CN115889861A - 一种圆筒壳体内壁加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种圆筒壳体内壁加工装置。该装置包括：刀具支撑杆，刀具支撑杆固定在机床上；刀具支撑杆的中心轴线与机床的轴向平行；圆筒壳体通过抱箍工装单元套于刀具支撑杆外，抱箍工装单元可径向移动的设于移动单元上；这样使圆筒壳体进行纵向移动，从而使圆筒壳体与刀具支撑杆同轴；移动单元可轴向移动的设于机床上；从而加工圆筒壳体整个内壁。抱箍工装单元包括：用于固定圆筒壳体的箍带；这样使圆筒壳体与刀具支撑杆同轴后，固定住圆筒壳体使其不再晃动影响内壁加工精度；刀具支撑杆上嵌套刀具安装座，刀具安装座为环形；刀具安装座的外表面间隔均匀的设有用于加工圆筒壳体内壁的切削刀具。本发明的结构设计能够实现圆筒壳体内壁的精密成型。

Description

一种圆筒壳体内壁加工装置

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，具体而言，涉及一种圆筒壳体内壁加工装置。

背景技术

一种圆筒壳体，内径公差要求0～0.1mm。加工此类零件，现有技术中，采用车削内壁的方法完成，即旋转圆筒壳体从而加工完成圆筒壳体的整个内壁。但实际车削时，由于圆筒壳体壁薄、长径比大、圆筒壳体旋转产生动不平衡(指作旋转运动的零、部件,由于形状误差(比方说内外圆不同轴，圆柱不圆、母线不直，端面与轴线不垂直等)、内部组织不均匀等原因造成在机器、机构旋转时产生振动,产生不良影响的现象)等因素，且转动惯量大导致圆筒壳体产生振动，进而影响切削精度、内径0～0.1mm的公差无法保证。

针对现有技术中圆筒壳体壁薄、长径比大，在加工内壁过程中，圆筒壳体绕轴转动时惯性大导致其产生振动，从而无法保证圆筒壳体内壁加工精度的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种圆筒壳体内壁加工装置，以解决现有技术中圆筒壳体壁薄、长径比大，在加工内壁过程中，圆筒壳体绕轴转动时惯性大导致其产生振动，从而无法保证圆筒壳体内壁加工精度的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种圆筒壳体内壁加工装置，该装置包括：刀具支撑杆，所述刀具支撑杆为圆柱型；所述刀具支撑杆固定在机床上；所述刀具支撑杆的中心轴线与所述机床的轴向平行；进行加工时，待加工的所述圆筒壳体套于所述刀具支撑杆外，且与所述刀具支撑杆同轴；抱箍工装单元，所述抱箍工装单元可径向移动的设于移动单元上；所述移动单元可轴向移动的设于所述机床上；所述抱箍工装单元包括：用于固定所述圆筒壳体的箍带；刀具安装座，所述刀具安装座为环形；所述刀具安装座套于所述刀具支撑杆外；所述刀具安装座的外表面间隔均匀的设有用于加工所述圆筒壳体内壁的切削刀具。

可选的，所述机床首端设有一体成型的竖直连接部；所述刀具支撑杆的一端通过所述竖直连接部一侧连接的第一夹盘夹紧固定，所述刀具支撑杆的另一端通过第二夹盘夹紧固定，所述第二夹盘与所述机床尾端上设置的尾座固定。

可选的，所述抱箍工装单元包括底座；所述底座底部设有第一导轨槽，用于实现在所述移动单元上设置的纵向导轨上移动。

可选的，所述底座的上表面固定有至少两个卡槽；所述卡槽为U型结构，所述卡槽的上表面为与所述圆筒壳体的外侧表面相吻合的弧形结构；所述卡槽的顶部通过锁紧螺母固定所述箍带；所述箍带与所述卡槽围成圆环形；所述圆环形的内表面与所述圆筒壳体的外表面相贴合。

可选的，所述移动单元包括第一底板和第二底板；所述第一底板和第二底板连接成L型结构，且为一体式结构。所述第一底板的底部设有第二导轨槽，用于实现在所述机床的上表面设置的轴向导轨上移动。

可选的，所述机床的侧表面设有丝杠，所述丝杠穿过所述第二底板，用于实现所述丝杠旋转带动所述第二底板连接的所述第一底板移动。

可选的，所述尾座靠近所述刀具支撑杆的一侧壁上设有用于顶紧刀具支撑杆的顶尖；所述顶尖位于所述第二夹盘中部并与所述第二夹盘连接。

可选的，所述尾座的底部设有第三导轨槽，用于实现在所述轴向导轨上移动。

可选的，所述箍带与所述圆筒壳体之间设有弹性垫圈。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种圆筒壳体内壁加工装置，在本发明中，该圆筒壳体内壁加工装置包括：刀具支撑杆，刀具支撑杆为圆柱型；刀具支撑杆固定在机床上；刀具支撑杆的中心轴线与机床的轴向平行；圆筒壳体通过抱箍工装单元套在刀具支撑杆上，抱箍工装单元可径向移动的设于移动单元上；这样设计能够保证圆筒壳体进行纵向移动，从而使圆筒壳体与刀具支撑杆同轴；移动单元可轴向移动的设于机床上；保证能够加工圆筒壳体的整个内壁。所述抱箍工装单元包括：用于固定所述圆筒壳体的箍带；这样使圆筒壳体与刀具支撑杆同轴后，固定住圆筒壳体，使其不再晃动影响内壁加工精度；在刀具支撑杆上嵌套刀具安装座，刀具安装座为环形；刀具安装座的外表面间隔均匀的设有用于加工圆筒壳体内壁的切削刀具。通过上述结构设计，使圆筒壳体无需旋转，仅切削刀具旋转进行切削，解决了现有技术中圆筒壳体绕轴转动时惯性大导致其产生振动，从而无法保证圆筒壳体内壁加工精度的问题。本发明的结构设计能够实现圆筒壳体内壁的精密成型。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种圆筒壳体内壁加工装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的抱箍工装单元的正面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的抱箍工装单元的侧面结构示意图。

符号说明：

刀具支撑杆-1，抱箍工装单元-2，刀具安装座-3，机床-4，移动单元-5，箍带-6，切削刀具-7，第一夹盘-8，第二夹盘-9，尾座-10，底座-11，第一导轨槽-12，卡槽-13，锁紧螺母-14，纵向导轨-15，轴向导轨-16，丝杠-17，弹性垫圈-18，圆筒壳体-19。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，采用车削内壁的方法完成，即旋转圆筒壳体19从而加工完成圆筒壳体19的整个内壁。但实际车削时，由于圆筒壳体19壁薄、长径比大、圆筒壳体19旋转产生动不平衡(指作旋转运动的零、部件,由于形状误差(比方说内外圆不同轴，圆柱不圆、母线不直，端面与轴线不垂直等)、内部组织不均匀等原因造成在机器、机构旋转时产生振动,产生不良影响的现象)等因素，且转动惯量大导致圆筒壳体19产生振动，进而影响切削精度、内径0～0.1mm 的公差无法保证。

因而，本发明提供了一种圆筒壳体19内壁加工装置，图1是本发明实施例提供的一种圆筒壳体19内壁加工装置的结构示意图，图3是本发明实施例提供的抱箍工装单元2的侧面结构示意图，如图1和图3所示，在本发明中，该圆筒壳体19内壁加工装置包括如下组成部分：

1、刀具支撑杆1

刀具支撑杆1为圆柱型，在加工过程中，需将圆筒壳体19吊起，穿入刀具支撑杆1中，因此，刀具支撑杆1应该具有较高的结构强度，在本发明中，刀具支撑杆1优先采用金属材料，例如：不锈钢或者铝型材，刀具支撑杆1 也可以采用硬质塑料一体成型。在本发明中，将刀具支撑杆1固定在机床4 上，刀具支撑杆1的中心轴线与机床4的轴向平行。进一步的，进行加工时，待加工的圆筒壳体19套于所述刀具支撑杆1外，且与所述刀具支撑杆1同轴。

具体的，机床4为L型结构；机床4首段设有一体成型的竖直连接部；刀具支撑杆1的一端通过竖直连接部一侧连接的第一夹盘8夹紧固定，刀具支撑杆1 的另一端通过第二夹盘9夹紧固定，第二夹盘9与机床尾段上设置的尾座10固定。第一夹盘8和第二夹盘9优先采用四爪自定心夹盘，四爪自定心夹盘上的四爪用于夹紧刀具支撑杆1，且四爪运动距离相等，因而有自动定心的作用，这样能够保证找准刀具支撑杆1的中心位置。第一夹盘8和第二夹盘9也可以采用三爪自定心夹盘。

在本发明中，尾座10靠近刀具支撑杆1的一侧壁上设有用于顶紧刀具支撑杆1的顶尖，具体安装过程中，尾座10靠近刀具支撑杆1的一侧壁上设有第一圆孔，顶尖一端穿过第一圆孔与尾座10固定，刀具支撑杆1靠近尾座10的一侧壁上设有第二圆孔，顶尖的另一端顶在该第二圆孔上；顶尖位于第二夹盘9中部并与第二夹盘9连接。通过上述设计的第一夹盘8、第二夹盘9、刀具支撑杆1 和顶尖，能够保证圆筒壳体19穿过刀具支撑杆1平稳放置，进而进行平稳加工圆筒壳体19内壁。

2、抱箍工装单元2

图2是本发明实施例提供的抱箍工装单元2的正面结构示意图，如图2所示，抱箍工装单元2可径向移动的设于移动单元5上；具体的，抱箍工装单元2包括底座11；在底座11底部设有第一导轨槽12，用于实现在移动单元5上设置的纵向导轨15上移动。其中，第一导轨槽12设有至少两个，并且在移动单元5上设置了与第一导轨槽12一一对应的纵向导轨15；本发明中，设置了两个第一导轨槽12，两个第一导轨槽12分别设于底座11底部的两端，分别在移动单元5上设置的两个纵向导轨15上移动，本发明中，第一导轨槽12为三棱柱型，因而纵向导轨15也为三棱柱型。本发明中，通过上述结构设计，其目的在于使抱箍工装单元2可以纵向移动，进而使抱箍工装单元2固定的圆筒壳体19可以纵向移动，移动到圆筒壳体19的中心线与刀具支撑杆1的中心线重合即可。

需要说明的是，第一导轨槽12、纵向导轨15的数量、形状只是本实施方式的一个示例，其只是为了更好的对本实施例进行说明，所以并不能以此作为对本发明的限制。

移动单元5可轴向移动的设于机床4上；具体的，移动单元5包括第一底板和第二底板；第一底板和第二底板连接成L型结构，且为一体式结构。第一底板的底部设有第二导轨槽，用于实现在机床4的上表面设置的轴向导轨16上移动。

本发明中，机床4的上表面中部设有U型内凹槽，该U型内凹槽将机床4的上表面分为两部分：第一机床4上表面和第二机床4上表面；本发明中，轴向导轨16包括：第一轴向导轨16和第二轴向导轨16；具体的，在第一机床4上表面上设有第一轴向导轨16，在第二机床4上表面上设有第二轴向导轨16，并且在第一底板的底部设置了与轴向导轨16一一对应的第二导轨槽；第一轴向导轨16和第二轴向导轨16为长条状的轨道结构，

在本发明的一个实施方式中，轴向导轨16可以采用长条形的金属型材(例如钢制结构)，第二导轨槽采用铣工艺成型在轴向导轨16上。在本发明的另一个实施方式中，轴向导轨16为根据其结构设计形状一体成型。

在本发明的一个优选实施方式中，轴向导轨16为金属导轨(具体为304 不锈钢或316不锈钢)，轴向导轨16为一体式结构，这样能够提高整个轴向导轨16的结构强度。

因设置轴向导轨16，能够使移动单元5在机床4的上表面上轴向移动，进而使移动单元5连接的抱箍工装单元2进行轴向移动，而抱箍工装单元2紧固圆筒壳体19，因而使圆筒壳体19进行轴向移动。圆筒壳体19轴向移动可以保证圆筒壳体19的内壁从左至右依次加工完成。

为了能够使圆筒壳体19进行纵向移动和轴向移动，在机床4的侧表面设有丝杠17，丝杠17穿过第二底板，用于实现丝杠17旋转带动第二底板连接的第一底板移动。

本发明中，丝杠17设有两条，两条丝杠17平行的穿过第二底板的左侧面和右侧面，在工作状态下，通过电机带动丝杠17旋转，丝杠17旋转带动第二底板连接的第一底板进行轴向移动，第一底板进行轴向移动带动圆筒壳体19进行轴向移动。

抱箍工装单元2包括：用于固定圆筒壳体19的箍带6；抱箍工装单元2包括底座11，底座11的上表面固定有至少两个卡槽13；具体可以是两个、三个、四个或者五个，以三个为最优设计个数，三个卡槽13间隔均匀的设置在底座11 上，卡槽13为U型结构，卡槽13具有两个竖直的侧壁以及一个底面，卡槽13的上表面(即底面)为与所述圆筒壳体19的外侧表面相吻合的弧形结构。

卡槽13的顶部通过锁紧螺母14固定箍带6；箍带6与卡槽13围成圆环形；圆环形的内表面与圆筒壳体19的外表面相贴合。这样能够保证圆筒壳体19稳定的固定在箍带6与卡槽13形成的圆环形内，且无论怎么移动，圆筒壳体19都不会发生晃动。

3、刀具安装座3

刀具安装座3为环形；刀具安装座3嵌于刀具支撑杆1外；刀具安装座3的外表面间隔均匀的设有用于加工圆筒壳体19内壁的切削刀具7。刀具安装座3的内表面与刀具支撑杆1的外表面相吻合；本发明中，切削刀具7具体可以是两个、三个、四个、五个或者六个，以五个为最优设计个数。切削刀具7应当具有较高的结构强度，以保证其使用的可靠性以及使用寿命，因此，切削刀具7优先采用金属材料。切削刀具7的具体形状可以任意，以能够保证圆筒壳体19内壁的加工精度即可。

进一步的，刀具安装座3可进行旋转，从而使其外表面上的切削刀具7旋转加工圆筒壳体19内壁，又因上述结构中圆筒壳体19可进行轴向移动，因而可从左至右或从右至左将圆筒壳体19内壁加工完整。

在一个可选的实施方式中，尾座10靠近所述刀具支撑杆1的一侧壁上设有用于顶紧刀具支撑杆1的顶尖；顶尖位于第二夹盘9中部并与第二夹盘9连接。通过顶尖顶紧刀具支撑杆1以及夹盘夹紧刀具支撑杆1，这样使刀具支撑杆1具有一定的稳定性，进而在切削刀具7加工圆筒壳体19时，不会因刀具支撑杆1 不稳定造成圆筒壳体19内壁加工不清准的问题。

尾座10的底部设有第三导轨槽，用于实现在轴向导轨16上移动。第三导轨槽与第二导轨槽的形状相同，第三导轨槽采用铣工艺成型在轴向导轨16上。本发明中，为了将圆筒壳体19套于刀具支撑杆1外，需将尾座10沿着轴向导轨 16从机床4上拆卸下来，进而再将第二夹盘9从刀具支撑杆1上拆卸，通过旋转锁紧螺母14将箍带6打开，最后将圆筒壳体19从刀具支撑杆1上靠近尾座10一端穿出。

箍带6与所述圆筒壳体19之间设有弹性垫圈18，弹性垫圈18会产生一个持续的弹力，使箍带6与圆筒壳体19的连接持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，从而防止圆筒壳体19松动，保证圆筒壳体19内壁加工的精准性。

本发明所提供的的一种圆筒壳体19内壁加工装置，包括：刀具支撑杆1，刀具支撑杆1为圆柱型；将刀具支撑杆1固定在机床4上；机床4首段设有一体成型的竖直连接部；刀具支撑杆1的一端通过竖直连接部一侧连接的第一夹盘8 夹紧固定；将刀具安装座3套于刀具支撑杆1外；刀具安装座3的外表面间隔均匀的设有用于加工圆筒壳体19内壁的切削刀具7；在机床4的上表面设置轴向导轨16，在轴向导轨16上设置一体成型的移动单元5，移动单元5与机床4的侧表面上设置的丝杠17固定；且移动单元5可在轴向导轨16上轴向移动，在移动单元5的上表面设置纵向导轨15，在纵向导轨15上设置一体成型的抱箍工装单元2，抱箍工装单元2包括底座11；底座11底部设有第一导轨槽12，用于实现在纵向导轨15上移动；底座11的上表面固定有至少两个卡槽13；卡槽13为U型结构，卡槽13的上表面为与圆筒壳体19的外侧表面相吻合的弧形结构；将圆筒壳体19 从刀具支撑杆1的另一端一端穿入，放置在卡槽13上，卡槽13的顶部通过锁紧螺母14固定箍带6；箍带6与卡槽13围成圆环形；圆环形的内表面与圆筒壳体19 的外表面相贴合。此时，将刀具支撑杆1的另一端通过第二夹盘9夹紧固定，第二夹盘9与机床尾端上设置的尾座10固定。在工作状态下，通过电机带动丝杠17旋转，丝杠17旋转带动移动单元5进行轴向移动，进而带动圆筒壳体19进行轴向移动，旋转刀具安装座3从左至右加工圆筒壳体19内壁。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种圆筒壳体19内壁加工装置，在本发明中，该圆筒壳体 19内壁加工装置包括：刀具支撑杆1，刀具支撑杆1为圆柱型；刀具支撑杆1 固定在机床4上；刀具支撑杆1的中心轴线与机床4的轴向平行；圆筒壳体 19通过抱箍工装单元2套在刀具支撑杆1上，抱箍工装单元2可径向移动的设于移动单元5上；这样设计能够保证圆筒壳体19进行纵向移动，从而使圆筒壳体19与刀具支撑杆1同轴；移动单元5可轴向移动的设于机床4上；保证能够加工圆筒壳体19的整个内壁。所述抱箍工装单元2包括：用于固定所述圆筒壳体19的箍带6；这样使圆筒壳体19与刀具支撑杆1同轴后，固定住圆筒壳体19，使其不再晃动影响内壁加工精度；在刀具支撑杆1外嵌套刀具安装座3，刀具安装座3为环形；刀具安装座3的外表面间隔均匀的设有用于加工圆筒壳体19内壁的切削刀具7。通过上述结构设计，使圆筒壳体19无需旋转，仅切削刀具7旋转进行切削，解决了现有技术中圆筒壳体19绕轴转动时惯性大导致其产生振动，从而无法保证圆筒壳体19内壁加工精度的问题。本发明的结构设计能够实现圆筒壳体19内壁的精密成型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种圆筒壳体内壁加工装置，其特征在于，包括：

刀具支撑杆，所述刀具支撑杆为圆柱型；所述刀具支撑杆固定在机床上；所述刀具支撑杆的中心轴线与所述机床的轴向平行；进行加工时，待加工的所述圆筒壳体套于所述刀具支撑杆外，且与所述刀具支撑杆同轴；

抱箍工装单元，所述抱箍工装单元可径向移动的设于移动单元上；所述移动单元可轴向移动的设于所述机床上；所述抱箍工装单元包括：用于固定所述圆筒壳体的箍带；

刀具安装座，所述刀具安装座为环形；所述刀具安装座套于所述刀具支撑杆外；所述刀具安装座的外表面间隔均匀的设有用于加工所述圆筒壳体内壁的切削刀具。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述机床首端设有一体成型的竖直连接部；

所述刀具支撑杆的一端通过所述竖直连接部一侧连接的第一夹盘夹紧固定，所述刀具支撑杆的另一端通过第二夹盘夹紧固定，所述第二夹盘与所述机床尾端上设置的尾座固定。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述抱箍工装单元包括底座；所述底座底部设有第一导轨槽，用于实现在所述移动单元上设置的纵向导轨上移动。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述底座的上表面固定有至少两个卡槽；所述卡槽为U型结构，所述卡槽的上表面为与所述圆筒壳体的外侧表面相吻合的弧形结构；

所述卡槽的顶部通过锁紧螺母固定所述箍带；所述箍带与所述卡槽围成圆环形；所述圆环形的内表面与所述圆筒壳体的外表面相贴合。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述移动单元包括第一底板和第二底板；所述第一底板和第二底板连接成L型结构，且为一体式结构。

所述第一底板的底部设有第二导轨槽，用于实现在所述机床的上表面设置的轴向导轨上移动。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述机床的侧表面设有丝杠，所述丝杠穿过所述第二底板，用于实现所述丝杠旋转带动所述第二底板连接的所述第一底板移动。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：

所述尾座靠近所述刀具支撑杆的一侧壁上设有用于顶紧刀具支撑杆的顶尖；所述顶尖位于所述第二夹盘中部并与所述第二夹盘连接。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述尾座的底部设有第三导轨槽，用于实现在所述轴向导轨上移动。

9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述箍带与所述圆筒壳体之间设有弹性垫圈。

Images