CN201333528Y - 新型轴承套圈车削加工数控车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型轴承套圈车削加工数控车床，属于数控车床技术领域，包括安装在机座上的工作台组合、主轴装置，工作台组合中，工作台的前后工作定位采用极限开关、机械式流量调节阀技术，且工作台与液压缸之间采用双头螺丝与活塞杆相连，代替原来直接通过活塞杆硬性连接的方式；在主轴装置中，将气压在线检测装置、可编程控制器、气路有效的结合起来，且将夹具的夹头分为内、外扇形块两部分结构，由螺栓将内外扇形块连接固定，当夹具的内孔被装夹磨损后，只要更换内扇形块即可。本实用新型生产效率高、加工精度高、生产成本低、使用寿命长、调整和维修方便。

Description

新型轴承套圈车削加工数控车床

技术领域

本实用新型公开了一种新型轴承套圈车削加工数控车床，属于数控车床技术领域。

背景技术

轴承套圈车削加工数控车床是轴承内外套圈自动切削加工专业设备，集机电、液压气动和一体化的车削加工自动线。在实际应用中，现有的轴承套圈车削加工数控车床暴露出了以下几个缺点：

1、主轴上的夹具都是用整体式的夹头，夹头经几次磨损后，因内孔太大而再也无法使用，寿命较短，更主要的是如果用户要更换产品规格，就必须更换整个夹头，而整体式夹头制造麻烦，价格昂贵，如此一来更换成本就大大增加，而且更换夹头时涉及零件较多，拆卸安装很不方便，一般都要耗两三个小时，影响生产进度。

2、工作台和液压缸一般采用直接连接，即工作台底平面上拖板侧端面与液压缸中的活塞杆端部固连，这种直接连接的方式通常也被叫作硬连接，因为在工作台拖板及导轨在加工其端面时无法保证绝对垂直其导轨面，因而就无法保证工作台与液压缸的垂直线和水平线一致，所以往往会使活塞杆的伸缩灵活度不够，导致工作台运行速度减慢甚至卡死等故障，而且容易损坏活塞杆在液压缸伸出端的密封圈，当密封件被损坏则会导致液压缸漏油，且压力减小等故障出现。

3、现有轴承套圈车削加工数控车床，为提高加工效率而加快了工作速度，如此一来，工作台的前后工作定位精度就会因为快速的前进而使限位块受到冲击导致定位不良。为解决这个问题，现在国内一般采用接近开关加碰头，但因接近开关的有效反应距离较大、反应灵敏度不高，工作台的定位精度始终不高，易造成工件加工尺寸误差，次品率高。另外，国内采用的接近开关，只会对金属信号产生反应，人体部位在碰到接近开关后，车床还是会继续加工，容易发生事故，安全性能不高。

4、工件在加工过程中，由于种种原因，难免会有装夹不到位、装夹不正的情况；铁屑、灰尘等杂质也会导致工件的装夹位置不良。而工件装夹不到位或装夹位置不良，均会引起加工的工件报废，从而提高了次品率。

实用新型内容

为了克服上述缺点，本实用新型提供了一种高性能的新型轴承套圈车削加工数控车床。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种新型轴承套圈车削加工数控车床，包括安装在机座上的工作台组合、主轴装置，工作台组合包括配合安装在导轨上的拖板，拖板前端的上方固定安装有带刀架台的工作台，导轨后方设置有驱动拖板的液压缸，该液压缸通过电磁阀与可编程控制器相连；主轴装置包括安装在主轴箱内且前端部位于主轴箱外的主轴，该前端部的外壁由内而外依次安装有轴衬、前端盖，前端部的前端壁上依次安装有连接盘、中空连接盘、中空制动器、夹具，

所述拖板后端安装有带调节块的尾杆，导轨尾端左侧安装有控制液压缸液压油流量的调节阀，且调节阀上的旋钮与调节块上的拨杆位置相对应；导轨后端右侧安装有与可编程控制器相连的极限开关，拖板后端右侧安装有附杆，附杆后端安装有调节螺杆，该调节螺杆与极限开关上的触头位置相对应；

所述前端盖、轴衬、前端部、连接盘、中空连接盘、中空制动器上依次开设有相贯通的气路，其中前端盖上开设有一端与外部气压在线检测装置相连通、另一端与气路相连通的进气口，中空制动器的前端壁上开设有与气路相连通的漏气检测孔；气压在线检测装置与控制主轴的可编程控制器相连接；

所述夹具包括侧面均布开设六个腰形通孔的弹性套筒，弹性套筒的前端面固连带内孔的圆台形夹头，该夹头由六个扇形块组成，各扇形块之间的间隙形成细长槽，且该细长槽与腰形通孔相连通，各扇形块由内、外扇形块拼接而成，各内扇形块的内圆弧形成带槽口的内孔，内、外扇形块通过螺栓固连；

所述液压缸通过固定板固定在导轨尾端中间，且液压缸内的活塞杆一端穿过固定板与双头螺丝的一端相连接，双头螺丝的另一端连接拖板。

作为本实用新型的进一步设置，所述尾杆的后端右侧安装有调节螺丝，该调节螺丝与安装在固定板上的碰头位置相对应，且调节螺丝与碰头相触及的同时，调节螺杆也与触头相触及。

所述夹具的弹性套筒套装于中空连接盘、中空制动器的外壁上，夹具的圆台形夹头位于中空制动器的前端。

所述漏气检测孔有三个，且随圆周均匀分布于中空制动器的前端壁上。

所述腰形通孔的截面形状为长方形的较短两边的各端点连接半圆弧形对应端点，腰形通孔的长边方向顺弹性套筒的轴向。

所述内、外扇形块中设有配合安装螺栓的螺纹孔，其中，外扇形块中所设的螺纹孔为螺纹通孔，由外扇形块的外侧向内径向开设。

所述夹头的各个外扇形块皆固连于弹性套筒上，且与弹性套筒为一体加工而成。

所述工作台的底平面上设有燕尾形凸块，拖板的上端面设有与燕尾形凸块紧固配合燕尾槽。

所述双头螺丝的两端设有与左、右螺母相配合的螺纹，双头螺丝通过左、右螺母分别与拖板、活塞杆相连。

所述活塞杆由液压缸内的活塞缸中拖出，活塞缸和固定板的连接部设有圆螺母。

本实用新型采用上述方案后，具体的有益效果主要有以下几点：

1、将气压在线检测装置、可编程控制器、气路有效的结合起来，当工件出现装夹不正，或车削时工件出现打滑等现象，气压在线检测装置通过气路就会立即检测到异常气压信号，接着马上将该异常气压信号发送给可编程控制器，可编程控制器接收到异常气压信号后，会立即对轴承套圈车削加工数控车床进行停止加工处理，待工件装夹正确后，再重新启动。如此一来，便大大降低了出次率，从而减少了材料的浪费，降低了生产成本。

2、工作台的前后工作定位采用极限开关、机械式流量调节阀技术，在快速运行下，能很大程度的减少了工作台对限位块的冲击，使工作台每次定位精度一致，从而保证了加工尺寸精度，大大降低了次品率；同时因极限开关属于微动开关，反应灵敏度好、安全性能高，不管是金属信号还是人体部位，一旦碰到极限开关的触头，极限开关就会立即传输信号给可编程控制器，可编程控制器在得到信号后就发出命令，使数控车床停止加工周期的进行。

3、将工作台与液压缸之间采用双头螺丝与活塞杆相连，代替原来直接通过活塞杆硬性连接的方式。原来直接有活塞杆连接，往往很难保证工作台和液压缸活塞杆保持水平和垂直，在生产过程中对活塞缸的伤害较大，使活塞杆容易损坏液压缸端盖部位的密封件，损坏密封件也将会导致液压缸漏油和运动压力减小的故障。现在，将活塞杆连接双头螺丝后，再由双头螺丝连接工作台底部的拖板，这样不但保证了工作台的运行稳定，减小了对活塞缸的伤害，防止因工作台调整不当使活塞杆受较大扭曲力而损坏液压缸密封件，大部分扭曲力被双头螺丝所吸收，根据调试情况来调整工作台的位置，从而延长活塞杆和液压缸密封等部件的使用寿命。

4、本实用新型将夹头分为内、外两部分结构，由螺栓将内外扇形块连接固定，当夹具的内孔被装夹磨损后，只要将螺栓松开，更换内扇形块即可，拆卸和安装都十分方便，改变了原来更换整个夹具时的拆装繁琐，浪费工时且更换成本昂贵，而现在只需更换内扇形块，只需花原来的1/5成本即可，大大节约了生产成本；同时还改变了现有技术只能装夹同一规格工件的单一性特征，若要装夹不同规格的工件，则需更换整个夹具，而本实用新型更换夹具的内扇形块即可，将夹头的内孔即各个内扇形块的内圆弧组成的带槽口的内孔加工成多种规格，以满足各种规格的工件装夹。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的右视结构示意图；

图3是图1中工作台组合的俯视结构示意图；

图4是图1中主轴装置的部分结构示意图；

图5是图1中夹具的结构示意图；

图6是图5的右视结构示意图；

图7是图1中液压缸与工作台之间的连接示意图。

具体实施方式

结合图1、2所示，本实用新型新型轴承套圈车削加工数控车床，包括安装在机座21上的工作台组合、主轴装置。

结合图1、2、3所示，工作台组合包括配合安装在导轨15上的拖板2，拖板2前端的上方固定安装有带刀架台1的工作台17，导轨15后方设置有驱动拖板2的液压缸8，该液压缸8通过电磁阀20与可编程控制器19相连；结合图1、2、4所示，主轴装置包括安装在主轴箱22内且前端部23位于主轴箱22外的主轴24，该前端部23的外壁由内而外依次安装有轴衬25、前端盖26，前端部23的前端壁上依次安装有连接盘27、中空连接盘28、中空制动器29、夹具30，此为现有常见工作台组合及主轴装置的结构。

作为本案的改进点一：结合图3所示，工作台组合中，拖板2后端安装有带调节块7的尾杆3，导轨15尾端左侧安装有控制液压缸8液压油流量的调节阀6，且调节阀6上的旋钮5与调节块7上的拨杆4位置相对应；导轨15后端右侧安装有与可编程控制器19相连的极限开关14，拖板2后端右侧安装有附杆16，附杆16后端安装有调节螺杆10，该调节螺杆10与极限开关14上的触头13位置相对应。

作为改进点一的进一步设置，尾杆3的后端右侧安装有调节螺丝9，该调节螺丝9与安装在固定板12上的碰头11位置相对应，且调节螺丝9与碰头11相触及的同时，调节螺杆10也与触头13相触及(触头13和碰头11同时触及是事先调整好的)。触头13和碰头11的同时触及，使工作台17的定位更为精确，同时也减小了工作台17对限位块的冲击力，并对极限开关14起了一定的保护作用，延长了极限开关14的使用寿命。

作为本案的改进点二：结合图4所示，主轴装置中，前端盖26、轴衬25、前端部23、连接盘27、中空连接盘28、中空制动器29上依次开设有相贯通的气路31，其中前端盖26上开设有一端与外部气压在线检测装置32相连通、另一端与气路31相连通的进气口33，中空制动器29的前端壁上开设有与气路31相连通的漏气检测孔34；气压在线检测装置32与控制主轴24的可编程控制器19相连接。

作为改进点二的进一步设置，漏气检测孔34有三个，且随圆周均匀分布于中空制动器29的前端壁上。

作为本案的改进点三：结合图5、6所示，夹具30包括侧面均布开设六个腰形通孔36的弹性套筒37，弹性套筒37的前端面固连带内孔38的圆台形夹头39，该夹头39由六个扇形块40组成，各扇形块40之间的间隙形成细长槽41，且该细长槽41与腰形通孔36相连通，各扇形块40由内、外扇形块42、43拼接而成，各内扇形块42的内圆弧44形成带槽口45的内孔38，内、外扇形块42、43通过螺栓46固连。

作为改进点三的进一步设置，夹具30的弹性套筒37套装于中空连接盘28、中空制动器29的外壁上，夹具30的圆台形夹头39位于中空制动器29的前端。

腰形通孔36的截面形状为长方形的较短两边的各端点连接半圆弧形对应端点，腰形通孔36的长边方向顺弹性套筒37的轴向。

内、外扇形块42、43中设有配合安装螺栓46的螺纹孔48，其中，外扇形块43中所设的螺纹孔48为螺纹通孔，由外扇形块43的外侧向内径向开设。

夹头39的各个外扇形块43皆固连于弹性套筒37上，且与弹性套筒37为一体加工而成。

作为本案的改进点四：结合图7所示，液压缸8通过固定板12固定在导轨15尾端中间，且液压缸8内的活塞杆81一端穿过固定板12与双头螺丝47的一端相连接，双头螺丝47的另一端连接拖板2。该双头螺丝47的增设有利于减小对活塞杆81的扭曲现象，提高工作台17移动的平稳性，延长液压缸8的使用寿命。

作为改进点四的进一步设置，工作台17的底平面上设有燕尾形凸块49，拖板2的上端面设有与燕尾形凸块49紧固配合燕尾槽50。工作台17与拖板2为紧密配合，即燕尾形凸块49由一端部推置入燕尾槽50的另一端部后，工作台17底平面与拖板2上端面平面也紧密贴合，燕尾形凸块49与燕尾槽50为过渡配合，燕尾形凸块49与工作台17为一体式结构。

双头螺丝47的两端设有与左、右螺母51、52相配合的螺纹，双头螺丝47通过左、右螺母51、52分别与拖板2、活塞杆81相连。左、右螺母51、52的作用在于紧固双头螺丝47和拖板2之间的连接，以及调节拖板2与液压缸8的距离。

活塞杆81由液压缸8内的活塞缸中拖出，活塞缸和固定板12的连接部设有圆螺母53。

本工作台组合采用上述方案后，其工作原理如下：

当工件装夹正确后，会有一信号发送给可编程控制器19，可编程控制器19接收到信号后就命令电磁阀20将液压油送入液压缸8，由液压缸8活塞利用活塞杆推动拖板2从原位向前快速移动(由于带刀架台1的工作台17固定安装在拖板2上，因此拖板2的移动肯定会带动工作台17一起移动)；当安装在刀架台1上的刀具18即将靠近工件时，调节块7上的拨杆4会钩住调节阀6上的旋钮5，带动旋钮5转动，旋钮5转过一定角度后，调节阀6就会减小液压缸8的供油量，使拖板2由快速移动变为慢速移动，此时为正常切削速度；当本次切削快完成时，调节螺丝9触及碰头11，同时调节螺杆10触及极限开关14上的触头13，极限开关14立即传输信号给可编程控制器19，可编程控制器19就发出命令，让电磁阀20立即停止给液压缸8正向供油，并迅速给液压缸8反向供油，这样工作台17在完成一次切削后稍作停顿，就马上快速返回原位，这样一次切削任务便告完成。

本主轴装置采用上述方案后，其工作原理如下：

在正式生产前，先将标准件装夹到圆台形夹头39的内孔38内，并确保标准件将三个漏气检测孔34均堵塞住，再开启气压在线检测装置32，使气体由进气口33进入，通过各贯通的气路31后到达中空制动器29前端壁上的漏气检测孔34，此时气压在线检测装置32将检测到一个正常情况下的气压，在气压在线检测装置32上有一个按钮，按下后气压在线检测装置32就会将正常气压信号传输到可编程控制器19，可编程控制器19便将该正常气压记住。以上是正常气压的设定。接下来，进行工件35的正式加工。在生产中，若有工件35装夹不到位或装夹位置不良，漏气检测孔34就会漏气，那么气路31内的工作气压就会低于设定气压，气压在线检测装置32在检测到气路31内的异常气压信号后，立即将该异常气压信号传输给可编程控制器19，可编程控制器19在接收到与正式生产前所设定的正常气压不一样的异常气压信号后，会立即对轴承套圈车削加工数控车床进行停止加工处理，待工件35装夹正确后，再重新启动。

需要说明的是，在正式加工过程中，气压在线检测装置32只有在收到有工件35装夹到圆台形夹头39的内孔38内的信号后，才开始工作。

本实用新型主轴装置的气流路线为：进气口33→前端盖26→轴衬25→前端部23→连接盘27→中空连接盘28→中空制动器29→漏气检测孔34。

总之，本实用新型生产效率高、加工精度高、生产成本低、使用寿命长、调整和维修方便。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型的发明构思，而非对本实用新型权利保护的限定，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种新型轴承套圈车削加工数控车床，包括安装在机座(21)上的工作台组合、主轴装置，工作台组合包括配合安装在导轨(15)上的拖板(2)，拖板(2)前端的上方固定安装有带刀架台(1)的工作台(17)，导轨(15)后方设置有驱动拖板(2)的液压缸(8)，该液压缸(8)通过电磁阀(20)与可编程控制器(19)相连；主轴装置包括安装在主轴箱(22)内且前端部(23)位于主轴箱(22)外的主轴(24)，该前端部(23)的外壁由内而外依次安装有轴衬(25)、前端盖(26)，前端部(23)的前端壁上依次安装有连接盘(27)、中空连接盘(28)、中空制动器(29)、夹具(30)，

其特征在于：所述拖板(2)后端安装有带调节块(7)的尾杆(3)，导轨(15)尾端左侧安装有控制液压缸(8)液压油流量的调节阀(6)，且调节阀(6)上的旋钮(5)与调节块(7)上的拨杆(4)位置相对应；导轨(15)后端右侧安装有与可编程控制器(19)相连的极限开关(14)，拖板(2)后端右侧安装有附杆(16)，附杆(16)后端安装有调节螺杆(10)，该调节螺杆(10)与极限开关(14)上的触头(13)位置相对应；

所述前端盖(26)、轴衬(25)、前端部(23)、连接盘(27)、中空连接盘(28)、中空制动器(29)上依次开设有相贯通的气路(31)，其中前端盖(26)上开设有一端与外部气压在线检测装置(32)相连通、另一端与气路(31)相连通的进气口(33)，中空制动器(29)的前端壁上开设有与气路(31)相连通的漏气检测孔(34)；气压在线检测装置(32)与控制主轴(24)的可编程控制器(19)相连接；

所述夹具(30)包括侧面均布开设六个腰形通孔(36)的弹性套筒(37)，弹性套筒(37)的前端面固连带内孔(38)的圆台形夹头(39)，该夹头(39)由六个扇形块(40)组成，各扇形块(40)之间的间隙形成细长槽(41)，且该细长槽(41)与腰形通孔(36)相连通，各扇形块(40)由内、外扇形块(42)、(43)拼接而成，各内扇形块(42)的内圆弧(44)形成带槽口(45)的内孔(38)，内、外扇形块(42)、(43)通过螺栓(46)固连；

所述液压缸(8)通过固定板(12)固定在导轨(15)尾端中间，且液压缸(8)内的活塞杆(81)一端穿过固定板(12)与双头螺丝(47)的一端相连接，双头螺丝(47)的另一端连接拖板(2)。

2、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述尾杆(3)的后端右侧安装有调节螺丝(9)，该调节螺丝(9)与安装在固定板(12)上的碰头(11)位置相对应，且调节螺丝(9)与碰头(11)相触及的同时，调节螺杆(10)也与触头(13)相触及。

3、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述夹具(30)的弹性套筒(37)套装于中空连接盘(28)、中空制动器(29)的外壁上，夹具(30)的圆台形夹头(39)位于中空制动器(29)的前端。

4、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述漏气检测孔(34)有三个，且随圆周均匀分布于中空制动器(29)的前端壁上。

5、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述腰形通孔(36)的截面形状为长方形的较短两边的各端点连接半圆弧形对应端点，腰形通孔(36)的长边方向顺弹性套筒(37)的轴向。

6、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述内、外扇形块(42)、(43)中设有配合安装螺栓(46)的螺纹孔(48)，其中，外扇形块(43)中所设的螺纹孔(48)为螺纹通孔，由外扇形块(43)的外侧向内径向开设。

7、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述夹头(39)的各个外扇形块(43)皆固连于弹性套筒(37)上，且与弹性套筒(37)为一体加工而成。

8、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述工作台(17)的底平面上设有燕尾形凸块(49)，拖板(2)的上端面设有与燕尾形凸块(49)紧固配合燕尾槽(50)。

9、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述双头螺丝(47)的两端设有与左、右螺母(51)、(52)相配合的螺纹，双头螺丝(47)通过左、右螺母(51)、(52)分别与拖板(2)、活塞杆(81)相连。

10、如权利要求1所述的新型轴承套圈车削加工数控车床，其特征在于：所述活塞杆(81)由液压缸(8)内的活塞缸中拖出，活塞缸和固定板(12)的连接部设有圆螺母(53)。

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