CN111975070A - 一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床，包括上料机构、翻转机构、车床机构和搬运机构，车床机构包括两个转动主轴和三个刀架，三个刀架上设有刀盘，刀盘上均设有粗车刀和精车刀，两个转动主轴的前端分别设有卡抓，右侧和中间刀盘上的粗车刀和精车刀与靠右的转动主轴配合，左边的刀架上的粗车刀和精车刀与左侧的转功主轴配合；上料机构设两组，分别设在车床机构的左右两侧；搬运机构用于取料和送料，并上下左右搬运轴承套圈；翻转机构设在两个转动主轴之间，用于轴承套圈的翻面。本发明采用自动上下料机构，简单可靠，轴承套圈内外径及端面加工分两个工位完成且同时完成粗车和精车，减少换刀的时间，増加加工效率。

Description

一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床
技术领域
本发明涉及机械生产领域，尤其涉及一种能够一次性完成轴承套圈粗加工和精加工的轴承套圈双主轴三刀架车削机床。
背景技术
为提高轴承套圈加工质量，目前轴承套圈车削加工需要经过粗车、无心磨外圈、磨两端面和液压车外圈和端面等步骤，因此，加工工厂需要对应引进多套加工设备，先对轴承套圈胚料进行粗车，粗车完成后取下半成品后放入精车设备中进行精车。有上述轴承套圈加工方法可以看出，现有的轴承套圈加工存在以下缺陷：1)轴承套圈加工需要多台设备同时运行加工，设备占地面积较大；2)粗车需要4名工人完成，无心磨外圈和磨端面各需要2名工人完成，液压车需要1名工人完成，并且还需要运输半成品的工人辅助加工，需要的工人数量较大，人工费巨大，多道工序之间存在空档期，影响加工效率。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种能够一次性完成轴承套圈加工作业的轴承套圈双主轴三刀架车削机床。
为了达到目的，本发明提供的技术方案为：一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其包括上料机构、翻转机构、车床机构和搬运机构，所述的上料机构包括竖向进料通道、水平送料通道和送料气缸，水平送料通道顶面设置敞口，竖向进料通道设在水平送料通道上方且与水平送料通道连通，送料气缸设在水平送料通道的远离车床机构一侧；
所述的搬运机构包括移动梁，移动梁上设有左右搬运单元，左右搬运单元上设有上下搬运单元，上下搬运单元的底部设有夹持单元，夹持单元包括前后驱动气缸、旋转气缸、第一套团夹头和第二套团夹头，旋转气缸与前后驱动气缸的活塞杆连接，旋转气缸的转轴上设有转动块，转动块呈直角三角形形状，第一套团夹头和第二套团夹头分别固定在转动块的两个直角平面上：
所述的翻转机构固定在移动梁下表面的中央位置，翻转机构包括翻转电机、翻转夹持气缸和翻转夹爪，翻转电机的转动轴上设有翻转板，翻转夹持气缸固定在翻转板上，翻转夹爪与翻转夹持气缸连接；
所述的车床机构设在移动梁下方，车床机构包括两个转动主轴和三个刀架，两个转动主轴和三个刀架间隔设置，三个刀架上均设有刀盘，刀盘釆用独立的驱动机构控制其旋转、前后运动及左右运动，每个刀盘上均设有多把粗车刀和多把精车刀，粗车刀和精车刀数量相等，且按照圆周均匀间隔布置，两个转勧主轴分别釆用主轴电机驱动，两个转动主轴的前端分别设有卡抓，右侧和中间刀蠢上的其中一把粗车刀和一把精车刀与靠右的转动主轴配合，最左边的刀架上的其中一把粗车刀和一把精车刀与左侧的转动主轴配合。
优选地，所述的左右搬运单元包括水平驱动气缸和水平滑块，水平滑块设在移动梁上并与水平驱动气缸连接。
优选地，所述的上下搬运单元包括滑动轨道、机械臂和上下驱动气缸，滑动轨道固定在左右搬运单元上，机械臂和上下驱动气缸设在上下滑动轨道，机械臂和上下驱动气缸配合。
优选地，所述的上料机构设置两个，分别安装在车床机构的左右两侧。
优选地，所述的车床机构的还包括水泵，每个精车刀和粗车刀的旁边切配设一个喷头，喷头与水泵之间通过水管连接。
优逸地，所述的搬运机构还包括套团夹头驱动气缸，转动块内部设有空腔，团夹头驱动气缸设在空腔内，第一套团夹头和第二套团夹头均与套团夹头驱动气缸连接。
优选地，所述的第一套团夹头上设有锁紧机构，锁紧机构包括锁紧夹片、锁紧螺丝和弹簧，锁紧夹片钗接在夹爪上，锁紧螺丝和弹簧相互配合且与锁紧夹片连接。
优选地，所述的粗车刀采用R8铣刀，精车刀采用R4铣刀。
优选地，所述的上料机构圧包括限位块和感应器，限位块设在水平送料通道靠近车床机构的一端，限位块靠近水平送料通道的侧面呈弧形面，感应器与所述的搬运机构配合。
釆用本发明提供的技术方案,与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明涉及的轴承套圈双主轴三刀架车削机床通过三个刀盘配合两个转动主轴的方式一次性完成轴承套圈粗车和精车，采用一台设备就能完成轴承套圈的加工，减少设备数量，减少人工数量。
2.本车床可同时加工两个轴承套圈，右侧主轴完成2/3的工序，左侧主轴完成1/3的工序，且右侧主轴配备的刀具比左侧主轴多一倍,因此两个主轴位置的轴承套圈加工的时间基本相同，有效增加生产效率。
3.本车床的每个刀盘上设置多个粗车刀和精车刀，当其中一组粗车刀和精车刀到达使用寿命时，只需要通过旋刀盘的方式就能更换粗车刀和精车刀，故减少了更换铣刀的时间。
附图说明
图1是本发明轴承套圈双主轴三刀架车削机床的主视图；
图2是本发明轴承套圈双主轴三刀架车削机床的上料机构的主视图；
图3是本发明轴承套圈双主轴三刀架车削机床的搬运机构的主视图；
图4是夹持单元的侧视图；
标注说明：11-转动主轴，12-刀架，13-刀盘，14-粗车刀，15-精车刀，16-主轴电机，17-卡抓，18-喷头，19-水泵，2-上料机构，21-底座，22-水平送料通道，23-竖向进料通道，24-送料气缸，25-限位块，26-推块，27-感应器，3-搬运机构，31-移动梁，32-水平驱动气缸，33-水平滑块，34-滑动轨道，35-机械臂，36-上下驱动气缸，37-驱动气缸安装板，38- 夹持单元,381-前后驱动气缸，382-移动块，383-旋转气缸安装板，384-旋转气缸，385-转动块，386-第一套团夹头，387-第二套团夹头，388-夹头驱动气缸，389-锁紧夹片，390-锁紧螺丝，391-弹簧，4-翻转机构，41-安装板，42-翻转电机，43-翻转板，44-翻转夹持气缸，45- 翻转夹爪。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合附图1所示，本发明涉及的一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床，包括上料机构2、搬运机构3、翻转机构和车床机构。
结合附图1所示，所述的车床机构包括两个转动主轴11和三个刀架12,两个转动主轴 11和三个刀架12间隔设置，三个刀架12上均设有刀盘13，刀盘13由数控机床控制单独的驱动机构控制其左右移动、前后移动及转动，每个刀盘13上均设有三把粗车刀14和三把精车刀15，粗车刀14釆用R8铣刀，精车刀15釆用R4铣刀，且粗车刀14和精车刀15以刀盘的轴心为圆心按照圆周均匀间隔布置(精车刀和粗车刀的数量可根据实际需要确定，本实施例只阐述了其中一种情况，也可以设置四把粗车刃和四把精车刀或者是其它数量的粗车刀和精车刀，但粗车刀14的数量与精车刀15的数量必须相同)，其中一把粗车刀14和一把精车刀15用于粗车和精车轴承套圈，其余粗车刀14和精车刀15为备用车刀，两个转动主轴11 分别采用主轴电机16驱动，主轴电机16设在两侧的刀架的下方，两个转动主轴11的前端分别设有卡抓17,用于夹住轴承套圈，右侧和中间刀盘上的粗车刀14和精车刀15与靠右的转动主轴11配合，用于粗车和精车轴承套圈的2/3工序，最左边的刀架上的粗车刀14和精车刀15与左侧的转动主轴配合，用于粗车和精车轴承套圈的其余1/3工序，每把粗车刀14和精车刀15的旁边还均设有喷头18，刀架的后方设有水泵19，喷头18通过水管与水泵19连接，粗车和精车轴承套圈时喷头18向轴承套圈喷水，起到润滑和降温的作用。
结合附图2所示，每组上料机构均包括底座21、水平送料通道22、竖向进料通道23、送料气缸24和限位块25。其中，底座21、水平珑料通道22、竖向进料通道23和限位块25 均釆用金属材料制成。水平送料通道22焊接在底座21的上表面，水平送料通道22顶部设有敞口，竖向进料通道23设在水平送料通道22的上方，两者通过焊接的方式形成一个整体，竖向进料通道23内部的空腔与水平送料通道22连通，竖向进料通道的远离车床机构一侧的底都设有开口，送料气缸24设在水平送料通道的远离车床机构一端，送料气缸24与底座21 的上表面固定连接，送料气缸24的活塞杆的端部正对开口，送料气缸24活塞杆的端部设有推块26，推块26的尺寸与开口的大小相对应，水平送料通道22靠近车床机构的一端设有限位块25，限位块25正对水平送科通道22的侧面呈圆弧状，限位块25的上表面设有感应器27，感应器27采用2D激光传感器，用于感应搬运机构的位置，并将位置信息发送给送料气缸 24，驱动送料气缸24推动轴承套圈配料，直到轴承套圈接触限位块25。车床机构的左右两侧备设置一个上料机构，如此轴承套圈可从左至右加工，也可从右至左加工。
结合附图3所示，所述的搬运机构3包括移动梁31，移动梁31上设有左右搬运单元，左右搬运单元包括水平驱动气缸32和水平滑块33，水平滑块33设在移动梁31的前侧面并且可沿移动梁31左右滑动，水平驱动气缸32固定在移动禦31右端的顶面上，并与水平滑块33连接，用于驱动水平滑块33左右滑动。左右搬运单元上设有上下搬运单元，上下搬运单元包括滑动轨道34、机械膺35和上下驱动气缸36，滑动轨道34固定水平滑块33上，机械臂 35设在滑动轨道34内，上下驱动气缸36固定在滑动轨道34外侧，机械臂35和上下驱动汽缸36配合，上下驱动气缸36用于控制机械臂35上下移动。机械臂的底部设有驱动气缸安装板37，所述的夹持单元38安装在驱动气缸安装板37上，夹持单元包括前后驱动气缸381、旋转气缸384、第一套团夹头386和第二套团夹头387，前后驱动气缸381固定在驱动气缸安装板37的后侧，前后驱动气缸381的活塞杆设在驱动气缸安装板37左右两侧面的凹槽内，活塞杆的端部设有移动块382，移动块382的下表面固定连接有一块旋转气缸安装板383，随着前后驱动气缸381的伸缩，带动移动块382以及旋转气缸安装板383前后移动，旋转气缸 384固定在旋转气缸安装板383下方,旋转气缸384的转轴上设有直角三角形形状的转动块 385，转动块385的斜面的中心位置与旋转气缸384的转动轴机械连接，转动块为空心结构，内部设有空腔，空腔内设有夹头驱动气缸388，第一套团夹头386和第二套团夹头387分别固定在转动块385的两个直角平面上，第一套团夹头386和第二套团夹387均与夹头驱动气缸388连接，第一套团夹头386和第二套团夹头387上均设有三个夹爪，三个夹爪按照圆周均匀布置，夹头驱动气缸388用于控制第一套团夹头386和第二套团夹头387的夹爪夹紧与松开。其中，第一套团夹头386的夹爪上设有通孔，第一套团夹头386上设有锁紧机构，锁紧机构包括锁紧夹片389、锁紧螺丝390和弹簧391，锁紧夹片389铰接在夹爪上，锁紧螺丝 390和弹簧391分别安装在通孔内，弾簧391两端分别与锁紧螺丝390的端部、锁紧夹片389 连接，拧紧锁紧螺丝390后，锁紧夹片389在弹簧391的作用下可牢固的夹住轴承套圈。
上述的搬运机构用于搬运轴承套圈，当上料机构2的送料气缸将轴承套圈推出后，通过左有搬运单元、上下搬运单元以及前后驱动气缸381调整第一套团夹头的位置，并通过夹头驱动气缸388启动第一套团夹头，使其夹住轴承套圈，人工拧紧第一套团夹头上的锁紧螺丝 390，使锁紧夹片389在弹簧391的作用下完全夹住轴承套圈，然后通过左右搬运单元及上下搬运单元驱动机械臂搬运轴承套圈至指定工位，即车床机构的其中一个工位上，启动旋转气缸384使转动块385旋转180度，第一套团夹头386和第二套团夹头387互换位置，通过前后驱动气缸381前后调整第一套团夹头386的位置，并将轴承套圈安装在第一个加工工位。
加工时，需要根据轴承套圈的加工位置分为若干个工序，当通过搬运机构3将轴承套圈安装在右侧的转动主轴11上时进行加工时完成其中的2/3的工序，在加工时先通过数控设备转动刀盘，使其中一把粗车刀14转动到两个转动主轴轴心连线髙度的位置，前后左右移动刀盘位置并旋转右侧的转动主轴11使轴承套圈旋转，同时数控设备根据加工轴承套圈的加工面走刀，完成粗车，粗车完成后将其中一把精车刀15转动到两个转动主轴轴心连线高度的位置，按照车床的方式再进行一次精车，在无需更换刀具的情况下完成轴承套圈2/3工序的粗车和精车。
第一个安裝工位上的加工作业完成后，通过前后驱动气缸前后调整第二套团夹头387的位置并取下半成品，用同样的方式将其搬运到第二个加工工位上。在搬运到第二个加工工位前，还需要对轴承套圈进行一次翻面，如此才能便于另一个端面的加工，故在移动梁的中央位置设置了翻转机构4。所述的翻转机构3通过安装板41固定在移动梁31下表面的中央位置，其包括翻转电机42、翻转夹持气缸44和翻转夹爪45，翻转电机42固定在安装板41的后方，翻转电机42的转动轴穿过安装板41且端部设有翻转板43，翻转夹持气缸44固定在翻转板43上，翻转夹爪45与翻转夹持气缸44连接，并由翻转夹持气缸44驱动夹紧。当轴承套圈搬运到翻转机构4的位置时，通过上下搬运单元调整高度，并将轴承套圈放到翻转机构的上方，松开第二套团夹头387，同时通过翻转夹持气缸44驱动翻转夹爪45夹住轴承套圈，再启动翻转电机42将轴承套圈翻转180度，然后采用第二套团夹头387取下轴承套圈，并再次启动左右搬运单元和上下搬运单元将轴承套圈安装在第二个加工工位上。
釆用右侧转动主轴旋转加工同样的方式完成其余1/3工序的粗车和精车。由于左侧转动主轴11用于加工1/3工序，右侧转动主轴11用于加工2/3工序，且左侧转动主轴11配置一组粗车刀和精车刀，右侧转动主轴11配置两把粗车刀和精车刀，故左右两个转动主轴11上轴承套圈的加工速度基本相同。
本实施例在一组粗车刀14和精车刀15到达使用寿命后，只需要通过刀盘13转动的方式就能釆用备用的粗车刀]4和精车刀15来完成粗车和精车，待所有粗车刀14和精车刀15均到达使用寿命后全部更换，减少车刀的更换次数。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于：包括上料机构、翻转机构、车床机构和搬运机构，所述的上料机构包括竖向进料通道、水平送料通道和送料气缸，水平送料通道顶面设置敞口，竖向进料通道设在水平送料通道上方且与水平送料通道连通，送料气缸设在水平送料通道的远离车床机构一侧；
所述的搬运机构包括移动梁，移动梁上设有左右搬运单元，左右搬运单元上设有上下搬运单元，上下搬运单元的底部设有夹持单元，夹持单元包括前后驱动气缸、旋转气缸、第一套团夹头和第二套团夹头，旋转气缸与前后驱动气缸的活塞杆连接，旋转气缸的转轴上设有转动块，转动块呈直角三角形形状，第一套团夹头和第二套团夹头分别固定在转动块的两个直角平面上；
所述的翻转机构固定在移动梁下表面的中央位置，翻转机构包括翻转电机、翻转夹持气缸和翻转夹爪，阙转电机的转动轴上设有翻转板，翻转夹持气缸固定在翻转板上，翻转夹爪与翻转夹持气缸连接；
所述的车床机构设在移动梁下方，车床机构包括两个转动主轴和三个刀架，两个转动主轴和三个刀架间隔设置，三个刀架上均设有刀盘，刀盘釆用独立的驱动机构控制其旋转、前后运动及左右运动，每个刀盘上均设有多把粗车刀和多把精车刀，粗车刀和精车刀数量相等，且按照圆周均匀间隔布置，两个转动主轴分别釆用主轴电机驱动，两个转动主轴的前端分别设有卡抓，右侧和中间刀盘上的其中一把粗车刀和一把精车刀与靠右的转动主轴配合，最左边的刀架上的其中一把粗车刀和一把精车刀与左侧的转动主轴配合。
2.根据权利要求1所述的外球面反切式军削全自动数控车床，其特征在于：所述的左右搬运单元包耗水平驱动气缸和水平滑块，水平滑块设在移动梁上并与水平驱动气缸连接。
3.根据权利要求1所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于：所述的上下搬运单元包括滑动轨道、机械臂和上下驱动气缸，滑动轨道固定在左右搬运单元上，机械臂和上下驱动气缸设在上下滑动轨道，机械臂和上下驱动气缸配合。
4.根据权利要求1所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床,其特征在于：所述的上料机构设置两个，分别安装在车床机构的左右两侧。
5.根据权利要求1所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于：所述的车床机构的还包括水泵，每个精车刀和粗车刀的旁边均配设一个喷头，喷头与水泵之间通过水管连接。
6.根据权利要求1所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于:所述的搬运机构还包括套团夹头驱动气缸，转动块内部设有空腔，团夹头驱动气缸设在空腔内，第一套团夹头和第二套团夹头均与套团夹头驱动气缸连接。
7.根据权利要求1所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于:所述的第一套团夹头上设有锁紧机构，锁紧机构包括锁紧夹片、锁紧螺丝和弹簧,锁紧夹片铰接在夹爪上，锁紧螺丝和弹簧相互配合且与锁紧夹片连接。
8.根据权利要求1或4所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于：所述的粗车刀釆用R8铣刀，精车刀釆用R4铣刀。
9.根据权利要求1或4所述的轴承套圈双主轴三刀架车削机床，其特征在于：所述的上料机构还包括限位块和感应器，限位块设在水平送料通道靠近车床机构的一端，限位块靠近水平送料通道的侧面呈弧形面，感应器与所述的搬运机构配合。
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