CN110524249A - 一种车镗一体加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，公开了一种车镗一体加工装置，包括镗孔组件、普通数控卧式车床，镗孔组包括固定于车床主轴箱上的电机连接套，电机连接套上连接有第一伺服电机，第一伺服电机的电机输出轴连接有驱动推动杆移动的第一滚珠丝杆，推动杆伸入车床主轴通孔，推动杆伸出主轴通孔一端设置有镗刀推动板，镗刀推动板上设置有二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠上连接有镗刀调节板，镗刀调节板上设置有镗刀。本发明具有以下优点和效果：车床外圆车刀对零件一端进行外圆车削的同时第一伺服电机通过驱动第一滚珠丝杠转动实现镗刀对零件另一端进行镗孔加工，在提高加工效率与精度；其次，通过调节杆与第二丝杠实现镗刀的径向移动，增加了可镗孔的范围。

Description

一种车镗一体加工装置

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种车镗一体加工装置。

背景技术

车削和镗孔作为机械加工中常见的加工方式，当需要对零件一端进行外圆车削的同时对另一端进行镗孔，现有技术为分布进行加工，中间需要对工件进行换向、更换刀具并重新定刀，这样不仅增加了加工时间，同时二次装夹和重新定刀也降低了内孔和外圆同轴度，增加了次品率。

发明内容

本发明的目的是提供一种车镗一体加工装置，具有可同时对零件两端分别进行车削和镗孔加工的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种车镗一体加工装置，包括镗孔组件、普通数控卧式车床，所述镗孔组包括一端固定连接在车床主轴箱上的电机连接套，所述电机连接套位于主轴箱上远离旋塔刀架一侧且与车床主轴同轴，所述电机连接套另一端固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的电机输出轴端部伸入所述电机连接套并连接有第一滚珠丝杆，所述第一滚珠丝杠上连接有第一滚珠螺母，所述电机连接套内设置有与所述滚珠螺母固定连接的推动杆，所述推动杆伸入主轴通孔，所述推动杆内设置有供所述第一滚珠丝杠伸入的杠孔，所述电机连接套内壁设置有限制所述推动杆与所述电机连接套相对转动的限位凸部，所述推动杆外壁设置有供所述限位凸部嵌入的限位滑槽，所述推动杆内转动连接有中心轴线与所述推动杆平行的调节杆，所述推动杆内设置有供所述调节杆插入的内腔，所述调节杆上设置有锥齿轮一，所述推动杆上转动连接有中心轴线与所述推动杆垂直的齿轮转轴，所述齿轮转轴伸入所述内腔一端设置有与所述锥齿轮一相啮合的锥齿二，所述齿轮转轴伸出于所述内腔端部连接有第二伺服电机，所述电机连接套上设置有供所述齿轮转轴伸出并同所述推动杆轴向滑动的滑动孔，所述推动杆伸出于主轴通孔一端设置有镗刀推动板，所述镗刀推动板上设置有供所述调节杆伸出的杆孔，所述调节杆伸出于所述杆孔一端设置有锥齿轮三，所述镗刀推动板上转动连接有与所述推动杆轴线相垂直的第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠上设置有与所述锥齿轮三相啮合的锥齿轮四，所述滚珠丝杠上连接有第二滚珠螺母，所述第二滚珠螺母上连接有镗刀调节板，所述镗刀推动板上设置有梯形导轨，所述镗刀调节板上设置有供所述梯形导轨嵌入的燕尾槽，所述镗刀调节板上设置有镗刀座，所述镗刀座上连接有镗刀，数控卧式车床主轴转盘上连接有装夹待加工零件的夹具。

通过采用上述技术方案，第一伺服电机驱动第一丝杠转动，第一丝杠通过推动杆驱动镗刀的进给运动，对工件靠近车床主轴一端进行镗孔，而同时数控车床上的外圆车刀可同时对工件远离车床主轴一端进行车削外圆加工，减少了零件加工的周期，提高了零件外圆内孔的同轴度，保证了零件的加工精度，降低了次品率；第二伺服电机驱动锥齿轮二转动，锥齿轮二将扭矩传递到锥齿轮一以驱动锥齿轮一上的调节杆转动，设置于调节杆端部齿轮三与设置于第二丝杠上的齿轮四相啮合实现第二滚珠丝杠的转动，第二丝杠的转动驱动连接于镗刀座上的镗刀做径向移动，实现对不同直径内孔进行镗孔加工。

本发明的进一步设置为：所述夹具包括固定于所述主轴转盘的支撑架，所述支撑架上设置有夹座和夹板，所述夹座和夹板两端设置有相互对应的穿杆孔，所述支撑架上设置有两根分别依次穿过所述夹座和所述夹板对应穿杆孔的导向螺杆，每根所述导向螺杆上连接有两个分别位于所述夹座两侧限制所述夹座在所述导向螺杆上移动的锁定螺栓，所述螺杆上连接有限制所述夹板远离所述夹座的夹紧螺栓。

通过采用上述技术方案，在夹座与夹板之间设置工件，通过调节锁定螺母实现夹座在导向螺杆上的定位，实现对不同尺寸工件相对于车床主轴旋转中心的定位，听过拧紧夹紧螺母实现对于工件的夹紧。

本发明的进一步设置为：所述夹板与所述夹座向相一侧设置有供待加工零件嵌入的夹紧凹槽。

通过采用上述技术方案，将待加工工件放置在夹紧凹槽之间进行对工件的装夹，增加的夹具对于工件的受力点，提高了装夹的稳定性。

本发明的进一步设置为：两所述导向螺杆上分别设置有为所述导向螺杆与支撑架之间提供预紧力的锁紧螺母，所述夹座与所述支撑板之间设置有至少一个顶紧螺杆，所述顶紧螺杆上连接有与所述夹座靠近支撑板一侧相接触的顶紧螺母。

通过采用上述技术方案，旋紧锁紧螺母，对导向螺杆在支撑架进行轴向锁紧，避免在更换工件时，旋松夹紧螺母使导向螺杆在支撑架上松动，造成夹座位置的偏移从而引起定位失效；夹座与支撑架之间的顶紧螺杆对夹座进行支撑，同时增加了导向螺杆与支撑架、导向螺杆与锁定螺母的预紧力，提高了装夹的稳定性。

本发明的进一步设置为：所述支撑架上设置有提高所述支撑架刚度的加强筋。

通过采用上述技术方案，增加了支撑架的刚度，减少了支撑架在转动是的震动。

本发明的进一步设置为：：数控卧式车床主轴转盘上设置有控制所述车床主轴动不平衡的配重块。

通过采用上述技术方案，设置配重块，减小了由于夹具和工件的不规则而在转动时动不平衡引起的震动。

本发明的进一步设置为：数控卧式车床主轴箱外侧设置有电机架，所述电机架上设置有与所述推动杆移动方向相平行的梯形电机导轨，所述电机架上连接有电机座，所述电机座底部设置有供所述梯形电机导轨嵌入的电机滑槽，所述第二伺服电机固定在所述电机座上。

通过采用上述技术方案，将电机连接在电机架上，减轻了推动杆的负载，增加了镗刀进给运动的稳定性，同时梯形电机滑轨与电机滑槽相配合保证了电机同推动杆进行稳定的轴向移动。

本发明的进一步设置为：所述电机连接套上设置有供所述齿轮转轴伸出并滑动的转轴孔，所述推动杆上设置有供所述锥齿轮二和所述齿轮转轴穿过的安装孔，所述推动杆上套设有位于所述安装孔上的轴瓦，所述轴瓦上设置有供所述齿轮转轴伸出的所述推动杆上设置有供所述轴瓦嵌入的限位槽，两所述轴瓦通过螺钉连接套设于所述限位槽内。

通过采用上述技术方案，锥齿轮二伸入安装孔与齿轮一相啮合，齿轮转轴伸出于轴瓦上的转轴孔，轴瓦嵌入限位槽内，便于锥齿轮二的安装，同时避免了在推动杆往复运动时，锥齿轮一与锥齿轮二脱离造成传动失效。

本发明的进一步设置为：所述第一伺服电机与所述第二伺服电机与数控车床的数控系统相连，通过数控系统控制所述第一伺服电机和第二伺服电机。

通过采用上述技术方案，数控系统控制第一伺服电机与第二伺服电机的转速和方向，实现对镗刀进给速度、进给量、和镗孔半径的精确控制。

本发明的有益效果是：

1.将待加工零件通过夹具加紧，启动数控车床，车床上的外圆车刀对零件一端进行外圆车削，同时第一伺服电机通过驱动第一滚珠丝杠转动实现镗刀的进给运动，对零件另一端进行镗孔加工，在提高加工效率，缩短加工周期的同时，提高了一端外圆与另一端内孔的同轴度，降低了次品率。

2.在推动杆端部设置有镗刀推动板，通过第二伺服电机、锥齿轮三、锥齿轮四与第二滚珠丝杠实现了镗刀的径向移动，增加了可镗孔的范围。

3.通过数控系统控制第一伺服电机和第二伺服电机，提高了镗孔的精度和稳定性。

4.将第二伺服电机安装于电机架上，便通过设置在电机架上的梯形电机导轨与电机座上的电机滑槽相配合，减轻了推动杆负载的同时保证了第二伺服电机与推动杆的同步轴向移动。

5.通过在原有普通卧式数控车床上进行改造，无须购买新的机床，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明装配关系图。

图3是本发明电机连接套内部结构图。

图4是本发明夹具结构构图。

图5是本发明调节杆与镗刀的结构关系图。

图6是本发明A处放大图。

图7是本发明B处放大图。

图中，1、电机连接套；11、第一滚珠丝杠；111、第一滚珠螺母；112、杠孔；12、推动杆；121、转轴孔；122、安装孔；123、轴瓦；124限位槽；125、限位滑槽；126、内腔；13、调节杆；131、锥齿轮一；132、锥齿轮三；14、滑动孔；15、限位凸部；2、第一伺服电机； 3、数控车床；4、夹具；41、支撑架；411、加强筋；42、导向螺杆；421、夹紧螺母；422、锁定螺母；423、锁紧螺母；43、夹座；44、夹板；45、夹紧凹槽；46、顶紧螺杆；461、顶紧螺母；5、主轴箱；51、车床主轴；6、电机架；61、电机滑轨；62、电机滑槽；63、电机座；64、第二伺服电机；65、齿轮转轴；651、锥齿轮二；7、配重块；8、镗刀推动板；81、第二滚珠丝杠；811、锥齿轮四；812、第二滚珠螺母；82、镗刀调节板；83、镗刀座；84、镗刀；85、梯形导轨；851、燕尾槽；86、杆孔。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例，一种车镗一体加工装置，如图所示，包括镗孔组件、普通数控车床3，镗孔组包括一端通过连接法兰连接在车床主轴箱5上的电机连接套1，电机连接套1位于主轴箱5上远离旋塔刀架一侧且与车床主轴51同轴，电机连接套1另一端通过螺栓连接有第一伺服电机2，第一伺服电机2的电机输出轴端部伸入电机连接套1并通过联轴器连接有第一滚珠丝杠11，第一滚珠丝杠11上连接有第一滚珠螺母111，电机连接套1内设置有推动杆12，推动杆12与第一滚珠螺母111上的法兰形成固定连接，推动杆12直径小于车床主轴51通孔，推动杆12伸入主轴通孔并与主轴通孔同轴，推动杆12与主轴通孔之间设置有间隙，推动杆 12内设置有供第一滚珠丝杠11伸入的杠孔112，电机连接套1内壁设置有两个限制推动杆12与电机连接套1相对转动的限位凸部15，推动杆12外壁设置有供限位凸部15嵌入的限位滑槽125，伺服电机驱动第一滚珠丝杠11，第一滚珠丝杠11的转动驱动推动杆12在限位滑槽125上轴向滑动。

如图所述，推动杆12内转动连接有中心轴线与推动杆12平行的调节杆13，推动杆12 内设置有供调节杆13插入的内腔126，调节杆13上设置有位于内腔126内的锥齿轮一131，电机连接套1上设置有供齿轮转轴65伸出并滑动的转轴孔121，推动杆12上设置有供锥齿轮二651和齿轮转轴65穿过的安装孔122，推动杆12上套设有位于所述安装孔122上的轴瓦123，轴瓦123上设置有供齿轮转轴65伸出的转轴孔121，齿轮转轴65通过转轴孔121与推动杆12形成转动连接，推动杆12上设置有供轴瓦123嵌入的限位槽124，两轴瓦123通过螺钉连接套设于限位槽124内，齿轮转轴65伸入内腔126一端设置有与锥齿轮一131相啮合的锥齿轮二651。

如图所示，电机连接套1上设置有供齿轮转轴65伸出并同推动杆12轴向滑动的滑动孔 14，齿轮转轴65伸出于内腔126端部连接有第二伺服电机64，车床主轴51箱5外侧设置有电机架6，电机架6上设置有与推动杆12移动方向相平行的梯形电机滑轨61，电机架6上连接有电机座63，所述电机座63底部设置有供梯形电机滑轨61嵌入的电机滑槽62，第二伺服电机64固定在所述电机座63上，当第一滚珠丝杠11驱动推动杆12轴向运动时，第二伺服电机64在电机座63上沿着电机滑轨61进行同步滑动。

如图所示，推动杆12伸出于主轴通孔一端设置有镗刀推动板8，镗刀推动板8上设置有供调节杆13伸出的杆孔86，调节杆13伸出于杆孔86一端设置有锥齿轮三132，镗刀推动板 8上转动连接有与推动杆12轴线相垂直的第二滚珠丝杠81，第二滚珠丝杠81上设置有与锥齿轮三132相啮合的锥齿轮四811，第二滚珠丝杠81上连接有第二滚珠螺母812，第二滚珠螺母812上连接有镗刀调节板82，镗刀推动板8上设置有梯形导轨85，镗刀调节板82上设置有供梯形导轨85嵌入的燕尾槽851，所述镗刀调节板82上设置有镗刀座83，所述镗刀座 83上连接有镗刀84，调节杆13的转动通过锥齿轮三132与锥齿轮四811的啮合驱动第二滚珠丝杠81的转动，第二滚珠丝杠81的转动驱动镗刀座83沿梯形导轨85移动从而对镗刀84 相对位置进行调节，实现对于不同直径内孔的镗孔加工。

如图所示，车床主轴转盘上连接有装夹待加工零件的夹具4，夹具4包括固定于主轴转盘的支撑架41，支撑架41上设置有夹座43和夹板44，夹座43和夹板44两端设置有相互对应的穿杆孔86，支撑架41上设置有两根分别依次穿过夹座43和夹板44对应穿杆孔86的导向螺杆42，每根所述导向螺杆42上连接有两个分别位于夹座43两侧的锁定螺母422，分别拧紧夹座43两侧的锁定螺母422以实现夹座43在导向螺杆42上的定位，两导向螺杆42上分别连接有锁紧螺母423，拧紧锁紧螺母423增强导向螺杆42与支撑架41之间提供预紧力，防止导向螺杆42在拆卸待加工零件时出现松动，夹座43与支撑架41之间设置有两个顶紧螺杆46，两顶紧螺杆46上分别连接有与夹座43靠近支撑架41一侧相接触的顶紧螺母461，转动顶紧螺母461使其顶紧夹座43，对夹座43进行顶紧支撑，提高夹座43的稳定性，导向螺杆42上连接有限制夹板44远离夹座43的夹紧螺母421，夹板44与夹座43向相一侧设置有供待加工零件嵌入的夹紧凹槽45，根据待加工零件的尺寸，通过调节锁定螺母422来调整夹座43在导向螺杆42上的相对位置，将待加工零件放入夹紧凹槽45并拧紧夹紧螺母421实现对待加工定位和装夹，支撑架41上设置有提高支撑架41刚度的加强筋411，数控卧式车床主轴51转盘上设置有控制主轴动不平衡的配重块7，从而减轻夹具4同工件在转动时的引起的震动。

使用车镗一体加工装置时，将待加工零件通过夹具4进行装夹和定位，调整配重块7实现装置的动平衡，通过数控系统控制第二伺服电机64对镗刀84进行定刀，启动数控车床3，数控系统控制数控车床3上的外圆车刀对待加工零件一端进行外圆车削，同时，数控系统控制第一伺服电机2实现镗刀84的进给运动，从而实现同时对零件两端分别进行车削和镗孔加工，提高一端外圆与另一端内孔的同轴度，提高了零件的加工精度，降低了次品率。

Claims (9)

1.一种车镗一体加工装置，包括镗孔组件、普通数控车床(3)，所述镗孔组包括一端固定连接在主轴箱(5)上的电机连接套(1)，所述电机连接套(1)位于主轴箱(5)上远离旋塔刀架一侧且与车床主轴(51)同轴，所述电机连接套(1)另一端固定连接有第一伺服电机(2)，所述第一伺服电机(2)的电机输出轴端部伸入所述电机连接套(1)并连接有第一滚珠丝杠(11)，所述第一滚珠丝杠(11)上连接有第一滚珠螺母(111)，所述电机连接套(1)内设置有与所述第一滚珠螺母(111)固定连接的推动杆(12)，所述推动杆(12)伸入车床主轴通孔，所述推动杆(12)内设置有供所述第一滚珠丝杠(11)伸入的杠孔(112)，所述电机连接套(1)内壁设置有限制所述推动杆(12)与所述电机连接套(1)相对转动的限位凸部(15)，所述推动杆(12)外壁设置有供所述限位凸部(15)嵌入的限位滑槽(125)，所述推动杆(12)内转动连接有中心轴线与所述推动杆(12)平行的调节杆(13)，所述推动杆(12)内设置有供所述调节杆(13)插入的内腔(126)，所述调节杆(13)上设置有锥齿轮一(131)，所述推动杆(12)上转动连接有中心轴线与所述推动杆(12)垂直的齿轮转轴(65)，所述齿轮转轴(65)伸入所述内腔(126)一端设置有与所述锥齿轮一(131)相啮合的锥齿轮二(651)，所述齿轮转轴(65)伸出于所述内腔(126)端部连接有第二伺服电机(64)，所述电机连接套(1)上设置有供所述齿轮转轴(65)伸出并同所述推动杆(12)轴向滑动的滑动孔(14)，所述推动杆(12)伸出于主轴通孔一端设置有镗刀推动板(8)，所述镗刀推动板(8)上设置有供所述调节杆(13)伸出的杆孔(86)，所述调节杆(13)伸出于所述杆孔(86)一端设置有锥齿轮三(132)，所述镗刀推动板(8)上转动连接有与所述推动杆(12)轴线相垂直的第二滚珠丝杠(81)，所述第二滚珠丝杠(81)上设置有与所述锥齿轮三(132)相啮合的锥齿轮四(811)，所述第二滚珠丝杠(81)上连接有第二滚珠螺母(812)，所述第二滚珠螺母(812)上连接有镗刀调节板(82)，所述镗刀推动板(8)上设置有梯形导轨(85)，所述镗刀调节板(82)上设置有供所述梯形导轨(85)嵌入的燕尾槽(851)，所述镗刀调节板(82)上设置有镗刀座(83)，所述镗刀座(83)上连接有镗刀(84)，数控卧式车床主轴转盘上连接有装夹待加工零件的夹具(4)。

2.根据权利要求1所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：所述夹具(4)包括固定于所述主轴转盘的支撑架(41)，所述支撑架(41)上设置有夹座(43)和夹板(44)，所述夹座(43)和夹板(44)两端设置有相互对应的穿杆孔(86)，所述支撑架(41)上设置有两根分别依次穿过所述夹座(43)和所述夹板(44)对应穿杆孔(86)的导向螺杆(42)，每根所述导向螺杆(42)上连接有两个分别位于所述夹座(43)两侧限制所述夹座(43)在所述导向螺杆(42)上移动的锁定螺母(422)，所述导向螺杆(42)上连接有限制所述夹板(44)远离所述夹座(43)的夹紧螺母(421)。

3.根据权利要求2所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：所述夹板(44)与所述夹座(43)向相一侧设置有供待加工零件嵌入的夹紧凹槽(45)。

4.根据权利要求2所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：两所述导向螺杆(42)上分别设置有为所述导向螺杆(42)与支撑架(41)之间提供预紧力的锁紧螺母(423)，所述夹座(43)与所述支撑架(41)之间设置有至少一个顶紧螺杆(46)，所述顶紧螺杆(46)上连接有与所述夹座(43)靠近支撑架(41)一侧相接触的顶紧螺母(461)。

5.根据权利要求2所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：所述支撑架(41)上设置有提高所述支撑架(41)刚度的加强筋(411)。

6.根据权利要求1所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：主轴转盘上设置有控制所述车床主轴(51)动不平衡的配重块(7)。

7.根据权利要求1所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：主轴箱(5)外侧设置有电机架(6)，所述电机架(6)上设置有与所述推动杆(12)移动方向相平行的梯形电机滑轨(61)，所述电机架(6)上连接有电机座(63)，所述电机座(63)底部设置有供所述电机滑轨(61)嵌入的电机滑槽(62)，所述第二伺服电机(64)固定在所述电机座(63)上。

8.根据权利要求1所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：所述电机连接套(1)上设置有供所述齿轮转轴(65)伸出并滑动的转轴孔(121)，所述推动杆(12)上设置有供所述锥齿轮二(651)和所述齿轮转轴(65)穿过的安装孔(122)，所述推动杆(12)上套设有位于所述安装孔(122)上的轴瓦(123)，所述轴瓦(123)上设置有供所述齿轮转轴(65)伸出的转轴孔(121)，所述推动杆(12)上设置有供所述轴瓦(123)嵌入的限位槽(124)，两所述轴瓦(123)通过螺钉连接套设于所述限位槽(124)内。

9.根据权利要求1所述的一种车镗一体加工装置，其特征在于：所述第一伺服电机(2)与所述第二伺服电机(64)与所述数控车床(3)的数控系统相连，通过数控系统控制所述第一伺服电机(2)和第二伺服电机(64)。