CN114473505A - 一种多功能机床及加工活塞的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多功能机床及加工活塞的方法，涉及机床加工领域，本申请包括机床底座，机床底座上设置第一机加工设备、第二机加工设备和刀具总装，所述第一机加工设备和第二机加工设备分别设置于刀具总装两侧，以形成两个加工通道；第一机加工设备和第二机加工设备的夹持端主轴轴线位于同一水平面上；本申请提供了一种多功能机床及加工活塞的方法，有利于钻孔和过象限铣削两种不同工序作业形式的提高，对工件进行一次装夹、工件对接，能够自动完成活塞车止口、铣开档、钻油孔、车环槽、车活塞齐顶等工序的活塞加工，节约了上下料的工件等待时间。

Description

一种多功能机床及加工活塞的方法

技术领域

本申请涉及机床加工领域，尤其是涉及一种多功能机床及加工活塞的方法。

背景技术

目前市场上的活塞加工主要是单轴数控机床、铣床、钻床单工序加工，工作效率低，劳动强度大。因产业化加工制造，要求产品精度与速度，减少停机时间才能达到效益最大化，传统单轴机床在加工过程中，由于上下料工件的等待时间限制时间的缺点越来越突出。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供了一种多功能机床及加工活塞的方法，本申请设计开发双车头、双通道加工系统，有利于钻孔和过象限铣削两种不同工序作业形式的提高，对工件进行一次装夹、工件对接，能够自动完成活塞车止口、铣开档、钻油孔、车环槽、车活塞齐顶等工序的活塞加工。

本申请的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种多功能机床，包括机床底座，所述机床底座上设置第一机加工设备、第二机加工设备和刀具总装，所述第一机加工设备和第二机加工设备分别设置于刀具总装两侧，以形成两个加工通道；所述第一机加工设备和第二机加工设备的夹持端主轴轴线位于同一水平面上。

进一步地，所述第一机加工设备包括第一X向滑台组，所述第一X向滑台组上滑动设置第一Z向滑台组，所述第一Z向滑台组上安装第一夹持装置；所述第二机加工设备包括第二X向滑台组，所述第二X向滑台组上滑动设置第二Z向滑台组，所述第二Z向滑台组上安装第二夹持装置；所述第一夹持装置与第二夹持装置的夹持件朝向相对设置。

进一步地，所述机床底座包括工作台安装座，在所述工作台安装座和第一机加工设备之间以及工作台安装座和第二机加工设备之间均设置漏料口，所述机床底座底部设置支脚安装座，所述支脚安装座上安装支脚。

进一步地，所述刀具总装包括工作台底座，所述工作台底座上设置工作台板，所述工作台板上设置开档动力头和打孔动力头，所述工作台板前端分别设置第一刀具组和第二刀具组，所述第一刀具组和开档动力头能够用来对第一机加工设备夹持的工件进行车止口、车外圆和铣开档操作；所述第二刀具组和打孔动力头能够用来对第二机加工设备夹持的工件进行车外圆、车环槽、齐顶和打油孔操作。

进一步地，所述第一刀具组包括止口刀头和第一外圆刀头；所述止口刀头朝向第一机加工设备方向，所述第一外圆刀头设置于第一刀具组前侧并垂直于止口刀头；所述第二刀具组包括齐顶刀头和第二外圆刀头；所述齐顶刀头朝向第二机加工设备方向，所述第二外圆刀头设置于第二刀具组前侧并垂直于齐顶刀头。

进一步地，所述第一X向滑台组通过承载底座安装于机床底座上；所述承载底座上设置X向传动装置和两条X向导轨组，所述X向导轨组对称设置于X向传动装置两侧；所述X向导轨组上设置能够承载第一Z向滑台组滑动的X向滑块。

进一步地，第一Z向滑台组包括拖板，所述拖板安装于X向滑块上，所述拖板上设置Z向传动装置和两条Z向导轨组，所述Z向导轨组对称设置于Z向传动装置两侧；所述Z向导轨组上设置能够承载顶板滑动的Z向滑块。

进一步地，所述第一夹持装置包括主轴箱装配和电机装配；所述电机装配通过支承杆设置于第一Z向滑台组上。

进一步地，所述机床底座上安装防护罩。

一种加工活塞的方法，包括以下步骤：

S1：第一夹持装置夹紧工件，第一X向滑台组和第一Z向滑台组根据预设程序移动至止口刀头处，主轴旋转对工件进行车止口操作；

S2：工件移动至第一外圆刀头处，主轴旋转对工件进行前半段的车外圆操作；

S3：第一夹持装置主轴制动并移动至开档动力头处，开启开档动力头对工件进行铣活塞内档操作；

S4：第一夹持装置和第二夹持装置同时移动至机床前部对接工件；第一夹持装置松开工件，由第二夹持装置夹紧工件另一端，同时第一夹持装置装夹下一工件；

S5：第二X向滑台组和第二Z向滑台组根据预设程序移动至第二外圆刀头处，主轴旋转对工件进行后半段的车外圆操作；随后第二外圆刀头对工件进行车环槽操作；

S6：工件移动至齐顶刀头处，主轴旋转对工件进行车齐顶操作；

S7：第二夹持装置主轴制动并移动至打孔动力头处，开启打孔动力头对工件进行分度钻油孔操作；

S8：外部机械手取走第二夹持装置加工完成的工件，随后第二夹持装置与第一夹持装置对接下一工件。

综上所述，本申请具有如下有益效果：

1、本申请设计开发双车头、双通道控制系统，刀具总装上设置多组刀头分别用以加工两侧第一机加工设备和第二机加工设备夹持的工件，其中第一机加工设备和第二机加工设备的夹持端主轴轴线位于同一水平面上，保证了工件的加工同轴度。

2、本申请设备对活塞进行一次装夹、工件对接，能够自动完成活塞车止口、铣开档、钻油孔、车环槽、车活塞齐顶等工序的活塞切削加工，只需一次上料下料，节约了工件等待时间，并能实现车、铣、钻等多个不同工序的加工；一人监管多台设备，提高了生产效率。

3、本申请第一机加工设备和第二机加工设备均设置X向滑台组和Z向滑台组，实现两侧加工设备的双向稳定移动。

4、本申请设备额刀具总装上模块化设置四组刀头，其中第一外圆刀头和第二外圆刀头通过工件对接，分两次完成工件表面车外圆操作，且第二外圆刀头同时用作车外缘刀头，进一步优化了加工流程。

附图说明

图1为本申请机床设备立体结构图；

图2为机床底座示意图；

图3为本申请机床设备主视图；

图4为本申请机床设备俯视图；

图5为刀具总装俯视图；

图6为第一X向滑台组和第一Z向滑台组装配示意图；

图7为第一X向滑台组和第一Z向滑台组装配俯视图；

图8为第一X向滑台组结构示意图；

图9为第一Z向滑台组结构示意图；

图10为第一夹持装置结构示意图；

图11 为主轴箱装配内部结构俯视图；

图12为机床设备和防护装置整体结构图；

图13为机床设备和防护装置主视图。

附图标记说明：

A、第一机加工设备；B、第二机加工设备；

1、机床底座；101、工作台安装座；102、漏料口；103、支脚安装座；

2、刀具总装；201、工作台底座；202、工作台板；203、开档动力头；204、打孔动力头；205、第一刀具组；2051、止口刀头；2052、第一外圆刀头；206、第二刀具组；2061、齐顶刀头；2062、第二外圆刀头；

3、第一X向滑台组；301、承载底座；302、X向传动装置；303、X向导轨组；304、X向滑块；

4、第一Z向滑台组；401、拖板；402、Z向传动装置；403、Z向导轨组；404、Z向滑块；405、顶板；

5、第一夹持装置；501、主轴箱装配；5011、主轴箱体；5012、主轴带轮；5013、主轴；5014、前法兰组；5015、后法兰组；5016、卡盘；502、电机装配；5021、主电机；5022、电机带轮；5023、电机底板；5024、支承杆；

6、第二X向滑台组；7、第二Z向滑台组；8、第二夹持装置；

9、防护罩；10、支脚。

具体实施方式

以下结合附图对本申请进行进一步的详细说明。参考图1-13本申请公开了一种多功能机床，包括机床底座1，所述机床底座1上设置第一机加工设备A、第二机加工设备B和刀具总装2，本申请机床的活塞最大加工直径为65mm；第一机加工设备A和第二机加工设备B分别设置于刀具总装2两侧，以形成两个加工通道，给工件移动换刀加工提供了活动空间；所述第一机加工设备A和第二机加工设备B的夹持端主轴轴线位于同一水平面上，工作在夹持移动的过程中，能实现沿X向和Z向两个方向的移动，更有利于保证工件加工的同轴度和对接时的精确定位，对接换面零件无磕碰伤。

如图1-2所示，所述机床底座1包括工作台安装座101，在所述工作台安装座101和第一机加工设备A之间以及工作台安装座101和第二机加工设备B之间均设置漏料口102，双通道加工产生的金属飞屑下落至漏料口102，防止金属屑堆积导致机床运行故障。

如图3-4所示，所述第一机加工设备A包括第一X向滑台组3，所述第一X向滑台组3上滑动设置第一Z向滑台组4，所述第一Z向滑台组4上安装第一夹持装置5，通过双向滑台组叠加设置完全工件的双向移动；所述第二机加工设备B同理，具体包括第二X向滑台组6，所述第二X向滑台组6上滑动设置第二Z向滑台组7，所述第二Z向滑台组7上安装第二夹持装置8。

所述第一夹持装置5与第二夹持装置8的夹持件朝向相对设置，为了便于活塞抓取固定，第一夹持装置5的夹持端设置为卡盘5016，而与卡盘5016对接的位于第二夹持装置8的夹持端处设置为筒夹的结构，便于夹持住经过前加工的活塞半成品工件。所述卡盘5016品牌型号为中国台湾佳賀卡盘；除两个夹持装置的夹持端结构设置不同外，第一机加工设备A和第二机加工设备B的其他零部件结构相同。

如图5所示，所述刀具总装2包括工作台底座201，所述工作台底座201上设置工作台板202，所述工作台板202上设置开档动力头203和打孔动力头204，

所述开档动力头203的刀头朝向第一夹持装置5，用以加工活塞开档；所述打孔动力头204通过垫板固定于工作台底座201上，打孔动力头204本体悬空坐落于工作台底座201外部并与开档动力头203的刀头朝向垂直，便于给工件侧壁进行打油孔操作。

所述工作台板202前端分别设置第一刀具组205和第二刀具组206，所述第一刀具组205和开档动力头203能够用来对第一机加工设备A夹持的工件进行车止口、车外圆和铣开档操作；所述第二刀具组206和打孔动力头204能够用来对第二机加工设备B夹持的工件进行车外圆、车环槽、齐顶和打油孔操作。

具体来说，所述第一刀具组205包括止口刀头2051和第一外圆刀头2052；所述止口刀头2051朝向第一机加工设备A方向，所述第一外圆刀头2052设置于第一刀具组205前侧并垂直于止口刀头2051。

所述第二刀具组206包括齐顶刀头2061和第二外圆刀头2062；所述齐顶刀头2061朝向第二机加工设备B方向，所述第二外圆刀头2062设置于第二刀具组206前侧并垂直于齐顶刀头2061，第二外圆刀头2062同时用作车活塞环槽的刀具，由第一外圆刀头2052二外圆刀头2062共同完成对活塞车外圆操作。

如图6-8所示，第一X向滑台组3通过承载底座301安装于机床底座1上；所述承载底座301上设置X向传动装置302和两条X向导轨组303，所述X向导轨组303对称设置于X向传动装置302两侧；所述X向导轨组303上设置能够承载第一Z向滑台组4滑动的X向滑块304。第二X向滑台组6的结构与第一X向滑台组3一致。

如图9所示，第一Z向滑台组4包括拖板401，所述拖板401安装于X向滑块304上，所述拖板401上设置Z向传动装置402和两条Z向导轨组403，所述Z向导轨组403对称设置于Z向传动装置402两侧；所述Z向导轨组403上设置能够承载顶板405滑动的Z向滑块404。

如图10-11所示，所述第一夹持装置5包括主轴箱装配501和电机装配502；所述主轴箱装配501包括主轴箱体5011，主轴箱体5011前后两侧壁分别设置前法兰组5014和后法兰组5015，法兰组之间为主轴5013，主轴轴承型号为日本NSK/NTN，后法兰组5015外部连接主轴带轮5012，前法兰组5014前端设置卡盘5016用于夹持工件。

所述主轴箱装配501顶部安装电机底板5023，所述电机底板5023上设置电机装配502，所述电机装配502包括主电机5021和电机带轮5022，由电机带轮5022驱动主轴带轮5012运行，所述电机装配502通过安装在电机底板5023上的支承杆5024固定于顶板405上。

如图12-13所示，所述机床底座1底部设置支脚安装座103，支脚安装座103分别设置于机床底座1的前后两底边缘处，每条底边设置四个支脚安装座103，每个支脚安装座103上均安装支脚10。所述机床底座1上安装防护罩9。

本申请机床设备涉及的丝杠轴承均为外购，品牌型号为日本NSK/NTN丝杠轴承；涉及线轨均为中国台湾上银/银泰线轨。机床外接的控制电器系统在此均不做赘述。

一种使用上述机床加工活塞的方法，包括以下步骤：

S1：第一夹持装置5夹紧工件，第一X向滑台组3和第一Z向滑台组4根据预设程序移动至止口刀头2051处，第一夹持装置5的主轴旋转对工件进行车止口操作；

S2：工件移动至第一外圆刀头2052处，第一夹持装置5的主轴旋转对工件进行前半段的车外圆操作；

S3：第一夹持装置5主轴制动并移动至开档动力头203处，开启开档动力头203对工件进行铣活塞内档操作；

S4：第一夹持装置5和第二夹持装置8同时移动至机床前部对接工件；第一夹持装置5松开工件，由第二夹持装置8夹紧工件另一端，同时第一夹持装置5装夹下一工件；

S5：第二X向滑台组6和第二Z向滑台组7根据预设程序移动至第二外圆刀头2062处，第二夹持装置8的主轴旋转对工件进行后半段的车外圆操作；随后第二外圆刀头2062对工件进行车环槽操作；

S6：工件移动至齐顶刀头2061处，第二夹持装置8的主轴旋转对工件进行车齐顶操作；

S7：第二夹持装置8主轴制动并移动至打孔动力头204处，开启打孔动力头204对工件进行分度钻油孔操作；

S8：外部机械手取走第二夹持装置8加工完成的工件，随后第二夹持装置8与第一夹持装置5对接下一工件。

以上为本申请的较佳实施例，本申请不限于上述实施的结构，可以有多种变形，也不限于上述的应用领域，可以在更多相似的领域应用，总之，在不脱离本申请的设计思路、机械结构形式、智能驱动控制方式的所有改进和变化，均属于本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种多功能机床，包括机床底座（1），其特征在于：所述机床底座（1）上设置第一机加工设备（A）、第二机加工设备（B）和刀具总装（2），所述第一机加工设备（A）和第二机加工设备（B）分别设置于刀具总装（2）两侧，以形成两个加工通道；所述第一机加工设备（A）和第二机加工设备（B）的夹持端主轴轴线位于同一水平面上。

2.根据权利要求1所述的一种多功能机床，其特征在于：所述第一机加工设备（A）包括第一X向滑台组（3），所述第一X向滑台组（3）上滑动设置第一Z向滑台组（4），所述第一Z向滑台组（4）上安装第一夹持装置（5）；所述第二机加工设备（B）包括第二X向滑台组（6），所述第二X向滑台组（6）上滑动设置第二Z向滑台组（7），所述第二Z向滑台组（7）上安装第二夹持装置（8）；所述第一夹持装置（5）与第二夹持装置（8）的夹持件朝向相对设置。

3.根据权利要求2所述的一种多功能机床，其特征在于：所述机床底座（1）包括工作台安装座（101），在所述工作台安装座（101）和第一机加工设备（A）之间以及工作台安装座（101）和第二机加工设备（B）之间均设置漏料口（102），所述机床底座（1）底部设置支脚安装座（103），所述支脚安装座（103）上安装支脚（10）。

4.根据权利要求1所述的一种多功能机床，其特征在于：所述刀具总装（2）包括工作台底座（201），所述工作台底座（201）上设置工作台板（202），所述工作台板（202）上设置开档动力头（203）和打孔动力头（204），所述工作台板（202）前端分别设置第一刀具组（205）和第二刀具组（206），所述第一刀具组（205）和开档动力头（203）能够用来对第一机加工设备（A）夹持的工件进行车止口、车外圆和铣开档操作；所述第二刀具组（206）和打孔动力头（204）能够用来对第二机加工设备（B）夹持的工件进行车外圆、车环槽、齐顶和打油孔操作。

5.根据权利要求4所述的一种多功能机床，其特征在于：所述第一刀具组（205）包括止口刀头（2051）和第一外圆刀头（2052）；所述止口刀头（2051）朝向第一机加工设备（A）方向，所述第一外圆刀头（2052）设置于第一刀具组（205）前侧并垂直于止口刀头（2051）；所述第二刀具组（206）包括齐顶刀头（2061）和第二外圆刀头（2062）；所述齐顶刀头（2061）朝向第二机加工设备（B）方向，所述第二外圆刀头（2062）设置于第二刀具组（206）前侧并垂直于齐顶刀头（2061）。

6.根据权利要求2所述的一种多功能机床，其特征在于：所述第一X向滑台组（3）通过承载底座（301）安装于机床底座（1）上；所述承载底座（301）上设置X向传动装置（302）和两条X向导轨组（303），所述X向导轨组（303）对称设置于X向传动装置（302）两侧；所述X向导轨组（303）上设置能够承载第一Z向滑台组（4）滑动的X向滑块（304）。

7.根据权利要求6所述的一种多功能机床，其特征在于：第一Z向滑台组（4）包括拖板（401），所述拖板（401）安装于X向滑块（304）上，所述拖板（401）上设置Z向传动装置（402）和两条Z向导轨组（403），所述Z向导轨组（403）对称设置于Z向传动装置（402）两侧；所述Z向导轨组（403）上设置能够承载顶板（405）滑动的Z向滑块（404）。

8.根据权利要求2所述的一种多功能机床，其特征在于：所述第一夹持装置（5）包括主轴箱装配（501）和电机装配（502）；所述电机装配（502）通过支承杆（5024）设置于第一Z向滑台组（4）上。

9.根据权利要求1所述的一种多功能机床，其特征在于：所述机床底座（1）上安装防护罩（9）。

10.一种使用权利要求1-9中任一一项所述多功能机床的加工活塞方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：第一夹持装置（5）夹紧工件，第一X向滑台组（3）和第一Z向滑台组（4）根据预设程序移动至止口刀头（2051）处，主轴旋转对工件进行车止口操作；

S2：工件移动至第一外圆刀头（2052）处，主轴旋转对工件进行前半段的车外圆操作；

S3：第一夹持装置（5）主轴制动并移动至开档动力头（203）处，开启开档动力头（203）对工件进行铣活塞内档操作；

S4：第一夹持装置（5）和第二夹持装置（8）同时移动至机床前部对接工件；第一夹持装置（5）松开工件，由第二夹持装置（8）夹紧工件另一端，同时第一夹持装置（5）装夹下一工件；

S5：第二X向滑台组（6）和第二Z向滑台组（7）根据预设程序移动至第二外圆刀头（2062）处，主轴旋转对工件进行后半段的车外圆操作；随后第二外圆刀头（2062）对工件进行车环槽操作；

S6：工件移动至齐顶刀头（2061）处，主轴旋转对工件进行车齐顶操作；

S7：第二夹持装置（8）主轴制动并移动至打孔动力头（204）处，开启打孔动力头（204）对工件进行分度钻油孔操作；

S8：外部机械手取走第二夹持装置（8）加工完成的工件，随后第二夹持装置（8）与第一夹持装置（5）对接下一工件。

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