CN111037297A - 一种集打磨与钻孔于一体的全自动机械零件加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，包括加工室和加工组件，加工室内设置有加工组件，加工组件包括钻孔机和打磨机，同时还设置有切换装置，切换装置用于实现钻孔机和打磨机的切换，大大缩短了工时，节约了成本。加工室内还设置有若干装夹装置，装夹装置包括中间联轴器和分别连接在中间联轴器两端的左丝杠传动轴和右丝杠传动轴，左丝杠传动轴和右丝杠传动轴的旋向相反，左丝杠传动轴上通过螺纹连接有左夹具，右丝杠传动轴上通过螺纹连接有右夹具，右丝杠传动轴的一端与电机固定连接，通过丝杠传动副实现对零件的装夹，零件不会发生移动，使加工精度更高，通过电机的正反转实现夹紧和张开，使零件的装夹和取出更加的简单快捷。

Description

一种集打磨与钻孔于一体的全自动机械零件加工设备

技术领域

本发明涉及机械零件加工领域，具体为一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备。

背景技术

随着社会经济和技术的发展，对于机械配件的使用也是越来越广，而机械配件往往需要进行钻孔的加工，钻孔的部位往往粗糙度比较大，达不到使用的要求，因此，在钻孔过后需要对机械配件进行打磨。

例如，申请号为CN201721532407.4的专利，其公开了一种机械配件打磨与钻孔一体化设备，包括工作台、钻孔设备和打磨设备，所述工作台的下端固定连接有支撑柱，在所述工作台的上端焊接有框架，所述框架的底端一侧焊接有水箱，所述框架底端的另一侧设置有控制开关，正所述框架的上端在靠近水箱的一侧安装有钻孔设备，所述钻孔设备包括钻孔电机和升降气缸，所述钻孔设备的下端活动连接有夹紧板，所述钻孔设备的一侧安装有打磨设备，所述打磨设备包括打磨电机和磨光片，在所述打磨设备的上端活动连接有升降工作台，上述机械配件打磨与钻孔一体化设备通过工作台、钻孔设备和打磨设备实现了钻孔与打磨一体化，节约了对机械配件加工的时间。

但是，上述方案在使用中存在如下缺陷：上述装置在钻孔完成后需要将工件取出才能转移进行打磨，过程繁琐，增加了额外的劳动量。由于需要频繁的安装和取下零件，动作繁琐，加工缓慢，使上述装置只适用少量零件的加工，不能对大批量的零件进行加工。

同时，上述采用夹紧板对零件进行固定，固定效果差，零件在加工的过程中容易产生移动，导致加工精度发生偏差，易造成较多的不良品，增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，以解决现有技术中存在过程繁琐，加工缓慢和夹具夹紧效果差的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，包括加工室、XYZ多轴移动机构和加工组件，所述加工室内设置有所述XYZ多轴移动机构，所述XYZ多轴移动机构上设置有加工组件；

所述加工组件包括横板、连接柱和安装板，所述横板固定在所述XYZ多轴移动机构上，所述连接柱的一端可转动的穿设在所述横板内，另一端固定有所述安装板，所述安装板上设置有钻孔机和打磨机，所述钻孔机和打磨机关于所述连接柱对称设置，所述横板上设置有切换装置，所述切换装置用于实现所述钻孔机打磨机的切换；

所述加工室包括底板和两个侧板，两个所述侧板分别固定在所述底板的两个侧面上，两个所述侧板相互垂直设置，所述底板上固定有机架，所述机架上设置有传送带，所述传送带上固定有加工板，所述加工板上等间距的固定有若干装夹装置；

所述装夹装置包括左夹具、右夹具、放置块、中间联轴器、左丝杠传动轴、右丝杠传动轴、电机和两个固定座，两个所述固定座均固定在所述加工板上，两个所述固定座沿着所述传送带的传送方向对称设置，所述放置块固定在所述加工板上，所述放置块位于两个所述固定座之间，所述放置块的中心固定有所述中间联轴器，所述左丝杠传动轴和右丝杠传动轴均可转动的穿设在所述放置块内，所述中间联轴器的两端分别连接有所述左丝杠传动轴和右丝杠传动轴，所述左丝杠传动轴和右丝杠传动轴远离所述中间联轴器的一端均与最近的固定座转动连接，所述左丝杠传动轴和右丝杠传动轴旋向相反设置，所述右丝杠传动轴远离所述中间联轴器的一端与所述电机的输出轴固定连接，所述左丝杠传动轴上通过螺纹连接有所述左夹具，所述右丝杠传动轴上通过螺纹连接有所述右夹具，所述左夹具和右夹具均与所述加工板滑动连接；

所述XYZ多轴移动机构用于移动所述加工组件对所述装夹装置上的零件进行加工。

进一步地，所述左夹具和右夹具的底部均设置有滑块，所述加工板上开设有滑槽，所述滑块可滑动的设置在所述滑槽内。

进一步地，所述XYZ多轴移动机构包括X轴、Y轴、Z轴和Z轴移动座，所述X轴固定在所述侧板上，所述Y轴的一端可移动的设置在所述X轴内，所述Y轴内可移动的设置有所述Z轴，所述Z轴内可移动的设置有所述Z轴移动座，所述Z轴移动座上固定有所述横板。

进一步地，所述切换装置包括转动板、固定板、卡位杆和挡板，所述连接柱远离所述安装板的一端固定有所述转动板，所述固定板固定在所述横板上，所述固定板上开设有安装孔，所述卡位杆可活动的穿设在所述安装孔内，所述卡位杆远离所述转动板的一端固定有所述挡板，所述卡位杆上套设有弹簧，所述弹簧的一端与所述挡板连接，另一端与所述固定板连接，所述转动板上对称开设有卡槽，当所述弹簧处于常态时，所述卡位杆远离所述挡板的一端与所述卡槽相适配。

进一步地，所述转动板上固定有转动杆。

进一步地，所述钻孔机包括第一电机、第一传动轴、连接件和钻头，所述第一电机固定在所述横板上，所述横板上开设有第一转动孔，所述第一传动轴可活动的穿设在所述第一转动孔内，所述第一传动轴的一端与所述第一电机的输出轴固定连接，另一端可拆卸的固定有所述连接件，所述连接件上设置有所述钻头。

进一步地，所述打磨机包括第二电机、第二传动轴和打磨头，所述第二电机固定在所述横板上，所述横板上开设有第二转动孔，所述第二传动轴可活动的穿设在所述第二转动孔内，所述第二传动轴的一端与所述第二电机的输出轴固定连接，另一端设置有所述打磨头。

进一步地，所述第一转动孔和第二转动孔内分别设置有第一滚珠轴承和第二滚珠轴承，所述第一传动轴与所述第一滚珠轴承通过键连接，所述第二传动轴与所述第二滚珠轴承通过键连接。

本发明的有益效果是：

1. 一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，包括加工室、XYZ多轴移动机构和加工组件，加工室内设置有XYZ多轴移动机构， XYZ多轴移动机构上设置有加工组件，加工组件包括钻孔机和打磨机，通过设置有钻孔机和打磨机实现了在对机械配件加工时体现一体化作用，同时还设置有切换装置，切换装置用于实现钻孔机和打磨机的切换，当钻孔完成时，启动切换装置，使打磨机继续对零件进行加工，避免了需要人工取出零件，移至打磨出进行打磨，大大缩短了工时，节约了成本，同时减少了劳动量。

2.加工室内还设置有若干装夹装置，装夹装置包括中间联轴器、左丝杠传动轴和右丝杠传动轴，中间联轴器的两端分别与左丝杠传动轴和右丝杠传动轴连接，左丝杠传动轴和右丝杠传动轴的旋向相反，左丝杠传动轴上通过螺纹连接有左夹具，右丝杠传动轴上通过螺纹连接有右夹具，右丝杠传动轴的一端与电机的输出轴固定连接，通过丝杠传动副实现对零件的装夹，使装夹效果更好，零件不会发生移动，使加工精度更高，同时，电机的正反转实现夹紧和张开，使零件的装夹和取出更加的简单快捷，缩短了加工工时。

3.通过XYZ多轴移动机构对加工组件进行移动，根据零件的加工位置对加工组件进行移动，使加工组件能快速移动到零件加工处，使零件的加工更加的快捷。

附图说明

图1为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备整体结构示意图；

图2为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备正视图；

图3为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备右视图；

图4为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备俯视图；

图5为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备A处放大图；

图6为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备中放置块内部结构示意图；

图7为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备B处放大图；

图8为本发明一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备中加工组件结构示意图；

图中，1-加工室，2- XYZ多轴移动机构，3-加工组件，4-底板，6-侧板，7-机架，8-传送带，9-加工板，10-装夹装置，11-左夹具，12-右夹具，13-左丝杠传动轴，14-右丝杠传动轴，15-放置块，16-固定座，17-中间联轴器，18-电机，19-滑块，20-滑槽，21-X轴，22- Y轴，23-Z轴，24-Z轴移动座，25-转动板，26-固定板，27-卡位杆，28-挡板，29-卡槽，30-弹簧，31-横板，32-连接柱，33-安装板，34-钻孔机，35-打磨机，36-转动杆，37-第一电机，38-第一传动轴，39-连接件，40-钻头，41-第二电机，42-第二传动轴，43-打磨头。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图8所示，一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，包括加工室1、XYZ多轴移动机构2和加工组件3，加工室1内设置有XYZ多轴移动机构2，XYZ多轴移动机构上设置有加工组件3；

加工室1包括底板4和两个侧板6，两个侧板6分别固定在底板4的两个侧面上，两个侧板6相互垂直设置，底板4上固定有机架7，机架7上设置有传送带8，传送带8上固定有加工板9，加工板9上等间距的固定有若干装夹装置10；

如图8所示，加工组件3包括横板31、连接柱32和安装板33，横板31固定在XYZ多轴移动机构2上，连接柱32的一端可转动的穿设在横板31内，另一端固定有安装板33，安装板33上设置有钻孔机34和打磨机35，钻孔机34和打磨机35关于连接柱32对称设置，横板31上设置有切换装置，切换装置用于实现钻孔机34打磨机35的切换。

在具体实施时，当对零件进行钻孔或者打磨加工，钻孔机34和打磨机35中将有一个处于空闲状态了，为了避免空闲状态的设备对加工板9上的零件造成影响，加工时应保证安装板33垂直于加工板9，也就是说，当一个设置对零件进行加工时，另一个设备位于加工板9的一侧，使钻孔机34或者打磨机35单独对零件进行加工时，空闲的设备不会对加工的零件造成影响。

如图5所示，装夹装置10包括左夹具11、右夹具12、放置块15、中间联轴器17、左丝杠传动轴13、右丝杠传动轴14、电机18和两个固定座16，两个固定座16均固定在加工板9上，两个固定座16沿着传送带8的传送方向对称设置，放置块15固定在加工板9上，放置块15位于两个固定座16之间，放置块15的中心固定有中间联轴器17，左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14均可转动的穿设在放置块15内，中间联轴器17的两端分别连接有左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14，左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14远离中间联轴器17的一端均与最近的固定座16转动连接，左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14旋向相反设置，右丝杠传动轴14远离中间联轴器17的一端与电机18的输出轴固定连接，左丝杠传动轴13上通过螺纹连接有左夹具11，右丝杠传动轴14上通过螺纹连接有右夹具12，左夹具11和右夹具12均与加工板9滑动连接，左夹具11和右夹具12的底部均设置有滑块19，加工板9上开设有滑槽20，滑块19可滑动的设置在滑槽20内，XYZ多轴移动机构3用于移动加工组件3对装夹装置10上的零件进行加工。

上述装夹装置10的具体实施过程为：由于左夹具和右夹具12与加工板9滑动连接，因此，左夹具11和右夹具12只能在左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14移动，由于左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14旋向相反设置，因此，左夹具11和右夹具12的运动方向相反。电机正转时，左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14转动，左丝杠传动轴13和右丝杠传动轴14分别带动左夹具11和右夹具12运动，左夹具11和右夹具12相向运动，实现对两件的夹紧，电机反转时，左夹具11和右夹具12相背运动，实现对零件的松开。通过丝杠传动副实现对零件的装夹，使装夹效果更好，零件不会发生移动，使加工精度更高，同时，电机的正反转实现夹紧和张开，使零件的装夹和取出更加的简单快捷，缩短了加工工时。

在具体实施时，为了缩短加工时间，在加工板9上设置控制电机18正反转和停止的开关，使零件的装夹和取出更加简单快捷。

如图1所示，XYZ多轴移动机构2包括X轴21、Y轴22、Z轴23和Z轴移动座24，X轴21固定在侧板6上，Y轴22的一端可移动的设置在X轴21内，Y轴22内可移动的设置有Z轴23，Z轴23内可移动的设置有Z轴移动座24，Z轴移动座24上固定有横板31。

具体实施时，X轴21中部设有导轨以及控制Y轴22移动的电机和控制电机运作的单片机控制单元；Y轴22的一端活动安置在X轴21导轨上，其可以沿X轴21 移动，Y轴22上设有导轨以及控制Z轴23移动的电机和控制电机运作的单片机控制单元；Z轴23的一端活动安置在Y轴22的导轨上，其可以沿Y轴22移动，Z轴23上设有导轨以及控制Z轴移动的电机和控制电机运作的单片机控制单元，Z轴移动座24活动的安置在Z轴23的导轨上；上述单片机控制单元内的MCU与主机板之间采用RS232通讯，能实现3个轴同时执行动作，且不会相互干扰。将需要加工的位置信息输出到主机板内，XYZ多轴移动机构2将自动移动对加工板9上的零件进行加工，实现了自动化，减少了劳动力的投入，节约了成本，提高了加工效率。

如图7所示，切换装置包括转动板25、固定板26、卡位杆27和挡板28，连接柱32远离安装板33的一端固定有转动板25，固定板26固定在横板31上，固定板26上开设有安装孔，卡位杆27可活动的穿设在安装孔内，卡位杆27远离转动板25的一端固定有挡板28，卡位杆27上套设有弹簧30，弹簧30的一端与挡板28连接，另一端与固定板26连接，转动板25上对称开设有卡槽29，当弹簧30处于常态时，卡位杆27远离挡板28的一端与卡槽29相适配，转动板25上固定有转动杆36。

上述切换装置的具体实施过程为：向左拉动挡板28，挡板28带动卡位杆27向左运动的同时拉伸弹簧30，当卡位杆27右端伸出至卡槽29外部时，即可旋转转动杆36，转动杆36转动180度，使得卡位杆27右端伸入至另一卡槽29内，进而可以对钻孔机34和打磨机35的位置进行互换，可以实现无需移动机械配件，即可对机械配件进行钻孔和打磨，提高工作效率。

现有钻孔和打磨于一体的零件加工设备，当钻孔大小不一致时，需要拆卸钻孔机，安装与需要加工孔相匹配的钻孔机，但钻孔机的安装与拆卸不方便，导致在更换钻孔机时浪费太多的时间，增加了时间成本，为此本申请做了如下改进：

如图8所示，钻孔机24包括第一电机37、第一传动轴38、连接件39和钻头40，第一电机37固定在横板31上，横板31上开设有第一转动孔，第一传动轴38可活动的穿设在第一转动孔内，第一传动轴38的一端与第一电机37的输出轴固定连接，另一端可拆卸的固定有连接件39，连接件39上设置有钻头40；

打磨机35包括第二电机41、第二传动轴42和打磨头43，第二电机41固定在横板31上，横板31上开设有第二转动孔，第二传动轴42可活动的穿设在第二转动孔内，第二传动轴42的一端与第二电机41的输出轴固定连接，另一端设置有打磨头43。

具体实施时，可根据需要加工孔的大小，提前准备好需要更换的钻头40和连接件39，不同的钻头40适配不同接件39，不同的连接件39与第一传动轴38连接的一端均采用固定尺寸配合，使连接器39的制造更加简单，需要加工其他大小的孔时，只需要拆卸下连接件39，再安装与待加工孔相适配的连接件39和钻头40，避免了钻孔机34的整体更换，使更换变得简单快捷，减少了时间成本。

第一转动孔和第二转动孔内分别设置有第一滚珠轴承和第二滚珠轴承，第一传动轴38与第一滚珠轴承通过键连接，第二传动轴42与第二滚珠轴承通过键连接。通过轴承的方式实现第一传动轴38和第二传动轴42的转动连接，保持第一传动轴38和第二传动轴42正常工作位置和旋转精度，滚动轴承还具有使用维护方便，工作可靠，起动性能好等优点。

据上述，当对大批量相同零件进行加工时，为了提高生产效率，在具体实施时，先对零件进行钻孔加工，当所有零件钻孔完成时，再将钻孔后的零件进行打磨加工，这样整个加工过程只需要切换钻孔机34和打磨机35一次，避免了没加工一个零件都要切换一次的问题，极大程度上提高了加工效率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，包括加工室（1）、XYZ多轴移动机构（2）和加工组件（3），所述加工室（1）内设置有所述XYZ多轴移动机构（2），所述XYZ多轴移动机构上设置有所述加工组件（3）；

所述加工组件（3）包括横板（31）、连接柱（32）和安装板（33），所述横板（31）固定在所述XYZ多轴移动机构（2）上，所述连接柱（32）的一端可转动的穿设在所述横板（31）内，另一端固定有所述安装板（33），所述安装板（33）上设置有钻孔机（34）和打磨机（35），所述钻孔机（34）和打磨机（35）关于所述连接柱（32）对称设置，所述横板（31）上设置有切换装置，所述切换装置用于实现所述钻孔机（34）和打磨机（35）的切换；

所述加工室（1）包括底板（4）和两个侧板（6），两个所述侧板（6）分别固定在所述底板（4）的两个侧面上，两个所述侧板（6）相互垂直设置，所述底板（4）上固定有机架（7），所述机架（7）上设置有传送带（8），所述传送带（8）上固定有加工板（9），所述加工板（9）上等间距的固定有若干装夹装置（10）；

所述装夹装置（10）包括左夹具（11）、右夹具（12）、放置块（15）、中间联轴器（17）、左丝杠传动轴（13）、右丝杠传动轴（14）、电机（18）和两个固定座（16），两个所述固定座（16）均固定在所述加工板（9）上，两个所述固定座（16）沿着所述传送带（8）的传送方向对称设置，所述放置块（15）固定在所述加工板（9）上，所述放置块（15）位于两个所述固定座（16）之间，所述放置块（15）的中心固定有所述中间联轴器（17），所述左丝杠传动轴（13）和右丝杠传动轴（14）均可转动的穿设在所述放置块（15）内，所述中间联轴器（17）的两端分别连接有所述左丝杠传动轴（13）和右丝杠传动轴（14），所述左丝杠传动轴（13）和右丝杠传动轴（14）远离所述中间联轴器（17）的一端均与最近的固定座（16）转动连接，所述左丝杠传动轴（13）和右丝杠传动轴（14）旋向相反设置，所述右丝杠传动轴（14）远离所述中间联轴器（17）的一端与所述电机（18）的输出轴固定连接，所述左丝杠传动轴（13）上通过螺纹连接有所述左夹具（11），所述右丝杠传动轴（14）上通过螺纹连接有所述右夹具（12），所述左夹具（11）和右夹具（12）均与所述加工板（9）滑动连接；

所述XYZ多轴移动机构（3）用于移动所述加工组件（3）对所述装夹装置（10）上的零件进行加工。

2.根据权利要求1所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述左夹具（11）和右夹具（12）的底部均设置有滑块（19），所述加工板（9）上开设有滑槽（20），所述滑块（19）可滑动的设置在所述滑槽（20）内。

3.根据权利要求1所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述XYZ多轴移动机构（2）包括X轴（21）、Y轴（22）、Z轴（23）和Z轴移动座（24），所述X轴（21）固定在所述侧板（6）上，所述Y轴（22）的一端可移动的设置在所述X轴（21）内，所述Y轴（22）内可移动的设置有所述Z轴（23），所述Z轴（23）内可移动的设置有所述Z轴移动座（24），所述Z轴移动座（24）上固定有所述横板（31）。

4.根据权利要求1所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述切换装置包括转动板（25）、固定板（26）、卡位杆（27）和挡板（28），所述连接柱（32）远离所述安装板（33）的一端固定有所述转动板（25），所述固定板（26）固定在所述横板（31）上，所述固定板（26）上开设有安装孔，所述卡位杆（27）可活动的穿设在所述安装孔内，所述卡位杆（27）远离所述转动板（25）的一端固定有所述挡板（28），所述卡位杆（27）上套设有弹簧（30），所述弹簧（30）的一端与所述挡板（28）连接，另一端与所述固定板（26）连接，所述转动板（25）上对称开设有卡槽（29），当所述弹簧（30）处于常态时，所述卡位杆（27）远离所述挡板（28）的一端与所述卡槽（29）相适配。

5.根据权利要求4所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述转动板（25）上固定有转动杆（36）。

6.根据权利要求1所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述钻孔机（24）包括第一电机（37）、第一传动轴（38）、连接件（39）和钻头（40），所述第一电机（37）固定在所述横板（31）上，所述横板（31）上开设有第一转动孔，所述第一传动轴（38）可活动的穿设在所述第一转动孔内，所述第一传动轴（38）的一端与所述第一电机（37）的输出轴固定连接，另一端可拆卸的固定有所述连接件（39），所述连接件（39）上设置有所述钻头（40）。

7.根据权利要求6所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述打磨机（35）包括第二电机（41）、第二传动轴（42）和打磨头（43），所述第二电机（41）固定在所述横板（31）上，所述横板（31）上开设有第二转动孔，所述第二传动轴（42）可活动的穿设在所述第二转动孔内，所述第二传动轴（42）的一端与所述第二电机（41）的输出轴固定连接，另一端设置有所述打磨头（43）。

8.根据权利要求7所述的一种集打磨与钻孔于一体的机械零件加工设备，其特征在于，所述第一转动孔和第二转动孔内分别设置有第一滚珠轴承和第二滚珠轴承，所述第一传动轴（38）与所述第一滚珠轴承通过键连接，所述第二传动轴（42）与所述第二滚珠轴承通过键连接。

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