CN112548171B - 一种椭圆腰孔的加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种椭圆腰孔的加工装置，包括设置在铣床工作台上的工件驱动机构，在工件驱动机构上设置有工件的夹紧部件，工件驱动机构包括横向驱动机构和/或纵向驱动机构，被加工工件通过夹紧部件夹持在基座上，基座与横向驱动机构或纵向驱动连接。该装置具有结构简单、加工效率高、加工精度高、技工成本低廉等特点。该装置在没有数控加工中心设备的条件下，可以采用简单的二维驱动或仿形驱动装置，用铣床加工椭圆腰孔。

Description

一种椭圆腰孔的加工装置
技术领域
本发明涉及机械加工工装技术领域，具体涉及一种椭圆腰孔的加工装置。
背景技术
在现有技术中，椭圆孔的加工需要在数控机床上加工，但加工成本高，而在普通的车床和铣床上很难加工，且效率低，品质也无法得到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、加工效率高、加工精度高、加工成本低廉的椭圆腰孔加工装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种椭圆腰孔的加工装置，所述装置包括设置在铣床工作台上的工件驱动机构，在工件驱动机构上设置有工件的夹紧部件，工件驱动机构包括横向驱动机构和/或纵向驱动机构，被加工工件通过夹紧部件夹持在基座上，基座与横向驱动机构或纵向驱动连接。
为了能够驱动基座沿椭圆轨迹位移，同时为了提高基座的位移精度，降低驱动机构的加工制作成本，优选的技术方案是，所述横向驱动机构和纵向驱动机构均为丝杠螺母驱动机构，其中横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母与横向驱动台连接，横向驱动机构中的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，横向驱动丝杠的一端与横向驱动电机或横向驱动手轮连接，在横向驱动螺母与铣床工作台之间设有导向滑轨；纵向驱动机构中的纵向驱动螺母与基座连接，纵向驱动螺母与纵向驱动丝杠螺纹配合，纵向驱动丝杠的两端通过支架与横向驱动台连接，纵向驱动丝杠的一端与纵向驱动电机或纵向驱动手轮连接。分别采用横向驱动机构和纵向驱动机构协同驱动基座沿椭圆轨迹移动工件，使得铣床在工件上铣削出椭圆腰孔，采用上述驱动方式适合于加工尺寸较大、重量较重的工件。
为了提高工件上椭圆腰孔的加工精度使得工件移动平稳，且驱动动力强劲，进一步优选的技术方案是，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆，两根平行设置的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，两根平行设置的横向驱动丝杆分别与两个横向驱动螺母螺纹配合，两个横向驱动螺母分别与横向驱动台两侧的底部或侧边连接。
为了提高工件上椭圆腰孔的加工精度使得工件移动平稳，且驱动动力强劲，进一步优选的技术方案还有，所述纵向驱动机构包括有两根平行设置的纵向驱动丝杆，两根平行设置的纵向驱动丝杆分别与两个纵向驱动螺母螺纹配合，两个纵向驱动螺母分别与基座的底部或两侧连接，两根平行设置的纵向驱动丝杆分别设置在横向驱动台的上面或两侧。
为了简化基座沿椭圆轨迹位移的控制程序，提高控制的自动化程度，提高椭圆腰孔的监工精度和加工效率，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动丝杠还与导向螺母螺纹连接有，在导向螺母上连接有导向杆，导向杆垂直穿过设置在横向驱动台上的横向导向槽，在基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽，在椭圆环形凹槽的两侧分别设有电极片，在导向杆端部设有电极端，设有电极端的导向杆端部插接在椭圆环形凹槽内，设有电极端的导向杆端部为球面体，球面体的直径略小于椭圆环形凹槽的两侧电极片之间的间距或略小于椭圆环形凹槽的槽宽。其中椭圆环形凹槽为仿形铣削中的仿形凹槽，横向驱动丝杠可驱动导向螺母横向移动，与导向螺母连接的导向杆穿过横向驱动台垂直插入仿形凹槽后，即可用于发出控制信号，控制纵向驱动电机的转向，进而控制纵向驱动螺母驱动基座沿仿形的椭圆环形凹槽的轨迹位移，通过导向杆端部的电极端与椭圆环形凹槽两侧的电极片的连接或脱离可以控制纵向驱动电机的正反转方向，从而可以驱动基座的纵向位移方向。将横向驱动电机、纵向驱动电机、电极片、电极端分别域控制器连接，通过控制器控制横向驱动电机和纵向驱动电机的旋转方向及启动、停止动作。例如，将椭圆腰孔的长轴沿横向设置，导向杆端部的电极端插接在椭圆环形凹槽内可先从前侧由右向左横向移动时，在第一个1/4椭圆周内，导向杆端部的电极端与椭圆环形凹槽的内环电极片顶压连接，且导向杆在横向驱动丝杆及导向螺母的驱动下，沿横向方向前移动，在第二个1/4椭圆周内，导向杆端部的电极端与椭圆环形凹槽对外环电极片顶压连接，电极片发出信号给纵向驱动电机，驱动纵向驱动螺母向后位移，在第三个1/4椭圆周内，导向杆端部的电极端与椭圆环形凹槽的内环电极片顶压连接，电极片发出信号给纵向驱动电机，驱动纵向螺母继续向后移动，在第四个1/4椭圆周内，导向杆端部的电极端与椭圆环形凹槽的外环电极片顶压连接，电极片发出信号给纵向驱动电机驱动纵向驱动螺母再次向前位移，如此循环一周即可在工件上铣削出椭圆腰孔。
为了更加准确灵活地驱动基座沿椭圆腰孔轨迹位移，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动电机和纵向驱动电机均为伺服电机。
为了简化位移驱动部件的结构，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动为丝杠螺母驱动机构，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母与横向驱动台连接，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台座连接，横向驱动丝杠的一端与横向驱动电机或纵向驱动手轮连接，基座设置在横向驱动台的上面，在基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽，椭圆环形凹槽与垂直穿过横向驱动台上的横向导向槽，且与导向螺母连接的导向杆配合，导向螺母与横向驱动丝杆螺纹连接，在基座的下面与横向驱动台的上面之间设有导向滑轨。
为了简化位移驱动部件的结构，使得基座位移更加平稳，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，进一步优选的技术方案还有，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆，两根平行设置的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，两根平行设置的横向驱动丝杆分别与两个横向驱动螺母螺纹配合，两个横向驱动螺母分别与横向驱动台两侧的底部或侧边连接，基座设置在横向驱动台上面。通过与导向螺母连接的导向杆穿过在横向驱动台上面用于驱动基座沿椭圆腰孔的轨迹移动工件。在该结构中省去了纵向驱动机构，而是通过导向杆来推动基座沿椭圆腰孔轨迹位移。
为了简化位移驱动部件的结构，使得基座位移更加平稳，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，进一步优选的技术方案还有，在所述基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同，且椭圆长轴轴线在同一条直线上的两个椭圆环形凹槽，两个椭圆环形凹槽与穿过横向驱动台上面两个导向杆配合，在基座的下面与横向驱动台的上面之间设有两条导向滑轨。
为了便于将工件准确平稳地固定安装在基座上，便于铣床精准、高效地在毛坯工件上加工出椭圆腰孔，优选的技术方案还有，在所述基座上设有工件的定位面和/或工件的定位销孔，基座上还设有工件的排屑槽。
本发明的优点和有益效果在于， 该椭圆腰孔加工装置具有结构简单、加工效率高、加工精度高、技工成本低廉等特点。该装置在没有数控加工中心设备的条件下，可以采用简单的二维驱动或仿形驱动装置，用铣床加工椭圆腰孔。根据被加工工件的尺寸大小（包括面积和厚度），也可以分别采用二维驱动加仿形控制位移轨迹，或采用单向驱动加仿形控制位移轨迹的加工方法加工椭圆腰孔。
附图说明
图1是本发明椭圆腰孔加工装置的主剖视结构示意图；
图2是图1的侧视图；
图3是本发明椭圆腰孔加工装置的另一种主剖视结构示意图；
图4是图3的侧视图。
图中：1、铣床工作台；2、夹紧部件；3、工件；4、基座；5、横向驱动螺母；6、横向驱动台；7、横向驱动丝杆；8、支架；9、横向驱动电机；10、导向滑轨；11、纵向驱动螺母；12、纵向驱动丝杠；13、纵向驱动电机；14、导向螺母；15、导向杆；16、横向导向槽；17、椭圆环形凹槽；18、电极片；19、电极端；20、定位面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1-4所示，本发明是一种椭圆腰孔的加工装置，所述装置包括设置在铣床工作台1上的工件驱动机构，在工件驱动机构上设置有工件的夹紧部件2，工件驱动机构包括横向驱动机构和/或纵向驱动机构，被加工的工件3通过夹紧部件2夹持在基座4上，基座4与横向驱动机构或纵向驱动连接。
实施例2
为了能够驱动基座4沿椭圆轨迹位移，同时为了提高基座4的位移精度，降低驱动机构的加工制作成本，在实施例1的基础上本发明优选的实施方案是，如图1、2所示，所述横向驱动机构和纵向驱动机构均为丝杠螺母驱动机构，其中横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母5与横向驱动台6连接，横向驱动机构中的横向驱动丝杆7通过支架8与铣床工作台1连接，横向驱动丝杠7的一端与横向驱动电机9或横向驱动手轮连接，在横向驱动螺母5与铣床工作台1之间设有导向滑轨10；纵向驱动机构中的纵向驱动螺母11与基座4连接，纵向驱动螺母11与纵向驱动丝杠12螺纹配合，纵向驱动丝杠12的两端通过支架8与横向驱动台6连接，纵向驱动丝杠12的一端与纵向驱动电机13或纵向驱动手轮连接。分别采用横向驱动机构和纵向驱动机构协同驱动基座4沿椭圆轨迹移动工件，使得铣床在工件上铣削出椭圆腰孔，采用上述驱动方式适合于加工尺寸较大、重量较重的工件。
实施例3
为了提高工件上椭圆腰孔的加工精度，使得工件移动平稳，且驱动动力强劲，在实施例2的基础上本发明进一步优选的实施方案是，如图1、2所示，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆7，两根平行设置的横向驱动丝杆7通过支架8与铣床工作台连接，两根平行设置的横向驱动丝杆7分别与两个横向驱动螺母5螺纹配合，两个横向驱动螺母5分别与横向驱动台6两侧的底部或侧边连接。
实施例4
为了提高工件上椭圆腰孔的加工精度使得工件移动平稳，且驱动动力强劲，在实施例3的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图1、2所示，所述纵向驱动机构包括有两根平行设置的纵向驱动丝杆12，两根平行设置的纵向驱动丝杆12分别与两个纵向驱动螺母11螺纹配合，两个纵向驱动螺母11分别与基座4的底部或两侧连接，两根平行设置的纵向驱动丝杆12分别设置在横向驱动台6的上面或两侧。
实施例5
为了简化基座沿椭圆轨迹位移的控制程序，提高控制的自动化程度，提高椭圆腰孔的监工精度和加工效率，在实施例2的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图1、2所示，所述横向驱动丝杠7还与导向螺母14螺纹连接有，在导向螺母14上连接有导向杆15，导向杆15垂直穿过设置在横向驱动台6上的横向导向槽16，在基座4的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽17，在椭圆环形凹槽17的两侧分别设有电极片18，在导向杆15端部设有电极端19，设有电极端19的导向杆15端部插接在椭圆环形凹槽17内，设有电极端17的导向杆15端部为球面体，球面体的直径略小于椭圆环形凹槽17的两侧电极片之间的间距或略小于椭圆环形凹槽17的槽宽。其中椭圆环形凹槽17为仿形铣削中的仿形凹槽，横向驱动丝杠7可驱动导向螺母14横向移动，与导向螺母14连接的导向杆15穿过横向驱动台6垂直插入仿形凹槽后，即可用于发出控制信号，控制纵向驱动电机13的转向，进而控制纵向驱动螺母11驱动基座4沿仿形的椭圆环形凹槽17的轨迹位移，通过导向杆15端部的电极端19与椭圆环形凹槽17两侧的电极片18的连接或脱离可以控制纵向驱动电机13的正反转方向，从而可以驱动基座4的纵向位移方向。将横向驱动电机9、纵向驱动电机13、电极片18、电极端19分别域控制器（图中未视）连接，通过控制器控制横向驱动电机9和纵向驱动电机13的旋转方向及启动、停止动作。例如，将椭圆腰孔的长轴沿横向设置，导向杆15端部的电极端19插接在椭圆环形凹槽17内可先从前侧由右向左横向移动时，在第一个1/4椭圆周内，导向杆15端部的电极端17与椭圆环形凹槽17的内环电极片18顶压连接，且导向杆15在横向驱动丝杆7及导向螺母14的驱动下，沿横向方向前移动，在第二个1/4椭圆周内，导向杆15端部的电极端19与椭圆环形凹槽17对外环电极片18顶压连接，电极片18发出信号给纵向驱动电机13，驱动纵向驱动螺母11向后位移，在第三个1/4椭圆周内，导向杆15端部的电极端19与椭圆环形凹槽17的内环电极片18顶压连接，电极片18发出信号给纵向驱动电机13，驱动纵向驱动螺母11继续向后移动，在第四个1/4椭圆周内，导向杆15端部的电极端19与椭圆环形凹槽17的外环电极片18顶压连接，电极片18发出信号给纵向驱动电机13驱动纵向驱动螺母11再次向前位移，如此循环一周即可在工件上铣削出椭圆腰孔。
实施例6
为了更加准确灵活地驱动基座沿椭圆腰孔轨迹位移，在实施例5的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图1、2所示，所述横向驱动电机9和纵向驱动电机13均为伺服电机。
实施例7
为了简化位移驱动部件的结构，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，在实施例1的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图3、4所示，所述横向驱动为丝杠螺母驱动机构，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母5与横向驱动台6连接，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动丝杆7通过支架8与铣床工作台1连接，横向驱动丝杠7的一端与横向驱动电机9或纵向驱动手轮连接，基座4设置在横向驱动台6的上面，在基座4的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽17，椭圆环形凹槽17与垂直穿过横向驱动台6上的横向导向槽16，且与导向螺母14连接的导向杆15配合，导向螺母14与横向驱动丝杆7螺纹连接，在横向驱动台6的下面设有导向滑轨10。
实施例8
为了简化位移驱动部件的结构，使得基座4位移更加平稳，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，在实施例7的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图3、4所示，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆7，两根平行设置的横向驱动丝杆7通过支架8与铣床工作台1连接，两根平行设置的横向驱动丝杆7分别与两个横向驱动螺母5螺纹配合，两个横向驱动螺母5分别与横向驱动台6两侧的底部或侧边连接，基座4设置在横向驱动台6上面。通过与导向螺母14连接的导向杆15穿过在横向驱动台6上面用于驱动基座4沿椭圆腰孔的轨迹移动工件。在该结构中省去了纵向驱动机构，而是通过导向杆15来推动基座4沿椭圆腰孔轨迹位移。
实施例9
为了简化位移驱动部件的结构，使得基座4位移更加平稳，提高加工效率，降低工装设备成本，简化操作过程，对于结构尺寸小、重量轻的工件，在实施例8的基础上本发明进一步优选的实施方案还有，如图3、4所示，在所述基座4的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同，且椭圆长轴轴线在同一条直线上的两个椭圆环形凹槽17，两个椭圆环形凹槽17与穿过横向驱动台6上面两个导向杆15配合，在基座4的下面与横向驱动台6的上面之间设有两条导向滑轨10。
实施例10
为了便于将工件准确平稳地固定安装在基座4上，便于铣床精准、高效地在毛坯工件上加工出椭圆腰孔，在实施例1的基础上本发明优选的实施方案还有，如图1-4所示，在所述基座4上设有工件的定位面20和/或工件的定位销孔，基座4上还设有工件的排屑槽。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述装置包括设置在铣床工作台上的工件驱动机构，在工件驱动机构上设置有工件的夹紧部件，工件驱动机构包括横向驱动机构和/或纵向驱动机构，被加工工件通过夹紧部件夹持在基座上，基座与横向驱动机构或纵向驱动机构连接，所述横向驱动为丝杠螺母驱动机构，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母与横向驱动台连接，横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台座连接，横向驱动丝杠的一端与横向驱动电机或横向驱动手轮连接，基座设置在横向驱动台的上面，在基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽，椭圆环形凹槽与垂直穿过横向驱动台上的横向导向槽，且与导向螺母连接的导向杆配合，导向螺母与横向驱动丝杆螺纹连接，横向驱动丝杠还与导向螺母螺纹连接，在导向螺母上连接有导向杆，导向杆垂直穿过设置在横向驱动台上的横向导向槽，在基座的下面与横向驱动台的上面之间设有导向滑轨。
2.根据权利要求1所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述横向驱动机构和纵向驱动机构均为丝杠螺母驱动机构，其中横向丝杠螺母驱动机构中的横向驱动螺母与横向驱动台连接，横向驱动机构中的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，横向驱动丝杠的一端与横向驱动电机或横向驱动手轮连接，在横向驱动螺母与铣床工作台之间设有导向滑轨；纵向驱动机构中的纵向驱动螺母与基座连接，纵向驱动螺母与纵向驱动丝杠螺纹配合，纵向驱动丝杠的两端通过支架与横向驱动台连接，纵向驱动丝杠的一端与纵向驱动电机或纵向驱动手轮连接。
3.根据权利要求2所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆，两根平行设置的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，两根平行设置的横向驱动丝杆分别与两个横向驱动螺母螺纹配合，两个横向驱动螺母分别与横向驱动台两侧的底部或侧边连接。
4.根据权利要求3所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述纵向驱动机构包括有两根平行设置的纵向驱动丝杆，两根平行设置的纵向驱动丝杆分别与两个纵向驱动螺母螺纹配合，两个纵向驱动螺母分别与基座的底部或两侧连接，两根平行设置的纵向驱动丝杆分别设置在横向驱动台的上面或两侧。
5.根据权利要求2所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，在所述基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同的椭圆环形凹槽，在椭圆环形凹槽的两侧分别设有电极片，在导向杆端部设有电极端，设有电极端的导向杆端部插接在椭圆环形凹槽内，设有电极端的导向杆端部为球面体，球面体的直径略小于椭圆环形凹槽的两侧电极片之间的间距或略小于椭圆环形凹槽的槽宽。
6.根据权利要求5所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述横向驱动电机和纵向驱动电机均为伺服电机。
7.根据权利要求1所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，所述横向驱动机构包括有两根平行设置的横向驱动丝杆，两根平行设置的横向驱动丝杆通过支架与铣床工作台连接，两根平行设置的横向驱动丝杆分别与两个横向驱动螺母螺纹配合，两个横向驱动螺母分别与横向驱动台两侧的底部或侧边连接，基座设置在横向驱动台上面。
8.根据权利要求7所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，在所述基座的下面设有与椭圆腰孔大小及形状相同，且椭圆长轴轴线在同一条直线上的两个椭圆环形凹槽，两个椭圆环形凹槽与设置在横向驱动台上面两个导向杆配合，在基座的下面与横向驱动台的上面之间设有两条导向滑轨。
9.根据权利要求1所述椭圆腰孔的加工装置，其特征在于，在所述基座上设有工件的定位面和/或工件的定位销孔，基座上还设有工件的排屑槽。
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