CN112207571B - 多功能零件初加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，公开了多功能零件初加工系统，包括床身和设置于床身上的刀具座和固定座，床身上连接有用于驱动固定座的动力机构，所述刀具座上设有外圆加工刀和内孔加工刀，所述刀具座上连接有用于调节外圆加工刀与内孔加工刀之间距离的调节机构。本申请中通过同时设置外圆加工刀和内孔加工刀，使得工件的外圆和内孔同时被加工，且利用调节机构快速调节外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离，解决了现有技术中在加工套筒类零件时加工效率低下且加工精度低的问题。

Description

多功能零件初加工系统

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及多功能零件初加工系统。

背景技术

现有多数金属零件均能够由机床加工制得，普通机床在加工时，一般将工件安装在床身上设置的固定座上，而在床身上连接刀具座，然后在刀具座上固定连接不同加工类型的刀具，利用加工零件外圆的车刀、加工内孔的镗孔刀以及切割用切割刀等，在加工过程中，动力机构推动固定座移动，从而使得固定座带动工件靠近或者远离刀具座，以便刀具对零件进行加工。

利用现有的普通机床虽然可以顺利地完成对工件的加工，但是对于某些特殊结构的零件，例如套筒类零件，不仅需要对工件的外圆进行加工，同时还需要利用镗孔刀加工内孔，因此在加工套筒类零件时，首先需要用车刀将工件的外圆加工，然后更换刀具座上的刀具，重新完成定位后再继续加工工件的内孔，最终完成零件的初加工。由于此过程中需要更换刀具和重新定位，不仅加工效率低下，而且在更换刀具时容易造成刀具对位不准，从而造成加工的精度低下。

发明内容

本发明意在提供多功能零件初加工系统，以解决现有技术中在加工套筒类零件时加工效率低下且加工精度低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：多功能零件初加工系统，包括床身和设置于床身上的刀具座和固定座，床身上连接有用于驱动固定座的动力机构，所述刀具座上设有外圆加工刀和内孔加工刀，所述刀具座上连接有用于调节外圆加工刀与内孔加工刀之间距离的调节机构。

本方案的原理是：固定座用于夹持固定工件，刀具座用于同时固定连接外圆加工刀和内孔加工刀，动力机构用于驱动固定座转动而带动工件转动，同时动力机构驱动固定座靠近或者远离刀具座，从而使得外圆加工刀和内孔加工刀同时完成对工件的加工；利用调节机构的调节作用，一方面，可以在开始加工工件时，将外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离调节至最大，使得外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离等于工件的半径大小，并使内孔加工刀与工件的中轴线重合，而使外圆加工刀与工件外壁接触，以方便外圆加工刀和内孔加工刀对工件进行加工，而当外圆加工刀和内孔加工刀完成一次加工走刀后，利用调节机构调节外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离，使得外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离相互靠近，且外圆加工刀和内孔加工刀均相对于工件发生位移，外圆加工刀移动的距离等于下一次加工的进刀量，而内孔加工刀移动的距离也等于下一次加工的进刀量，待外圆加工刀和内孔加工刀的位置被调节机构调整好之后，动力机构再次驱动固定座带动工件向刀具座移动，从而使得外圆加工刀和内孔加工刀继续对工件进行加工，直至工件被完成加工。

本方案的有益效果在于：

1.能够快速完成工件的加工：本申请中，由于外圆加工刀和内孔加工刀分别对工件的外圆和内孔进行加工，且外圆的加工和内孔的加工同时进行，使得工件的加工效率明显提升；而且由于工件的外圆和内孔同时被加工，因此在加工过程中不需要更换刀具，可以进一步提升加工效率，使得工件被快速加工。

2.加工精度提升：由于本申请中在加工工件的外圆和内孔时不需要更换刀具，因此不需要重新对工件进行对刀，使得加工工件过程中外圆加工刀和内孔加工刀均能一次性完成对工件的加工，从而使得加工的精度高。

优选的，作为一种改进，所述调节机构包括驱动电机、双向丝杆和分别螺纹连接于双向丝杆两段螺纹上的第一滑块和第二滑块，外圆加工刀连接于第一滑块上，内孔加工刀连接于第二滑块上。

本方案中，利用驱动电机带动双向丝杆转动，从而使得双向丝杆带动第一滑块和第二滑块同时沿着双向丝杆移动，从而利用第一滑块和第二滑块分别带动外圆加工刀和内孔加工刀进行移动，从而对外圆加工刀和内孔加工刀的位置进行快速调节。

优选的，作为一种改进，所述刀具座上同时转动连接有第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆与双向丝杆之间连接有第一齿轮副，第二螺杆与双向丝杆之间连接有第二齿轮副，第一滑块螺纹连接于第一螺杆上，第二滑块螺纹连接于第二螺杆上。

本方案中，通过设置第一齿轮副和第二齿轮副，在驱动机构驱动双向丝杆转动时，双向丝杆通过第一齿轮副和第二齿轮副分别驱动外圆加工刀和内孔加工刀的移动，而且通过设置第一齿轮副和第二齿轮副的传动比，使得第一滑块和第二滑块相对于双向丝杆滑动的距离可以被精确控制，以方便在外圆加工刀和内孔加工刀完成一次加工后，在利用调节机构调节外圆加工刀和内孔加工刀的距离时，可以根据需要确定外圆加工刀和内孔加工刀的移动距离，从而使得外圆加工刀和内孔加工刀的进刀量合适。

优选的，作为一种改进，所述第一齿轮副的传动比大于第二齿轮副的传动比。

本方案中，将第一齿轮副的传动比设置为大于第二齿轮副的传动比，从而在利用调节机构调节外圆加工刀和内孔加工刀的进刀量时，使得外圆加工刀的进刀量大于内孔加工刀的进刀量，即在一次性循环加工过程中，加工外圆的切削量大于加工内孔的切削量，因此本方案中将第一齿轮副的传动比设置为大于第二齿轮副的传动比，从而使得加工金属工件时，外圆加工刀与内孔加工刀的进刀量与实际加工情况相符。

优选的，作为一种改进，所述第一滑块上连接有与外圆加工刀同轴设置的弧形板。

本方案中，利用弧形板对外圆加工刀的碎屑进行阻挡，避免碎屑四处飞溅。

优选的，作为一种改进，所述第一滑块上滑动连接有固定块，外圆加工刀固定连接于固定块上。

本方案中，通过设置固定块，使得外圆加工刀相对于内孔加工刀的位置可调，当加工工件时，可以使外圆加工刀先与工件接触而加工工件的外圆，也可以使内孔加工刀先与工件接触而加工工件的内孔，使得本加工系统既可以加工外圆长度大于内孔长度的工件，也可以加工内孔长度大于外圆长度的工件，还可以加工外圆长度与内孔长度相等的工件，使得加工范围更广。

优选的，作为一种改进，所述弧形板转动连接于第一滑块上。

本方案中，弧形板转动连接于第一滑块上，当需要调整外圆加工刀的位置时，可以将弧形板转动至外圆加工刀的一侧，避免弧形板对调整外圆加工刀产生阻碍。

优选的，作为一种改进，所述第一滑块上设有刻度线和刻度值，所述固定块上设有与刻度线配合的指针。

本方案中，通过第一滑块上设置的刻度线，可以更加精确控制外圆加工刀的位置，使得工件的加工更加精准。

优选的，作为一种改进，所述固定块上固定连接有正对外圆加工刀的第一冷却管，所述第二滑块上固定连接有正对内孔加工刀的第二冷却管。

本方案中，利用第一冷却管和第二冷却管分别对外圆加工刀和内孔加工刀的喷射冷却油，从而使加工过程更加的稳定。

优选的，作为一种改进，所述刀具座滑动连接于床身上。

本方案中，刀具座滑动连接于床身上，当加工工件时，在加工初始状态而调节外圆加工刀和内孔加工刀的位置时，利用驱动电机带动双向丝杆转动而带动第一滑块和第二滑板移动时，可以使得外圆加工刀和内孔加工刀之间的距离等于工件的初始半径大小，当工件的半径发生改变后，可以滑动刀具座的高度，使得内孔加工刀与工件的中轴线对齐，从而顺利完成加工，因此本方案中，通过将刀具座滑动连接在床身上，可以加工不同直径的工件。

附图说明

图1为本发明实施例一中多功能零件初加工系统的正向剖视图。

图2为本发明实施例二中多功能零件初加工系统的正向剖视图。

图3为本发明实施例三中多功能零件初加工系统的正向剖视图。

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：床身1、刀具座2、固定座3、横向导轨4、工件5、外圆加工刀6、内孔加工刀7、驱动电机8、双向丝杆9、第一滑块10、第二滑块11、固定块12、弧形板13、第一冷却管14、第二冷却管15、第一螺杆16、第二螺杆17、第一齿轮18、第二齿轮19、第三齿轮20、第四齿轮21、液压缸22。

实施例基本如附图1所示：多功能零件初加工系统，包括床身1和连接于床身1上的刀具座2和固定座3，刀具座2通过螺栓固定连接于床身1上，床身1上通过螺钉固定连接有横向导轨4，固定座3横向滑动连接于横向导轨4上，固定座3上设有用于夹持固定工件5的三角卡盘，床身1上连接有用于驱动固定座3沿着横向导轨4滑动的动力机构(图1中未示出)。

刀具座2上设有外圆加工刀6和内孔加工刀7，刀具座2上连接有用于调节外圆加工刀6与内孔加工刀7之间距离的调节机构。本实施例中，调节机构包括驱动电机8、双向丝杆9、第一滑块10和第二滑块11，驱动电机8通过螺钉固定连接于刀具座2上，双向丝杆9通过螺钉固定连接于驱动电机8的输出轴上；第一滑块10和第二滑块11分别螺纹连接于双向丝杆9的两段螺纹上，且第一滑块10和第二滑块11均竖向滑动连接于刀具座2上，内孔加工刀7通过螺钉固定连接于第二滑块11上。

如图1所示，第一滑块10的底面上通过螺钉固定连接有导轨，导轨上横向滑动连接有固定块12，外圆加工刀6通过螺钉固定连接于固定块12上，且固定块12上开有横向设置的导槽，第一滑块10上开有与导槽配合的螺纹孔，通过向导槽内穿入螺钉，然后将螺钉锁入第一滑块10上的螺纹孔中，即可将固定块12固定连接于第一滑块10上，从而使固定块12上的外圆加工刀6被固定。为了能够精确地调节外圆加工刀6的位置，本实施例中，在第一滑块10上刻有横向均布的刻度线(图1中未示出)，刻度线上对应刻有刻度值，而固定块12上通过螺钉固定连接有指针，方便快速且准确地完成对固定块12的调节。

第一滑块10的顶面通过销轴方式转动连接有弧形板13，利用弧形板13对外圆加工刀6切削工件5外圆时产生的碎屑进行阻挡，从而避免碎屑四处飞溅；同时，固定块12上通过螺钉固定连接有正对外圆加工刀6的第一冷却管14，第二滑块11上通过螺钉固定连接有正对内孔加工刀7的第二冷却管15，利用第一冷却管14和第二冷却管15分别对外圆加工刀6和内孔加工刀7喷洒冷却液，利用冷却液对外圆加工刀6和内孔加工刀7进行冷却润滑。

具体实施过程如下：

当需要加工工件5时，首先将工件5固定于固定座3上的三角卡盘处，然后通过驱动电机8带动双向丝杆9转动，双向丝杆9转动时将同时驱动第一滑块10和第二滑块11沿着竖直方向移动，此时内孔加工刀7位于靠近工件5中轴线位置，而外圆加工刀6位于靠近工件5外壁处；然后利用动力机构驱动固定座3沿着横向滑轨向左移动，使得工件5逐渐靠近外圆加工刀6和内孔加工刀7，并逐渐使得外圆加工刀6和内孔加工刀7与工件5接触并加工工件5，从而使得工件5的外圆和内孔同时被加工。

当工件5外圆加工的长度和内孔长度不相等时，可以在加工工件5之前，根据第一滑块10上设置的刻度线以及刻度值来调节固定块12的位置，使得固定块12带动外圆加工刀6的位置发生改变，如果工件5外圆的长度大于内孔的长度，则将外圆加工刀6调节至内孔加工刀7的右上方，在加工工件5时，外圆加工刀6先于工件5接触而先加工外圆，从而使得外圆的长度大于内孔的长度；反之，如果工件5外圆的长度小于内孔的长度，则将外圆加工刀6调节至内孔加工刀7的左上方，在加工工件5时，内孔加工刀7先于工件5接触而先加工内孔，从而使得外圆的长度小于内孔的长度。

当完成一次走刀后，利用动力机构驱动固定座3和工件5向右移动，使得工件5远离外圆加工刀6和内孔加工刀7，然后通过驱动电机8带动双向丝杆9转动，从而使得双向丝杆9带动第一滑块10和第二滑块11同时沿着刀具座2滑动并相互靠近，第一滑块10带动外圆加工刀6向下移动且向下移动量等于外圆加工刀6的进刀量，而第二滑块11带动内孔加工刀7向上移动，且内孔加工刀7向上移动的距离等于内孔加工刀7的进刀量，当外圆加工刀6和内孔加工刀7被调节距离后，利用动力机构重新驱动工件5向刀具座2靠近，从而使得工件5被再次加工。

重复上述步骤，直至工件5被加工完成。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图2所示，刀具座2上通过轴承转动连接有竖向的第一螺杆16和第二螺杆17，第一螺杆16与双向丝杆9之间连接有第一齿轮副，第二螺杆17与双向丝杆9之间连接有第二齿轮副，第一齿轮副包括相互啮合的第一齿轮18和第二齿轮19，第二齿轮副包括相互啮合的第三齿轮20和第四齿轮21，第一齿轮18和第三齿轮20均通过平键固定连接于双向丝杆9上，第二齿轮19通过平键固定连接于第一螺杆16上，第四齿轮21通过平键固定连接于第二螺杆17上，第一滑块10螺纹连接于与第一螺杆16上且沿着刀具座2竖向滑动连接，第二滑块11螺纹连接于第二螺杆17上且沿着刀具座2竖向滑动连接，第一齿轮副的传动比为1.4:1，第二齿轮副的传动比为1.2:1，即第一齿轮副的传动比大于第二齿轮副的传动比，当利用驱动电机8带动双向丝杆9转动时，经过第一齿轮副和第二齿轮副的传动作用，使得第一滑块10沿着刀具座2的竖向滑动速度大于第二滑块11沿着竖向滑动的速度，因此在外圆加工刀6和内孔加工刀7完成一次走刀后，当利用驱动电机8驱动双向丝杆9转动而最终调节外圆加工刀6和内孔加工刀7的进刀量时，外圆加工刀6的进刀量大于内孔加工刀7的进刀量，这与实际加工金属工件5时的加工工况相符，即外圆加工刀6的进刀量可以适量大于内孔加工的进刀量，从而有效提升工件5加工的效率。

实施例三

实施例三与实施例二的区别在于：实施例二中，在加工工件5前，需要通过驱动电机8带动双向丝杆9转动，使得第一滑块10和第二滑块11相互远离，直至外圆加工刀6与内孔加工刀7之间的距离等于工件5的半径，然后在通过驱动电机8带动双向丝杆9转动而调节外圆加工刀6与内孔加工刀7的进刀量，使得外圆加工刀6和内孔加工刀7同时对工件5进行加工。但是如果工件5的直径发生改变，则会造成当外圆加工刀6与内孔加工刀7之间的距离被调节至工件5的半径时，内孔加工刀7不会正对工件5的中轴线，此时则无法完成对工件5的加工。

因此，本实施例中，如图3所示，刀具座2与床身1之间连接有液压缸22，在液压缸22的作用下，使得刀具座2可以沿着竖直方向滑动而改变刀具座2的高度，使得外圆加工刀6和内孔加工刀7之间的距离被驱动电机8调节等于工件5的半径时，在利用液压缸22驱动刀具座2移动，从而使得内孔加工刀7与工件5的中轴线对齐，使得工件5的直径发生改变后，依然能够被同时加工外圆和内孔。

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 (8)

1.多功能零件初加工系统，包括床身和设置于床身上的刀具座和固定座，床身上连接有用于驱动固定座的动力机构，动力机构用于驱动固定座转动而带动工件转动，同时动力机构驱动固定座靠近或者远离刀具座；其特征在于：所述刀具座上设有外圆加工刀和内孔加工刀，所述刀具座上连接有用于调节外圆加工刀与内孔加工刀之间距离的调节机构；所述调节机构包括驱动电机、双向丝杆和分别螺纹连接于双向丝杆两段螺纹上的第一滑块和第二滑块，外圆加工刀连接于第一滑块上，内孔加工刀连接于第二滑块上；所述刀具座上同时转动连接有第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆与双向丝杆之间连接有第一齿轮副，第二螺杆与双向丝杆之间连接有第二齿轮副，第一滑块螺纹连接于第一螺杆上，第二滑块螺纹连接于第二螺杆上。

2.根据权利要求1所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述第一齿轮副的传动比大于第二齿轮副的传动比。

3.根据权利要求2所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述第一滑块上连接有与外圆加工刀同轴设置的弧形板。

4.根据权利要求3所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述第一滑块上滑动连接有固定块，外圆加工刀固定连接于固定块上。

5.根据权利要求4所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述弧形板转动连接于第一滑块上。

6.根据权利要求5所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述第一滑块上设有刻度线和刻度值，所述固定块上设有与刻度线配合的指针。

7.根据权利要求4所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述固定块上固定连接有正对外圆加工刀的第一冷却管，所述第二滑块上固定连接有正对内孔加工刀的第二冷却管。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的多功能零件初加工系统，其特征在于：所述刀具座滑动连接于床身上。

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