CN111195824B - 内置气缸驱动式圆环外周面加工方法及加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置气缸驱动式圆环外周面加工方法，将待加工圆环套设在同机床主轴连接在一起的同机床主轴同轴的部件上，通过集成在机床主轴内部的气缸驱动顶爪挤压顶升顶爪的部件、从而使得顶爪沿待加工的圆环的径向移动而顶紧在待加工的圆环的内周面上，通过机床主轴驱动待加工的圆环转动并配合刀具圆环的外周面进行加工。本发明还涉及一种内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，包括机床主轴、集成在机床主轴内的气缸和设有顶爪的顶爪安装盘，机床主轴同轴连接有对心段和顶头。本发明具有能够使得加工出来的保持架内外周面的同轴度高的优点，解决了现有的机床加工出的圆环因为内外周面同轴度不符合要求而导致的报废量大的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种内置气缸驱动式圆环外周面加工方法及加工机床。
背景技术
在很多机械上，都会有圆环性的部件（比如轴承内外圈）圆环为轴承上的一个部件。圆环的加工过程中需要通过机床对其内周面和外周面进行加工。现有的机床对工件进行固定时为通过夹爪合拢来实现固定的，该夹持方式加工圆环外周时，加工出的圆环的外周面为同机床主轴同轴的，但是夹持过程中很难保持圆环的内周面同机床的主轴同轴，从而导致加工出的圆环的内外周面的同轴度不符合要求的比率高的，而轴承的制作过程中圆环的内外周面同轴度偏差不符合要求时则为废品；另外由于夹持时需要占用圆环外周面，从而导致加工圆环外周面时需要两次加工才能够完成（即夹持住一端对另一端进行加工、然后取下而将圆环换向，再夹持住另一端对一端进行加工），两次加工不但进行装夹时浪费时间而且两个加工出的部分会产生不同轴现象，从而导致产品质量不符合要求的量多。
发明内容
本发明提供了一种能够使得加工出来的圆环内外周面的同轴度高的内置气缸的内置气缸驱动式圆环外周面加工方法，解决了现有的机床加工出的圆环因为内外周面同轴度不符合要求而导致的报废量大的问题
本发明还提供了一种能够使得加工出来的圆环内外周面的同轴度高的内置气缸的内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，解决了现有的机床加工出的圆环因为内外周面同轴度不符合要求而导致的报废量大的问题。
以上技术问题是通过以下技术方案解决的：一种内置气缸驱动式圆环外周面加工方法，其特征在于，首先将待加工圆环套设在同机床主轴连接在一起的同机床主轴同轴的部件上以使得待加工圆环的内周面同机床主轴同轴，然后通过集成在机床主轴内部的气缸驱动顶爪沿待加工的圆环轴向平移而挤压顶升顶爪的部件、从而使得顶爪沿待加工的圆环的径向移动而顶紧在待加工的圆环的内周面上而将待加工的圆环固定在机床上，最后通过机床主轴驱动待加工的圆环转动并配合刀具对待加工的圆环的外周面进行加工。
一种内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，包括设置有机床主轴的机床本体，所述机床主轴设有夹爪安装座，其特征在于，还包括拉杆，所述夹爪安装座设有第一圆柱段和第二圆柱段，所述第一圆柱段位于所述夹爪安装座和第二圆柱段之间，所述第一圆柱段的直径大于第二圆柱段的直径，所述第一圆柱远离所述夹爪安装座的一端设有锥形的对心段，所述对心段同所述机床主轴同轴，所述第一圆柱段上套设有安装座部挤压环，所述安装座部挤压环通过安装座部压簧同夹爪安装座连接在一起，所述安装座部压簧处于自由状态时所述安装座部挤压环套设在所述对心段上，所述第二圆柱段远离第一圆柱段的一端设有锥形的顶头，所述机床主轴内设有沿机床主轴轴向延伸的滑腔，所述滑腔内密封滑动连接有活塞，所述活塞将滑腔分割为有杆腔和无杆腔，所述拉杆的一端设有小径段和顶爪安装盘、另一端穿过所述顶头和有杆腔后同活塞连接在一起，所述拉杆同机床主轴同轴，所述顶爪安装盘朝向顶头一端的端面上设有若干沿顶爪安装盘周向分布的顶爪，所述顶爪沿顶爪安装盘的径向滑动连接在所述顶爪安装盘上，所述顶爪的内端设有配合所述顶头的周面而使得顶爪伸出所述顶爪安装盘的周面的驱动斜面，所述小径段上套设有外螺纹套，所述外螺纹套上套设有螺纹套部挤压环和用于配合外螺纹套上的外螺纹去驱动螺纹套部挤压环朝向安装部挤压环合拢的螺纹套部挤压环驱动件，所述螺纹套部挤压环朝向安装座部挤压环一端的端面同所述安装座部挤压环朝向螺纹套部挤压环一端的端面平行且垂直于所述机床主轴，小径段同拉杆之间形成台阶，所述外螺纹套上设有将外螺纹套按压在所述台阶上的小径段部压簧；安装座部挤压环配合螺纹套部挤压环夹持住待加工的圆环时，所述小径段部压簧的弹力大于所述安装座部压簧的弹力。使用时，将待加工的圆环套设在对心段上且一端同安装座部挤压环抵接在一起、然后在螺纹套部挤压环驱动件的作用下驱动外螺纹套部挤压环去配合安装座部挤压环夹持待加工的圆环并推动待加工的圆环朝向对心段移动到不能够移动为止，螺纹套部挤压环配合安装座部挤压环的轴线夹持作用为使得待加工的圆环同机床主轴平行，当移动到不能够移动时则在对心段的作用下待加工的圆环同机床主轴同轴（以下将待加工的圆环同机床主轴同轴的动作称为对中）。然后给有杆腔充气、无杆腔放气而使得拉杆驱动顶爪安装盘靠拢到顶头上，顶头顶驱动斜面而使得顶爪沿顶爪安装盘的径向外移从而顶紧在待加工的圆环的内周面上，实现将待加工的圆环同夹爪安装座固定在一起，然后通过机床主轴的转动并配合对应的刀具对圆环的外周面进行加工即可。拉杆朝机床主轴内移动时，小径段部压簧产生收缩而使得外螺纹套保持不动的情况下拉杆能够移动，而防止待加工的圆环干涉拉杆的收缩。由于固定时为通过顶爪定在圆环的内周面上来实现固定的，故固定时不需要占用圆环的外周面，从而使得一次装夹即能够完成对这个周面的加工，从而使得加工出来的周面的整个部分为同轴的、不会产生周面的两端不同轴的现象。由于对中段同机床主轴同轴的，而圆环为通过内周面配合对中段的周面进行定位的，故圆环装夹到机床上后其内周面为同机床主轴同轴的，而机床加工住的产品的加工面（即圆环的外周面）为同机床主轴同轴的，从而使得加工出的圆环的内外周面保持同轴。对中段设置为锥形，能够适用于不同内径的圆环的加工，通用性好。将驱动拉杆的原件集成在机床主轴内，结构紧凑性好。
作为优选，所述驱动斜面同所述顶头之间为面接触进行驱动。进行驱动实现对中时产生的磨损小，平稳性好。
作为优选，所述外螺纹套同所述小径段棱柱面配合连接在一起。能够使得转动螺纹套部挤压环驱动件进行驱动螺纹套部挤压环的过程中外螺纹套不会一起转动，提高了作业时的方便性。
作为优选，所述拉杆设有小径段的一端设有螺纹段，所述顶爪安装盘套设在所述螺纹段上，所述螺纹段上螺纹连接有位于顶爪安装盘远离顶头一侧的顶爪安装盘挤压螺母。当由于制作误差而导致气缸达到行程最大值时顶爪也不能够顶到原因的内周面时，通过转动顶爪安装盘挤压螺母驱动顶爪安装盘朝向顶头靠拢、从而使得气缸收缩时能够将顶爪顶到圆环的内周面上。能够降低精度要求，提高了加工时的方便性。
作为优选，所述安装座部压簧处于自由状态时所述对心段完全容置在所述安装座部挤压环内。能够使得本发明适用的圆环的内径范围更广。
作为优选，所述螺纹套部挤压环驱动件为螺纹连接在所述外螺纹套上的螺纹套挤压环挤压螺母。使用时，通过转动螺纹套挤压环挤压螺母来进行驱动螺纹套挤压环移动，螺纹套挤压环挤移动时仅为平移移动，能够更省力地夹角待加工的圆环。
作为另一优选，所述螺纹套部挤压环驱动件为设置在螺纹套部挤压环内周面上的同外螺纹上的外螺纹配合的内螺纹。使用时，通过转动螺纹套挤压环来实现螺纹套挤压环移动，结构紧凑性好。
本发明具有下述优点：能够使得进行夹持时，方便地使得圆环内周面同机床主轴同轴，从而使得加工出的圆环的内外周面的同轴度高，从而能够降低因内外周面同轴度底而产生的报废量；夹持时不需要占用圆环外周面，从而使得一次装夹好后即能够完成对圆环整个外周面的加工，从而能够节约装夹时间和避免因为二次装夹而导致的两次加工出的部分不同轴的问题；通用性好；紧凑性好。
附图说明
图1为本发明的示意图。
图2为本发明的使用状态示意图。
图中：拉杆1、机床主轴2、机床本体3、夹爪安装座4、第一圆柱段5、第二圆柱段6、对心段7、安装座部挤压环8、安装座部压簧9、安装座部挤压环朝向螺纹套部挤压环一端的端面10、顶头11、小径段12、顶爪安装盘13、活塞14、有杆腔15、螺纹段16、顶爪安装盘挤压螺母17、顶爪18、驱动斜面19、外螺纹套20、挡块21、螺纹套部挤压环22、螺纹套部挤压环驱动件23、螺纹套部挤压环朝向安装座部挤压环一端的端面24、小径段部压簧25、无杆腔26、驱动电机27、待加工的圆环28、机架29、变速箱30。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1，一种内置气缸驱动式圆环外周面加工方法，首先将待加工圆环套设在同机床主轴连接在一起的同机床主轴同轴的部件上以使得待加工圆环的内周面同机床主轴同轴，然后通过集成在机床主轴内部的气缸驱动顶爪沿待加工的圆环轴向平移而挤压顶升顶爪的部件、从而使得顶爪沿待加工的圆环的径向移动而顶紧在待加工的圆环的内周面上而将待加工的圆环固定在机床上，最后通过机床主轴驱动待加工的圆环转动并配合刀具对待加工的圆环的外周面进行加工。具体地为通过内置气缸驱动式圆环外周面加工机床来加工。
参见图1，一种内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，包括拉杆1和设置有机床主轴2的机床本体3。机床主轴的一端设有夹爪安装座4。另一端通过变速箱30同驱动电机27连接在一起。驱动电机和机床本体都连接在机架29上。夹爪安装座设有第一圆柱段5和第二圆柱段6。第一圆柱段位于夹爪安装座和第二圆柱段之间。第一圆柱段的直径大于第二圆柱段的直径。第一圆柱远离夹爪安装座的一端设有锥形的对心段7。对心段同机床主轴同轴。第一圆柱段上套设有安装座部挤压环8。安装座部挤压环通过安装座部压簧9同夹爪安装座连接在一起。安装座部压簧处于自由状态时安装座部挤压环套设在对心段上、具体地为对心段完全容置在安装座部挤压环套内。安装座部挤压环朝向螺纹套部挤压环一端的端面10垂直于机床主轴。第二圆柱段远离第一圆柱段的一端设有锥形的顶头11。拉杆同机床主轴同轴。机床主轴内设有沿机床主轴轴向延伸的滑腔。滑腔内密封滑动连接有活塞14。活塞将滑腔分割为有杆腔15和无杆腔26。有杆腔15和无杆腔26都设有充分气孔。拉杆的一端设有小径段12和顶爪安装盘13、另一端穿过顶头和有杆腔后同活塞连接在一起。拉杆设有小径段的一端设有螺纹段16。顶爪安装盘套设在螺纹段上。螺纹段上螺纹连接有位于顶爪安装盘远离顶头一侧的顶爪安装盘挤压螺母17。顶爪安装盘朝向顶头一端的端面上设有若干沿顶爪安装盘周向分布的顶爪18，顶爪具体为4个。顶爪沿顶爪安装盘的径向滑动连接在顶爪安装盘上。顶爪的内端设有配合顶头的周面而使得顶爪伸出所述顶爪安装盘的周面的驱动斜面19。驱动斜面为锥面。驱动斜面所在的圆锥的顶角同顶头所在的圆锥的顶角相等。驱动斜面所在的圆锥同顶头所在的圆锥同轴。小径段的横截面为棱柱形。小径段上套设有外螺纹套20。外螺纹套的内周面因为棱柱面，从而使得外螺纹套不能够在小径段上转动。小径段的一端同拉杆之间形成台阶、另一端设有挡块21。外螺纹套上套设有螺纹套部挤压环22和用于配合外螺纹套上的外螺纹去驱动螺纹套部挤压环朝向安装部挤压环合拢的螺纹套部挤压环驱动件23。螺纹套部挤压环驱动件具体为螺母。螺纹套部挤压环朝向安装座部挤压环一端的端面24且垂直于机床主轴。外螺纹套上设有将外螺纹套按压在台阶上的小径段部压簧25；安装座部挤压环配合螺纹套部挤压环夹持住待加工的圆环时，小径段部压簧的弹力大于安装座部压簧的弹力。初始状态时小径段部压簧处于储能状态。
参见图2，使用时，将待加工的圆环28套设在对心段上且一端同安装座部挤压环抵接在一起、然后在螺纹套部挤压环驱动件的作用下驱动外螺纹套部挤压环去配合安装座部挤压环夹持待加工的圆环并推动待加工的圆环朝向对心段移动到不能够移动为止，螺纹套部挤压环配合安装座部挤压环的轴线夹持作用为使得待加工的圆环同机床主轴平行，当移动到不能够移动时则在对心段的作用下待加工的圆环同机床主轴同轴。然后给有杆腔充气、无杆腔放气，使得拉杆朝机床主轴内收缩而驱动顶爪安装盘靠拢到顶头上，顶头顶驱动斜面而使得顶爪沿顶爪安装盘的径向外移从而顶紧在待加工的圆环的内周面上，实现将待加工的圆环同夹爪安装座固定在一起，然后通过驱动电机驱动机床主轴的转动并配合对应的刀具对圆环的外周面进行加工即可，刀具配合机床主轴转动对物体进行加工为现有技术。机床主轴转动时气缸保持静止。气缸移动时，小径段部压簧产生收缩而使得外螺纹套保持不动的情况下拉杆能够移动，而防止圆环干涉气缸的收缩。
在螺纹一个没有画出图的实施例中，螺纹套部挤压环驱动件为设置在螺纹套部挤压环内周面上的同外螺纹上的外螺纹配合的内螺纹，使用时通过直接转动螺纹套部挤压环而使得螺纹套部挤压环朝向对中段移动。
Claims (4)
1.一种内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，包括设置有机床主轴的机床本体，所述机床主轴设有夹爪安装座，其特征在于，还包括拉杆，所述夹爪安装座设有第一圆柱段和第二圆柱段，所述第一圆柱段位于所述夹爪安装座和第二圆柱段之间，所述第一圆柱段的直径大于第二圆柱段的直径，所述第一圆柱远离所述夹爪安装座的一端设有锥形的对心段，所述对心段同所述机床主轴同轴，所述第一圆柱段上套设有安装座部挤压环，所述安装座部挤压环通过安装座部压簧同夹爪安装座连接在一起，所述安装座部压簧处于自由状态时所述安装座部挤压环套设在所述对心段上，所述第二圆柱段远离第一圆柱段的一端设有锥形的顶头，所述机床主轴内设有沿机床主轴轴向延伸的滑腔，所述滑腔内密封滑动连接有活塞，所述活塞将滑腔分割为有杆腔和无杆腔，所述拉杆的一端设有小径段和顶爪安装盘、另一端穿过所述顶头和有杆腔后同活塞连接在一起，所述拉杆同机床主轴同轴，所述顶爪安装盘朝向顶头一端的端面上设有若干沿顶爪安装盘周向分布的顶爪，所述顶爪沿顶爪安装盘的径向滑动连接在所述顶爪安装盘上，所述顶爪的内端设有配合所述顶头的周面而使得顶爪伸出所述顶爪安装盘的周面的驱动斜面，所述小径段上套设有外螺纹套，所述外螺纹套上套设有螺纹套部挤压环和用于配合外螺纹套上的外螺纹去驱动螺纹套部挤压环朝向安装部挤压环合拢的螺纹套部挤压环驱动件，所述螺纹套部挤压环朝向安装座部挤压环一端的端面同所述安装座部挤压环朝向螺纹套部挤压环一端的端面平行且垂直于所述机床主轴，小径段同拉杆之间形成台阶，所述外螺纹套上设有将外螺纹套按压在所述台阶上的小径段部压簧；安装座部挤压环配合螺纹套部挤压环夹持住待加工的圆环时，所述小径段部压簧的弹力大于所述安装座部压簧的弹力；所述螺纹套部挤压环驱动件为设置在螺纹套部挤压环内周面上的同外螺纹上的外螺纹配合的内螺纹，所述安装座部压簧处于自由状态时所述对心段完全容置在所述安装座部挤压环内。
2.根据权利要求1所述的内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，其特征在于，所述驱动斜面同所述顶头之间为面接触进行驱动。
3.根据权利要求1所述的内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，其特征在于，所述外螺纹套同所述小径段棱柱面配合连接在一起。
4.根据权利要求1所述的内置气缸驱动式圆环外周面加工机床，其特征在于，所述拉杆设有小径段的一端设有螺纹段，所述顶爪安装盘套设在所述螺纹段上，所述螺纹段上螺纹连接有位于顶爪安装盘远离顶头一侧的顶爪安装盘挤压螺母。
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2020
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| CN111195824A (zh) | 2020-05-26 |
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Effective date of registration: 20210422 Address after: 225300 Xinhua Village, Baimi Town, Jiangyan District, Taizhou City, Jiangsu Province Applicant after: JIANGSU HANFENG CNC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No.36-1, waixiali, Xiakou village, Xiakou Town, Jiangshan City, Quzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Jiangshan FAFA Technology Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Method and machine tool for machining the outer surface of a circular ring driven by an internal cylinder Granted publication date: 20210511 Pledgee: Bank of China Limited Jiangyan Branch Pledgor: JIANGSU HANFENG CNC TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2024980012062 |