CN111036957B - 一种双传动零件孔加工机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体公开了一种双传动零件孔加工机，包括机座和连接于机座上的夹持机构，夹持机构包括卡盘和驱动卡盘转动的夹持驱动单元，机座上设有快速进给单元和用于零件加工的加工机构，夹持驱动单元连接有加工进给单元，机座上设有用于切换加工机构与快速进给单元或者加工进给单元交替连接的切换机构。本发明通过快速进给单元或者加工进给单元间歇性的与加工机构连接，从而在加工时缓慢进给，而在进刀或者退刀时快速运动，减少进刀或者退刀的时间，解决了现有技术中无法快速对长轴类零件进行精确且快速加工的问题。

Description

一种双传动零件孔加工机

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种双传动零件孔加工机。

背景技术

在利用机床对回转体零件加工中，例如对轴类零件或者盘类零件进行磨削加工或者钻孔时，通常是利用机床上的卡盘将零件锁紧固定，然后利用驱动件驱动卡盘高速转动，从而使卡盘带动零件同步转动，然后推动刀具向靠近零件方向运动，从而使刀具逐渐完成对零件的加工，在加工过程中，受刀具刚度大小、加工材料类型、加工精度要求以及切削速度等众多因素影响，刀具的吃刀量以及进给速度都有严格的控制，而刀具的进给速度的大小不仅决定了机床加工效率，而且对表面质量有着重要的影响。

现有技术中，机床上的刀具一般是依靠丝杠传动完成进给的，刀具在加工零件时的进给速度一般都是以毫米计，因此在长轴类和超长轴类零件的加工中(例如加工的零件长度达3-5米)，由于此类零件在轴向上长度较长，利用现有的传动进给方式对零件进行加工时，如果仅依靠刀具缓慢的进给速度来将刀具传送至加工位置(进刀)，或者在完成加工后进行退刀时，刀具的走刀速度十分慢，导致在进退刀中耗费大量的时间，严重影响加工效率。如果利用大螺距的进给丝杆进行传动，可以使刀具快速运动至加工位置(快速进刀)，但是又会造成刀具在加工零件过程中的进给速度过快，造成刀具容易损坏等问题；如果不改变刀具位置而利用卡盘重新固定零件，虽然可以使刀具快速位于零件的加工位置，但是由于零件的重复定位，使得零件因重复定位而造成加工误差量增大等问题。因此，有必要设计一种便于精确、快速加工长轴类零件的加工设备。

发明内容

本发明意在提供一种双传动零件孔加工机，以解决现有技术中无法快速对长轴类零件进行精确且快速加工的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种双传动零件孔加工机，包括机座和连接于机座上的夹持机构，夹持机构包括卡盘和驱动卡盘转动的夹持驱动单元，机座上设有快速进给单元和用于零件加工的加工机构，夹持驱动单元连接有加工进给单元，机座上设有用于切换加工机构与快速进给单元或者加工进给单元交替连接的切换机构。

本技术方案的原理在于：卡盘用于夹持固定零件，夹持驱动单元用于驱动卡盘转动，从而使卡盘带动卡盘上固定的零件转动；加工机构用于对零件进行加工，本申请中，在切换机构的切换下，可以使快速进给单元或者加工进给单元交替的与加工机构连接。

当快速进给单元与加工机构连接时，可以使加工机构在机座上快速运动，从而使加工机构快速靠近或者远离零件，实现快速进退刀；而当，同时加工进给单元与加工机构连接时，由于加工进给单元与夹持驱动单元连接，加工进给单元驱动加工机构缓慢进给，使加工机构保持稳定的加工进给速度，实现对零件余量进行稳定的加工。

本技术方案的有益效果在于：

1.能够有效提升零件加工的效率：相比于现有技术中对长轴类零件进行加工时，零件加工的进给速度与快速进退刀之间存在矛盾，造成长轴类零件的加工效率低下。本申请中，利用快速进给单元和加工进给单元的双传动结构，在加工机构对零件加工过程中，通过切换机构合理选择性地将快速进给单元或者加工进给单元与加工机构连接，在需要对零件余量进行加工时，使加工进给单元与加工机构连接，而在需要快速进退刀时，使加工机构与快速进给单元连接，从而使加工机构能够顺利完成对零件的加工，同时在完成加工时能够快速进退刀，有效减少加工长轴类零件时进退刀的时间损耗，提升零件加工的效率。

2.结构简单且控制简便：相比于现有技术中部分机床上设置单独的动力机构驱动丝杠传动，使得机床的结构和控制都十分复杂。本申请中，加工进给单元是连接在夹持驱动单元上的，因此夹持驱动单元驱动卡盘转动时可以同时带动加工进单元传动，从而使加工机构完成对零件的加工，不必对加工机构设置额外的动力元件，使得本申请中的加工机结构简单、控制简便。

3.有利于实现对零件的精确加工：由于本申请中是利用切换机构使快速进给单元或者加工进给单元交替的与加工机构进行连接，从而使加工机构加工零件或者快速进退刀，整个加工过程中，刀具和零件都未进行重新装夹定位，从而有效保证加工机构与零件之间的对位精度，减少因重复定位带来的误差，有利于实现对零件的精确加工。

4.有利于提升加工质量并延长加工机构的使用寿命：相比于现有技术中在对零件进行加工时，刀具的进给是通过人工手动转动手轮来实现，刀具的进给速度完全由人工手动控制，容易导致刀具因受力不均而磨损加重甚至是直接损坏。本申请中，当加工零件时，由于加工机构的进给是由加工进给单元，而加工进给单元是连接在夹持驱动单元上，且传动稳定，使加工机构能稳定进给而对零件进行加工，有效减少加工机构损坏的情况。

进一步，加工机构包括支撑座、螺纹套和丝杆，支撑座固定连接于机座上，螺纹套转动连接于支撑座上且可以与加工进给单元或者快速进给单元连接，丝杆与螺纹套螺纹连接且丝杆与卡盘同轴设置，丝杆靠近卡盘一端固定连接有刀具。

由于支撑座固定在机座上，螺纹套是转动连接在支撑座上，而丝杆与螺纹套螺纹连接，当螺纹套沿着支撑座转动时，由于螺纹套与支撑座无法发生相对滑动，因此螺纹套将驱动丝杆沿着螺纹套的轴向进行运动，丝杆与卡盘同轴设置且丝杆靠近卡盘一端固定连接有刀具，丝杆沿着螺纹套的轴向运动时，将带动刀具靠近或者远离零件，从而使刀具实现进退刀和加工零件等操作；螺纹套可以与加工进给单元或者快速进给单元连接，使得螺纹套的转动速度对应改变，从而使螺纹套带动丝杆和刀具快速或者缓慢移动，进而使刀具实现加工和快速进退刀。

进一步，快速进给单元包括进刀电机和第一传动件，进刀电机固定连接于机座上，第一传动件连接于进刀电机和螺纹套之间。

进刀电机转动时将通过第一传动件带动螺纹套快速转动，从而使螺纹套带动丝杆沿着螺纹套的轴向快速移动，实现丝杆上固定连接的刀具进行快速进退刀。

进一步，第一传动件包括转动连接于进刀电机的输出轴与螺纹套之间的皮带。

相比于利用链条进行传动，虽然链条可以进行精确传动比的传动，但是其安装精度要求高且成本较大。本方案中，更优地，利用皮带进行传动，一方面可以满足刀具快速进退刀时对精度要求不高而对传动速度需求大的需求，同时皮带便于安装和维修，成本更低。

进一步，加工进给单元包括传动杆、连接齿轮、主动齿轮和从动轮，连接齿轮与夹持驱动单元连接，传动杆转动连接于机座上，连接齿轮固定连接于传动杆的一端、主动轮固定连接于传动杆的另一端，从动轮固定连接于螺纹套上，主动轮和从动轮之间连接有链条。

连接齿轮与夹持驱动单元连接，使得夹持驱动单元驱动卡盘转动时同步带动连接齿轮转动，连接齿轮将带动连接杆转动，从而使连接杆带动主动轮转动，主动轮通过链条带动从动轮转动，最终使从动轮带动螺纹套转动，实现螺纹套带动刀具运动的目的。本方案中，主动轮和从动轮之间是通过链条连接的，一方面，利用链条有利于保证整个加工进给单元与夹持驱动单元之间的传动比，另一方面，链条可以承受较大的载荷，使得利用加工进给单元在驱动刀具对零件进行加工时，刀具能够获得充足的动力。

进一步，夹持驱动单元与连接齿轮之间连接有齿轮变速箱。

在夹持驱动单元与连接齿轮之间连接齿轮变速箱，从而更好地控制刀具加工零件时的进给速度。

进一步，丝杆内部空心设置，丝杆上远离刀具的一端设有用于提供冷却液的冷却泵，冷却泵与丝杆内部空心之间连接有液压管，刀具上设有与丝杆空心连通的冷却流道；液压管与丝杆之间通过密封螺帽固定连接。

利用冷却泵对刀具供给冷却液，冷却液经过液压管和丝杆内部空心后由刀具处喷向加工位置，冷却液同时起到冷却和润滑的作用，同时由于冷却泵的压力作用，使得冷却液喷向加工位置时具有较高的流速，从而使加工产生的碎屑快速被排走，在进行深孔加工时能有效将碎屑挤压出深孔外，从而减少刀具被损坏的概率；液压管与丝杆之间通过密封螺帽固定连接，使得丝杆与液压管保持稳定连接，确保液压管能够稳定地对丝杆供给冷却液。

进一步，机座上固定连接有若干支撑丝杆的支撑台。

利用支撑台对丝杆进行支撑，从而保证丝杆及道具与加工零件的同轴度。

进一步，切换机构包括左花键、右花键、固定板和滑杆，固定板固定连接于支撑座上，螺纹套上固定连接有固定盘，固定盘的两侧均焊接有花键套，左花键和右花键分别位于固定盘的两侧且均能与花键套啮合，从动轮固定连接于左花键上，右花键上开有与皮带配合的传动槽；滑杆滑动连接于固定板上，滑杆上设有拨动左花键或者右花键间歇与花键套啮合的拨动件。

由于固定盘的两侧均固定连接有花键套，在滑动滑杆时，可以利用滑杆带动拨动件运动，使拨动件带动左花键或者右花键与花键套啮合，且左花键或者右花键不同时与花键套啮合，从而实现链条或者皮带带动螺纹套转动，实现螺纹套带动丝杆和刀具的快速或者缓慢运动。

进一步，拨动件包括拨动左花键的左拔插以及拨动右花键的右拔插，左拔插和右拔插均与滑杆固定连接。

通过滑动滑杆而同时带动左拔插和右拔插运动，从而使左拔插带动左花键运动、右拔插带动右花键运动，当左拔插推动左花键与花键套啮合时，右拔插推动右花键与花键套脱离，快速实现左花键或者右花键间歇与花键套啮合，结构简单、操作方便。

附图说明

图1为本发明实施例一的示意图。

图2为图1中A处局部放大图。

图3为本发明实施例二中切换机构示意图。

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：机座1、卡盘2、旋转电机3、传动轴4、支撑座5、螺纹套6、丝杆7、冷却泵8、支撑台9、连接齿轮10、传动杆11、主动轮12、从动轮13、传动轮14、齿轮变速箱15、链条16、进刀电机17、皮带18、左花键19、右花键20、固定板21、滑杆22、分支板23、固定盘24、花键套25。

实施例基本如附图1所示：一种双传动零件孔加工机，包括机座1和连接于机座1上的夹持机构，本实施例中，夹持机构包括卡盘2和驱动卡盘2转动的夹持驱动单元，夹持驱动单元包括通过螺栓固定连接于机座1上的旋转电机3，卡盘2和旋转电机3之间通过螺钉固定连接有传动轴4，旋转电机3转动时带动传动轴4转动，从而使传动轴4带动卡盘2和卡盘2上固定的待加工零件转动。

结合图1和图2，机座1上设有用于加工零件用加工机构，加工机构包括支撑座5、螺纹套6和丝杆7，支撑座5通过螺栓固定连接于机座1的顶面，螺纹套6通过轴承转动连接于支撑座5上，丝杆7水平设置且丝杆7与螺纹套6螺纹连接，同时，支撑座5上设置有防止丝杆7转动的阻挡件，本实施例中，防止丝杆7转动的具体方式如下：在靠近刀具的支撑台上焊接有凸台，同时在丝杆7底部开有沿轴线设置的滑槽，凸台伸入滑槽内与之配合，当螺纹套6沿着支撑座5转动时，由于凸台对丝杆7的限制，使得丝杆5无法转动而只能横向滑动。丝杆7的左端与卡盘2相对设置，且丝杆7的左端通过螺钉固定连接有加工零件用刀具。本实施例中，丝杆7内部空心设置有空心部，且刀具上开有与空心部连通的冷却流道(图中未画出)，丝杆7的右端设有冷却泵8，冷却泵8和丝杆7的空心部之间连接有液压管，液压管与丝杆7之间通过密封螺帽固定连接，当刀具在加工零件时，冷却泵8通过液压管向丝杆7的空心部以及刀具提供高压冷却液，冷却液流经刀具加工零件位置时，冷却液对刀具进行降温和润滑，同时，冷却液高速喷向被加工的零件，有利于将加工零件所产生的碎屑去除，特别是在进行深孔加工时，冷却液可以快速将加工产生的碎屑推出到加工的深孔外，防止碎屑在深孔中堵塞而使刀具或者丝杆7卡死。本实施例中，为了使丝杆7能够顺畅地横向滑动，在机座1的顶面通过螺钉固定连接有两个支撑台9，支撑台9上开有横向设置的通孔，丝杆7穿设于通孔中，支撑台9对丝杆7起到辅助支撑作用。

结合图1和图2，旋转电机3和螺纹套6之间连接有加工进给单元，加工进给单元包括连接齿轮10、传动杆11、主动轮12和从动轮13，同时传动轴4上通过平键固定连接有传动轮14，传动轮14和连接齿轮10连接，由于旋转电机3的转速较高，本实施例中为了调节连接齿轮10的传动速度，在传动轮14和连接齿轮10之间连接有齿轮变速箱15，齿轮变速箱15可采用市面上常用的齿轮减速机，此处不再赘述。传动杆11通过平键与连接齿轮10固定，主动轮12通过平键固定连接于传动杆11上，从动轮通过平键固定连接于螺纹套6上，且从动轮13和主动轮12之间连接有链条16。

如图1所示，机座1上还设有快速进给单元，快速进给单元包括进刀电机17和第一传动件，进刀电机17通过螺栓固定连接于机座1上，本实施例中，螺纹套6的右端上开有传动槽，第一传动件包括皮带18，皮带18转动连接于传动槽和进刀电机17之间，当进刀电机17转动时将通过皮带18带动螺纹套6快速转动。

同时，机座1上设有用于切换皮带18与螺纹套6连接或者链条16与从动轮13连接的切换机构，本实施例中，采用人工手动方式对皮带18或者链条16进行切换的切换方式。

具体实施过程如下：

1.快速进刀时：

当需要快速进刀时，使整个加工机处于停机状态，手动将链条16从主动轮12上取下，使得主动轮12无法通过链条16带动螺纹套6转动，从而无法通过链条16带动丝杆7向左或者向右滑动；此时手动将皮带18连接在进刀电机17的输出轴和螺纹套6上的传动槽之间，进刀电机17正向转动，从而使进刀电机17带动螺纹套6快速转动，螺纹套6快速转动时将带动丝杆7快速向左滑动，从而使丝杆7推动刀具快速向左运动至待加工的零件位置。

1.加工零件时：

当刀具运动到待加工零件处时，使整个加工机处于停机状态，手动从进刀电机17的输出轴上取下皮带18，并将链条16连接在主动轮12和从动轮13之间，此时启动旋转电机3，旋转电机3高速转动时将带动卡盘2转动，从而使卡盘2带动零件快速转动；进刀电机17主动时将通过传动轴4带动传动轮14转动，传动轮14转动时通过齿轮变速箱15的减速作用后带动连接齿轮10转动，连接齿轮10通过连接杆带动主动轮12转动，从而使主动轮12通过链条16带动从动轮13转动，最终使从动轮13带动螺纹套6转动，螺纹套6驱动丝杆7如图1中向左滑动，使刀具滑向零件并对零件进行加工；当刀具对零件加工时，冷却泵8通过液压管向丝杆7中压入冷却液，冷却液从刀具上的冷却流道流向刀具加工位置，实现冷却和润滑作用。

3.快速退刀：

当刀具对零件加工完毕时，手动将链条16取下，然后重新将皮带18连接在进刀电机17的输出轴上，同时手动调节进刀电机17反向转动，皮带18带动螺纹套6反向转动，从而快速推动丝杆7向图1中的右向快速滑动，实现快速退刀。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图3所示，还包括切换机构，切换机构包括左花键19、右花键20、固定板21和滑杆22，螺纹套6的右端端部通过平键固定连接有固定盘24，固定盘24的左侧侧壁和右侧侧壁上焊接有花键套25，同时，左花键19位于螺纹套6的左侧，从动轮13通过平键固定连接于左花键19上；右花键20位于螺纹套6的右侧，且传动槽开设在右花键20的外壁上。固定板21呈L型且通过螺钉固定连接于支撑座5上，固定板21上开有横向的滑槽，滑杆22的下端穿过滑槽后分为左、右两个分支板23，左侧的分支板23上通过螺钉固定连接有拨动左花键19横向滑动的左拔插，右侧的分支板23上通过螺钉固定连接有用于拨动右花键20横向滑动的右拔插，为控制左拔插和右拔插在竖直方向上的位置，在滑杆22上焊接有限位板，限位板的底面与固定板21的顶面相接触。

当需要进行切换时，使整个加工机处于停机状态，通过手动向左或者向右推动滑杆22，使得左花键19或者右花键20间歇地与固定盘24上的花键套25啮合，当左花键19与花键套25啮合时，右花键20脱离与花键套25的啮合，从而选择性地控制皮带18或者链条16带动螺纹套6转动，实现选择性地控制丝杆7左右滑动的速度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/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，在不脱离本发明技术方案的前提下，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 (5)

1.一种双传动零件孔加工机，包括机座和连接于机座上的夹持机构，所述夹持机构包括卡盘和驱动卡盘转动的夹持驱动单元，其特征在于：所述机座上设有快速进给单元和用于零件加工的加工机构，所述夹持驱动单元和加工机构之间连接有加工进给单元，所述机座上设有用于切换加工机构与快速进给单元或者加工进给单元交替连接的切换机构；所述加工机构包括支撑座、螺纹套和丝杆，所述支撑座固定连接于机座上，所述螺纹套转动连接于支撑座上且与加工进给单元或者快速进给单元连接，所述丝杆与螺纹套螺纹连接且丝杆与卡盘同轴设置，所述丝杆靠近卡盘一端固定连接有刀具；所述快速进给单元包括进刀电机和第一传动件，所述进刀电机固定连接于机座上，所述第一传动件连接于进刀电机和螺纹套之间，所述第一传动件包括转动连接于进刀电机的输出轴与螺纹套之间的皮带；所述加工进给单元包括传动杆、连接齿轮、主动轮和从动轮，所述连接齿轮与夹持驱动单元连接，所述传动杆转动连接于机座上，连接齿轮固定连接于传动杆的一端、主动轮固定连接于传动杆的另一端，从动轮固定连接于螺纹套上，所述主动轮和从动轮之间连接有链条；所述切换机构包括左花键、右花键、固定板和滑杆，所述固定板固定连接于支撑座上，所述螺纹套上固定连接有固定盘，固定盘的两侧均焊接有花键套，所述左花键和右花键分别位于固定盘的两侧且均能与花键套啮合，所述从动轮固定连接于左花键上，右花键上开有与皮带配合的传动槽；所述滑杆滑动连接于固定板上，所述滑杆上设有拨动左花键或者右花键间歇与花键套啮合的拨动件。

2.根据权利要求1所述的一种双传动零件孔加工机，其特征在于：所述夹持驱动单元与连接齿轮之间连接有齿轮变速箱。

3.根据权利要求2所述的一种双传动零件孔加工机，其特征在于：所述丝杆内部空心设置，丝杆上远离刀具的一端设有用于提供冷却液的冷却泵，冷却泵与丝杆内部空心之间连接有液压管，所述刀具上设有与丝杆空心连通的冷却流道，所述液压管与丝杆之间通过密封螺帽固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种双传动零件孔加工机，其特征在于：所述机座上固定连接有若干支撑丝杆的支撑台。

5.根据权利要求4所述的一种双传动零件孔加工机，其特征在于：所述拨动件包括拨动左花键的左拔插以及拨动右花键的右拔插，所述左拔插和右拔插均与滑杆固定连接。

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