CN110977473A - 一种笔头自动化加工机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有中心定位功能的笔头自动化加工机床，机床包括上部机床用于对笔料内部进行加工、中部转盘式加工台用于夹持笔料进行周期性转动和下部机床用于为所述中部转盘式加工台提供动力。上部机床的加工机构包括中心定位机构，中心定位机构包括中心定位钻、平口刀、斜口刀，利用中心定位钻对笔头内部进行定位并加工，利用斜口刀和平口刀对笔头锥面和平面进行加工，实现对笔料的精准定位，有效防止笔料与加工机构之间的错位，提高了笔头加工精度与加工效率。因此，本发明专利不但可以用于加工子弹型笔头，也可以用于加工针管型笔头。

Description

一种笔头自动化加工机床
技术领域
本发明涉及一种笔头加工设备，尤其涉及一种笔头自动化加工机床。
背景技术
目前，国内圆珠笔笔头的生产主要依靠进口瑞士MIKRON(米克朗)公司的24工位机床，该机床的24个工位均匀分布在一个圆盘上，可以进行双循环加工笔头，实现了笔头从坯料开始的外形切削，内孔钻削、冲槽、装珠、收口等一系列精密加工工序，一次装夹最后输出成品，该机床加工效率和加工精度都十分高。但这种24工位机床只能同于加工子弹型笔头，这类子弹型笔头更适合生产偏粗或较粗的笔头，比较适合欧美拉丁文等结构简单的文字书写，对于中文汉字在书写复杂结构文字时需要用到更细的笔头，而这种24工位机床不具备生产这类针管型笔头的功能。
上述24工位加工机床将待加工的笔料夹持在圆盘上，根据加工工艺依次旋转到相应的加工工位，无需频繁的拆装笔料，但这对笔料和加工机构的同步性要求较高，如果两者之间出现错位，则会导致笔头加工精度缺失甚至导致笔料和加工机构的损坏，极易导致机器故障，使得生产效率低下，同时增大了生产成本。
因此，为了保证笔头生产过程中各个加工部件始终保持同步，需要开发一种具有中心定位功能的笔头自动化加工机床。
发明内容
本发明目的是为了满足笔料和加工机构的同步性要求，提供了一种具有中心定位功能的笔头自动化加工机床，该具有中心定位功能的笔头自动化加工机床，同时适用于加工子弹型笔头和针管型笔头，而且能够对笔料进行精确定位。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
一种笔头自动化加工机床，包括：上部机床、下部机床和中部转盘式加工台，所述上部机床包括多个上部加工机构，用于对笔料进行加工，每个所述上部加工机构由相应动力头驱动，所述中部转盘式加工台包括多个加工工位，每个工位通过笔头加持机构用于夹持多个笔料进行周期性转动，所述下部机床包括多个下部加工机构，用于对笔料进行加工，每个所述下部加工机构由相应动力头驱动，所述下部机床还包括传动机构，用于为所述中部转盘式加工台提供动力，其中，所述上部加工机构包括中心定位机构，每个所述中心定位机构设置用于实现相应所述加工机构相对于笔料的定位。
进一步地，所述上部加工机构与所述下部加工机构位置一一对应。
进一步地，所述中心定位机构包括中心定位钻、平口刀和斜口刀，所述中心定位钻设置成在中心位置与笔料抵接，所述平口刀和所述斜口刀设置在所述中心定位钻的两侧用于分别对笔头锥面和平面进行切削。
进一步地，所述中心定位钻包括定位头、导向头、座体钻和钻体棒，所述定位头位于所述中心定位钻最前端，所述导向头位于所述定位头之后，用于当所述中心定位机构上下运动和旋转运动时与笔料接触，所述座体钻与所述导向头相连，对所述导向头起到支撑作用，所述钻体棒位于所述中心定位钻最末端，所述钻体棒与所述动力头连接固定。
进一步地，所述定位头为圆锥形，锥面角度为120°±20°。
进一步地，所述座体钻上方锥面夹角为120°±20°。
进一步地，所述平口刀分两段斜面：平口刀顶部斜面与平面夹角为55°±10°，平口刀中部斜面与平面夹角为45°±10°，平口刀中部斜面尖部到中部的高度为2.8mm±1mm。
进一步地，所述斜口刀分两段斜面，斜口刀顶部斜面与平面夹角为45°±10°，斜口刀底部斜面与平面夹角为22°±10°。
进一步地，所述中心定位机构中任一斜面特征与斜面特征之间的连接方式包括内凹弧形连接。
进一步地，所述中部转盘式加工台的传动采用油气混合气体浮动转位。
进一步地，所述下部机床还包括驱动电机，所述驱动电机与所述传动机构相连而用于控制所述传动机构的运动，从而控制所述中部转盘式加工台的运动。
进一步地，所述动力头的一端与皮带相连，所述皮带借助电机驱动，进而带动所述动力头旋转运动；所述动力头的上下运动依靠所述电机驱动，所述电机借助齿轮带动凸轮，所述凸轮推动杠杆机构，从而实现所述动力头的上下运动。
进一步地，所述机床的内部设有油泵机组和油箱，所述机床的四周设有用于给床身喷油的喷油机构，所述机床的外部设有透明外罩。
进一步地，所述上部加工机构包括上料单元、夹持单元、斜面加工单元、长度加工单元、球座加工单元、钻孔单元、检测单元、珠座加工单元、外圆加工单元、若干去毛屑单元、冲槽单元、装珠单元、收口单元、压珠单元。
进一步地，所述下部机床上所设置的加工机构包括回料单元、若干支持单元、若干总长加工单元、若干钻孔单元、检测单元、倒角单元、若干去毛屑单元、锁紧单元。
本发明通过设计一种具有中心定位功能的笔头自动化加工机床，利用中心定位机构能够对笔料进行精确定位，满足笔料和加工机构的同步性要求，适用于针管型笔头和子弹头笔头的定位。该具有中心定位功能的笔头自动化加工机床具有加工精度高、笔料定位精度高、生产效率高、结构紧凑等优点。因此，本发明不但可以用于生产子弹头笔头，也可以用于生产针管型笔头。
附图说明
本发明的以上技术内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的技术方案的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1是本发明一实施例的笔头自动化加工机床的立体示意图；
图2是图1中A部分的局部放大立体示意图；
图3是本发明一实施例的笔头自动化加工机床的驱动结构立体示意图；
图4是本发明一实施例的中心定位机构的中心定位钻的结构示意图；
图5是图4中B部分的局部放大结构示意图；
图6是本发明一实施例的中心定位机构的平口刀的结构示意图；
图7是发明一实施例的中心定位机构的斜口刀的结构示意图；
图8是本发明一实施例的中心定位机构的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1 上部机床
2 下部机床
3 中部转盘式加工台
31 笔头夹持机构
4 上部加工机构
41 中心定位机构
411 中心定位钻
4111 定位头
4112 导向头
4113 座体钻
4114 钻体棒
412 平口刀
4121 平口刀顶部斜面
4122 平口刀中部斜面
413 斜口刀
4131 斜口刀顶部斜面
4132 斜口刀底部斜面
5 下部加工机构
6 动力头
61 电机
7 电路控制箱
8 排油雾机构
9 驱动箱
91 传动机构
92 驱动电机
10 电气控制柜
101 操作面板
具体实施方式
以下在具体实施方式中叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
具有中心定位功能的笔头自动化加工机床，机身装有外部机罩，外罩内部的机床分为上部机床1、下部机床2和中部转盘式加工台3。多个加工工位分布在转盘式加工台上。机床包括多个加工机构，该多个加工机构分为上部加工机构4和下部加工机构5，上部加工机构位于上部机床，下部加工机构位于下部机床，上、下部加工机构位置一一对应。笔料通过笔头夹持机构31固定于所述中部转盘式加工台上，加工机构安装于动力头6末端从而受动力头驱动，且与笔料垂直放置。当前工位加工完成后，转盘式加工台旋转至下一工位。机床顶部装有电路控制箱7和排油雾机构8，机床底部装有驱动箱9，驱动箱包括驱动轴91和驱动电机92，带动转盘式加工台3将笔料转动到下一个加工工位。机床后方为电气控制柜10，表面设有操作面板101。机床内部装有给床身喷油润滑的油泵机组及油箱，机身四周装有用于给床身喷油的喷油机构。
所述转盘式加工台在每一个工位的轴向上下端布置有两个动力头，实现一次夹装两次加工，去除二次定位误差，提高定位精度和加工效率。其中，转盘式工作台的传动采用油气混合气体浮动转位，借助混合气体抬起旋转圆盘，使其处于与原设备脱离的“悬浮”状态，进而有效减少系统的摩擦，当转位过程完成后，气压会下沉，牢牢地吸引住旋转圆盘，从而有效提升系统加工环节旋转圆盘运作的稳定性。
所述动力头的一端(通常是上端)与皮带相连，皮带借助电机驱动，进而带动动力头旋转运动；动力头的上下运动依靠电机驱动，电机借助齿轮带动凸轮，凸轮推动杠杆机构，从而实现动力头的上下运动。
在一实施例中，所述上排加工机构包括上料单元、夹持单元、斜面加工单元、长度加工单元、球座加工单元、钻孔单元、检测单元、珠座加工单元、外圆加工单元、若干去毛屑单元、冲槽单元、装珠单元、收口单元、压珠单元；所述下排加工机构包括回料单元、若干支持单元、若干总长加工单元、若干钻孔单元、检测单元、倒角单元、若干去毛屑单元、锁紧单元。
如图8所示，若干加工机构还包括中心定位机构，所述中心定位机构41安装于动力头末端而受动力头的驱动。每个中心定位机构包括中心定位钻411、平口刀412、斜口刀413。所述平口刀、斜口刀位于中心定位钻的两侧，分别对笔头锥面和平面进行切削。
如图4、5所示，中心定位钻411包括定位头4111、导向头4112、座体钻4113、钻体棒4114。定位头4111位于中心定位结构41最前端，导向头4112位于定位头4111后，当中心定位结构上下运动和旋转运动时与笔料接触；座体钻4113与导向头4112相连，对导向头4112起到支撑作用，使得导向头4112与笔料的接触更加平稳，减少中心定位机构41的磨损，延长使用寿命；钻体棒4114位于中心定位机构41最末端，钻体棒4114与动力头连接固定。所述导向头为圆锥形，锥面角度为120°±20°，本实施例中为120°，圆锥直径视加工笔头型号而定。所述座体钻上方锥面夹角为120°±20°，本实施例中为120°。
所述定位头4111与导向头4112连接处为内凹弧形连接，避免产生料屑。
如图6所示，所述平口刀分两段斜面：顶部4121斜面与平面夹角为55°±10°，本实施例中为55°；中部斜面4122与平面夹角为45°±10°，本实施例中为45°；中部斜面的尖部到中部的高度为2.8mm±1mm，本实施例中为2.8mm。
如图7所示，所述斜口刀分两段斜面：顶部斜面4131与平面夹角为45°±10°，本实施例中为45°，底部斜面4132与平面夹角为22°±10°，本实施例中为22°30′。
这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种笔头自动化加工机床，包括：上部机床(1)、下部机床(2)和中部转盘式加工台(3)，
所述上部机床包括多个上部加工机构(4)，用于对笔料进行加工，每个所述上部加工机构由相应动力头(6)驱动，
所述中部转盘式加工台包括多个加工工位，每个工位通过笔头加持机构(31)用于夹持多个笔料进行周期性转动，
所述下部机床包括多个下部加工机构(5)，用于对笔料进行加工，每个所述下部加工机构由相应动力头(6)驱动，所述下部机床还包括传动机构(91)，用于为所述中部转盘式加工台提供动力，
其中，所述上部加工机构包括中心定位机构(41)，每个所述中心定位机构设置用于实现相应所述加工机构相对于笔料的定位。
2.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述上部加工机构与所述下部加工机构位置一一对应。
3.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述中心定位机构包括中心定位钻(411)、平口刀(412)和斜口刀(413)，所述中心定位钻设置成在中心位置与笔料抵接，所述平口刀和所述斜口刀设置在所述中心定位钻的两侧用于分别对笔头锥面和平面进行切削。
4.根据权利要求3所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述中心定位钻(411)包括定位头(4111)、导向头(4112)、座体钻(4113)和钻体棒(4114)，
所述定位头位于所述中心定位钻最前端，所述导向头位于所述定位头之后，用于当所述中心定位机构上下运动和旋转运动时与笔料接触，
所述座体钻与所述导向头相连，对所述导向头起到支撑作用，
所述钻体棒位于所述中心定位钻最末端，所述钻体棒与所述动力头连接固定。
5.根据权利要求4所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述定位钻为圆锥形，锥面角度为120°±20°。
6.根据权利要求4所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述座体钻上方锥面夹角为120°±20°。
7.根据权利要求3所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述平口刀分两段斜面：平口刀顶部斜面(4121)与平面夹角为55°±10°，平口刀中部斜面(4122)与平面夹角为45°±10°，平口刀中部斜面尖部到中部的高度为2.8mm±1mm。
8.根据权利要求3所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述斜口刀分两段斜面，斜口刀顶部斜面(4131)与平面夹角为45°±10°，斜口刀底部斜面(4132)与平面夹角为22°±10°。
9.根据权利要求3所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述中心定位机构中任一斜面特征与斜面特征之间的连接方式包括内凹弧形连接。
10.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述中部转盘式加工台的传动采用油气混合气体浮动转位。
11.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述下部机床还包括驱动电机(92)，所述驱动电机与所述传动机构相连而用于控制所述传动机构的运动，从而控制所述中部转盘式加工台的运动。
12.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述动力头的一端与皮带相连，所述皮带借助电机(61)驱动，进而带动所述动力头旋转运动；所述动力头的上下运动依靠所述电机驱动，所述电机借助齿轮带动凸轮，所述凸轮推动杠杆机构，从而实现所述动力头的上下运动。
13.根据权利要求1所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述机床的内部设有油泵机组和油箱，所述机床的四周设有用于给床身喷油的喷油机构，所述机床的外部设有透明外罩。
14.根据权利要求1-13任一项所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述上部加工机构包括上料单元、夹持单元、斜面加工单元、长度加工单元、球座加工单元、钻孔单元、检测单元、珠座加工单元、外圆加工单元、若干去毛屑单元、冲槽单元、装珠单元、收口单元、压珠单元。
15.根据权利要求1-13任一项所述的笔头自动化加工机床，其特征在于，所述下部机床上所设置的加工机构包括回料单元、若干支持单元、若干总长加工单元、若干钻孔单元、检测单元、倒角单元、若干去毛屑单元、锁紧单元。
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