CN112139515A - 一种定距环加工用立式车床及定距环的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种定距环加工用立式车床及定距环的加工工艺，涉及定距环加工的领域，其包括车床本体和立式卡盘，立式卡盘内还设有自动装夹装置；自动装夹装置包括相互垂直的第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆沿其轴向相对设置于第二螺杆的两边，一个第一螺杆朝向立式卡盘轴线的一端设有第一锥齿轮，第二螺杆上设有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，另一个第一螺杆朝向立式卡盘轴线的一端设有第三锥齿轮，第二螺杆上还设有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮；第二螺杆沿其轴向相对设有螺纹段，两个螺纹段位于第一螺杆的两边，第一螺杆和螺纹段上均螺纹连接有夹块，立式卡盘上设有供夹块滑动的滑槽。本申请具有提升装夹精度，进而提升定距环的加工质量的效果。

Description

一种定距环加工用立式车床及定距环的加工工艺

技术领域

本申请涉及定距环加工的领域，尤其是涉及一种定距环加工用立式车床及定距环的加工工艺。

背景技术

相关技术中的定距环如图1所示，包括定距环6，定距环6的一端的内圈上设有倒角61。

定距环一般采用立式车床进行加工，立式车床装夹时，为保证定距环轴线与卡盘的轴线同轴，一般需要通过工具进行校正，较为麻烦，且精度较低。

发明内容

为了改善定距环的装夹精度，本申请提供一种定距环加工用立式车床及定距环的加工工艺。

第一方面，本申请提供的一种定距环加工用立式车床，采用如下的技术方案：

一种定距环加工用立式车床，包括车床本体和立式卡盘，所述车床本体上设有用于加工定距环的刀架，所述立式卡盘的底部设有驱动立式卡盘的驱动装置，所述立式卡盘内还设有自动装夹装置；

所述自动装夹装置包括相互垂直的第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆与第二螺杆均水平设置，且均与立式卡盘转动连接，所述第一螺杆沿其轴向相对设置于第二螺杆的两边，一个所述第一螺杆朝向立式卡盘轴线的一端设有第一锥齿轮，所述第二螺杆上设有与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮，另一个所述第一螺杆朝向立式卡盘轴线的一端设有第三锥齿轮，所述第二螺杆上还设有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮；

所述第二螺杆上沿其轴向相对设有螺纹段，两个所述螺纹段位于第一螺杆的两边，所述第一螺杆和螺纹段上均螺纹连接有夹块，所述立式卡盘上设有供夹块滑动的滑槽。

通过采用上述技术方案，装夹时，将定距环放置于立式卡盘上，然后驱动电机启动，带动第一螺杆和第二螺杆同时转动，带动四个夹块相背或相对移动，对定距环进行装夹，因四个夹块同时移动，故可实现定距环的自定心，使定距环的轴线与立式卡盘的轴线同轴，提升了装夹精度，进而提升了定距环的加工质量。

优选的，所述第二螺杆远离驱动电机的一端延伸出立式卡盘，所述第二螺杆延伸出立式卡盘的端面上开设有供工具插入的六角槽。

通过采用上述技术方案，六角槽可在驱动电机失效时，手动通过工具对第一螺杆和第二螺杆进行控制，便于及时将定距环转移。

优选的，所述夹块朝向立式卡盘轴线的一端设有平面，所述夹块背离立式卡盘轴线的一端设有圆弧面。

通过采用上述技术方案，圆弧面便于对定距环的内圆柱面进行夹紧，平面则便于对定距环的外圆柱面进行夹紧，提升装夹的牢靠性。

优选的，所述夹块的顶面还螺纹连接有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆上套设有压板，所述锁紧螺杆穿过压板的一端设有转动头。

通过采用上述技术方案，压板可在精车时，再次对定距环进行固定，减少因转速过快造成震纹的可能。

优选的，所述刀架上还设有检测装置，所述检测装置包括转动装置和百分表，所述转动装置包括固定板、第一挡板和第二挡板，所述固定板安装于刀架的侧面上，所述固定板上还设有转动板，所述转动板通过锁紧螺栓与固定板转动连接，所述第一挡板竖直设置，且位于固定板远离立式卡盘轴线方向的一端，所述第二挡板水平设置于固定板的底部；

所述百分表垂直于转动板设置，所述转动板与第一挡板抵接时，所述百分表的表头水平设置，所述转动板与第二挡板抵接时，所述百分表的表头竖直设置。

通过采用上述技术方案，检测装置可在车完一个表面后，对该表面进行检测，检测该表面的平整度或同轴度，若出现不合格的情况，及时补救或废弃，减少不必要的浪费；转动装置则便于调节百分表表头的指向方向，便于对定距环的端面或内外圆柱面进行检测。

优选的，所述检测装置还包括移动装置，所述移动装置包括多个依次套接的移动套，尺寸最大的所述移动套固定于刀架上，尺寸最小的所述移动套与固定板固定连接，每个所述移动套的侧壁上均螺纹连接有固定螺栓，所述固定螺栓位于移动套朝向立式卡盘的一端。

通过采用上述技术方案，移动装置便于在检测时，将百分表移动至低于刀架的位置，减少检测时，刀架与定距环或立式卡盘干涉的可能。

优选的，所述立式卡盘的两侧还对称设有上料装置，所述上料装置包括底座和移动板，所述底座上沿其长度方向转动连接有第三螺杆，所述底座上安装有第一电机，所述第一电机的输出轴与第三螺杆同轴固定，所述第三螺杆与移动板螺纹连接；

所述移动板上竖直转动连接有第四螺杆，所述第四螺杆上螺纹连接有升降板，所述升降板上还竖直穿设有导向杆，所述导向杆的底面与移动板固定连接，所述移动板上安装有第二电机，所述第二电机通过齿轮传动与第四螺杆连接，所述升降板朝向立式拉盘设有气缸，所述气缸的伸出杆上设有用于抓取定距环的抓取件。

通过采用上述技术方案，上料时，两个气缸的伸出杆均伸出，使得两个抓取件将定距环抓住，然后第二电机启动带动第四螺杆转动，驱动升降板升起，然后第一电机启动，带动第三螺杆转动，第三螺杆再驱动移动板移动，使得两个移动板位于立式卡盘的两边，然后第二电机反转，带动定距环下降，将定距环放置于立式卡盘上，最后气缸的伸出杆缩回。

优选的，所述抓取件包括抓取板，所述抓取板上开设有供定距环卡入的圆弧槽，所述圆弧槽的直径与定距环的外径一致。

通过采用上述技术方案，两个圆弧槽配合，便于将定距环夹紧，减少定距环掉落的可能。

优选的，所述升降板背离立式卡盘的一端安装有步进电机，所述步进电机的输出轴穿过升降板与气缸固定。

通过采用上述技术方案，步进电机启动，带动气缸转动，便于将定距环翻转，加工另一面。

第二方面，本申请提供的一种定距环的加工工艺，采用如下的技术方案：包括如下步骤：

预处理步骤，抓取件将定距环抓取，放置于立式车床上，此时定距环套于四个夹块外，然后驱动电机启动，带动第一螺杆和第二螺杆转动，驱动四个夹块将定距环夹紧，然后刀架移动，立式卡盘转动，对定距环的外圆柱面和一个端面进行切削，留5至10毫米的余量，随后将定距环松开，翻转180度后，四个夹块夹紧定距环的外圆柱面，然后对定距环的内圆柱面和另一端面进行切削，留5至10毫米的余量；

正火处理，将定距环放置于850至930摄氏度的环境下，保温30min至40min，然后空冷；

车削步骤，再次将定距环装夹于立式卡盘上，然后对定距环进行半精车、精车，依次将内外圆柱面、两端面和倒角均加工完毕，精车外圆柱面和内圆柱面时，通过压板将定距环再次固定。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过自动装夹装置的设置，具有提升装夹精度，进而提升定距环的加工质量的效果；

2.通过检测装置的设置，便于在加工后对定距环进行检测，减少不必要的浪费。

附图说明

图1是相关技术中定距环的结构示意图。

图2是本申请实施例中体现整体的结构示意图。

图3是图2中A部的局部放大图。

图4是本申请实施例中体现驱动装置的结构示意图。

图5是本申请实施例中体现第一螺杆、第二螺杆、夹块和驱动电机的结构示意图。

图6是图1中B部的局部放大图。

附图标记说明：1、车床本体；11、刀架；2、立式卡盘；21、驱动装置；211、固定台；212、驱动杆；213、第三电机；22、滑槽；3、自动装夹装置；31、第一螺杆；311、夹块；3111、平面；3112、圆弧面；3113、锁紧螺杆；3114、压板；3115、转动头；3116、撑板；312、第一锥齿轮；313、第三锥齿轮；32、第二螺杆；321、第二锥齿轮；322、第四锥齿轮；323、螺纹段；324、驱动电机；326、六角槽；4、检测装置；41、移动装置；411、移动套；412、固定螺栓；42、转动装置；421、固定板；422、第一挡板；423、第二挡板；424、锁紧螺栓；425、转动板；43、百分表；5、上料装置；51、底座；511、第三螺杆；512、第一电机；52、移动板；521、第四螺杆；522、导向杆；53、升降板；531、步进电机；532、气缸；533、抓取板；5331、圆弧槽；534、第二电机；6、定距环；61、倒角。

具体实施方式

以下结合附图2-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种定距环加工用立式车床。

参照图2，立式车床包括车床本体1和立式卡盘2，车床本体1上安装刀架11，刀架11可沿竖直方向和定距环6的径向移动，刀架11位于立式卡盘2的上方，刀架11可以两个，沿车床本体1的宽度方向相对设置。立式卡盘2的底部设有驱动装置21，用于驱动立式卡盘2，立式卡盘2内设有自动装夹装置3，用于装夹定距环6。刀架11上还设有检测装置4，用于检测定距环6的同轴度和平整度。立式卡盘2的两边设有上料装置5，用于将定距环6放置于立式卡盘2上，或将定距环6翻转。加工时，上料装置5将定距环6放置于立式卡盘2上，自动装夹装置3将定距环6装夹，然后刀架11上的车刀对定距环6进行切削，切削完后，自动装夹装置3松开定距环6，上料装置5将定距环6翻转180度再放置于立式卡盘2上，然后自动装夹装置3再将定距环6固定，刀架11上的车刀继续切削，所有尺寸均加工完毕后，上料装置5将定距环6转移。

参照图2，上料装置5沿立式卡盘2的轴线对称设置于立式卡盘2的两端，上料装置5包括底座51和移动板52，底座51安装于地面上，底座51上沿其长度方向转动连接有第三螺杆511，底座51上安装有第一电机512，第一电机512的输出轴与第三螺杆511同轴固定，第三螺杆511与移动板52螺纹连接，用于驱动移动板52沿底座51的长度方向移动。移动板52上竖直转动连接有第四螺杆521，第四螺杆521上螺纹连接有升降板53，升降板53内则竖直穿设有导向杆522，导向杆522的底端与移动板52固定连接，移动板52上安装有第二电机534，第二电机534的输出轴通过齿轮传动与第四螺杆521连接，用于实现升降板53的上下移动。

参照图2和图3，升降板53背离立式卡盘2的一端安装有步进电机531，升降板53朝向立式拉盘设有气缸532，步进电机531的输出轴穿过升降板53与气缸532的背离立式卡盘2的一端固定连接，用于实现气缸532的定角度转动。气缸532的伸出杆上设有用于抓取定距环6的抓取件，抓取件包括抓取板533，抓取板533背离立式卡盘2的一端与气缸532的伸出杆固定连接。抓取板533上朝向立式卡盘2的一端开设有圆弧槽5331，圆弧槽5331的直径与定距环6的外径一致，使得圆弧槽5331的槽底与定距环6的外圆柱面抵接时，二者较为贴合。

参照图4，驱动装置21包括固定台211和第三电机213，第三电机213安装于固定台211上，固定台211上转动连接有驱动杆212，驱动杆212与立式卡盘2同轴线且固定连接，第三电机213通过齿轮传动与驱动杆212连接，进而使第三电机213可带动驱动杆212转动。

参照图5，自动装夹装置3包括相互垂直的第一螺杆31和第二螺杆32，第一螺杆31与第二螺杆32均水平设置，且均与立式卡盘2转动连接。第一螺杆31沿其轴向相对设置于第二螺杆32的两边，一个第一螺杆31朝向立式卡盘2轴线的一端同轴固定有第一锥齿轮312，另一个第一螺杆31朝向立式卡盘2轴线的一端则固定连接有第三锥齿轮313。第二螺杆32上固定有与第一锥齿轮312相啮合的第二锥齿轮321，还固定有与第三锥齿轮313啮合的第四锥齿轮322，立式卡盘2安装有驱动电机324，驱动电机324的输出轴与第二螺杆32的一端固定连接。当驱动电机324启动时即可带动两个第一螺杆31和一个第二螺杆32一起转动。驱动电机324的接线可自驱动杆212内穿过，通过电滑环与外电路连接，使得驱动电机324始终与电源接通。第二螺杆32远离驱动电机324的端面延伸出立式卡盘2，并开设有六角槽326，用于在驱动电机324失效时，通过工具转动第二螺杆32，将定距环6松开。

参照图1和图5，第二螺杆32上开设有螺纹段323，螺纹段323沿第二螺杆32的轴向相对设置于第一螺杆31的两边，第一螺杆31和螺纹段323上均螺纹连接有夹块311，即供四个夹块311，立式卡盘2上则开设有供夹块311滑动的滑槽22，滑槽22的开设方向分别与第一螺杆31或第二螺杆32的轴向一致。第一锥齿轮312和第二锥齿轮321完全一致，第三锥齿轮313和第四锥齿轮322完全一致，使得第一螺杆31和第二螺杆32转速一致。第一螺杆31和螺纹段323的螺纹的齿形、大径和螺距一致，使得四个夹块311移动的距离一致。两个螺纹段323的旋向相反，两个第一螺杆31上的螺纹则旋向一致，使得四个夹块311相背或相对移动。

参照图5，夹块311朝向立式卡盘2轴线的一端开设有平面3111，用于与定距环6的外圆柱面抵接，夹块311背离立式卡盘2轴线的一端开设有圆弧面3112，用于与定距环6的内圆柱面抵接。夹块311的顶面还螺纹连接有锁紧螺杆3113，锁紧螺杆3113上套设有压板3114，锁紧螺杆3113穿过压板3114的一端一体成型有转动头3115，转动头3115可以是截面为六角的，便于通过工具驱动，压板3114用在需要对定距环6进一步固定时，压于定距环6上。夹块311上还固定连接有撑板3116，撑板3116设于夹块311朝向立式卡盘2轴线和夹块311背离立式卡盘2轴线的一端，用于在定距环6放置时，支撑定距环6，提升定距环6整体的平整度。

参照图6，检测装置4包括移动装置41、转动装置42和百分表43，移动装置41包括多个依次套接的移动套411，尺寸最大的移动套411固定安装于刀架11上，每个移动套411的侧壁上均螺纹连接有固定螺栓412，固定螺栓412位于移动套411朝向立式卡盘2的一端，用于在移动套411移动后将移动套411锁紧。转动装置42包括固定板421、第一挡板422和第二挡板423，固定板421安装于尺寸最小的移动套411的侧壁上，固定板421上螺纹连接有锁紧螺栓424，锁紧螺栓424上套设有转动板425，锁紧螺栓424用于在转动板425转到位后，将转动板425固定。第一挡板422竖直固定于固定板421上，且位于固定板421远离立式卡盘2轴线方向的一端，第二挡板423水平固定于固定板421的底部。百分表43的表头垂直于转动板425设置，且百分表43固定于转动板425上。转动板425与第一挡板422抵接时，百分表43的表头水平设置，且朝向定距环6；转动板425与第二挡板423抵接时，百分表43的表头竖直设置，且朝向定距环6。

本申请实施例还公开一种定距环的加工工艺。

包括如下步骤：

预处理步骤，气缸532的伸出杆伸出，两个抓取板533朝向定距环6移动，将定距环6卡于两个圆弧槽5331之间，然后第二电机534启动，定距环6上移，然后第一电机512启动，移动板52移动，使得定距环6位于立式卡盘2上方，随后第二电机534在启动，升降板53一下，加工定距环6放置于撑板3116上，然后驱动电机324启动，带动第一螺杆31和第二螺杆32转动，驱动四个夹块311将定距环6夹紧，然后刀架11移动，立式卡盘2转动，对定距环6的外圆柱面和一个端面进行粗车，留5至10毫米的余量，随后将定距环6松开，翻转180度后，四个夹块311夹紧定距环6的外圆柱面，然后对定距环6的内圆柱面和另一端面进行粗车，留5至10毫米的余量；

正火处理，将定距环6放置于850至930摄氏度的环境下，保温30min至40min，然后空冷；

车削步骤，再次将定距环6装夹于立式卡盘2上，然后对定距环6进行半精车、精车，半精车时留0.5毫米的余量，依次将内外圆柱面、两端面和倒角61均加工完毕，精车外圆柱面和内圆柱面时，通过压板3114将定距环6再次固定。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定距环加工用立式车床，其特征在于：包括车床本体(1)和立式卡盘(2)，所述车床本体(1)上设有用于加工定距环(6)的刀架(11)，所述立式卡盘(2)的底部设有驱动立式卡盘(2)的驱动装置(21)，所述立式卡盘(2)内还设有自动装夹装置(3)；

所述自动装夹装置(3)包括相互垂直的第一螺杆(31)和第二螺杆(32)，所述第一螺杆(31)与第二螺杆(32)均水平设置，且均与立式卡盘(2)转动连接，所述第一螺杆(31)沿其轴向相对设置于第二螺杆(32)的两边，一个所述第一螺杆(31)朝向立式卡盘(2)轴线的一端设有第一锥齿轮(312)，所述第二螺杆(32)上设有与第一锥齿轮(312)相啮合的第二锥齿轮(321)，另一个所述第一螺杆(31)朝向立式卡盘(2)轴线的一端设有第三锥齿轮(313)，所述第二螺杆(32)上还设有与第三锥齿轮(313)啮合的第四锥齿轮(322)，所述立式卡盘(2)安装有驱动电机(324)，所述驱动电机(324)的输出轴与第二螺杆(32)的一端固定连接；

所述第二螺杆(32)上沿其轴向相对设有螺纹段(323)，两个所述螺纹段(323)位于第一螺杆(31)的两边，且两个所述螺纹段(323)旋向相反，所述第一螺杆(31)和螺纹段(323)上均螺纹连接有夹块(311)，所述立式卡盘(2)上设有供夹块(311)滑动的滑槽(22)，所述驱动电机(324)启动时，四个所述夹块(311)相背或相对移动。

2.根据权利要求1所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述第二螺杆(32)远离驱动电机(324)的一端延伸出立式卡盘(2)，所述第二螺杆(32)延伸出立式卡盘(2)的端面上开设有供工具插入的六角槽(326)。

3.根据权利要求2所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述夹块(311)朝向立式卡盘(2)轴线的一端设有平面(3111)，所述夹块(311)背离立式卡盘(2)轴线的一端设有圆弧面(3112)。

4.根据权利要求2所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述夹块(311)的顶面还螺纹连接有锁紧螺杆(3113)，所述锁紧螺杆(3113)上套设有压板(3114)，所述锁紧螺杆(3113)穿过压板(3114)的一端设有转动头(3115)。

5.根据权利要求1所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述刀架(11)上还设有检测装置(4)，所述检测装置(4)包括转动装置(42)和百分表(43)，所述转动装置(42)包括固定板(421)、第一挡板(422)和第二挡板(423)，所述固定板(421)安装于刀架(11)的侧面上，所述固定板(421)上还设有转动板(425)，所述转动板(425)通过锁紧螺栓(424)与固定板(421)转动连接，所述第一挡板(422)竖直设置，且位于固定板(421)远离立式卡盘(2)轴线方向的一端，所述第二挡板(423)水平设置于固定板(421)的底部；

所述百分表(43)安装于转动板(425)上，且所述百分表(43)的表头与转动板(425)垂直设置，所述转动板(425)与第一挡板(422)抵接时，所述百分表(43)的表头水平设置，所述转动板(425)与第二挡板(423)抵接时，所述百分表(43)的表头竖直设置。

6.根据权利要求5所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述检测装置(4)还包括移动装置(41)，所述移动装置(41)包括多个依次套接的移动套(411)，尺寸最大的所述移动套(411)固定于刀架(11)上，尺寸最小的所述移动套(411)与固定板(421)固定连接，每个所述移动套(411)的侧壁上均螺纹连接有固定螺栓(412)，所述固定螺栓(412)位于移动套(411)朝向立式卡盘(2)的一端。

7.根据权利要求1所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述立式卡盘(2)的两侧还对称设有上料装置(5)，所述上料装置(5)包括底座(51)和移动板(52)，所述底座(51)上沿其长度方向转动连接有第三螺杆(511)，所述底座(51)上安装有第一电机(512)，所述第一电机(512)的输出轴与第三螺杆(511)同轴固定，所述第三螺杆(511)与移动板(52)螺纹连接；

所述移动板(52)上竖直转动连接有第四螺杆(521)，所述第四螺杆(521)上螺纹连接有升降板(53)，所述升降板(53)上还竖直穿设有导向杆(522)，所述导向杆(522)的底面与移动板(52)固定连接，所述移动板(52)上安装有第二电机(534)，所述第二电机(534)通过齿轮传动与第四螺杆(521)连接，所述升降板(53)朝向立式拉盘设有气缸(532)，所述气缸(532)的伸出杆上设有用于抓取定距环(6)的抓取件。

8.根据权利要求7所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述抓取件包括抓取板(533)，所述抓取板(533)上开设有供定距环(6)卡入的圆弧槽(5331)，所述圆弧槽(5331)的直径与定距环(6)的外径一致。

9.根据权利要求7所述的一种定距环加工用立式车床，其特征在于：所述升降板(53)背离立式卡盘(2)的一端安装有步进电机(531)，所述步进电机(531)的输出轴穿过升降板(53)与气缸(532)固定。

10.一种基于上述权利要9所述的定距环加工用立式车床的定距环的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：

预处理步骤，抓取件将定距环(6)抓取，放置于立式车床上，此时定距环(6)套于四个夹块(311)外，然后驱动电机(324)启动，带动第一螺杆(31)和第二螺杆(32)转动，驱动四个夹块(311)将定距环(6)夹紧，然后刀架(11)移动，立式卡盘(2)转动，对定距环(6)的外圆柱面和一个端面进行切削，留5至10毫米的余量，随后将定距环(6)松开，翻转180度后，四个夹块(311)夹紧定距环(6)的外圆柱面，然后对定距环(6)的内圆柱面和另一端面进行切削，留5至10毫米的余量；

正火处理，将定距环(6)放置于850至930摄氏度的环境下，保温30min至40min，然后空冷；

车削步骤，再次将定距环(6)装夹于立式卡盘(2)上，然后对定距环(6)进行半精车、精车，依次将内外圆柱面、两端面和倒角(61)均加工完毕，精车外圆柱面和内圆柱面时，通过压板(3114)将定距环(6)再次固定。

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