CN117259821A - 用于高压油缸内孔加工的加工机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压油缸内孔加工的加工机构，其包括卡爪盘、检测组件、共轴分析模块、显示器和胚料固定组件，一个卡爪盘用于夹持固定车刀，另一个卡爪盘用于夹持胚料的一端；检测组件包括定环和测距单元，所述定环的内径大于胚料的直径，所述测距单元安装于定环且其测距方向为定环的径向，所述测距单元朝向定环的中心；所述检测组件为多组且至少一组检测组件的定环套设于车刀的刀轴外，至少一组检测组件的定环套设于胚料外；所述定环安装于车床，且多个定环同中心轴线；胚料固定组件安装于车床且用于支撑胚料靠近车刀的一端；共轴分析模块电连接于测距单元和显示器。本申请具有降低油缸内孔加工难度，提高生产效率的效果。

Description

用于高压油缸内孔加工的加工机构

技术领域

本申请涉及油缸生产加工技术领域，尤其是涉及一种用于高压油缸内孔加工的加工机构。

背景技术

在各类工程器械中，为了向活动部件提供足够的支撑力等需要应用油缸。由于工程器械的体积大，其吊臂等位置所使用的油缸尺寸对应的相对较大，这无疑增加的油缸内孔的加工难度，因为利用机加工车床夹刀进行车加工，需要车刀（钻头）有着相对较长的刀杆，而刀杆一旦过长，崩断等问题频发。

针对上述，目前的做法除了增强刀杆强度，结构加固外，还可采用对车方式进行内孔加工，然而，已知的对车加工方式对车床操作人员的要求较高，一旦胚料、胚料端向的刀头无法同轴，将导致配料两端车出的孔无法错位，出现加工失败，即对车方式不仅难度大，加工速度也相对不佳。

发明内容

为了降低油缸内孔加工难度，提高生产效率，本申请提供一种用于高压油缸内孔加工的加工机构。

本申请提供一种用于高压油缸内孔加工的加工机构，采用如下的技术方案：

一种用于高压油缸内孔加工的加工机构，包括卡爪盘、检测组件、共轴分析模块、显示器和胚料固定组件，所述卡爪盘安装于车床且为两个，一个所述卡爪盘用于夹持固定车刀，另一个所述卡爪盘用于夹持胚料的一端；

所述检测组件包括定环和测距单元，所述定环的内径大于胚料的直径，所述测距单元安装于定环且其测距方向为定环的径向，所述测距单元朝向定环的中心；所述检测组件为多组且至少一组检测组件的定环套设于车刀的刀轴外，至少一组检测组件的定环套设于胚料外；所述定环安装于车床，且多个定环同中心轴线；

所述胚料固定组件安装于车床且用于支撑胚料靠近车刀的一端；

所述共轴分析模块电连接于测距单元和显示器，且所述共轴分析模块设置为：

当卡爪盘带动车刀和胚料转动；

获取车刀外的测距单元的反馈，得到数据一，并根据对应的定环的轮廓坐标，绘制出车刀外圆；

获取胚料外的测距单元的反馈，得到数据二，并根据对应的定环的轮廓坐标，绘制出胚料外圆；

分别求车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并计算车刀与胚料的中心坐标差；

令显示器于预先设置的坐标系中显示车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并显示车刀与胚料的中心坐标差。

可选的，所述定环的下部转动连接有螺杆，所述螺杆竖向且下端螺纹连接有轴套，所述轴套的下方设置有直线驱动器，所述直线驱动器滑移连接于车床的轨道且长度方向平行车床的宽度方向，所述轴套固定于直线驱动器的驱动部。

可选的，胚料外至少有两个所述定环，且分别靠近胚料的两端；所述共轴分析模块设置为：

令车床长度方向为坐标的X轴向，车床的宽度方向为Y轴向，车床的高度方向为Z轴向；

若多个胚料外圆的圆心坐标中Y轴坐标和Z轴坐标不同，则中止计算车刀与胚料的中心坐标差，并令显示器显示多个胚料外圆的圆心坐标。

可选的，所述胚料固定组件包括丝杆滑台、电缸和电控塑性锁止器，所述丝杆滑台滑移连接于车床的轨道且长度方向平行于车床的宽度方向，所述电缸的缸体固定于丝杆滑台的滑台且杆端朝上，所述电控塑性锁止器安装于电缸的上端且胚料从电控塑性锁止器中穿过，所述电控塑性锁止器电连接于共轴分析模块且用于根据共轴分析模块的输出信号进行塑性状态调节决定是否锁止胚料。

可选的，所述电控塑性锁止器包括塑性槽、加热器、制冷器以及轴封环，所述塑性槽安装于电缸的杆端且内腔中填充状态可在固液之间转化的介质，所述加热器和制冷器分别电连接于共轴分析模块且贴在塑性槽的外壁；所述塑性槽对称的两个槽壁开设有通孔，胚料从通孔中穿过，所述轴封环套设于胚料且卡入通孔，并对通孔封闭。

可选的，所述丝杆滑台和电缸分别电连接于共轴分析模块，所述共轴分析模块还电连接有感应单元，所述感应单元安装于卡爪盘且用于感应卡爪盘是否处于加紧工作状态，所述共轴分析模块设置为：

当感应单元的反馈表示卡爪盘松开胚料，则根据车刀与胚料的中心坐标差控制丝杆滑台、电缸。

可选的，所述感应单元包括固定杆、压力传感器和顶杆，所述感应单元位于卡爪盘的前侧，所述固定杆固定于卡爪盘的某一个卡爪且沿卡爪盘的径向延伸，所述压力传感器固定于固定杆的端头，所述顶杆的一端固定于压力传感器的检测端且另一端朝向卡爪盘的中心伸出或与所连卡爪的内端头平齐。

可选的，所述共轴分析模块设置为：当车刀开始接触胚料，则令制冷器工作。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：本机构不仅可以用于固定车刀和待加工胚料，还可分析计算出两者的中心轴位置，帮助工作人员清晰直观的调整胚料、车刀的相对位置，保障胚料对车加工后的内孔可顺利对接，降低油缸内孔加工难度，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的系统框图；

图3是本发明的检测组件的结构示意图；

图4是本发明的卡爪盘和顶杆端视结构示意图。

附图标记说明：1、卡爪盘；2、检测组件；21、定环；22、测距单元；23、螺杆；24、轴套；25、直线驱动器；3、共轴分析模块；4、显示器；5、胚料固定组件；51、丝杆滑台；52、电缸；53、电控塑性锁止器；6、感应单元；61、固定杆；62、压力传感器；63、顶杆。

具体实施方式

以下结合附图1-图4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于高压油缸内孔加工的加工机构。

参照图1和图2，用于高压油缸内孔加工的加工机构包括卡爪盘1、检测组件2、共轴分析模块3、显示器4和胚料固定组件5。

在本实施例中可知，卡爪盘1为两个，卡爪盘1为车床用于夹持工件等所用的卡爪结构，其安装方式和结构为现有技术，因此不做赘述。

参照图3，检测组件2包括定环21和测距单元22，其中，定环21为圆环，定环21的内径大于胚料的直径；测距单元22包括激光测距传感器，其固定于定环21的内壁，检测方向为定环21的径向，且激光测距传感器的探头朝向定环21的中心。

为了能够对定环21进行固定，进行以下设置：定环21的下部转动连接螺杆23，螺杆23竖向且下端螺纹连接有轴套24，轴套24的下方设置有直线驱动器25，直线驱动器25可以是直线电机，其机体滑移连接于车床的轨道；直线电机的长度方向品平行于车床的宽度方向，轴套24的下端固定于直线电机的驱动部，即滑块上。

根据上述设置，一方面，可以为定环21提供支撑；另一方面，若定义车床长度方向为坐标的X轴向，车床的宽度方向为Y轴向，车床的高度方向为Z轴向，则定环21可以转动螺杆23实现Z轴移动，滑动直线电机实现X轴移动，控制直线电机实现Y轴移动，因此定环21可以根据不同的使用需求进行调整，例如：根据车刀的刀轴位置进行初始调整，根据胚料的位置进行初始调整。

在本申请中，检测组件2为多组，且至少一组检测组件2的定环21套设于车刀的刀轴外，至少一组检测组件2的定环21套设于胚料外；多个定环21同中心轴线。在一个实施例中，胚料外有两个定环21，且分别靠近胚料的两端。

参照图1，胚料固定组件5位于两个卡爪盘1之间，安装于车床的轨道上，用于对胚料进行支撑。当需要对胚料进行内孔加工时，胚料的一端通过一个卡爪盘1固定，另一端朝向另一个卡爪盘1延伸，而中段则由胚料固定组件5进行托持、紧固，提高内孔加工过程中的稳定性。

在本实施例中，共轴分析模块3包括MCU控制器，其通过盒体安装在车床上，电连接于测距单元22和显示器4，显示器4安装于盒体的外壁。共轴分析模块3设置为：

当卡爪盘1带动车刀和胚料转动，则执行下一步；其中，若车床为半自动/自动车床，其电连接车床控制系统获取信号判断，否则采用电压/电流采样电路检测车床用于驱动卡爪盘1的电机的通电状态进行判断。

获取车刀外的测距单元22的反馈，得到数据一，并根据对应的定环21的轮廓坐标，绘制出车刀外圆；

获取胚料外的测距单元22的反馈，得到数据二，并根据对应的定环21的轮廓坐标，绘制出胚料外圆。

已知，多个定环21为同中心轴线，因此各个定环21端视时，理论上Y轴的值相同，Z轴的值相同，只有X轴的值不同，且在三维空间中分别可绘制得轮廓圆形。

当车刀和胚料转动，对应的测距单元22的检测落点沿着车刀的刀轴、胚料的外壁进行移动，之后，只需将测距单元22输出的距离值作为半径差值，令轮廓圆形减去每一个半径差值，然而对应打点，即可绘制出车刀转动后画出的圆轨迹，即车刀外圆，也可以绘制出胚料转动后画出的圆轨迹，即胚料外圆。

分别求车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并计算车刀与胚料的中心坐标差；

令显示器于预先设置的坐标系中显示车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并显示车刀与胚料的中心坐标差。

根据上述可知，本机构不仅可以用于固定车刀和待加工胚料，还可分析计算出两者的中心轴位置，帮助工作人员清晰直观的调整胚料、车刀的相对位置，保障胚料对车加工后的内孔可顺利对接，降低油缸内孔加工难度，提高生产效率。

参照图1，在胚料外至少有两个定环21，且分别靠近胚料的两端。对应的共轴分析模块3设置为：

若多个胚料外圆的圆心坐标中Y轴坐标和Z轴坐标不同，则中止计算车刀与胚料的中心坐标差，并令显示器4显示多个胚料外圆的圆心坐标。

根据上述设置，可以减小胚料轻度歪斜而检测组件2未及时所导致的加工错误，其可以保证胚料固定是水平的；之所以要保障胚料水平，是因为在长胚料对车时，些许倾斜就可能导致加工出错位的两个内孔，从而上述设置可保障胚料两端对车形成的孔能进行顺利对接。

参照图1，胚料固定组件5包括丝杆滑台51、电缸52和电控塑性锁止器53。其中，丝杆滑台51滑移连接于车床的轨道且长度方向平行于车床的宽度方向，电缸52的缸体固定于丝杆滑台51的滑台且杆端朝上，电控塑性锁止器53安装于电缸的上端且胚料从电控塑性锁止器53中穿过，电控塑性锁止器53电连接于共轴分析模块3且用于根据共轴分析模块3的输出信号进行塑性状态调节决定是否锁止胚料。

根据上述设置，胚料固定组件5可以进行X轴、Y轴和Z轴的调整，以满足多种胚料托持、紧固使用需求。

关于电控塑性锁止器53，在一个实施例中，其包括塑性槽、加热器、制冷器以及轴封环，塑性槽为常开的槽体，底部固定隔热板后安装于电缸52的杆端；在塑性槽的内腔中填充状态可在固液之间转化的介质，介质可以是塑料；加热器（如：电热丝）和制冷器（如：制冷片）分别电连接于共轴分析模块3且贴在塑性槽的外壁；塑性槽对称的两个槽壁开设有通孔，胚料从通孔中穿过，轴封环套设于胚料且卡入通孔，并对通孔封闭。

使用过程：

工作人员先将胚料从塑性槽的通孔穿过，再根据直径选择适配的轴封环从两端套入，之后将轴封环卡入塑性槽的通孔；然后将胚料的一端通过卡爪盘1进行固定；之后，在塑性槽中放入塑料并开启加热器加热，令塑料融化；

后续，当胚料外圆和车刀外圆调整至同轴，先开启制冷器冷却塑料，令塑料固化在塑性槽中锁紧胚料，之后再令夹持车刀的卡爪盘1转动移动进行内孔加工；

因为上述电控塑性锁止器53设置，所以即不会阻止胚料必要时转动，又可以内孔开始加工后进行帮助卡爪盘1稳固胚料，且锁紧过程不会对胚料造成损伤，毕竟金属与塑料的熔点不同；

基于上述设置，共轴分析模块3设置为：当车刀开始接触胚料，则令制冷器工作。还设置的作用是对胚料进行降温，防止内孔加工引起的升温使塑料槽中的塑料熔化，在保障电控塑性锁止器53的锁紧作用时，还可以进一步有的胚料降温。

参照图1和图4，丝杆滑台51和电缸52分别电连接于共轴分析模块3，共轴分析模块3还电连接有感应单元6，感应单元6安装于卡爪盘1且用于感应卡爪盘1是否处于加紧工作状态。此时，共轴分析模块3设置为：当感应单元6的反馈表示卡爪盘1松开胚料，则根据车刀与胚料的中心坐标差控制丝杆滑台51、电缸52。

即，根据上述设置，当车刀与胚料处于非同轴状态，本机构在工作人员操作卡爪盘1松开胚料后，可以自动控制胚料固定组件5调整胚料的Y轴和Z轴位置，提高车刀和胚料同轴调整的便捷性。

参照图4，感应单元6包括固定杆61、压力传感器62和顶杆63，感应单元6位于卡爪盘1的前侧，固定杆61通过螺栓固定于卡爪盘1的某一个卡爪且沿卡爪盘1的径向延伸，压力传感器62固定于固定杆61的端头，顶杆63的一端固定于压力传感器62的检测端且另一端朝向卡爪盘1的中心伸出或与所连卡爪的内端头平齐；压力传感器62电连接于共轴分析模块3。

根据上述设置，当利用卡爪盘1夹持固定胚料时，顶杆63抵触胚料，且产生反作用力施加于压力传感器62；而当卡爪盘1松开时，顶杆63不再产生反作用力施加于压力传感器62，因此共轴分析模块3可以根据压力传感器62的反馈判断卡爪盘1是否夹持胚料。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：包括卡爪盘（1）、检测组件（2）、共轴分析模块（3）、显示器（4）和胚料固定组件（5），所述卡爪盘（1）安装于车床且为两个，一个所述卡爪盘（1）用于夹持固定车刀，另一个所述卡爪盘（1）用于夹持胚料的一端；

所述检测组件（2）包括定环（21）和测距单元（22），所述定环（21）的内径大于胚料的直径，所述测距单元（22）安装于定环（21）且其测距方向为定环（21）的径向，所述测距单元（22）朝向定环（21）的中心；所述检测组件（2）为多组且至少一组检测组件（2）的定环（21）套设于车刀的刀轴外，至少一组检测组件（2）的定环（21）套设于胚料外；所述定环（21）安装于车床，且多个定环（21）同中心轴线；

所述胚料固定组件（5）安装于车床且用于支撑胚料靠近车刀的一端；

所述共轴分析模块（3）电连接于测距单元（22）和显示器（4），且所述共轴分析模块（3）设置为：

当卡爪盘（1）带动车刀和胚料转动；

获取车刀外的测距单元（22）的反馈，得到数据一，并根据对应的定环（21）的轮廓坐标，绘制出车刀外圆；

获取胚料外的测距单元（22）的反馈，得到数据二，并根据对应的定环（21）的轮廓坐标，绘制出胚料外圆；

分别求车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并计算车刀与胚料的中心坐标差；

令显示器（4）于预先设置的坐标系中显示车刀外圆和胚料外圆的圆心坐标，并显示车刀与胚料的中心坐标差。

2.根据权利要求1所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述定环（21）的下部转动连接有螺杆（23），所述螺杆（23）竖向且下端螺纹连接有轴套（24），所述轴套（24）的下方设置有直线驱动器（25），所述直线驱动器（25）滑移连接于车床的轨道且长度方向平行车床的宽度方向，所述轴套（24）固定于直线驱动器（25）的驱动部。

3.根据权利要求1所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：胚料外至少有两个所述定环（21），且分别靠近胚料的两端；所述共轴分析模块（3）设置为：

令车床长度方向为坐标的X轴向，车床的宽度方向为Y轴向，车床的高度方向为Z轴向；

若多个胚料外圆的圆心坐标中Y轴坐标和Z轴坐标不同，则中止计算车刀与胚料的中心坐标差，并令显示器（4）显示多个胚料外圆的圆心坐标。

4.根据权利要求1所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述胚料固定组件（5）包括丝杆滑台（51）、电缸（52）和电控塑性锁止器（53），所述丝杆滑台（51）滑移连接于车床的轨道且长度方向平行于车床的宽度方向，所述电缸（52）的缸体固定于丝杆滑台（51）的滑台且杆端朝上，所述电控塑性锁止器（53）安装于电缸（52）的上端且胚料从电控塑性锁止器（53）中穿过，所述电控塑性锁止器（53）电连接于共轴分析模块（3）且用于根据共轴分析模块（3）的输出信号进行塑性状态调节决定是否锁止胚料。

5.根据权利要求4所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述电控塑性锁止器（53）包括塑性槽、加热器、制冷器以及轴封环，所述塑性槽安装于电缸（52）的杆端且内腔中填充状态可在固液之间转化的介质，所述加热器和制冷器分别电连接于共轴分析模块（3）且贴在塑性槽的外壁；所述塑性槽对称的两个槽壁开设有通孔，胚料从通孔中穿过，所述轴封环套设于胚料且卡入通孔，并对通孔封闭。

6.根据权利要求4所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述丝杆滑台（51）和电缸（52）分别电连接于共轴分析模块（3），所述共轴分析模块（3）还电连接有感应单元（6），所述感应单元（6）安装于卡爪盘（1）且用于感应卡爪盘（1）是否处于加紧工作状态，所述共轴分析模块（3）设置为：

当感应单元（6）的反馈表示卡爪盘（1）松开胚料，则根据车刀与胚料的中心坐标差控制丝杆滑台（51）、电缸（52）。

7.根据权利要求6所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述感应单元（6）包括固定杆（61）、压力传感器（62）和顶杆（63），所述感应单元（6）位于卡爪盘（1）的前侧，所述固定杆（61）固定于卡爪盘（1）的某一个卡爪且沿卡爪盘（1）的径向延伸，所述压力传感器（62）固定于固定杆（61）的端头，所述顶杆（63）的一端固定于压力传感器（62）的检测端且另一端朝向卡爪盘（1）的中心伸出或与所连卡爪的内端头平齐。

8.根据权利要求5所述的用于高压油缸内孔加工的加工机构，其特征在于：所述共轴分析模块（3）设置为：当车刀开始接触胚料，则令制冷器工作。