CN204075731U - 多工位数控铰珩机床 - Google Patents

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金伟
岳齐
陈福来
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本实用新型多工位数控铰珩机床涉及的是一种精密机械加工设备,具体的说是一种加工精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床。包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分;所述的升降移动部分安装在床身上部;所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴;所述的回转工作台部分安装在床身上部;所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成;所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上;浮动夹具部分由底板、夹具体、弹簧座、支撑弹簧、导向键、安装板、内弹簧、压块、定位板、柱塞套组成;所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上。

Description

多工位数控铰珩机床
技术领域
本实用新型多工位数控铰珩机床涉及的是一种精密机械加工设备,具体的说是一种加工精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床。
背景技术
节能减排、保护环境已成为二十一世纪社会发展的主题,排放标准的不断提高,对于诸如内燃机及其配套偶件的综合性能都提出了更高的要求。
柱塞偶件中的柱塞套中孔的精加工,早期的研磨工艺早已淘汰,目前主要是使用珩磨机床依次进行粗珩+半精珩+精珩加工,最终达到工艺要求。
普通珩磨机床加工后容易产生腰鼓形、喇叭口、锥度超差、内孔粗糙度不均匀等缺陷,这些问题的产生,均与操作人员对于加工件的行程调整,珩磨油石的修整、进给量的选择等参数有着密切关联。
发明内容
本实用新型目的是针对上述不足之处,提供一种多工位数控铰珩机床,是一种精密圆柱孔加工的多工位数控铰珩机床,不仅可以加工各类轴向/径向的圆柱形孔,而且间断的孔包括盲孔也可以加工;加工后的产品内孔表面为交叉网纹,有利于润滑油的存储及油膜的保持,因其具有较高的表面支撑率,所以能都承受较大的负荷,耐磨损,从而提高了产品的综合使用寿命;内孔圆度可达1um以内、圆柱度可达2um以内、内孔粗糙度Ra0.2um以内。
本实用新型多工位数控铰珩机床是采取以下技术方案实现:
多工位数控铰珩机床包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分。
所述床身为铸件机体;                           
所述的升降移动部分安装在床身上部;所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴。
其中,立柱通过六角螺栓一固定在床身上;两直线导轨副的导轨分别安装在立柱正面的两侧,并通过内六角圆柱头螺钉一固定;齿轮箱通过内六角圆柱头螺钉二与直线导轨副的滑块固定;齿轮箱上部安装有主电机,并用六角螺栓二固定,主电机通过齿轮箱内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴旋转;滚珠丝杠副的螺母与齿轮箱联接,其滚珠丝杠副上、下轴承位分别安装有轴承,并通过轴承座、内六角圆柱头螺钉三固定在立柱的安装面上;顶板固定在立柱的顶面上,其上平面固定有升降电机,升降电机通过联轴器与滚珠丝杠副连接。
所述的回转工作台部分安装在床身上部;所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成;底座安装在床身上部,回转电机、回转盘安装在底座上部,回转电机传动回转盘转动,回转盘上部设置有回转工作台;回转工作台上设置有若干条“T”型槽口,用于安装浮动夹具,设置产品加工工位;
所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上。
浮动夹具部分由底板、内六角圆柱头螺栓四、内六角圆柱头螺栓五、内六角圆柱头螺栓六、夹具体、弹簧座、导向键、钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉、内弹簧、压块、安装板、定位板、柱塞套组成。
浮动夹具部分通过下部的底板与回转工作台连接。
夹具体通过4个内六角圆柱头螺栓四与底板连接,钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉依次从下向上放在弹簧座孔中,起到支撑浮动夹具部分上端的作用;导向键连接夹具体和弹簧座,起到轴向导向和防止径向旋转的作用;内六角圆柱头螺栓五连接弹簧座和安装板;内六角圆柱头螺栓六连接安装板和定位板;
柱塞套通过定位板的内孔,其端面通过压块压紧内弹簧至柱塞套下端面与安装板上平面重合时,向右旋转一定角度,使其卡在定位板内,由于加工刀具的旋转方向也是向右,所以径向也得到了固定。
所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上;所述的刀具部分由刀具、连接器组成。
其中,刀具的外径尺寸是根据产品内孔大小定制的;连接器上部通过内六角平端紧定螺钉连接主轴,连接器下部通过内六角平端紧定螺钉和刀具连接。
多工位数控铰珩机床配套有数控控制单元,数控控制单元由CNC部分、驱动部分及相关电器构成。
本实用新型多工位数控铰珩机床设计合理,结构紧凑,是一种精密圆柱孔加工的多工位数控铰珩机床,不仅可以加工各类轴向/径向的圆柱形孔,而且间断的孔包括盲孔也可以加工;加工后的产品内孔表面为交叉网纹,有利于润滑油的存储及油膜的保持,因其具有较高的表面支撑率,所以能都承受较大的负荷,耐磨损,从而提高了产品的综合使用寿命;内孔圆度可达1um以内、圆柱度可达2um以内、内孔粗糙度Ra0.2um以内。
本实用新型精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床,为N轴、N+1工位设计,加工过程为渐进式多工位顺序加工,机床设置有单独的空位用于自动(手工)拆卸、上料,这个过程不占用加工时间;机床配备多个检测装置,加工产品缺料、送料不到位、装夹不到位均可以自动检测、停机等待并发出报警信号,便于维护人员维护、调整。
附图说明
以下将结合附图对本实用新型作进一步说明:
图1为本实用新型多工位数控铰珩机床主视图。
图2为本实用新型多工位数控铰珩机床左视图。
图3为本实用新型多工位数控铰珩机床的回转台上夹具排列示意图。
图4为本实用新型多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分示意图。
图5为图4本实用新型多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分A-A剖视图。
图6为图4本实用新型多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分B-B剖视图。
图中:1、床身,2、立柱,3、六角螺栓一,4、直线导轨副,5、内六角圆柱头螺钉一,6、齿轮箱,7、内六角圆柱头螺钉二,8、六角螺栓二,9、主电机,10、主轴,11、滚珠丝杠副,12、轴承座,13、内六角圆柱头螺钉三,14、联轴器,15、顶板,16、升降电机,17、回转电机,18、浮动夹具部分,19、刀具,20、内六角平端紧定螺钉,21、连接器,22、底座,23、回转盘,24、回转工作台,25、“T”型槽口,26、“T”型螺栓;
18-1、底板,18-2、内六角圆柱头螺栓四,18-3、夹具体,18-4、弹簧座,18-5、导向键,18-6、钢球,18-7、支撑弹簧,18-8、内六角平端紧地螺钉, 18-9、内弹簧,18-10、压块,18-11、内六角圆柱头螺栓五,18-12、安装板,18-13、定位板,18-14、柱塞套,18-15、内六角圆柱头螺栓六。
具体实施方式
参照附图1~5,多工位数控铰珩机床包括床身1、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分18和刀具部分。
所述床身为铸件机体;
所述的升降移动部分安装在床身1上部;所述的升降移动部分包括立柱2、直线导轨副4、滚珠丝杠副11、齿轮箱6、主电机9、顶板15、升降电机16和多个主轴10。
其中,立柱2通过六角螺栓一3固定在床身1上;两直线导轨副4的导轨分别安装在立柱2正面的两侧,并通过内六角圆柱头螺钉一5固定;齿轮箱6通过内六角圆柱头螺钉二7与直线导轨副4的滑块固定;齿轮箱6上部安装有主电机9,并用六角螺栓二8固定,主电机9通过齿轮箱6内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴10旋转;滚珠丝杠副11的螺母与齿轮箱6联接,其滚珠丝杠副11上、下轴承位分别安装有轴承,并通过轴承座12、内六角圆柱头螺钉三13固定在立柱2的安装面上;顶板15固定在立柱2的顶面上,其上平面固定有升降电机16,升降电机16通过联轴器14与滚珠丝杠副11连接。
所述的回转工作台部分安装在床身1上部;所述回转工作台部分由底座22、回转电机17、回转盘23、回转工作台24组成;底座22安装在床身1上部,回转电机17、回转盘23安装在底座22上部,回转电机17传动回转盘23转动,回转盘23上部设置有回转工作台24;回转工作台24上设置有若干条“T”型槽口25,用于安装浮动夹具部分18,设置产品加工工位;
所述的浮动夹具部分18安装在回转工作台24的上平面上。
所述浮动夹具部分18由底板18-1、内六角圆柱头螺栓四18-2、内六角圆柱头螺栓五18-11、内六角圆柱头螺栓六18-15、夹具体18-3、弹簧座18-4、导向键18-5、钢球18-6、支撑弹簧18-7、内六角平端紧定螺钉18-8、内弹簧18-9、压块18-10、安装板18-12、定位板18-13、柱塞套18-14组成。
浮动夹具部分18通过下部的底板18-1与回转工作台24连接。
夹具体18-3通过4个内六角圆柱头螺栓四18-2与底板18-1连接,钢球18-6、支撑弹簧18-7、内六角平端紧定螺钉18-8依次从下向上放在弹簧座18-4孔中,起到支撑浮动夹具部分上端的作用;导向键18-5连接夹具体18-3和弹簧座18-4,起到轴向导向和防止径向旋转的作用;内六角圆柱头螺栓五18-11连接弹簧座18-4和安装板18-12;内六角圆柱头螺栓六18-15 连接安装板18-12和定位板18-13;
柱塞套18-14通过定位板18-13的内孔,其端面通过压块18-10压紧内弹簧18-9至柱塞套18-14下端面与安装板18-12上平面重合时,向右旋转一定角度,使其卡在定位板18-12内,由于加工刀具的旋转方向也是向右,所以径向也得到了固定。
所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴10上;所述的刀具部分由刀具19、连接器21组成。
其中,刀具19的外径尺寸是根据产品内孔大小定制的;连接器21上部通过内六角平端紧定螺钉20连接主轴10,连接器21下部通过内六角平端紧定螺钉20和刀具19连接。
多工位数控铰珩机床配套有数控控制单元,数控控制单元由CNC部分、驱动部分及相关电器构成。
如附图1、2所示(去除各罩壳、电器连接线,图中只表示机械部分),本实用新型多工位数控铰珩机床为N轴、N+1工位设计,渐进式顺序加工,其中单独设有一个空工位,用于产品的安装、拆卸工作。
如附图3所示(以八轴九工位为例),九个浮动夹具部分18分别安装在机床回转工作台24的上平面对应的“T”型槽口25上,用“T”型螺栓26进行固定;一至八工位为产品加工工位,九工位为拆、装产品工位,拆、装产品过程机床可正常运行,不需停机等待。
一至八工位(洋红色)夹具上方,对应机床的八个回转主轴10,主轴上固定有不同粒度的金刚石刀具,其中一工位刀具外径最小,依次递增,八工位刀具外径最大。
主电机9通过齿轮箱里面的诸多齿轮传动,并最终带动主轴10及其上面固定的刀具19旋转,形成铰珩磨削运动;产品先安装在九工位的浮动夹具部分18内,回转工作台24顺时针回转一个工位,将其转位至一工位;升降电机16驱动滚珠丝杠副11旋转,并最终带动齿轮箱6及其安装在主轴10上的刀具19,上下往复,形成升降主运动,其上下往复的次数,移动的距离根据不同产品特征,具体在CNC程序中编排;产品加工后,齿轮箱6及其刀具提升至系统程序指定位置,回转工作台24再顺时针旋转一个工位;九工位待加工产品进入一工位,一工位夹具进入二工位,升降电机16再带动齿轮箱6及其安装在主轴10上的刀具19,循环进行上下往复运动,依次类推,当第八工位加工后,其内径逐工位增加,此时,其内径已达到图纸工艺要求,待换位到九工位后拆卸下加工产品,此时,便加工出一件合格产品;拆、装产品过程不影响其他工位产品的正常加工,不额外占用产品加工时间。
本实用新型多工位数控铰珩机床,可根据产品外形特征,设计手动或者自动装夹工装,加工过程程序化,避免了一系列人为因素造成的内孔腰鼓形、喇叭口、锥度超差、内孔粗糙度不均匀等缺陷的产生。
多工位数控铰珩机床配备各类检测装置,加工产品缺料、送料不到位、装夹不到位均可以自动检测、停机等待并发出报警信号,便于维护人员维护、调整。
多工位数控铰珩机床具有自动化程度高、加工精度高、加工质量稳定等优点。
综上所述,本实用新型的技术方案和具体实施方案可实现预期的发明目的。

Claims (4)

1.一种多工位数控铰珩机床,其特征在于:包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分;
所述的升降移动部分安装在床身上部;所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴;立柱通过六角螺栓一固定在床身上;两直线导轨副的导轨分别安装在立柱正面的两侧,并通过内六角圆柱头螺钉一固定;齿轮箱通过内六角圆柱头螺钉二与直线导轨副的滑块固定;齿轮箱上部安装有主电机,并用六角螺栓二固定,主电机通过齿轮箱内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴旋转;滚珠丝杠副的螺母与齿轮箱联接,其滚珠丝杠副上、下轴承位分别安装有轴承,并通过轴承座、内六角圆柱头螺钉三固定在立柱的安装面上;顶板固定在立柱的顶面上,其上平面固定有升降电机,升降电机通过联轴器与滚珠丝杠副连接;
所述的回转工作台部分安装在床身上部;所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成;底座安装在床身上部,回转电机、回转盘安装在底座上部,回转电机传动回转盘转动,回转盘上部设置有回转工作台;
所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上;浮动夹具部分由底板、内六角圆柱头螺栓四、内六角圆柱头螺栓五、内六角圆柱头螺栓六、夹具体、弹簧座、导向键、钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉、内弹簧、压块、安装板、定位板、柱塞套组成;夹具体通过4个内六角圆柱头螺栓四与底板连接,钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉依次从下向上放在弹簧座孔中,起到支撑浮动夹具部分上端的作用;导向键连接夹具体和弹簧座,起到轴向导向和防止径向旋转的作用;内六角圆柱头螺栓五连接弹簧座和安装板;内六角圆柱头螺栓六连接安装板和定位板;
柱塞套通过定位板的内孔,其端面通过压块压紧内弹簧至柱塞套下端面与安装板上平面重合时,向右旋转一定角度,使其卡在定位板内,由于加工刀具的旋转方向也是向右,所以径向也得到了固定;
所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上;所述的刀具部分由刀具、连接器组成;连接器上部通过内六角平端紧定螺钉连接主轴,连接器下部通过内六角平端紧定螺钉和刀具连接。
2.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床,其特征在于:所述床身为铸件机体。
3.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床,其特征在于:回转工作台上设置有若干条“T”型槽口,用于安装浮动夹具部分。
4.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床,其特征在于:浮动夹具部分通过下部的底板与回转工作台连接。
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