CN112775452B - 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法 - Google Patents

一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112775452B
CN112775452B CN202011475743.6A CN202011475743A CN112775452B CN 112775452 B CN112775452 B CN 112775452B CN 202011475743 A CN202011475743 A CN 202011475743A CN 112775452 B CN112775452 B CN 112775452B
Authority
CN
China
Prior art keywords
screw shaft
chuck
thread
positioning block
mechanical arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011475743.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112775452A (zh
Inventor
何建平
骆波阳
魏兆成
刘国龙
齐宏福
郭明龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Demaishi Precision Technology Co ltd
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian Demaishi Precision Technology Co ltd
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Demaishi Precision Technology Co ltd, Dalian University of Technology filed Critical Dalian Demaishi Precision Technology Co ltd
Priority to CN202011475743.6A priority Critical patent/CN112775452B/zh
Publication of CN112775452A publication Critical patent/CN112775452A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112775452B publication Critical patent/CN112775452B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/102—Jaws, accessories or adjustment means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/12—Trimming or finishing edges, e.g. deburring welded corners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/04—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of grippers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法，在卡盘主体上的卡槽内滑动连接卡盘爪手，在卡盘爪手上设有定位机构。螺杆轴零件的自动倒角的工艺方法，包括以下步骤：步骤(1)运送螺杆轴至机床卡盘；步骤(2)卡盘爪手预夹紧螺杆轴；步骤(3)机械臂爪手推动螺杆轴至指定位置；步骤(4)计算螺杆轴螺纹的径向位置角；步骤(5)螺纹倒角侧铣加工，设置刀轴垂直螺杆轴中心线；步骤(6)完成螺杆轴另一端的倒角加工。本发明可极大缩短螺杆轴的加工时间，保障加工质量的稳定，降低经济成本，降低劳动者的工作强度。

Description

一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法
技术领域
本发明属于倒角加工技术领域，特别涉及螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法。
背景技术
在当代汽车产业领域，新能源汽车的大力发展在满足社会环保要求的同时又能保障能源的安全，这也就预示着新能源汽车将成为未来汽车市场的主力军，故而全新的电子刹车系统技术市场前景非常广阔。
中空螺杆轴是新能源汽车刹车系统的核心零部件，对中空螺杆轴的精度要求也极高。为了提高生产效率，降低生产成本，保证加工质量，螺杆轴加工的自动化程度就显得尤为重要。实现螺杆轴的自动化加工可以进一步加速电子刹车系统的推广普及，增加社会经济效率。
发明内容
本发明目的是提供一种可极大缩短螺杆轴的加工时间，保障加工质量的稳定，降低经济成本，节约人力的螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法。
本发明主要包括卡盘主体、卡盘爪手和定位机构。
其中，在卡盘主体上的卡槽内滑动连接卡盘爪手，在卡盘爪手上设有定位机构。
优选地，卡盘爪手为阶梯状，从下至上，在第一层阶梯和第二层阶梯上设有螺纹孔，通过螺钉与卡盘主体相连。在第三层阶梯上设有定位机构。
优选地，定位机构包括定位块、弹簧和限位螺钉。在卡盘爪手的第三台阶上设有沉孔，沉孔的径向至卡盘并延长至中心轴。在沉孔内插接定位块、弹簧和限位螺钉，通过限位螺钉对定位块进行轴向限制。即旋转限位螺钉并压缩弹簧，当定位块的端面受到外部压力后，会压缩弹簧沿着径向收缩运动。
优选地，定位块的端面呈半球状或螺纹状，定位块的端面可在螺杆轴螺旋槽内平滑移动。
螺杆轴零件的自动倒角的工艺方法，包括以下步骤：
步骤(1)运送螺杆轴至机床卡盘：通过机械臂将螺杆轴水平移动至卡盘主体内；
步骤(2)卡盘爪手预夹紧螺杆轴：移动螺杆轴到卡盘主体的指定位置后，通过卡盘爪手上的定位机构，径向收缩预夹紧螺杆轴，其中一个卡盘爪手处于指定的径向位置，标记为基准卡盘爪，调整卡盘爪手的夹紧力度，使得螺杆轴可在机械臂的带动下径向旋转；
步骤(3)机械臂爪手推动螺杆轴至指定位置：卡盘爪手预夹紧螺杆轴后，定位块处于压缩状态，定位块的端面置于螺杆轴的螺纹槽内或与螺杆轴的螺纹顶部相接触，机械臂抓手放开螺杆轴，移动至与螺杆轴同轴的位置，合拢机械臂抓手，利用机械臂抓手沿轴向推动螺杆轴并移动到指定位置，使得定位块进入到螺杆螺纹槽内，螺杆轴轴向移动的距离至少为一个螺距，轴向移动的指定位置即可满足悬伸长度为设定值，当定位块置于螺纹槽内时，螺杆轴做沿螺纹槽的旋转运动，当定位块置于螺纹顶部时，螺杆轴先做轴向运动，定位块进入螺纹槽内做沿螺纹槽的旋转运动；
步骤(4)计算螺杆轴螺纹的径向位置角：螺杆轴被推送至指定位置后，卡盘爪手夹紧以待加工，根据定位块的径向位置、螺杆轴悬伸长度、螺纹螺旋角和螺纹头数，得出所有螺纹的径向位置角；
步骤(5)螺纹倒角侧铣加工，设置刀轴垂直螺杆轴中心线：使用CAM软件规划刀具轨迹，刀轴垂直螺杆轴，利用铣刀侧刃进行倒角，完成第一个螺纹倒角加工后，卡盘旋转一个螺纹间径夹角，进行下一个螺纹倒角；
步骤(6)完成螺杆轴另一端的倒角加工：完成螺杆轴一端的所有螺纹倒角加工后，由机械臂直接将螺杆轴移送至机床的另一个卡盘爪手内，重复步骤(2)-(5)，完成螺杆轴另一端的倒角加工。
优选地，在步骤(3)中，机械臂抓手合拢时所形成的端面面积大于螺杆轴的端面面积，且机械臂抓手合拢时所形成的端面平整。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
可极大缩短螺杆轴的加工时间，保障加工质量的稳定，降低经济成本，降低劳动者的工作强度。
附图说明
图1为本发明的具有径向定位机构的卡盘结构示意图；
图2为本发明的基准卡盘爪的结构示意简图；
图3为本发明的基准卡盘爪的定位块与螺杆轴的配合示意图；
图4为本发明的螺杆轴装夹示意图；
图5为本发明的螺杆轴倒角加工示意图；
图中，1-卡盘主体、2-卡盘爪手、3-定位块、4-弹簧、5-限位螺钉。
具体实施方式
结合实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
在图1和图2所示的本发明的示意简图中，在卡盘主体1上的卡槽内滑动连接卡盘爪手2，卡盘爪手为阶梯状，从下至上，在第一层阶梯和第二层阶梯上设有螺纹孔，通过螺钉与卡盘主体相连。在第三层阶梯上设有定位机构。在卡盘爪手上设有定位机构，定位机构包括定位块、弹簧和限位螺钉。在卡盘爪手的第三台阶上设有沉孔，沉孔的径向至卡盘并延长至中心轴。在沉孔内插接定位块3、弹簧4和限位螺钉5，通过限位螺钉对定位块进行轴向限制。即旋转限位螺钉并压缩弹簧，当定位块的端面受到外部压力后，会压缩弹簧沿着径向收缩运动。定位块的端面呈球状或螺纹状，定位块的端面可在螺杆轴螺旋槽内平滑移动。
在图3、图4和图5所示的本发明的示意简图中，某电子刹车系统采用的中空螺杆轴长为71mm，外径为18.5mm，内径为10.5mm，螺纹厚度为1.7mm，螺纹高度为1.5mm，螺纹头数为4，螺纹槽宽2.5mm，螺纹螺旋升角为30度，螺杆轴倒角加工设备为OKUMA MULTUS B400-W车铣复合中心。
步骤(1)运送螺杆轴至机床卡盘：BRTIRUS0805A型六自由度工业机器人结合ReFlex公司定制的单自由度机械臂抓手，将螺杆轴水平移动至卡盘主体内，气动卡盘的主体外径尺寸为200mm，螺杆轴进入卡盘轴向深度20mm。机械臂抓手的为三根直径8mm，长度20mm的圆柱体，保证抓手抓取螺杆轴时两者线性接触。
步骤(2)卡盘爪预夹紧螺杆轴：卡盘径向旋转使基准卡盘爪位于过机床主轴中心线平面内的最高位置，通过卡盘爪手上的定给机构，径向收缩预夹紧螺杆轴，其中一个卡盘爪手处于指定的径向位置，标记为基准卡盘爪，调整卡盘爪手的夹紧力度，设置气动卡盘的预夹紧力3N左右，使得螺杆轴可在机械臂的带动下径向旋转；
步骤(3)机械臂爪手推动螺杆轴至指定位置：利用机械臂抓手推动螺杆轴向卡盘内进行轴向运动10mm，确保定位块进入螺旋槽内；使移动完成后螺杆轴的悬伸长度为41mm，确保后续倒角加工不干涉，三个机械臂抓手合拢后，三根圆柱抓手形成面积约为200mm2的圆平面；移动速度为5mm/s，避免螺杆轴的惯性运动。基准卡盘爪第三层阶梯高度为60mm，宽度为30mm，其沿径向沉孔的大径8mm，中心线与台阶顶面距离12mm，定位块的端部置于卡盘爪手的第三台阶外部的长度为7.5mm，定位块的端部为半球状，减小与螺杆轴的摩擦阻力以利于滑动，定位块的端部的半球体直径为2.5mm，以实现与螺旋槽的配合。通过确定弹簧4参数和限位螺钉旋入深度，使得定位块平滑伸缩。
步骤(4)计算螺杆轴螺纹的径向位置角：螺杆轴被推送至指定位置后，卡盘爪手夹紧以待加工，定位块到螺杆轴倒角处的轴向距离49mm，根据定位块的径向位置、螺杆轴悬伸长度、螺纹螺旋角和螺纹头数，得出所有螺纹的径向位置角；
步骤(5)螺纹倒角侧铣加工，设置刀轴垂直螺杆轴中心线：将各螺纹径向位置角导入CAM软件，设置刀轴垂直于螺杆轴中心线，编程坐标系内规划侧铣加工倒角的刀具轨迹，铣刀采用4刃直径为6mm、螺旋角为30度的右旋硬质合金平头立铣刀，加工时转速3000r/min，进给率200mm/min，完成第一个螺纹倒角加工后，卡盘旋转一个螺纹间径夹角，进行下一个螺纹倒角；
步骤(6)完成螺杆轴另一端的倒角加工：完成螺杆轴一端的所有螺纹倒角加工后，由机械臂直接将螺杆轴移送至机床的另一个卡盘爪手内，重复步骤(2)-(5)，完成螺杆轴另一端的倒角加工。

Claims (2)

1.一种螺杆轴零件的自动倒角工艺方法，应用螺杆轴零件的自动倒角装置，包 括卡盘主体、卡盘爪手和定位机构，在卡盘主体上的卡槽内滑动连接卡盘爪手， 在卡盘爪手上设有定位机构，卡盘爪手为阶梯状，从下至上，在第一层阶梯和 第二层阶梯上设有螺纹孔，通过螺钉与卡盘主体相连，在第三层阶梯上设有定 位机构，定位机构包括定位块、弹簧和限位螺钉，在卡盘爪手的第三层阶梯上 设有沉孔，沉孔的轴向延长至卡盘中心轴，在沉孔内插接定位块、弹簧和限位螺钉，通过限位螺钉对定位块进行轴向限制，定位块的端面呈半球状或螺纹状，定位块的端面可在螺杆轴螺旋槽内平滑移动，其特征在于：步骤（1）运送螺杆轴至机床卡盘：通过机械臂将螺杆轴水平移动至卡盘主体内；步骤（2）卡盘爪手预夹紧螺杆轴：移动螺杆轴到卡盘主体的指定位置后，通过卡盘爪手上的定位机构，径向收缩预夹紧螺杆轴，其中一个卡盘爪手处于指定的径向位置，标记为基准卡盘爪，调整卡盘爪手的夹紧力度，使得螺杆轴可在机械臂的带动下径向旋转；步骤（3）机械臂抓手推动螺杆轴至指定位置：卡盘爪手预夹紧螺杆轴后，定位块处于压缩状态，定位块的端面置于螺杆轴的螺纹槽内或与螺杆轴的螺纹顶部相接触，机械臂抓手放开螺杆轴，移动至与螺杆轴同轴的位置，合拢机械臂抓手，利用机械臂抓手沿轴向推动螺杆轴并移动到指定位置，使得定位块进入到螺杆轴螺纹槽内，螺杆轴轴向移动的距离至少为一个螺距，轴向移动的指定位置即可满足悬伸长度为设定值，定位块进入螺纹槽内做沿螺纹槽的旋转运动；步骤（4）计算螺杆轴螺纹的径向位置角：螺杆轴被推送至指 定位置后，卡盘爪手夹紧以待加工，根据定位块的径向位置、螺杆轴悬伸长度、 螺纹螺旋角和螺纹头数，得出所有螺纹的径向位置角；步骤（5）螺纹倒角侧铣加工，设置刀轴垂直螺杆轴中心线：使用 CAM 软件规划刀具轨迹，刀轴垂直螺杆轴，利用铣刀侧刃进行倒角，完成第一个螺纹倒角加工后，卡盘旋转一个螺纹间径夹角，进行下一个螺纹倒角；步骤（6）完成螺杆轴另一端的倒角加 工：完成螺杆轴一端的所有螺纹倒角加工后，由机械臂抓手移送螺杆轴到机床的另一个卡盘爪手内，重复步骤（2）-（5），完成螺杆轴另一端的倒角加工。
2. 根据权利要求 1 所述的螺杆轴零件的自动倒角工艺方法，其特征在于：在步骤（3）中，机械臂抓手合拢时所形成的端面面积大于螺杆轴的端面面积，且机械臂抓手合拢时所形成的端面平整。
CN202011475743.6A 2020-12-15 2020-12-15 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法 Active CN112775452B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011475743.6A CN112775452B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011475743.6A CN112775452B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112775452A CN112775452A (zh) 2021-05-11
CN112775452B true CN112775452B (zh) 2022-08-26

Family

ID=75751013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011475743.6A Active CN112775452B (zh) 2020-12-15 2020-12-15 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112775452B (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3096098A (en) * 1961-04-13 1963-07-02 Buck Tool Co Chuck jaw construction
CN101224504B (zh) * 2008-02-20 2010-06-02 昆山华恒工程技术中心有限公司 自定心卡盘
CN105500040B (zh) * 2016-02-22 2017-08-22 宁夏新瑞长城机床有限公司 汽车转向螺杆外滚道加工卡具系统
CN206677568U (zh) * 2017-03-16 2017-11-28 台州德易玛机械有限公司 一种数控铣床及其卡盘结构
CN107900387A (zh) * 2017-11-14 2018-04-13 杭州万鼎实业有限公司 汽车轮毂外圈六等份卡钉夹具
CN210254319U (zh) * 2019-07-30 2020-04-07 玉溪建福集团机床有限责任公司 一种柔性卡爪

Also Published As

Publication number Publication date
CN112775452A (zh) 2021-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108544041B (zh) 内螺纹铣削加工方法
CN109158907A (zh) 一种加工台阶轴外表面的方法
JP4572133B2 (ja) 中空ワークの内面加工装置
CN104439355A (zh) 一种直角管接头可翻转卡盘夹具及加工方法
CN201493487U (zh) 可传递扭矩伸缩式定位顶尖
CN112775452B (zh) 一种螺杆轴零件的自动倒角装置与工艺方法
CN109128885A (zh) 薄壁筒形工件外圆车削装夹工装及装夹方法
CN104084759B (zh) 一种用于加工液压缸缸筒毛坯的加工工艺
CN203003166U (zh) 一种组合顶尖
US11077501B2 (en) Method of machining a rotationally symmetric surface of a workpiece and turning apparatus
CN112570745A (zh) 一种自定心四爪联动卡盘软爪装置及加工方法
CN110449648B (zh) 一种加工偏心轴空刀槽的刀具及方法
CN113829417B (zh) Pfa弹簧切割加工方法与装置
CN203156461U (zh) 一种轴套类工件双面加工专用数控机床
CN110193702B (zh) 一种伞形阀碟的加工方法
CN103464785B (zh) 杆状工件的车削切断方法
CN202667695U (zh) 机械式定位卡盘
CN216502425U (zh) 一种可调节型自动夹具
CN213998536U (zh) 一种螺母一次成型加工设备
CN103418809B (zh) 一种顶针及条状工件的车削方法
CN205414960U (zh) 汽车转向螺杆外滚道加工卡具系统
CN220679395U (zh) 一种基于车床用的真空吸附夹具
JP4605936B2 (ja) 同一円周上の複数箇所の旋削加工方法
CN204036033U (zh) 用于车床的管材外圆粗加工工装
CN210098983U (zh) 一种异型件的车削成型装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant