CN114799922A - 数控转盘式多工位工具磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数控转盘式多工位工具磨床。它包括能够由分度转盘驱动旋转的圆盘以及圆盘上沿圆周等距分布的多个工件夹紧旋转装置，圆盘的周围还排布有送料装置及加工装置，各个加工装置与各个工件夹紧装置之间相互对应后能够相对往复移动实现各道工序的依次加工，床身上具有滑环机构，工件夹紧旋转装置的线缆以及管路均经过滑环机构输出后与外部的接入源连接。优点是：在一台设备上便可完成多道工序的加工并且可以对各道工序进行同步加工，提高了工作效率并保证了产品质量，而且占地空间小，整套设备成本低，安装维护方便、工作可靠性高、分度精度高；再者，避免了同步加工过程中线缆以及各种管路的干扰。

Description

数控转盘式多工位工具磨床

技术领域

本发明涉及一种用于钻头、铣刀等工具加工的数控转盘式多工位工具磨床。

背景技术

钻头、铣刀、阶梯钻、中心钻等机加工工具的制造，均从棒料或粗加工成形后的原料开始，经过多道工序才能完成加工过程。以钻头为例，从粗加工棒料开始需要经过磨沟、清边、开口、磨双后角（横刃）加工工序；以中心钻为例，从粗加工的两头尖部的棒料开始需要经过磨沟、铲梢、开口等加工工序；以铣刀为例，从棒料开始需要经过磨沟、清边、开口、端齿等加工工序。

为完成此类工具的上述加工工序，传统上有以下几类加工方式及设备：

第一种加工方式，对每道工序均配置一台专用机床加工。以钻头为例，磨沟、清边、开口、双后角（横刃）各一台机床加工，其缺点是工具半成品来回搬运，工作量大，堆放、搬运过程中易碰伤加工后的刃口，所用机床占地面积大，多次装夹以及定位找基准点磨削对工件刃口也有伤害。一支钻头要4台机床加工，所需劳动力消耗也大。

第二种加工方式是采用磨削中心加工。这种加工方式是一次装夹，根据不同的加工工序机床自动选择所需砂轮进行顺序加工。这种加工方式尽管避免了第一种加工方式的缺点，但由于每道工序只有单片砂轮在磨削，其它砂轮在排队等待。以钻头为例，第一片砂轮先磨沟，结束之后换砂轮清边，清边结束后换砂轮再开口，开口结束后再换砂轮双后角（横刃），加工效率极低。另外，由于机床结构的限制，只能选择直径较小的磨削砂轮，如一般磨削中心机床只能选择直径在100左右的砂轮，甚至更小的砂轮进行加工。为避免频繁修整砂轮，只能选择修整次数少的价格昂贵的金刚石砂轮，或类似于金刚石砂轮性能的其它砂轮，这不仅降低了加工效率，还提高了加工成本。

第三种方式是在一台设备上设置多个加工工位，在一个中心转盘上设置多个工件装夹工位，并通过复杂的齿轮传动完成工件的自转和工位之间的分度转换，而各工序对应的加工刀具或砂轮的动力机构分布在转盘外围圆周上，各加工机构在转盘径向上前后移动，实现各工序的进给切（磨）削动作。这类设备的各工作部件的动作由集中的动力装置通过齿轮和离合装置分配，结构十分复杂，制造困难，加工精度和工位变换精度不易保证；同时，由于通过加工刀具或砂轮的动力机构在转盘外围的径向移动实现加工进给，完成加工动作所需的空间较大，从而增加了设备体积，给设备的运输和安装带来困难；

另外，如果不采用复杂的齿轮传动，就需要对每个工位单独设置独立的驱动电机等动力装置，现有的处理方式是通过悬在轮盘上方的线缆为动力装置供电或供油（气），这就使轮盘的旋转分度受到限制，不能连续旋转，只能周期性的正反往复旋转，大大降低了加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够在一台设备上完成钻头、铣刀等机加工工具的多个加工工序，无需多次装夹，加工效率高，并且整体结构简单、紧凑，动作精度高的数控转盘式多工位工具磨床。

为了解决上述技术问题，本发明的数控转盘式多工位工具磨床，包括能够由分度转盘驱动旋转的圆盘以及圆盘上沿圆周等距分布的多个用于夹持工件并驱动工件旋转的工件夹紧旋转装置，圆盘的周围还排布有能够在圆盘转动过程中与各个所述工件夹紧旋转装置位置依次对应的一个上料装置及多个加工装置，各个加工装置与各个所述工件夹紧旋转装置之间相互对应后能够相对往复移动实现各道工序的依次加工，床身上具有滑环机构，工件夹紧旋转装置的线缆以及管路均经过滑环机构输出后与外部的接入源连接。

所述上料装置包括用于放置棒料的料盒、位于料盒出口处并与料盒衔接的送料槽、用于将料盒内摆放的棒料依次推送至送料槽内的棒料推动装置以及用于将进入到送料槽内的棒料推送至工件夹紧旋转装置处进行夹持的上料装置。

每个所述工件夹紧旋转装置均包括用于驱动工件夹紧机构对工件进行夹持的驱动机构以及用于驱动工件旋转分度的分度电机。

所述圆盘上具有沿圆周等距分布的多个由滑台电机驱动的滑台，各个所述滑台均分别朝向加工装置往复移动或朝向上料装置往复移动，所述工件夹紧旋转装置安装在各个所述滑台上并能够在各个所述滑台的带动下往复移动。

所述滑台电机的线缆、旋转分度电机的线缆以及驱动机构的管路均经过滑环机构输出后与外部的接入源连接。

所述上料装置安装在固定座上。

所述圆盘直接固定安装有多个等距分布的工件夹紧装置，各个所述加工装置均安装在能够由滑座电机驱动朝向工件夹紧旋转装置往复移动的滑座上。

所述上料装置安装在固定座上。

本发明的优点在于：

由于设置的由分度转盘驱动旋转的圆盘以及圆盘上沿圆周等距分布的多个能够与各个加工装置相互对应并相对往复移动实现各道工序的依次加工的工件夹紧旋转装置，由此在一台设备上便可完成多道工序的加工并且可以对各道工序进行同步加工；一方面，不但避免了传统各种加工方式中因半成品和来回装夹、来回搬运、排队等待以及砂轮修整所增加的工作量以及产生的损伤问题，定位产生的误差问题，从而提高了工作效率并保证了产品质量，而且占地空间小，整套设备成本低；另外一方面，直接由分度转盘驱动旋转的圆盘，使整个设备中不再具有齿轮以及离合装置等复杂的传动机构，也不需要转盘升降完成动力传递，不但进一步降低了设备成本，而且使其安装维护方便、工作可靠性高、分度精度高并且缩短了加工时间，进一步提高了工作效率；再者，充分考虑到了圆盘转动过程中存在线缆及油（气）路输出问题，通过巧妙设置的滑环机构，可以将所有的线缆以及所需（油、气等）管路均经过滑环机构输出后与外部的接入源连接，可以避免加工过程中线缆以及各种管路的干扰，从而使各个加工工位能够同步进行加工。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为图1的A-A截面结构示意图；

图3为本发明实施例二的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的数控转盘式多工位工具磨床作进一步详细说明。

实施例一：

如图1、图2所示，本实施例的数控转盘式多工位工具磨床，包括床身1上安装的分度转盘2以及分度转盘上安装的圆盘3，圆盘3上具有等距分布的多个用于对工件夹紧并驱动工件旋转的工件夹紧旋转装置4，其中各个工件夹紧旋转装置4均包括用于驱动工件夹紧机构对工件进行夹持的驱动机构13以及用于驱动工件旋转分度的分度电机14，所说的驱动机构13可以为液压装置、气压装置或驱动马达等，所说的分度电机14可以采用常规电机通过变速箱驱动实现旋转或直接采用旋转直驱电机（旋转直驱电机的前后各装夹紧油缸和夹紧轴作为工件夹紧机构）驱动实现旋转，通过驱动机构13能够驱动工件夹紧机构上的工件夹紧轴对工件进行夹持，通过分度电机14能够驱动工件旋转分度，分度转盘可以由转盘电机直接驱动，从而带动圆盘旋转，由此只要在一台设备上便可完成传统上多台设备的工作任务，占地面积小，其配套的设施也大大减少；

圆盘3的周围还排布有一个上料装置6及多个加工装置，以钻头作为所需加工产品为例，圆盘3上具有等距分布的五个工件夹紧旋转装置4，所说的加工装置包括处于第一工位处的磨沟用的砂轮磨沟加工装置、处于第二工位处的用于清边的砂轮清边加工装置、处于第三工位处的用于开口的砂轮开口加工装置以及处于第四工位处的用于加工双后角（横刃）的砂轮双后角加工装置，各个工件夹紧旋转装置4能够在转盘转动过程中依次与上料装置6、砂轮磨沟加工装置、砂轮清边加工装置、砂轮开口加工装置和砂轮双后角加工装置依次对应；在圆盘3上具有沿圆周等距分布的五个由滑台电机12驱动往复移动的滑台11，滑台电机12可以选择为伺服电机和丝杆配合的驱动方式，也可以直接选择直驱电机，滑台11可以沿圆盘的径向布置，也可以倾斜布置（不处于径向位置）在圆盘上，总之只要使滑台能够朝向位于圆盘外围的加工装置往复移动或朝向位于圆盘外围的上料装置往复移动即可，每个工件夹紧旋转装置4分别安装在其中一个滑台上并能够在各个滑台的带动下径向往复移动，而上料装置6、砂轮磨沟加工装置、砂轮清边加工装置、砂轮开口加工装置和砂轮双后角加工装置分别固定安装在各自的固定座上，由此在圆盘的转动下，使各个加工装置与各个工件夹紧装置4之间相互对应后能够相对往复移动实现各道工序的依次加工，从而可以使每个工件一次装夹完成多道工序加工，加工过程中无需重复定位找点，多片砂轮同时磨削，一个工件转一圈加工完成所有工序，圆盘转一圈完成五只工件加工，一台该机床相当于4台专机加工，工作效率高，同时，原来多台冷却系统、供油系统和供电系统由多台变成了一台设备实现，明显节约能源；床身1上具有垂直设置（处于中心线上）的滑环机构5，由图可见，本实施例中，滑环机构通过保持架安装在床身上并竖直伸出圆盘上方，滑台电机12的各种线缆（电源线、编码器线等控制线）、旋转分度电机14的各种线缆以及驱动机构13的（液压、气压或润滑等）管路等均经过滑环机构5输出后与外部的接入源（例如电源或液压源、气压源等）连接，由此巧妙地避免了工作过程中线缆以及各种管路的缠绕，另外，所说的滑环机构可以采用默孚科技公司生产的型号为MEPH600系列的滑环。

进一步地，所说的上料装置6包括用于放置棒料的料盒7、位于料盒出口处并与料盒衔接的送料槽8、用于将料盒内摆放的棒料依次推送至送料槽内的棒料推动装置9以及用于将进入到送料槽内的棒料推送至工件夹紧装置4处进行夹紧的上料装置10，通过该上料装置可以将棒料输送至所对应的工件夹紧旋转装置4处由工件夹紧轴对其夹紧。

当然，该技术方案中的所加工工件的不同，所说的上料装置6还可以采用机械臂（例如工位为前后两端直径不一致的棒料）对工件进行上料，实际上只要基于本发明的构思，在具有能够与各个加工装置相互对应并相对往复移动实现各道工序的依次进行加工的工件夹紧旋转装置的基础上，设计了单独的上料工位与其它加工工位相匹配即可进行不停机上料，该上料工位除了上述的上料方式外，采用人工上料也不影响，其不停机加工目的的实现。

其工作原理如下：

以钻头为例，当第一根棒料从上料装置6推入工件夹紧轴时，工件夹紧后，分度转盘2由转盘电机直接驱动开始旋转，转到至第一工位，开始第一道工序磨沟开始加工，同时上料装置6继续送料，两道工序结束后圆盘开始旋转，转至第二工位，这时上料装置送料第一道工序的磨沟和第二道工序的清边同时工作······直至完全循环加工，其中，需要说明的是，在整个加工工序中，当一个工件经过所有工序加工完成后回到上料工位处时，直接在上料工位处对加工完成的工件进行机械或手动卸料后再继续上料，这样不会影响其它加工工位的不停机持续加工。

经过验证，采用本实施例的数控转盘式多工位工具磨床与传统的多台专用机床相比，占地面积小、节省劳动力节省能源、节省配套设施费用60%以上，工件加工精度明显提高，与磨削中心相比，四道工序的工件提高效率70%以上，三道工序的工件提高60%，砂轮利用范围更加广泛，可以利用大功率大砂轮进行磨削；与传统的齿轮传动式转盘机床相比，结构简单、维护方便，维修成本减低、动作更加利索，效率更加提高，避免了齿轮多次啮合形成的磨损导致的加工工件精度的降低。

实施例二：

如图2所示，本实施例的数控转盘式多工位工具磨床，与实施例一大致相同，其不同之处在于，在圆盘3直接固定安装有多个等距分布的工件夹紧旋转装置4，单独将上料装置6安装在固定座上，同时将各个加工装置均固定安装在能够由一个滑座电机15驱动往复移动的滑座16上，该结构设计也能够在各个加工装置与各个工件夹紧旋转装置4之间相互对应后通过相对往复移动实现各道工序的依次加工。

Claims (8)

1.一种数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：包括能够由分度转盘驱动旋转的圆盘（3）以及圆盘（3）上沿圆周等距分布的多个用于夹持工件并驱动工件旋转的工件夹紧旋转装置（4），所述圆盘（3）的周围还排布有能够在圆盘转动过程中与各个所述工件夹紧旋转装置（4）位置依次对应的一个上料装置（6）及多个加工装置，各个所述加工装置与各个所述工件夹紧旋转装置（4）之间相互对应后能够相对往复移动实现各道工序的依次加工，所述床身（1）上具有滑环机构（5），所述工件夹紧旋转装置（4）的线缆以及管路均经过滑环机构（5）输出后与外部的接入源连接。

2.按照权利要求1所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述上料装置（6）包括用于放置棒料的料盒（7）、位于料盒出口处并与料盒衔接的送料槽（8）、用于将料盒内摆放的棒料依次推送至送料槽内的棒料推动装置（9）以及用于将进入到送料槽内的棒料推送至工件夹紧旋转装置（4）处进行夹持的上料装置（10）。

3.按照权利要求1或2所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：每个所述工件夹紧旋转装置（4）均包括用于驱动工件夹紧机构对工件进行夹持的驱动机构（13）以及用于驱动工件旋转分度的分度电机（14）。

4.按照权利要求3所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述圆盘（3）上具有沿圆周等距分布的多个由滑台电机（12）驱动的滑台（11），各个所述滑台（11）均分别朝向的加工装置往复移动或朝向上料装置往复移动，所述工件夹紧旋转装置（4）安装在各个所述滑台上并能够在各个所述滑台的带动下往复移动。

5.按照权利要求4所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述滑台电机（12）的线缆、旋转分度电机（14）的线缆以及驱动机构（13）的管路均经过滑环机构（5）输出后与外部的接入源连接。

6.按照权利要求5所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述上料装置（6）安装在固定座上。

7.按照权利要求3所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述圆盘（3）直接固定安装有多个等距分布的工件夹紧装置（4），各个所述加工装置均安装在能够由滑座电机（15）驱动朝向工件夹紧旋转装置（4）往复移动的滑座（16）上。

8.按照权利要求7所述的数控转盘式多工位工具磨床，其特征在于：所述上料装置（6）安装在固定座上。

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