CN114472975A - 一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床，为A轴、X轴、Y轴、B轴和U轴的五轴加工机构；A轴回转机构的传动座安装在床身上，传动座的输出端通过夹爪卡盘固定花纹圈绕A轴转动；X轴滑动机构的X轴导轨安装在床身上，X轴拖板由X轴丝杆传动单元驱动而沿X轴导轨滑行；Y轴滑动机构的Y轴导轨安装在X轴拖板上，Y轴拖板由Y轴丝杆传动单元驱动而沿Y轴导轨滑行；B轴回转机构的转台安装在Y轴拖板上绕B轴转动，B轴回转机构通过Y轴滑动机构沿Y轴滑行；U轴枪钻机构通过U轴底座安装在B轴转台上回转并沿U轴滑行加工构成回转加工结构。具有加工灵活、加工范围大、刚性好、钻孔精度高的优点。

Description

一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床

技术领域

本发明涉及机械加工制造领域，尤其是涉及一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床。

背景技术

在轮胎硫化模具领域，轮胎硫化时需要将模具与胎胚之间的空气快速排出，否则将出现轮胎缺胶和气泡现象，甚至导致轮胎报废。为了确保排气效果，需要对模具中的花纹圈和胎侧板设置排气小孔；尤其是花纹圈，花纹圈内表面有很多弯曲、深浅不一的花筋，更是需要设置大量的排气孔，且排气孔深度一般较深。

为满足花纹圈由于复杂花筋带来的数量众多、角度不一、深度大、精度要求高的排气孔加工，需要用到特殊的细深孔加工设备。细深孔加工设备有别于传统的钻孔设备，其主要依靠特定的钻削技术如枪钻、BTA钻、喷吸钻等，可通过一次走刀就获得精密的加工效果，加工出来的孔位置准确、直线度、真圆度等精度高。

目前，这类加工机床存在加工不灵活、加工范围比较窄的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种加工灵活、加工范围大、刚性好、钻孔精度高的轮胎模具花纹圈细深孔加工机床。

本发明的目的是这样实现的：一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床， 包括A轴回转机构、X轴滑行机构、Y轴滑行机构、B轴回转机构和U轴枪钻机构；A轴回转机构的传动座安装在床身上，传动座的输出端通过夹爪卡盘固定花纹圈，使花纹圈绕A轴转动而转换加工位置；X轴滑动机构包括X轴导轨、X轴拖板和X轴丝杆传动单元，X轴导轨安装在床身上，X轴拖板由X轴丝杆传动单元驱动而沿X轴导轨滑行；Y轴滑动机构包括Y轴导轨、Y轴拖板和Y轴丝杆传动单元，Y轴导轨安装在X轴拖板上，Y轴拖板由Y轴丝杆传动单元驱动而沿Y轴导轨滑行；B轴回转机构的转台安装在Y轴拖板上绕B轴转动，B轴回转机构通过Y轴滑动机构沿Y轴滑行；U轴枪钻机构通过U轴底座安装在B轴转台上回转并沿U轴滑行加工构成回转加工结构。

本发明，U轴枪钻机构包括U轴导轨、电主轴和导向臂，U轴导轨安装在U轴底座上，电主轴水平安装在主轴座上，主轴座由U轴丝杆传动单元驱动而沿U轴导轨滑行，导向臂通过导轨安装在主轴座上滑行，电主轴连接的枪钻沿导向臂前端的悬臂钻进而对花纹圈加工；导向臂的中间凹部安装有气缸，气缸的推杆连接气缸顶板，通过气缸顶板触碰U轴底座的挡板，使导向臂沿主轴座来回伸缩滑行。

本发明，导向臂前端的悬臂设置有导屑室，导屑室的前端安装有供枪钻钻进时与花纹圈表面接触的枪钻导套，导屑室的后端设置有对电主轴密封的油封，导屑室的下端设置导屑槽，底座对应导屑槽的位置设置有排屑槽。

本发明，具有如下积极效果：

1）、采用A轴、X轴、Y轴、B轴和U轴共五轴加工，加工灵活；

2）、A轴回转机构固定在床身上，U轴枪钻机构加工范围大，使花纹圈上任意位置、任意角度的排气孔均可加工，一次装夹就可完成全部钻孔作业；

3）、床身采用箱形一体式铸造成型，结构稳定、刚性好；导向臂和主轴座均采用一体式结构，刚性好、装配精度高；导向臂内部安装气缸，钻孔时能提供稳定的推力，并且将导套的端面靠紧工件的表面，起到密封作用，确保钻孔切削的顺利进行；钻孔动作采用伺服电机驱动，可设置多级钻孔速度，钻孔速度平稳，配合电主轴的高转速性能而有效地控制切削的均匀度，提高枪钻的寿命和钻孔效率。

本发明，具有加工灵活、加工范围大、刚性好、钻孔精度高的优点。

下面实施例结合附图说明对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的立体结构示意图；

图2是图1实施例的俯视结构示意图；

图3是图1实施例的U轴枪钻机构的结构示意图。

图中，1、传动座；2、床身；3、夹爪卡盘；4、花纹圈；5、X轴导轨；6、X轴拖板；7、X轴丝杆传动单元；8、Y轴导轨；9、Y轴拖板；10、Y轴丝杆传动单元；11、转台；12、U轴导轨；13、电主轴；14、导向臂；15、U轴底座；16、主轴座；17、U轴丝杆传动单元；18、导轨；19、枪钻；20、气缸；21、气缸顶板；22、挡板；23、导屑室；24、枪钻导套；25、油封；26、导屑槽；27、排屑槽。

具体实施方式

参照图1至图3，本实施例是一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床， 包括A轴回转机构、X轴滑行机构、Y轴滑行机构、B轴回转机构和U轴枪钻机构；A轴回转机构的传动座1安装在床身2上，传动座的输出端通过夹爪卡盘3固定花纹圈4，使花纹圈绕A轴转动而转换加工位置；X轴滑动机构包括X轴导轨5、X轴拖板6 和X轴丝杆传动单元7，X轴导轨安装在床身上，X轴拖板由X轴丝杆传动单元驱动而沿X轴导轨滑行；Y轴滑动机构包括Y轴导轨8、Y轴拖板9和Y轴丝杆传动单元10，Y轴导轨安装在X轴拖板上，Y轴拖板由Y轴丝杆传动单元驱动而沿Y轴导轨滑行；B轴回转机构的转台11安装在Y轴拖板上绕B轴转动，B轴回转机构通过Y轴滑动机构沿Y轴滑行；U轴枪钻机构通过U轴底座15安装在B轴转台上回转并沿U轴滑行加工构成回转加工结构；U轴枪钻机构包括U轴导轨12、电主轴13和导向臂14，U轴导轨安装在U轴底座上，电主轴水平安装在主轴座16上，主轴座由U轴丝杆传动单元17驱动而沿U轴导轨滑行，导向臂通过导轨18安装在主轴座上滑行，电主轴连接的枪钻19沿导向臂前端的悬臂钻进而对花纹圈加工；导向臂的中间凹部安装有气缸20，气缸的推杆连接气缸顶板21，通过气缸顶板触碰U轴底座的挡板22，使导向臂沿主轴座来回伸缩滑行；导向臂前端的悬臂设置有导屑室23，导屑室的前端安装有供枪钻钻进时与花纹圈表面接触的枪钻导套24，导屑室的后端设置有对电主轴密封的油封25，导屑室的下端设置导屑槽26，底座对应导屑槽的位置设置有排屑槽27。

本发明，花纹圈细深孔加工是这样的：参照图1和图2，将花纹圈4安装在夹爪卡盘3上固定并校准，根据花纹圈细深孔的分布和尺寸编制钻孔加工程序，然后运行程序。开始运行时，系统控制X轴、Y轴和A轴联动，将枪钻导套24孔口定位到目标孔的钻孔起始点，同时B轴转到目标孔的钻孔角度，然后，伸缩的气缸20顶出，推动导向臂14前进，使导向臂前端的枪钻导套紧贴花纹圈表面；接着系统控制电主轴13启动，U轴丝杆传动单元17驱动主轴座16及电主轴、枪钻沿U轴前进，枪钻在枪钻导套的引导下钻入花纹圈表面，并匀速前进加工到设置深度；然后，枪钻退至安全位置，至此一个钻孔动作完成。然后，系统控制X轴、Y轴和A轴联动将导套孔口定位到下一个孔的钻孔起始点，B轴转到钻孔角度，重复下一个钻孔动作。

本发明，在枪钻钻孔和退出过程中，气缸一直向前顶出，高压切削油在枪钻内孔冲出，钻孔产生的碎屑被高压油挤出并通过枪钻导套排到导屑室23，再从导屑槽26引出，下落到排屑槽27，最后排入机床排屑器回收。

本发明，采用枪钻加工花纹圈排气孔，枪钻内孔喷出的高压切削油，将钻孔产生的碎屑通过枪钻导套向后导出，不用中途退刀排屑，钻孔效率高、精度好。

Claims (3)

1.一种轮胎模具花纹圈细深孔加工机床，其特征在于：

包括A轴回转机构、X轴滑行机构、Y轴滑行机构、B轴回转机构和U轴枪钻机构；

A轴回转机构的传动座（1）安装在床身（2）上，传动座的输出端通过夹爪卡盘（3）固定花纹圈（4），使花纹圈绕A轴转动而转换加工位置；

X轴滑动机构包括X轴导轨（5）、X轴拖板（6） 和X轴丝杆传动单元（7），X轴导轨安装在床身上，X轴拖板由X轴丝杆传动单元驱动而沿X轴导轨滑行；

Y轴滑动机构包括Y轴导轨（8）、Y轴拖板（9）和Y轴丝杆传动单元（10），Y轴导轨安装在X轴拖板上，Y轴拖板由Y轴丝杆传动单元驱动而沿Y轴导轨滑行；

B轴回转机构的转台（11）安装在Y轴拖板上绕B轴转动，B轴回转机构通过Y轴滑动机构沿Y轴滑行；

所述U轴枪钻机构通过U轴底座（15）安装在B轴转台上回转并沿U轴滑行加工构成回转加工结构。

2.根据权利要求1所述的轮胎模具花纹圈细深孔加工机床，其特征在于：

所述U轴枪钻机构包括U轴导轨（12）、电主轴（13）和导向臂（14），U轴导轨安装在U轴底座上，电主轴水平安装在主轴座（16）上，主轴座由U轴丝杆传动单元（17）驱动而沿U轴导轨滑行，导向臂通过导轨（18）安装在主轴座上滑行，电主轴连接的枪钻（19）沿导向臂前端的悬臂钻进而对花纹圈加工；

所述导向臂的中间凹部安装有气缸（20），气缸的推杆连接气缸顶板（21），通过气缸顶板触碰U轴底座的挡板（22），使导向臂沿主轴座来回伸缩滑行。

3.根据权利要求2所述的轮胎模具花纹圈细深孔加工机床，其特征在于：

所述导向臂前端的悬臂设置有导屑室（23），导屑室的前端安装有供枪钻钻进时与花纹圈表面接触的枪钻导套（24），导屑室的后端设置有对电主轴密封的油封（25），导屑室的下端设置导屑槽（26），底座对应导屑槽的位置设置有排屑槽（27）。

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