳定的带动主轴同步平移。

所述传动连杆84的一侧表面贴合在刀座85上、且另一侧表面贴合在固定座80的内壁上；所述固定座80的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆84的一端通过铰接轴与传动轴83的端面铰接，所述铰接轴远离传动轴的一端伸入滑槽中。从而使得连杆的运动更为稳定，即进一步确保了切刀的稳定运行。

Claims (5)

1.一种变频式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，包括工作台、滑座、滑座驱动组件、轴套、轴套驱动组件、主轴、主轴驱动组件和刀具组件；

所述滑座滑动连接在工作台的顶面上；

所述轴套可旋转地穿设在滑座中；

所述主轴可旋转地穿设在轴套中；

所述刀具组件包括固定座、斜齿轮一、斜齿轮二、传动轴、传动连杆、刀座和切刀，所述固定座呈顶部开口的空心结构、且固定连接在轴套远离轴套驱动组件的一侧端头上，所述主轴远离主轴驱动组件的一端伸入至固定座中、且与斜齿轮一固定相连，所述斜齿轮二的一侧铰接在固定座的内壁上、且与斜齿轮一相啮合，所述传动轴固定连接在斜齿轮二的端面上；所述刀座滑动连接在固定座的顶部开口中，所述切刀可拆卸的连接在刀座的顶部；所述传动连杆的一端铰接在刀座上、且另一端铰接在传动轴背向斜齿轮二的端面上；

所述滑座驱动组件包括行走小车一，所述行走小车一固定连接在滑座的侧壁上、且用于驱动滑座在工作台顶面上做直线往复运动；

所述轴套驱动组件包括高速电机一和高速齿轮一，所述高速电机一固定连接在滑座上，所述高度齿轮一固定连接在高速电机一的输出轴上，所述轴套的外壁上设有若干高速齿一，所述高速齿轮一和高速齿一相啮合；

所述主轴驱动组件包括高速电机二、箱体、阶梯状齿轮、主动齿轮一、主动齿轮二和换向组件，所述高速电机二滑动连接在工作台的上方，所述箱体滑动连接在工作台的上方，所述高速电机二、箱体均与滑座固定相连；所述主轴远离刀具组件的一端伸出至轴套外、且穿设所述箱体，所述阶梯状齿轮位于箱体内、且套接所述主轴，所述阶梯状齿轮与主轴固定相连且分为小齿轮和大齿轮，所述箱体中开设有与主动齿轮一适配的弧形凹槽一和与主动齿轮二适配的弧形凹槽二，所述主动齿轮一可旋转的套接在高速电机二的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽一中，所述主动齿轮二可旋转的套接在高速电机二的输出轴上、且其上部容置于弧形凹槽二中所述主动齿轮一与大齿轮啮合，所述主动齿轮二与小齿轮啮合；

所述换向组件包括摩擦轮、换向杆和一对电磁阀，所述摩擦轮套接所述高速电机二的输出轴、且位于主动齿轮一和主动齿轮二之间，所述摩擦轮与高速电机二的输出轴通过键连接；所述摩擦轮的侧表面上开设有环形的插槽，所述换向杆滑动设于箱体的上部，所述换向杆的底端伸入插槽中、且顶端伸出至箱体外，一对所述电磁阀固定连接在箱体的顶部、且分设在换向杆顶端的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种变频式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述高速电机二通过支架一滑动连接在工作台的上方，所述箱体通过支架二滑动连接在工作台的上方，所述支架一、支架二和滑座依次固定相连。

3.根据权利要求1所述的一种变频式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述轴套的外壁上固定连接有旋转环一，所述滑座的内壁的中部开设有环形的旋转凹槽一，所述旋转环一容置于旋转凹槽一中。

4.根据权利要求1所述的一种变频式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述主轴的外壁上固定连接有旋转环二，所述轴套的内壁的上开设有环形的旋转凹槽二，所述旋转环二容置于旋转凹槽二中。

5.根据权利要求1所述的一种变频式管状工件的内壁加工装置，其特征在于，所述传动连杆的一侧表面贴合在刀座上、且另一侧表面贴合在固定座的内壁上；所述固定座的内壁上还开设有圆环形的滑槽，所述传动连杆的一端通过铰接轴与传动轴的端面铰接，所述铰接轴远离传动轴的一端伸入滑槽中。