CN204524785U - 一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床 - Google Patents

一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,属于机床领域,其解决了现有技术加工长径比和重量较大的轴类工件生产效率低的问题。本实用新型包括床身、左滑台、左工作台、右工作台、右滑台和自动定心夹具;床身的上表面设有从左至右方向的第一导轨;左滑台和右滑台分别设置在第一导轨上的左右两侧;左工作台和右工作台上相对的一面分别设有左铣刀座和右铣刀座;左铣刀座和右铣刀座的一侧均设有钻孔座;夹具设置在第一导轨上;左铣刀座和右铣刀座上均设有铣刀盘,并设有套车外圆的车刀。本实用新型能对圆柱类或圆锥形轴类零件自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆,大大提高了工作效率,且节约了原材料和锻造、机械加工成本。

Description

一种自动定心钱端面、打中心孔和套车外圆的机床
技术领域
[0001] 本实用新型属于机床领域,具体地说,涉及一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床。
背景技术
[0002] 在机械加工中,对细长轴类锻打毛坯的车削加工,其工艺步骤一般为:1)先铣平二端面,控制总长度;2)划线找正,打中心孔;3)上车床用四爪卡盘夹一端头部毛坯,另外一端用车床尾座顶尖顶住中心孔;用车床卡盘四爪调整找正毛坯轴线外圆余量,粗车细长轴外圆;4)松开车床四爪卡盘,松开车床尾座顶尖,卸下细长轴,空中调头180度;5)进行第二次装夹,一般要换一台有自定心三爪卡盘的车床,用自定心三爪卡盘夹住已经粗车过的外圆,用车床尾座顶尖顶住中心孔,将原来第一次装夹时四爪卡盘夹持的毛坯部分车削外圆。由于传统工艺需要另外再进行一次卸下工件,调头180度再加工,采用二次上下工件,二次装夹,二次加工的方法。另外分别需要有一台四爪卡盘车床和一台自定心三爪卡盘的车床。冷轧工作辊细长,长径比一般在7-8左右,比较重,一个工人上下工件很不方便,通常批量加工中还会互相占用车间共用行车,经常有等待共用行车现象,浪费加工时间,生产效率比较低。特别对有3〜5度锥度的锥形轴类锻打毛坯工件(如图4示锥形工作辊零件),由于二端的轴承位置毛坯是自由锻造成型,与中间部分毛坯会不同轴,因此存在很难划线找正和打中心孔的问题,所以划线找正很麻烦,费工费时。大部分企业在机械加工工艺上往往采用先将圆锥体做成大小头一致的圆柱体毛坯,然后再通过机械加工成锥形,这样毛坯余量就很大,既增加了材料成本又增加了锻造和机械加工时间、成本。
[0003] 中国专利号2013206468891,公开日2014年5月7日的专利文件,公开了一种车床,其包括车床床体、车床主轴、车床尾座和固定于车床刀架上的切削用刀具,所述的车床主轴的内侧安装方形顶尖,所述的车床尾座的内侧安装旋转顶尖,所述的方形顶尖与所述的旋转顶尖的位置相对,且所述的方形顶尖与所述的旋转顶尖的轴心线重合。该实用新型可实现对工件一次装夹完成车削加工,避免多次装夹造成的误差,提高工件的加工精度及车床的利用率,有效节约了工件的加工成本,大大降低了操作者的劳动强度,提高了工作效率。该实用新型依靠两个顶尖的顶紧力固定工件,可以加工重量小,长度小的工件,但对像冷轧工作辊锻打毛坯工件这样长径比和重量较大的工件,仅仅采用顶尖固定稳定性差,存在安全隐患。
[0004] 中国专利申请号201320722069.6,公开日2014年4月16日的专利文件,公开了一种数控铣端面打中心孔机床,包括床身、左工作台、右工作台、中间斜体工作台、数控操作箱和壳体,其特征是:床身的左上面安装有左工作台,床身的右上面安装有右工作台,床身上面的中部安装有中间斜体工作台,左工作台、右工作台、中间斜体工作台的外面罩有壳体,壳体的前面一侧安装有数控操作箱,壳体前面的中部设有一个移动门。本实用新型的有益效果是,操作方便,工作效率高,工作台重心稳定,导轨刚性强,使用寿命长,生产、安装工艺简单。精度易于控制,制造时间短,工作台外面罩有壳体,达到100%全封闭防护效果,安全性高。采用75°斜体结构设计,刚性好,排肩极为流畅,更加省时省力。在加工像冷轧工作辊锻打毛坯工件这样长径比和重量较大的工件时,该实用新型即使能够同时完成上述步骤I)和步骤2)中铣端面和打中心孔的加工工艺,但仍避免不了步骤3)、步骤4)和步骤5)的繁琐工艺,车外圆时仍需要对工件进行二次装夹,二次车削,浪费了人力、物力和生产时间,降低了生产效率。
[0005] 上述两份专利文件公开的技术方案均不能自动完成带有3〜5度锥形轴类锻打毛坯工件的自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆。加工时需要手工找中心,手工画中心孔,车外圆时仍需要对工件进行二次装夹,二次车削,费时费力,降低了工作效率。
发明内容
[0006] 1、要解决的问题
[0007] 针对现有技术加工长径比和重量较大的轴类工件时,需要二次装夹,二次车削,浪费了人力、物力和生产时间,生产效率低且不能自动完成3〜5度锥形或一大一小二个台阶轴类锻打毛坯工件定心铣端面、打中心孔和套车外圆的问题。本实用新型提供了一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,能够同时完成圆柱体、圆锥体轴类工件铣端面、打中心孔和三爪卡盘夹持端毛坯外圆套车车削工艺,使该工件在后续车削外圆时只需要用三爪卡盘一次装夹套车过的部位,一次性车削外圆完成,大大提高了工作效率,减轻了人力,且节约了大量原材料和锻造、机械加工成本。
[0008] 2、技术方案
[0009] 为解决上述问题,本实用新型采用如下的技术方案。
[0010] 一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,包括床身、左滑台、左工作台、右工作台和右滑台,还包括夹具;所述的床身的上表面为倾斜面,倾斜面上设有从左至右方向的第一导轨;所述的左滑台和右滑台分别设置在第一导轨上的左右两侧,左滑台和右滑台上表面设有垂直于第一导轨方向的第二导轨;所述的左工作台设置在左滑台的第二导轨上,所述的右工作台设置在右滑台的第二导轨上;左工作台和右工作台上相对的一面分别设有左铣刀座和右铣刀座;左铣刀座和右铣刀座的一侧均设有钻孔座;所述的夹具设置在第一导轨上,且位于左工作台和右工作台之间;所述的钻孔座上设有中心钻,所述的左铣刀座和右铣刀座上均设有铣刀盘,所述的左铣刀盘内设有可调式套车刀。
[0011] 优选地,所述的夹具包括夹具基座、液压油缸和夹块,所述的自动定心夹具基座上方一端设有第一夹块座,另一端设有第二夹块座,第一夹块座底部设有连接架,连接架下端设有主动齿条,主动齿条往第二夹块座方向延伸;第二夹块座底部设有从动齿条,所述的从动齿条和主动齿条之间设有齿轮;所述的液压油缸设置在夹具基座上靠近第一夹块座的一端,并与连接架相连;所述的夹块的数量为两个,分别设置在第一夹块座和第二夹块座上。
[0012] 优选地,所述的夹块上设有V形卡槽,第一夹块座和第二夹块座上的两个夹块的V形卡槽开口相向。
[0013] 优选地,所述的夹具的数量为两个,分别设置在靠近左工作台的一侧和靠近右工作台的一侧;所述的两个夹具上的两对夹块大小相同或者不同。
[0014] 优选地,所述的第一导轨上还设有支撑托架,所述的支撑托架设置在两个夹具之间,其数量为两个,分别与左右两端的两个夹具靠近。
[0015] 优选地,夹具底部设有与第一导轨相卡合的凹槽,并用螺栓定位固定。
[0016] 优选地,所述的左铣刀盘内的可调式套车刀数量为四把,四把可调式套车外圆车刀伸出的长度依次递减,且从伸出最短的车刀至伸出最长的车刀距离铣刀盘中心的距离依次递增。
[0017] 3、有益效果
[0018] 相比于现有技术,本实用新型的有益效果为:
[0019] (I)本实用新型左工作台和右工作台能够在第二导轨上下滑动,用以更换铣刀盘和中心钻,夹具在液压动力的作用下能够将如冷轧工作辊锻打毛坯这样的轴类工件自动定心并夹紧,特别对圆锥体工件能够自动定心夹紧;通过铣刀盘铣削端面,控制总长度,通过钻头打中心孔,并通过铣刀盘内的套车车刀对工件的一端进行部分外圆车削,全部操作通过数控系统完成;经过本实用新型加工后的轴类工件,其后续加工只需要对套车过的部位进行一次装夹,然后就能一次性外圆车削,大大提高了工作效率,减轻了人力,释放了批量生产车间行车使用的压力,使车间整体工作效率有很大提高;特别是完成了带有3〜5度锥形轴类锻打毛坯工件,也能够自动找中心夹持,保证大小头轴线一致,打中心孔,节约了大量原材料和锻造、机械加工成本。
[0020] (2)本实用新型的夹具具有自动定心功能,轴类工件放置在夹块上后,只需要启动液压油缸,液压油缸推动连接架,并带动第一夹块座和主动齿条移动,主动齿条带动齿轮旋转,齿轮则带动从动齿条移动,使得第一夹块座和第二夹块座上的两个夹块迅速夹紧,而且确保了夹紧后工件的轴心线始终保持在同一水平面上;同理在液压油缸退回时,工件能迅速松开;
[0021] (3)本实用新型夹块上的V形卡槽能够适用于不同直径大小的轴类零件,提高了本实用新型的通用性和灵活性;
[0022] (4)本实用新型的夹具的数量为两个,夹持工件更加稳定,夹具上的两对夹块大小相同时可以加工圆柱类轴类工件,两对夹块大小不同时可以加工具有一定锥度的圆锥体或者两端直径大小不同的圆柱体轴类零件,通用性强,且自动定心效果好;当在加工具有3〜5度锥形轴类锻打毛坯工件,采用两对不同的夹块,一个夹具夹紧锥形轴类锻打毛坯工件锥形的大端,另外一个夹具夹紧锥形轴类锻打毛坯工件锥形的小端,完成锥形毛坯工件自动定心;
[0023] (5)本实用新型上两个夹具之间设有支撑托架,能够有效防止工件在加工完成后,夹具松开时往下跌落砸伤设备,还能起到预置工件的目的;
[0024] (6)本实用新型夹具底部设有与第一导轨相卡合的凹槽,能够根据不同工件要求调节两个夹具的位置,并采用螺栓定位固定;
[0025] (7)本实用新型进行工件一端套车车削外圆时,铣刀盘内伸出最长的车刀以最小的余量车削,之后的车刀依次加深车削余量,最终达到所要套车加工的外圆;采用可调式套车外圆车刀,可以调节车刀与铣刀盘中心的距离,以改变套车余量大小。
附图说明
[0026] 图1为本实用型的结构示意图;
[0027] 图2为本实用新型中夹具的结构示意图;
[0028] 图3为本实用新型中带可调式套车刀的铣刀盘的结构示意图;
[0029] 图4为本实用新型加工的锥形工作辊零件示意图。
[0030] 图中:1、床身;2、左滑台;3、左工作台;4、左铣刀座;5、夹具;6、右铣刀座;7、右工作台;8、右滑台;51、液压油缸;52、第一夹块座;53、夹块;54、第二夹块座;55、齿轮;56、主动齿条;57、连接架。
具体实施方式
[0031] 下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
[0032] 实施例1
[0033] 如图1、图2和图3所示,一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,包括床身1、左滑台2、左工作台3、右工作台7和右滑台8,还包括夹具5 ;床身I的上表面为倾斜面,倾斜面上设有从左至右方向的第一导轨;左滑台2和右滑台8分别设置在第一导轨上的左右两侧,左滑台2和右滑台8上表面设有垂直于第一导轨方向的第二导轨;左工作台3设置在左滑台2的第二导轨上,右工作台7设置在右滑台8的第二导轨上;左工作台3和右工作台7上相对的一面分别设有左铣刀座4和右铣刀座6 ;左铣刀座4和右铣刀座6的一侧均设有钻孔座;钻孔座上设有钻头,左铣刀座4和右铣刀座6上均设有铣刀盘,铣刀盘内设有可调式套车外圆车刀,车刀的数量为四把,四把车刀伸出的长度分别为63mm、62mm、6Imm和60mm,伸出最短的车刀至伸出最长的车刀距离铣刀盘中心的直径距离依次为Φ 100mm、Φ 102mm、Φ 104mm和Φ 106mm ;夹具5设置在第一导轨上,其底部设有与第一导轨相卡合的凹槽,并用螺栓定位固定,夹具5的数量为两个,位于左工作台3和右工作台7之间,一个设置在靠近左工作台3的一侧,另一个设置在靠近右工作台7的一侧;两个自动定心夹具5上的两对夹块53大小相同;夹具5包括夹具基座、液压油缸51和夹块53,夹具基座上方一端设有第一夹块座52,另一端设有第二夹块座54,第一夹块座52底部设有连接架57,连接架57下端设有主动齿条56,主动齿条56往第二夹块座54方向延伸;第二夹块座54底部设有从动齿条,从动齿条和主动齿条56之间设有齿轮55 ;液压油缸51设置在夹具基座上靠近第一夹块座52的一端,并与连接架57相连;夹块53的数量为两个,分别设置在第一夹块座52和第二夹块座54上,夹块53上设有V形卡槽,第一夹块座52和第二夹块座54上的两个夹块53的V形卡槽开口相向;第一导轨上还设有支撑托架,支撑托架设置在两个夹具5之间,其数量为两个,分别与左右两端的两个夹具5靠近。
[0034] 结合规格为工作棍面Φ 165_,轴承端毛还外圆Φ 115mm的冷乳工作棍锻打毛还的加工过程对本实用新型的具体工作过程进行描述:将待加工的自由锻造毛坯工件用行车吊至支撑托架上,通过数控操作系统启动液压油缸51,具有自动定心功能的夹具5完成工件自动定心和夹紧,启动铣刀盘,对工件进行端面铣削,控制好加工长度;端面铣削完成后启动中心钻,打中心孔;两端的中心孔打完后,再次启动铣刀盘,轴向进给套车外圆车刀,对工件的一端进行外圆车削,由于铣刀盘内的四把车刀长度和吃刀深度都成渐进式排列,所以工件一端的外圆车削一次性完成,其车削长度为60mm,得到的轴承端外圆直径为Φ 10mm ;进行完铣端面、打中心孔和车夹持端外圆后,松开夹具5,工件落到支撑托架上,用行车将工件吊至带三爪卡盘的车床上,用三爪卡盘夹持已经进行过外圆车削的一端,另一端用顶尖顶住中心孔,只需要一次装夹,一次车削即可完成该工件的外圆车削加工。本实用新型能够同时完成轴类工件铣端面、打中心孔和三爪卡盘夹持端毛坯外圆车削工艺,使该工件在后续车削外圆时只需要用三爪卡盘一次装夹,一次性车削外圆完成,大大提高了工作效率,减轻了人力,释放了批量生产车间行车使用的压力,使车间整体工作效率有很大提尚。
[0035] 实施例2
[0036] 与实施例1相同,所不同的是,两个自动定心夹具5上的两对夹块53大小不同,这种结构主要用于加工具有3〜5度圆锥形轴类锻打毛坯工件;如图4所示,具有3〜5度圆锥形轴类锻打毛坯工件,将其用行车吊至支撑托架上,通过数控操作系统启动液压油缸51,液压油缸推动连接架57,并带动第一夹块座52和主动齿条56移动,主动齿条56带动齿轮55旋转,齿轮55则带动从动齿条移动,使得第一夹块座52和第二夹块座54上的两个夹块53迅速夹紧,而且确保了夹紧后工件的轴心线始终保持在同一水平面上。本实用新型特别是能够完成了带有3〜5度锥形轴类锻打毛坯工件的加工,能够自动找中心夹持,保证大小头轴线一致,打中心孔,节约了大量原材料和锻造、机械加工成本。
[0037] 实施例3
[0038] 与实施例1相同,所不同的是,两个自动定心夹具5上的两对夹块53大小不同,可以用于加工一端直径大小为Φ 140mm,另一端直径大小为Φ 220mm,即一大一小二个台阶式圆柱体的轴类自由锻造毛坯零件,将其用行车吊至支撑托架上,通过数控操作系统启动液压油缸51,液压油缸推动连接架57,并带动第一夹块座52和主动齿条56移动,主动齿条56带动齿轮55旋转,齿轮55则带动从动齿条移动,使得第一夹块座52和第二夹块座54上的两个夹块53迅速夹紧待加工工件的大小两端,而且确保了夹紧后工件的轴心线始终保持在同一水平面上。由于此类两端一大一小二个台阶式圆柱体的轴类零件在锻打毛坯过程中无法保证大小不同的两端在同一轴线上,所以普通机床找轴心存在很大困难,但本实用新型对此类两端一大一小二个台阶式圆柱体的轴类零件的加工,能够自动找中心夹持,保证大小头轴线一致,打中心孔,节约了大量原材料和锻造、机械加工成本。
[0039] 实施例4
[0040] 与实施例1相同,所不同的是,四把可调式套车外圆车刀从伸出最短的车刀至伸出最长的车刀距离铣刀盘中心的距离依次为120mm、122mm、124mm和126mm,对轴承端毛坯外圆Φ 135mm的冷轧工作辊锻打毛坯进行套车外圆可以得到的轴承端外圆直径为Φ 120mm,长度为 60mm。
[0041] 实施例5
[0042] 与实施例1相同,所不同的是,四把可调式套车外圆车刀从伸出最短的车刀至伸出最长的车刀距离铣刀盘中心的距离依次为110mm、112mm、114mm和116mm,对轴承端毛坯外圆Φ 125mm的冷轧工作辊锻打毛坯进行套车外圆可以得到的轴承端外圆直径为Φ I 1mm,长度为 60mm。

Claims (7)

1.一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,包括床身(I)、左滑台(2)、左工作台(3)、右工作台(7)和右滑台(8),其特征在于:还包括夹具(5);所述的床身(I)的上表面为倾斜面,倾斜面上设有从左至右方向的第一导轨;所述的左滑台(2)和右滑台(8)分别设置在第一导轨上的左右两侧,左滑台(2)和右滑台(8)上表面设有垂直于第一导轨方向的第二导轨;所述的左工作台(3)设置在左滑台(2)的第二导轨上,所述的右工作台(7)设置在右滑台(8)的第二导轨上;左工作台(3)和右工作台(7)上相对的一面分别设有左铣刀座(4)和右铣刀座(6);左铣刀座(4)和右铣刀座(6)的一侧均设有钻孔座;所述的夹具(5)设置在第一导轨上,且位于左工作台(3)和右工作台(7)之间;所述的钻孔座上设有中心钻,所述的左铣刀座(4)和右铣刀座(6)上均设有铣刀盘,所述的左铣刀盘内设有可调式套车刀。
2.根据权利要求1所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:所述的夹具(5)包括夹具基座、液压油缸(51)和夹块(53),所述的夹具基座上方一端设有第一夹块座(52),另一端设有第二夹块座(54),第一夹块座(52)底部设有连接架(57),连接架(57)下端设有主动齿条(56),主动齿条(56)往第二夹块座(54)方向延伸;第二夹块座(54)底部设有从动齿条,所述的从动齿条和主动齿条(56)之间设有齿轮(55);所述的液压油缸(51)设置在夹具基座上靠近第一夹块座(52)的一端,并与连接架(57)相连;所述的夹块(53)的数量为两个,分别设置在第一夹块座(52)和第二夹块座(54)上。
3.根据权利要求2所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:所述的夹块(53)上设有V形卡槽,第一夹块座(52)和第二夹块座(54)上的两个夹块(53)的V形卡槽开口相向。
4.根据权利要求3所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:所述的夹具(5)的数量为两个,分别设置在靠近左工作台(3)的一侧和靠近右工作台(7)的一侧;所述的两个夹具(5)上的两对夹块(53)大小相同或者不同。
5.根据权利要求4所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:所述的第一导轨上还设有支撑托架,所述的支撑托架设置在两个夹具(5)之间,其数量为两个,分别与左右两端的两个夹具(5)靠近。
6.根据权利要求1〜5任意一项所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:夹具(5)底部设有与第一导轨相卡合的凹槽,并用螺栓定位固定。
7.根据权利要求6所述的一种自动定心铣端面、打中心孔和套车外圆的机床,其特征在于:所述的左铣刀盘内可调式套车刀的数量为四把,四把可调式套车外圆车刀伸出的长度依次递减,且从伸出最短的车刀至伸出最长的车刀距离铣刀盘中心的距离依次递增。
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