CN118417593A - 一种轴套双端头加工用cnc数控机床及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴套双端头加工用CNC数控机床及其加工方法,本发明涉及在轴套的左右端头上均加工出环形槽和倒角的技术领域,机床本体的右侧设置有用于向机床本体内腔中输送待加工轴套的分料机构,分料机构的正上方设置有用于将分料机构内的轴套输送到三爪卡盘内的夹料及输送机构;机床本体上还设置有用于在轴套上加工出环形槽和倒角的切削机构,切削机构包括固设于机床本体顶表面上的升降油缸,进给油缸的活塞杆向下贯穿L形支座,且延伸端上固设有刀座,刀座的底表面上固设有开槽刀和倒角刀。本发明的有益效果是:极大提高轴套双端头加工效率、减轻工人工作强度、提高成品零件生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及在轴套的左右端头上均加工出环形槽和倒角的技术领域,特别是一种轴套双端头加工用CNC数控机床及其加工方法。
背景技术
某轴套1的结构如图1~图2所示,其为长条形圆柱状,轴套1内开设有沿其轴向设置的中心孔2。工艺上要求在轴套1右端头的外壁上切削加工出环形槽3,并且在轴套1的右端头的外边缘上切削加工出倒角4,同时,要求在轴套1左端头的外壁上切削加工出环形槽3,并且在轴套1的左端头的外边缘上切削加工倒角4,进而得到如图3~图4所示的成品零件6,这种成品零件6主要用于安装在动力轴上。
某车间内使用通用数控机床将轴套1加工成所需的成品零件6,其具体的加工方法是:
S1、工人从料筐内取出一个轴套1,打开数控机床的安全门,将轴套1的左端头放入到数控机床的三爪卡盘内,控制三爪卡盘启动,三爪卡盘的三个卡爪将轴套1的左端头夹持固定住,从而实现了第一个轴套1的填装;
S2、工人控制数控机床的动力系统启动,动力系统带动三爪卡盘旋转,三爪卡盘带动被夹持的轴套1同步旋转;随后工人控制数控机床的刀具动作,刀具在轴套1的右端头上切削加工出环形槽3和倒角4,从而生产出如图6所示的半成品5;
S3、工人控制动力系统关闭,打开数控机床的安全门,控制三爪卡盘关闭,三爪卡盘的三个卡爪松开,工人将半成品5水平旋转180°,而后工人将半成品5的右端头放入到三爪卡盘内,而后控制三爪卡盘启动,三爪卡盘的三个卡爪将半成品5夹持固定住;
S4、工人控制数控机床的动力系统重新启动,动力系统带动三爪卡盘旋转,三爪卡盘带动被夹持的轴套1同步旋转;随后工人控制数控机床的刀具动作,以在轴套1的左端头上切削加工出环形槽3和倒角4,进而生产出如图3~图4所示的成品零件6;
S5、工人打开安全门,并控制三爪卡盘关闭,三爪卡盘的三个卡爪松开,而后工人将三爪卡盘内的成品零件6取走;
S6、工人如此重复步骤S1~S5的操作,即可连续的在多个轴套1的左右端头上加工出环形槽3和倒角,进而生产出多个成品零件6。
然而,这种通用数控机床虽然能够在轴套1的左右端头处加工出环形槽3和倒角4,但是工人在实际的操作中,仍然存在以下技术缺陷:
I、在步骤S1中,需要人工手动将料筐内的轴套1一个接一个的放入到数控机床的三爪卡盘内,并且每次操作前,都需要人工先打开安全门再将轴套1放入到三爪卡盘内,才能完成轴套1的填装,这无疑是增加了单件轴套1的加工时间,进而降低了轴套1双端头的加工效率。
II、在步骤S3~S4中,当轴套1的右端头加工完毕后,还需要人工打开安全门,而后手动将半成品5水平旋转180°,才能通过刀具对半成品5的左端头进行加工;而在整个旋转操作中,都是由人工来完成,这无疑是增加了工人的工作强度。
III、当数控机床的刀具在切削轴套1的左端头或右端头时,在切削力下,轴套1很容易发生向下的弯曲变形,从而降低了成品零件6的生产质量。
因此,亟需一种极大提高轴套双端头加工效率、减轻工人工作强度、提高成品零件生产质量的CNC数控机床及加工方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种极大提高轴套双端头加工效率、减轻工人工作强度、提高成品零件生产质量的轴套双端头加工用CNC数控机床及其加工方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种轴套双端头加工用CNC数控机床,它包括机床本体、滑动安装于机床本体前端口处的安全门,机床本体的外部固设有动力系统,动力系统的输出轴上连接有伸入于机床本体内腔中的三爪卡盘,所述机床本体的右侧设置有用于向机床本体内腔中输送待加工轴套的分料机构,分料机构的正上方设置有用于将分料机构内的轴套输送到三爪卡盘内的夹料及输送机构;
所述分料机构包括固设于机床本体右侧内壁上的连接板、固设于机床本体右侧壁上的斜槽钢,斜槽钢的下端口延伸于机床本体的内腔中,且延伸端上固设有与其对接的水平槽钢,水平槽钢的凹槽和斜槽钢的凹槽的纵向宽度均与轴套的长度相等;所述连接板的顶表面上固设有顶升油缸,顶升油缸活塞杆的作用端上固设有升降座,升降座的右端面上开设有与水平槽钢的凹槽相连通的止口,升降座的底表面上固设有挡料板,挡料板的右端面与升降座的右端面平齐;
所述夹料及输送机构包括固设于机床本体右侧壁上的输送油缸,输送油缸的活塞杆向左伸入于机床本体的内腔,且延伸端上固设有垂向设置的电机,电机的输出轴上连接有主轴,主轴的底部固定连接有夹持油缸,夹持油缸的夹持头位于升降座的正上方;
所述机床本体上还设置有用于在轴套上加工出环形槽和倒角的切削机构,所述切削机构包括固设于机床本体顶表面上的升降油缸,升降油缸的活塞杆伸入于机床本体的内腔中,且延伸端上固设有L形支座,L形支座的顶表面上固设有进给油缸,进给油缸的活塞杆向下贯穿L形支座,且延伸端上固设有刀座,刀座的底表面上固设有开槽刀和倒角刀,倒角刀位于开槽刀的右侧,所述L形支座的右侧壁上固设有支护油缸,支护油缸的活塞杆贯穿L形支座的右侧壁,且延伸端上固设有支护圆柱,支护圆柱的外径与轴套的中心孔的直径相等。
所述止口的纵向宽度与轴套的长度相等,止口的深度小于轴套的外径。
所述输送油缸活塞杆的作用端上固设有连接架,所述电机固设于连接架的底表面上。
所述电机、主轴和夹持油缸处于同一垂直线上。
所述L形支座的顶表面焊接于升降油缸活塞杆的作用端上。
所述机床本体的底壁上开设有排屑槽,排屑槽与机床本体的内腔相连通。
该CNC数控机床还包括设置于机床本体外部的控制器,控制器与动力系统、三爪卡盘、顶升油缸、输送油缸、电机、夹持油缸、升降油缸、进给油缸和支护油缸经电信号电连接。
一种轴套双端头加工用CNC数控机床的加工方法,它包括以下步骤:
S1、多个待加工轴套的预安装,其具体操作步骤为:
S11、工人将第一个轴套放入到斜槽钢的凹槽内,轴套在自身重力下,顺次穿过斜槽钢的下端口、水平槽钢的凹槽,最后滚落到升降座的止口内,从而实现了第一个轴套的预安装;
S12、工人如此重复步骤S11的操作多次,即可实现多个待加工的轴套的预安装,此时,多个轴套依次排列在水平槽钢和斜槽钢的凹槽内;
S2、向三爪卡盘内填装第一个轴套,其具体的操作步骤为:
S21、控制分料机构的顶升油缸的活塞杆向上伸出,活塞杆带动升降座向上运动,升降座带动进入其内的轴套向上运动,同时,升降座带动挡料板向上运动,挡料板将水平槽钢的左端口挡住;当顶升油缸的活塞杆完全伸出后,升降座内的轴套刚好被顶升到夹料及输送机构的夹持油缸的夹持头内;
S22、控制夹持油缸启动,夹持油缸的夹持头闭合,夹持头将轴套夹持固定住;而后控制顶升油缸的活塞杆向下缩回,活塞杆带动升降座向下运动,升降座带动挡料板向下运动,当升降座复位后,位于水平槽钢内的第二个轴套滚落到升降座的止口内;
S23、控制夹料及输送机构的电机启动,电机带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸同步旋转,夹持油缸带动夹持头同步旋转,夹持头带动被夹持的轴套同步旋转,当轴套旋转90°后,控制器控制电机关闭;
S24、控制夹料及输送机构的输送油缸的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架向左运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向左运动,夹持油缸带动被夹持的轴套朝向三爪卡盘方向运动,当输送油缸的活塞杆伸出到设定距离后,控制器控制输送油缸关闭,此时,轴套的左端头刚好进入到三爪卡盘内;
S25、控制三爪卡盘启动,三爪卡盘的三个卡爪将轴套的左端头夹持固定住;而后控制夹持油缸关闭,夹持油缸的夹持头将轴套松开;而后控制输送油缸的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架向右运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向右运动,当夹持油缸运动到初始位置时,控制器控制输送油缸关闭,从而最终实现了向三爪卡盘内填装第一个轴套;
S3、在第一轴套的右端头上加工出环形槽和倒角,其具体操作步骤为:
S31、控制动力系统启动,动力系统带动三爪卡盘绕其自身轴线旋转,三爪卡盘带动轴套绕其自身轴线旋转;
S32、控制切削机构的升降油缸的活塞杆向下伸出,活塞杆带动L形支座向下运动,L形支座带动进给油缸和支护油缸同步向下运动,进而带动刀座和支护圆柱同步向下运动,当升降油缸的活塞杆完全伸出后,刀座上的开槽刀和倒角刀刚好进入到加工工位;
S33、控制支护油缸的活塞杆向左伸出,活塞杆带动支护圆柱朝向轴套的中心孔方向运动,当支护油缸的活塞杆完全伸出后,支护圆柱刚好嵌入到轴套的中心孔的右端部处;
S34、控制进给油缸的活塞杆向下伸出,活塞杆带动刀座向下运动,刀座带动开槽刀和倒角刀同步向下运动,开槽刀在轴套的右端头上切削加工出环形槽,同时,倒角刀在轴套的右端头上成型出倒角,进而生产出半成品;
S4、将半成品水平旋转180°,其具体操作步骤为:
S41、控制进给油缸的活塞杆向上缩回,活塞杆带动刀座向上运动,刀座带动开槽刀和倒角刀向上运动,而后控制升降油缸的活塞杆向上缩回,活塞杆带动开槽刀和倒角刀运动到初始位置;
S42、控制动力系统关闭,三爪卡盘和半成品不再旋转;而后控制输送油缸的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架向左运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向左运动,当输送油缸的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸关闭,此时,夹持油缸上的夹持头刚好套在半成品上,而后控制夹持油缸启动,夹持头将半成品夹持固定住;
S43、控制三爪卡盘关闭,三爪卡盘的三个卡爪与半成品相分离;而后控制输送油缸的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架向右运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向右运动,夹持油缸带动夹持头向右运动,夹持头带动半成品朝远离三爪卡盘方向运动,当输送油缸的活塞杆缩回到设定行程后,控制器控制输送油缸关闭;
S44、控制电机启动,电机带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸在水平方向上旋转,夹持油缸带动夹持头同步旋转,夹持头带动半成品同步旋转,当半成品旋转180°后,控制器控制电机,此时,半成品的右端头朝向三爪卡盘;
S5、在半成品的左端头上加工出环形槽和倒角,其具体的操作步骤为:
S51、控制输送油缸的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架向左运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向左运动,夹持油缸带动半成品向左运动,当输送油缸的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸关闭,此时,半成品的右端头进入到三爪卡盘内;
S52、控制三爪卡盘启动,三爪卡盘的三个卡爪将半成品的右端头夹持固定住;而后控制夹持油缸关闭,夹持油缸的夹持头将半成品松开;而后控制输送油缸的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架向右运动,连接架带动电机、主轴和夹持油缸同步向右运动,当夹持油缸运动到初始位置时,控制器控制输送油缸关闭,从而最终实现了向三爪卡盘内填装半成品;
S53、重复步骤S3的操作,即可在半成品的左端头上加工出环形槽和倒角,进而生产出成品零件;
S6、成品零件的取出:工人关闭动力系统,三爪卡盘停止转动,而后工人控制三爪卡盘关闭,三爪卡盘的三个卡爪松开;而后工人打开安全门,最后将三爪卡盘内的成品零件取出;
S7、工人如此重复步骤S2~S6的操作多次,即可连续的在各个轴套的左右端头上均加工出环形槽和倒角,对应的生产出多个成品零件。
本发明具有以下优点:极大提高轴套双端头加工效率、减轻工人工作强度、提高成品零件生产质量。
附图说明
图1为某轴套的轴测图;
图2为图1的主剖示意图;
图3为成品零件的轴测图;
图4为图3的主剖示意图;
图5为半成品的结构示意图;
图6为本发明的结构示意图;
图7为图6的A-A剖视图;
图8为分料机构的结构示意图;
图9为升降座的轴测图;
图10为图9的主剖示意图;
图11为夹料及输送机构的结构示意图;
图12为切削机构的结构示意图;
图13为支护圆柱的轴测图;
图14为实现多个待加工的轴套预安装的示意图;
图15为图14的B-B剖视图;
图16为轴套被顶升到夹持油缸的夹持头内的示意图;
图17为升降座向下复位的示意图;
图18为轴套旋转90°的示意图;
图19为轴套的左端头进入到三爪卡盘内的示意图;
图20为实现向三爪卡盘内填装第一个轴套的示意图;
图21为刀座上的开槽刀和倒角刀进入到加工工位的示意图;
图22为支护圆柱嵌入到轴套的中心孔右端部处的示意图;
图23为图22的C部局部放大图;
图24为开槽刀和倒角刀在轴套的右端头上分别加工出环形槽和倒角的示意图;
图25为夹持头将半成品夹持固定住的示意图;
图26为夹持头带动半成品朝远离三爪卡盘方向运动的示意图;
图27为半成品旋转180°的示意图;
图28为半成品的右端头进入到三爪卡盘内的示意图;
图29为实现向三爪卡盘内填装半成品的示意图;
图30为加工出成品零件的示意图;
图中:
1-轴套,2-中心孔,3-环形槽,4-倒角,5-半成品,6-成品零件;
7-机床本体,8-三爪卡盘,9-分料机构,10-夹料及输送机构,11-连接板,12-斜槽钢,13-水平槽钢,14-顶升油缸,15-升降座,16-止口,17-挡料板;
18-输送油缸,19-电机,20-夹持油缸,21-夹持头;
22-切削机构,23-升降油缸,24-L形支座,25-进给油缸,26-刀座,27-开槽刀,28-倒角刀,29-支护油缸,30-支护圆柱,31-连接架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
如图6~图13所示,一种轴套双端头加工用CNC数控机床,它包括机床本体7、滑动安装于机床本体7前端口处的安全门,机床本体7的外部固设有动力系统,动力系统的输出轴上连接有伸入于机床本体7内腔中的三爪卡盘8,所述机床本体7的右侧设置有用于向机床本体7内腔中输送待加工轴套1的分料机构9,分料机构9的正上方设置有用于将分料机构9内的轴套输送到三爪卡盘8内的夹料及输送机构10。
所述分料机构9包括固设于机床本体7右侧内壁上的连接板11、固设于机床本体7右侧壁上的斜槽钢12,斜槽钢12的下端口延伸于机床本体7的内腔中,且延伸端上固设有与其对接的水平槽钢13,水平槽钢13的凹槽和斜槽钢12的凹槽的纵向宽度均与轴套1的长度相等;所述连接板11的顶表面上固设有顶升油缸14,顶升油缸14活塞杆的作用端上固设有升降座15,升降座15的右端面上开设有与水平槽钢13的凹槽相连通的止口16,升降座15的底表面上固设有挡料板17,挡料板17的右端面与升降座15的右端面平齐;所述止口16的纵向宽度与轴套1的长度相等,止口16的深度小于轴套1的外径。
所述夹料及输送机构10包括固设于机床本体7右侧壁上的输送油缸18,输送油缸18的活塞杆向左伸入于机床本体7的内腔,且延伸端上固设有垂向设置的电机19,电机19的输出轴上连接有主轴,主轴的底部固定连接有夹持油缸20,夹持油缸20的夹持头21位于升降座15的正上方,所述电机19、主轴和夹持油缸20处于同一垂直线上。
所述机床本体7上还设置有用于在轴套1上加工出环形槽3和倒角4的切削机构22,所述切削机构22包括固设于机床本体7顶表面上的升降油缸23,升降油缸23的活塞杆伸入于机床本体7的内腔中,且延伸端上固设有L形支座24,L形支座24的顶表面焊接于升降油缸23活塞杆的作用端上,L形支座24的顶表面上固设有进给油缸25,进给油缸25的活塞杆向下贯穿L形支座24,且延伸端上固设有刀座26,刀座26的底表面上固设有开槽刀27和倒角刀28,倒角刀28位于开槽刀27的右侧,所述L形支座24的右侧壁上固设有支护油缸29,支护油缸29的活塞杆贯穿L形支座24的右侧壁,且延伸端上固设有支护圆柱30,支护圆柱30的外径与轴套1的中心孔2的直径相等。
所述输送油缸18活塞杆的作用端上固设有连接架31,所述电机19固设于连接架31的底表面上。所述机床本体7的底壁上开设有排屑槽,排屑槽与机床本体7的内腔相连通。
该CNC数控机床还包括设置于机床本体7外部的控制器,控制器与动力系统、三爪卡盘8、顶升油缸14、输送油缸18、电机19、夹持油缸20、升降油缸23、进给油缸25和支护油缸29经电信号电连接,通过控制器可控制顶升油缸14、输送油缸18、夹持油缸20、升降油缸23、进给油缸25、支护油缸29活塞杆的伸出或缩回,同时还能控制电机19和三爪卡盘8的启动或关闭,当三爪卡盘8启动时,其上的三个卡爪闭合,当三爪卡盘8关闭时,其上的三个卡爪松开,从而方便了工人的操作,具有自动化程度高的特点。
一种轴套双端头加工用CNC数控机床的加工方法,它包括以下步骤:
S1、多个待加工轴套1的预安装,其具体操作步骤为:
S11、工人将第一个如图1~图2所示的轴套1放入到斜槽钢12的凹槽内,轴套1在自身重力下,顺次穿过斜槽钢12的下端口、水平槽钢13的凹槽,最后滚落到升降座15的止口16内,从而实现了第一个轴套1的预安装;
S12、工人如此重复步骤S11的操作多次,即可实现多个待加工的轴套1的预安装,如图14~图15所示,此时,多个轴套1依次排列在水平槽钢13和斜槽钢12的凹槽内;
S2、向三爪卡盘8内填装第一个轴套1,其具体的操作步骤为:
S21、控制分料机构9的顶升油缸14的活塞杆向上伸出,活塞杆带动升降座15向上运动,升降座15带动进入其内的轴套1向上运动,同时,升降座15带动挡料板17向上运动,挡料板17将水平槽钢13的左端口挡住;当顶升油缸14的活塞杆完全伸出后,升降座15内的轴套1刚好被顶升到夹料及输送机构10的夹持油缸20的夹持头21内,如图16所示;
S22、控制夹持油缸20启动,夹持油缸20的夹持头21闭合,夹持头21将轴套1夹持固定住;而后控制顶升油缸14的活塞杆向下缩回,活塞杆带动升降座15向下运动,升降座15带动挡料板17向下运动,当升降座15复位后,如图17所示,位于水平槽钢13内的第二个轴套1滚落到升降座15的止口16内;
S23、控制夹料及输送机构10的电机19启动,电机19带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸20同步旋转,夹持油缸20带动夹持头21同步旋转,夹持头21带动被夹持的轴套1同步旋转,当轴套1旋转90°后,如图18所示,控制器控制电机19关闭;
S24、控制夹料及输送机构10的输送油缸18的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架31向左运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向左运动,夹持油缸20带动被夹持的轴套1朝向三爪卡盘8方向运动,当输送油缸18的活塞杆伸出到设定距离后,控制器控制输送油缸18关闭,此时,轴套1的左端头刚好进入到三爪卡盘8内,如图19所示;
S25、控制三爪卡盘8启动,三爪卡盘8的三个卡爪将轴套1的左端头夹持固定住;而后控制夹持油缸20关闭,夹持油缸20的夹持头21将轴套1松开;而后控制输送油缸18的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架31向右运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向右运动,当夹持油缸20运动到初始位置时,控制器控制输送油缸18关闭,从而最终实现了向三爪卡盘8内填装第一个轴套1,如图20所示;
其中,从步骤S2中可知,本CNC数控机床先通过分料机构9的顶升油缸14活塞杆的向上伸出,以将第一个轴套1顶升到夹料及输送机构10的夹持头21内,而后通过夹料及输送机构10即可将第一个轴套1自动的填装到三爪卡盘8内。由此可知,本CNC数控机床相比于车间内所使用的通用数控机床,无需人工手动将料筐内的轴套1一个接一个的放入到数控机床的三爪卡盘8内以完成轴套1的填装,从而极大的缩短了后续单件轴套1的加工时间,进而极大的提高了后续轴套1双端头的加工效率。
S3、在第一轴套1的右端头上加工出环形槽3和倒角4,其具体操作步骤为:
S31、控制动力系统启动,动力系统带动三爪卡盘8绕其自身轴线旋转,三爪卡盘8带动轴套1绕其自身轴线旋转;
S32、控制切削机构22的升降油缸23的活塞杆向下伸出,活塞杆带动L形支座24向下运动,L形支座24带动进给油缸25和支护油缸29同步向下运动,进而带动刀座26和支护圆柱30同步向下运动,当升降油缸23的活塞杆完全伸出后,刀座26上的开槽刀27和倒角刀28刚好进入到加工工位,如图21所示;
S33、控制支护油缸29的活塞杆向左伸出,活塞杆带动支护圆柱30朝向轴套1的中心孔2方向运动,当支护油缸29的活塞杆完全伸出后,支护圆柱30刚好嵌入到轴套1的中心孔2的右端部处,如图22~图23所示;
S34、控制进给油缸25的活塞杆向下伸出,活塞杆带动刀座26向下运动,刀座26带动开槽刀27和倒角刀28同步向下运动,开槽刀27在轴套1的右端头上切削加工出环形槽3,同时,倒角刀28在轴套1的右端头上成型出倒角4,如图24所示,进而生产出半成品,半成品的结构如图5所示;
其中,从步骤S3中可知,由于支护圆柱30嵌入在轴套1的中心孔2的右端部处,支护圆柱30将轴套1的右端部支撑起来,因此,当开槽刀27和倒角刀28在切削轴套1时,所产生的切削力不会使轴套1弯曲变形,从而极大的提高了后续加工出的成品零件6的加工质量。
S4、将半成品水平旋转180°,其具体操作步骤为:
S41、控制进给油缸25的活塞杆向上缩回,活塞杆带动刀座26向上运动,刀座26带动开槽刀27和倒角刀28向上运动,而后控制升降油缸23的活塞杆向上缩回,活塞杆带动开槽刀27和倒角刀28运动到初始位置;
S42、控制动力系统关闭,三爪卡盘8和半成品5不再旋转;而后控制输送油缸18的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架31向左运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向左运动,当输送油缸18的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸18关闭,此时,夹持油缸20上的夹持头21刚好套在半成品5上,而后控制夹持油缸20启动,夹持头21将半成品5夹持固定住,如图25所示;
S43、控制三爪卡盘8关闭,三爪卡盘8的三个卡爪与半成品5相分离;而后控制输送油缸18的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架31向右运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向右运动,夹持油缸20带动夹持头21向右运动,夹持头21带动半成品5朝远离三爪卡盘8方向运动,如图26所示,当输送油缸18的活塞杆缩回到设定行程后,控制器控制输送油缸18关闭;
S44、控制电机19启动,电机19带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸20在水平方向上旋转,夹持油缸20带动夹持头21同步旋转,夹持头21带动半成品5同步旋转,当半成品5旋转180°后,如图27所示,控制器控制电机19,此时,半成品5的右端头朝向三爪卡盘8;
S5、在半成品5的左端头上加工出环形槽3和倒角4,其具体的操作步骤为:
S51、控制输送油缸18的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架31向左运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向左运动,夹持油缸20带动半成品5向左运动,当输送油缸18的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸18关闭,此时,半成品5的右端头进入到三爪卡盘8内,如图28所示;
S52、控制三爪卡盘8启动,三爪卡盘8的三个卡爪将半成品5的右端头夹持固定住;而后控制夹持油缸20关闭,夹持油缸20的夹持头21将半成品5松开;而后控制输送油缸18的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架31向右运动,连接架31带动电机19、主轴和夹持油缸20同步向右运动,当夹持油缸20运动到初始位置时,控制器控制输送油缸18关闭,从而最终实现了向三爪卡盘8内填装半成品5,如图29所示;
S53、重复步骤S3的操作,即可在半成品5的左端头上加工出环形槽3和倒角4,进而生产出成品零件6,如图3、图4和图30所示;
其中,从步骤S4~S5中可知,本CNC数控机床通过夹料及输送机构10的输送油缸18、夹持油缸20、电机19以及三爪卡盘8的联动配合,将半成品5自动的水平旋转180°;当旋转后,再将半成品5填装到三爪卡盘8内,从而实现对半成品5的左端头进行加工。由此可知,本CNC数控机床相比于车间内所使用的通用数控机床,无需人工先打开安全门而后手动旋转半成品5,从而极大的减轻了工人的工作强度。
S6、成品零件6的取出:工人关闭动力系统,三爪卡盘8停止转动,而后工人控制三爪卡盘8关闭,三爪卡盘8的三个卡爪松开;而后工人打开安全门,最后将三爪卡盘8内的成品零件6取出;
S7、工人如此重复步骤S2~S6的操作多次,即可连续的在各个轴套1的左右端头上均加工出环形槽3和倒角4,对应的生产出多个成品零件6。
Claims (8)
1.一种轴套双端头加工用CNC数控机床,它包括机床本体(7)、滑动安装于机床本体(7)前端口处的安全门,机床本体(7)的外部固设有动力系统,动力系统的输出轴上连接有伸入于机床本体(7)内腔中的三爪卡盘(8),其特征在于:所述机床本体(7)的右侧设置有用于向机床本体(7)内腔中输送待加工轴套(1)的分料机构(9),分料机构(9)的正上方设置有用于将分料机构(9)内的轴套输送到三爪卡盘(8)内的夹料及输送机构(10);
所述分料机构(9)包括固设于机床本体(7)右侧内壁上的连接板(11)、固设于机床本体(7)右侧壁上的斜槽钢(12),斜槽钢(12)的下端口延伸于机床本体(7)的内腔中,且延伸端上固设有与其对接的水平槽钢(13),水平槽钢(13)的凹槽和斜槽钢(12)的凹槽的纵向宽度均与轴套(1)的长度相等;所述连接板(11)的顶表面上固设有顶升油缸(14),顶升油缸(14)活塞杆的作用端上固设有升降座(15),升降座(15)的右端面上开设有与水平槽钢(13)的凹槽相连通的止口(16),升降座(15)的底表面上固设有挡料板(17),挡料板(17)的右端面与升降座(15)的右端面平齐;
所述夹料及输送机构(10)包括固设于机床本体(7)右侧壁上的输送油缸(18),输送油缸(18)的活塞杆向左伸入于机床本体(7)的内腔,且延伸端上固设有垂向设置的电机(19),电机(19)的输出轴上连接有主轴,主轴的底部固定连接有夹持油缸(20),夹持油缸(20)的夹持头(21)位于升降座(15)的正上方;
所述机床本体(7)上还设置有用于在轴套(1)上加工出环形槽(3)和倒角(4)的切削机构(22),所述切削机构(22)包括固设于机床本体(7)顶表面上的升降油缸(23),升降油缸(23)的活塞杆伸入于机床本体(7)的内腔中,且延伸端上固设有L形支座(24),L形支座(24)的顶表面上固设有进给油缸(25),进给油缸(25)的活塞杆向下贯穿L形支座(24),且延伸端上固设有刀座(26),刀座(26)的底表面上固设有开槽刀(27)和倒角刀(28),倒角刀(28)位于开槽刀(27)的右侧,所述L形支座(24)的右侧壁上固设有支护油缸(29),支护油缸(29)的活塞杆贯穿L形支座(24)的右侧壁,且延伸端上固设有支护圆柱(30),支护圆柱(30)的外径与轴套(1)的中心孔(2)的直径相等。
2.根据权利要求1所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:所述止口(16)的纵向宽度与轴套(1)的长度相等,止口(16)的深度小于轴套(1)的外径。
3.根据权利要求2所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:所述输送油缸(18)活塞杆的作用端上固设有连接架(31),所述电机(19)固设于连接架(31)的底表面上。
4.根据权利要求3所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:所述电机(19)、主轴和夹持油缸(20)处于同一垂直线上。
5.根据权利要求4所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:所述L形支座(24)的顶表面焊接于升降油缸(23)活塞杆的作用端上。
6.根据权利要求5所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:所述机床本体(7)的底壁上开设有排屑槽,排屑槽与机床本体(7)的内腔相连通。
7.根据权利要求6所述的一种轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:该CNC数控机床还包括设置于机床本体(7)外部的控制器,控制器与动力系统、三爪卡盘(8)、顶升油缸(14)、输送油缸(18)、电机(19)、夹持油缸(20)、升降油缸(23)、进给油缸(25)和支护油缸(29)经电信号电连接。
8.一种轴套双端头加工用CNC数控机床的加工方法,采用权利要求7所述的轴套双端头加工用CNC数控机床,其特征在于:它包括以下步骤:
S1、多个待加工轴套(1)的预安装,其具体操作步骤为:
S11、工人将第一个轴套(1)放入到斜槽钢(12)的凹槽内,轴套(1)在自身重力下,顺次穿过斜槽钢(12)的下端口、水平槽钢(13)的凹槽,最后滚落到升降座(15)的止口(16)内,从而实现了第一个轴套(1)的预安装;
S12、工人如此重复步骤S11的操作多次,即可实现多个待加工的轴套(1)的预安装,此时,多个轴套(1)依次排列在水平槽钢(13)和斜槽钢(12)的凹槽内;
S2、向三爪卡盘(8)内填装第一个轴套(1),其具体的操作步骤为:
S21、控制分料机构(9)的顶升油缸(14)的活塞杆向上伸出,活塞杆带动升降座(15)向上运动,升降座(15)带动进入其内的轴套(1)向上运动,同时,升降座(15)带动挡料板(17)向上运动,挡料板(17)将水平槽钢(13)的左端口挡住;当顶升油缸(14)的活塞杆完全伸出后,升降座(15)内的轴套(1)刚好被顶升到夹料及输送机构(10)的夹持油缸(20)的夹持头(21)内;
S22、控制夹持油缸(20)启动,夹持油缸(20)的夹持头(21)闭合,夹持头(21)将轴套(1)夹持固定住;而后控制顶升油缸(14)的活塞杆向下缩回,活塞杆带动升降座(15)向下运动,升降座(15)带动挡料板(17)向下运动,当升降座(15)复位后,位于水平槽钢(13)内的第二个轴套(1)滚落到升降座(15)的止口(16)内;
S23、控制夹料及输送机构(10)的电机(19)启动,电机(19)带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸(20)同步旋转,夹持油缸(20)带动夹持头(21)同步旋转,夹持头(21)带动被夹持的轴套(1)同步旋转,当轴套(1)旋转90°后,控制器控制电机(19)关闭;
S24、控制夹料及输送机构(10)的输送油缸(18)的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架(31)向左运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向左运动,夹持油缸(20)带动被夹持的轴套(1)朝向三爪卡盘(8)方向运动,当输送油缸(18)的活塞杆伸出到设定距离后,控制器控制输送油缸(18)关闭,此时,轴套(1)的左端头刚好进入到三爪卡盘(8)内;
S25、控制三爪卡盘(8)启动,三爪卡盘(8)的三个卡爪将轴套(1)的左端头夹持固定住;而后控制夹持油缸(20)关闭,夹持油缸(20)的夹持头(21)将轴套(1)松开;而后控制输送油缸(18)的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架(31)向右运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向右运动,当夹持油缸(20)运动到初始位置时,控制器控制输送油缸(18)关闭,从而最终实现了向三爪卡盘(8)内填装第一个轴套(1);
S3、在第一轴套(1)的右端头上加工出环形槽(3)和倒角(4),其具体操作步骤为:
S31、控制动力系统启动,动力系统带动三爪卡盘(8)绕其自身轴线旋转,三爪卡盘(8)带动轴套(1)绕其自身轴线旋转;
S32、控制切削机构(22)的升降油缸(23)的活塞杆向下伸出,活塞杆带动L形支座(24)向下运动,L形支座(24)带动进给油缸(25)和支护油缸(29)同步向下运动,进而带动刀座(26)和支护圆柱(30)同步向下运动,当升降油缸(23)的活塞杆完全伸出后,刀座(26)上的开槽刀(27)和倒角刀(28)刚好进入到加工工位;
S33、控制支护油缸(29)的活塞杆向左伸出,活塞杆带动支护圆柱(30)朝向轴套(1)的中心孔(2)方向运动,当支护油缸(29)的活塞杆完全伸出后,支护圆柱(30)刚好嵌入到轴套(1)的中心孔(2)的右端部处;
S34、控制进给油缸(25)的活塞杆向下伸出,活塞杆带动刀座(26)向下运动,刀座(26)带动开槽刀(27)和倒角刀(28)同步向下运动,开槽刀(27)在轴套(1)的右端头上切削加工出环形槽(3),同时,倒角刀(28)在轴套(1)的右端头上成型出倒角(4),进而生产出半成品;
S4、将半成品水平旋转180°,其具体操作步骤为:
S41、控制进给油缸(25)的活塞杆向上缩回,活塞杆带动刀座(26)向上运动,刀座(26)带动开槽刀(27)和倒角刀(28)向上运动,而后控制升降油缸(23)的活塞杆向上缩回,活塞杆带动开槽刀(27)和倒角刀(28)运动到初始位置;
S42、控制动力系统关闭,三爪卡盘(8)和半成品(5)不再旋转;而后控制输送油缸(18)的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架(31)向左运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向左运动,当输送油缸(18)的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸(18)关闭,此时,夹持油缸(20)上的夹持头(21)刚好套在半成品(5)上,而后控制夹持油缸(20)启动,夹持头(21)将半成品(5)夹持固定住;
S43、控制三爪卡盘(8)关闭,三爪卡盘(8)的三个卡爪与半成品(5)相分离;而后控制输送油缸(18)的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架(31)向右运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向右运动,夹持油缸(20)带动夹持头(21)向右运动,夹持头(21)带动半成品(5)朝远离三爪卡盘(8)方向运动,当输送油缸(18)的活塞杆缩回到设定行程后,控制器控制输送油缸(18)关闭;
S44、控制电机(19)启动,电机(19)带动主轴旋转,主轴带动夹持油缸(20)在水平方向上旋转,夹持油缸(20)带动夹持头(21)同步旋转,夹持头(21)带动半成品(5)同步旋转,当半成品(5)旋转180°后,控制器控制电机(19),此时,半成品(5)的右端头朝向三爪卡盘(8);
S5、在半成品(5)的左端头上加工出环形槽(3)和倒角(4),其具体的操作步骤为:
S51、控制输送油缸(18)的活塞杆向左伸出,活塞杆带动连接架(31)向左运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向左运动,夹持油缸(20)带动半成品(5)向左运动,当输送油缸(18)的活塞杆伸出到设定行程后,控制器控制输送油缸(18)关闭,此时,半成品(5)的右端头进入到三爪卡盘(8)内;
S52、控制三爪卡盘(8)启动,三爪卡盘(8)的三个卡爪将半成品(5)的右端头夹持固定住;而后控制夹持油缸(20)关闭,夹持油缸(20)的夹持头(21)将半成品(5)松开;而后控制输送油缸(18)的活塞杆向右缩回,活塞杆带动连接架(31)向右运动,连接架(31)带动电机(19)、主轴和夹持油缸(20)同步向右运动,当夹持油缸(20)运动到初始位置时,控制器控制输送油缸(18)关闭,从而最终实现了向三爪卡盘(8)内填装半成品(5);
S53、重复步骤S3的操作,即可在半成品(5)的左端头上加工出环形槽(3)和倒角(4),进而生产出成品零件(6);
S6、成品零件(6)的取出:工人关闭动力系统,三爪卡盘(8)停止转动,而后工人控制三爪卡盘(8)关闭,三爪卡盘(8)的三个卡爪松开;而后工人打开安全门,最后将三爪卡盘(8)内的成品零件(6)取出;
S7、工人如此重复步骤S2~S6的操作多次,即可连续的在各个轴套(1)的左右端头上均加工出环形槽(3)和倒角(4),对应的生产出多个成品零件(6)。
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