CN114083248A - 锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺 - Google Patents

Abstract

一种锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，机械手抓料；机械手把工件放入定位齿模上；机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；一次定位、两次夹紧加工完成锥齿轮的内孔、球面、倒角、背锥；机械手移动回料盘处抓料，移动到数控车床上方；工件加工完后，机床门打开，机械手抓住已松开的工件；机械手卸下已加工件。本发明结构紧凑，节省加工设备，减少设备安装空间，减少生产成本，一次定位两次夹紧加工完锥齿轮加热前的所有加工面，减少周转时间，自动化程度高，提高生产效率，提高工件加工精度，降低工人劳动强度，改善劳动劳动环境，工艺稳定性好。可广泛应用于精锻差速器行星类锥齿轮数控车床制造过程中。

Description

锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺

技术领域

本发明涉及一种锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，可广泛应用于精锻差速器行星类锥齿轮加热前的加工过程中。

背景技术

现有的锥齿轮，传统的加工方法是：加热前的加工分三工步加工完成，第一工步钻孔；第二工步车削孔、车削球面、车削倒角；第三工步车削背锥。在三种设备上，三次定位，三次装夹加工，生产效率低，周转时间长，重复定位，加工精度低，工件制造质量差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、节省加工设备、减少设备安装空间、减少生产成本、一次定位两次夹紧加工完锥齿轮加热前的所有加工面、减少周转时间、自动化程度高、提高生产效率、提高工件加工精度、降低工人劳动强度、改善劳动劳动环境、工艺稳定性好的锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺。

为了达到上述目的，本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，其特殊之处在于，

（1）机械手上有上下料机构，呈90度，可绕轴旋转，机械手上料机构三爪抓手从料盘上抓料；

（2）然后，机械手移动到数控车床上方，数控车床接到信号，自动打开机床门，机械手下移到数控车床床头处定位齿模安全处，上下料机构旋转90度，使待加工件朝向数控车床床头定位齿模处；

（3）机械手向定位齿模处移动，把工件放入定位齿模上，背锥夹紧机构接到信号，自动夹紧背锥；

（4）机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（5）机床加工方面：在同一台数控车床上，一次定位、两次夹紧加工完成锥齿轮的内孔、球面、倒角、背锥；机械手方面：机械手移动回料盘处，再次抓料，然后移动到数控车床上方，等待数控车床加工完工件；

（5.1）机床加工方面

（5.11）定位齿模定位，夹紧背锥进行；依次加工工序为：钻孔、车削球面、车削倒角、车削内孔；

（5.12）加工完孔、球面、倒角后，机床尾座夹紧装置向工件方向移动，机床尾座夹紧装置上的芯轴带有与工件倒角角度一致的锥度，芯轴上的锥度顶紧工件内孔倒角，从而夹紧工件；接着背锥夹紧机构上的压爪旋转90度，松开工件；

（5.13）夹紧倒角处后，车削背锥；

（5.14）加工完背锥后，背锥夹紧机构夹紧背锥，同时机床尾座夹紧装置移动到安全位置，工件加工完成；

（5.2）机械手方面

（5.21）机械手移动到料盘上方的安全距离，上下料三爪抓手绕轴旋转90度，上料三爪抓手朝下；

（5.22）机械手下移动到料盘处，上料三爪抓手再次抓料；

（5.23）机械手移动到数控车床上方，等待上次工件加工完成；

（6）工件加工完后，数控车床接到信号，机床门打开，机械手下移到工件处，下料三爪抓手抓住工件，同时夹紧机构松开工件；

（7）机械手抓着工件向远离定位齿模的一边移动一定距离,从而卸下已加工件；

（9）机械手向定位齿模处移动，把工件放入定位齿模上，背锥夹紧机构接到信号，自动夹紧背锥，接着机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（10）机床加工方面：加工工件内孔、倒角、球面，加工工艺同所述的工步（5）；机械手方面：机械手把已加工件放回原处，上料三爪抓手再次抓料，并移动到数控车床上方，等待工件加工完成。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，机械手抓取料坯自动上下料过程是：机械手上安装有二个呈90度的独立三爪抓手，其中一个用来上料，另一个用来下料。加工开始时，机械手按预先设置的程序，用上料三爪抓手从放料盘上抓取料坯，放至锥齿齿形定位齿模上。夹紧装置自动夹紧工件的同时，机械手上移，回到放料盘处，继续抓料，然后移动到数控车床上方，等待工件加工完成。当工件加工完成时，机械手接到信号，下移至工件处，下料抓手抓紧加工完成的工件，从定位齿模夹具上卸下来，接着旋转90度，上料三爪抓手对准定位齿模，把工件放在锥齿齿形定位齿模上，工件被夹紧，机械手上移，然后机械手移动到放料盘处，把加工完成的工件放在放料盘上然后，机械手回到放料盘处，再次抓料，如此往复。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，采用多工序加工整合成在一台数控车床上、一次定位、两次夹紧、多工步的加工工艺。加工过程是：机械手上料至锥齿齿形定位盘上，工件齿槽对准定位盘上相对应的齿，完成以工件锥齿齿形定位，数控车床接到信号，床头处的背锥夹紧装置自动夹紧背锥，按预先设置的程序一次完成钻孔、车削孔、车削球面、倒内角工步，然后数控车床接到信号，工件不动，尾座上的夹紧装置向工件方向移动，顶紧工件内孔处倒角，同时上工步的背锥夹紧装置松开，按预先设置的程序加工背锥，在一台数控车床上一次定位，两次夹紧，完成钻孔、车削孔、车削球面、倒角、车削背锥所有加热前的加工面加工。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，采用数控车床与机械手协同加工方式，使用一台数控车床、一套机械手就可以组成自动化加工生产线。结构紧凑，在一台数控车床上就可以加工完所有的加工面，节省加工设备，减少设备安装空间，减少生产成本。工件一次定位、两次夹紧、多工步自动加工，自动化程度高，生产效率高。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，在一台机床上一次定位，完成钻孔、车孔、车球面、倒角、车背锥加工，减少周转时间，提高生产效率，一次定位，多工步加工，加工完锥齿轮加热前的所有加工面，提高生产效率，保证加工面之间以及与锥齿齿形的位置度、以及锥齿齿形与加工面及加工面之间的形位公差要求，提高工件加工精度。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，用于精锻差速器行星类齿轮加热前以锥齿齿形为基准加工其它加工面，按预先设置的程序，机械手自动化操作，在一台数控车床上一次定位，两次夹紧，自动加工完加热前所有加工面。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，采用机械手代替人工作业，降低工人劳动强度，改善劳动劳动环境，工艺稳定性好。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，机械手上分别有呈90度的上料、下料三爪抓料，下料抓手下料再旋转90度后，上料三爪抓手接着上料到定位锥齿上，然后机械手上移放料，机械手就可以完成放料，再抓料，动作紧凑，自动化程度高，生产效率高。

综上所述，本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，结构紧凑，节省加工设备，减少设备安装空间，减少生产成本，一次定位两次夹紧加工完锥齿轮加热前的所有加工面，减少周转时间，自动化程度高，提高生产效率，提高工件加工精度，降低工人劳动强度，改善劳动劳动环境，工艺稳定性好。

附图说明

以下结合附图及其实施例对本发明作更进一步的说明

图1是本发明的工艺过程流程图。

具体实施方式

在图1中，下料三爪抓手1，上料三爪抓手2，待加工件3，定位齿模4，定位基准5，背锥夹紧机构6，球面7，倒角8，内孔9，机床尾座夹紧装置10，背锥11，已加工件12。

本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，其特殊之处在于，

（1）机械手上有上下料机构，呈90度，可绕轴旋转，机械手上料机构三爪抓手2从料盘上抓料；

（2）然后，机械手移动到数控车床上方，数控车床接到信号，自动打开机床门，机械手下移到数控车床床头处定位齿模4安全处，上下料机构旋转90度，使待加工件3朝向数控车床床头定位齿模4处；

（3）机械手向定位齿模4处移动，把工件放入定位齿模4上，背锥11夹紧机构6接到信号，自动夹紧背锥11，从而完成工件的定位夹紧；

（4）机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（5）机床加工方面：在同一台数控车床上，一次定位，两次夹紧加工锥齿轮的内孔9、球面7、倒角8、背锥11；机械手方面：机械手移动回料盘处，再次抓料，然后移动到数控车床上方，等待数控车床加工完工件；

（5.1）机床加工方面

（5.11）定位齿模4定位，夹紧背锥11进行；依次加工工序为：钻孔、车削球面7、车削倒角8、车削内孔9；

（5.12）加工完孔、球面7、倒角8后，机床尾座夹紧装置10向工件方向移动，机床尾座夹紧装置10上的芯轴带有与工件倒角8角度一致的锥度，芯轴上的锥度顶紧工件内孔9倒角8，从而夹紧工件；接着背锥夹紧机构6上的压爪旋转90度，松开工件；

（5.13）夹紧倒角8处后，车削背锥11；

（5.14）加工完背锥11后，背锥夹紧机构6夹紧工件背锥11，同时机床尾座夹紧装置10移动到安全位置，工件加工完成；

（5.2）机械手方面

（5.21）机械手移动到料盘上方的安全距离，上下料三爪抓手绕轴旋转90度，上料三爪抓手2朝下；

（5.22）机械手下移动到料盘处，上料三爪抓手2再次抓料；

（5.23）机械手移动到数控车床上方，等待上次工件加工完成；

（6）工件加工完后，数控车床接到信号，机床门打开，机械手下移到工件处，下料三爪抓手1抓住工件，同时夹紧机构松开工件；

（7）机械手抓着工件向远离定位齿模4的一边移动一定距离,从而卸下已加工件12；

（8）上下料机构绕轴旋转90度,已加工件12朝下，待加工件3朝向定位齿模4一边；

（9）机械手向定位齿模4处移动，把工件放入定位齿模4上，背锥夹紧机构6接到信号，自动夹紧背锥11，从而完成工件的定位夹紧，接着机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（10）机床加工方面：加工工件内孔9、倒角8、球面7，加工工艺同所述的工步（5）；机械手方面：机械手把已加工件放回原处，上料三爪抓手2再次抓料，并移动到数控车床上方，等待工件加工完成。

综上所述，本发明锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种锥齿轮一次定位装夹多工步自动化加工工艺，其特征在于，

（1）机械手上有上下料机构，呈90度，可绕轴旋转，机械手上料机构三爪抓手从料盘上抓料；

（2）然后，机械手移动到数控车床上方，数控车床接到信号，自动打开机床门，机械手下移到数控车床床头处定位齿模安全处，上下料机构旋转90度，使待加工件朝向数控车床床头定位齿模处；

（3）机械手向定位齿模处移动，把工件放入定位齿模上，背锥夹紧机构接到信号，自动夹紧背锥；

（4）机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（5）机床加工方面：在同一台数控车床上，一次定位、两次夹紧加工完成锥齿轮的内孔、球面、倒角、背锥；机械手方面：机械手移动回料盘处，再次抓料，然后移动到数控车床上方，等待数控车床加工完工件；

（5.1）机床加工方面

（5.11）定位齿模定位，夹紧背锥进行；依次加工工序为：钻孔、车削球面、车削倒角、车削内孔；

（5.12）加工完孔、球面、倒角后，机床尾座夹紧装置向工件方向移动，机床尾座夹紧装置上的芯轴带有与工件倒角角度一致的锥度，芯轴上的锥度顶紧工件内孔倒角，从而夹紧工件；接着背锥夹紧机构上的压爪旋转90度，松开工件；

（5.13）夹紧倒角处后，车削背锥；

（5.14）加工完背锥后，背锥夹紧机构夹紧背锥，同时机床尾座夹紧装置移动到安全位置，工件加工完成；

（5.2）机械手方面

（5.21）机械手移动到料盘上方的安全距离，上下料三爪抓手绕轴旋转90度，上料三爪抓手朝下；

（5.22）机械手下移动到料盘处，上料三爪抓手再次抓料；

（5.23）机械手移动到数控车床上方，等待上次工件加工完成；

（6）工件加工完后，数控车床接到信号，机床门打开，机械手下移到工件处，下料三爪抓手抓住工件，同时夹紧机构松开工件；

（7）机械手抓着工件向远离定位齿模的一边移动一定距离,从而卸下已加工件；

（8）上下料机构绕轴旋转90度,已加工件朝下，待加工件朝向定位齿模一边；

（9）机械手向定位齿模处移动，把工件放入定位齿模上，背锥夹紧机构接到信号，自动夹紧背锥，接着机械手上移到数控车床上方，机床门关闭；

（10）机床加工方面：加工工件内孔、倒角、球面，加工工艺同所述的工步（5）；机械手方面：机械手把已加工件放回原处，上料三爪抓手再次抓料，并移动到数控车床上方，等待工件加工完成。

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