CN209919490U

CN209919490U - 一种筒状壳体内表面的多段式处理装置

Info

Publication number: CN209919490U
Application number: CN201920348183.4U
Authority: CN
Inventors: 成新民; 蒋云良; 李兵; 胡文军
Original assignee: Huzhou University
Current assignee: Huzhou University
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-01-10
Anticipated expiration: 2029-03-19

Abstract

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，包括：加工台、壳体转动机构、数控系统和吸尘系统，所述加工台上设置有第一托板机构和壳体支撑机构；所述第一托板机构包括，滑动托台、导轨、第一伺服电机和第一定位丝杆，所述导轨安装在所述加工台顶部，所述滑动托台顶部设置有第二托板机构；所述壳体支撑机构包括，升降台板和支撑架，所述支撑架设置在所述升降台板顶部；所述第二托板机构包括，合金滑轨、打磨托板、第二伺服电机、第二定位丝杆和齿轮调速箱，所述第二伺服电机通过齿轮调速箱与所述第二定位丝杆相连，所述打磨托板上设置有可控式打磨机构。

Description

一种筒状壳体内表面的多段式处理装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种筒状壳体内表面的多段式处理装置。

背景技术

在内径为250-800mm，长度为0.5-6m的细长型筒状壳体的内表面加工过程中，由于壳体孔径较小且长度较长，普通打磨装置难以实现高精度的内表面打磨加工。并且普通打磨装置也无法实现分段式打磨工艺，故设计一种能够有效对细长型筒状壳体的内表面进行高精度处理的装置十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种筒状壳体内表面的多段式处理装置。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，包括：加工台、壳体转动机构、数控系统和吸尘系统，所述加工台上设置有第一托板机构和壳体支撑机构；所述第一托板机构包括，滑动托台、导轨、第一伺服电机和第一定位丝杆，所述导轨安装在所述加工台顶部，所述滑动托台顶部设置有第二托板机构；所述壳体支撑机构包括，升降台板和支撑架，所述支撑架设置在所述升降台板顶部，所述支撑架上部设置有环形架，所述环形架内圈设置有辊子，环形架内每个接触点都使用一个辊子，从而减少摩擦；所述第二托板机构包括，合金滑轨、打磨托板、第二伺服电机、第二定位丝杆和齿轮调速箱，所述第二伺服电机通过齿轮调速箱与所述第二定位丝杆相连，所述打磨托板上设置有可控式打磨机构，所述打磨托板底部设置有螺纹连接部，所述打磨托板通过所述螺纹连接部与所述第二定位丝杆相连。

作为优选，所述可控式打磨机构包括，打磨驱动电机、软轴、转动磨刀、笔形汽缸、L形连杆、磨头升降滑块和磨头升降滑杆；所述打磨驱动电机通过所述软轴与所述转动磨刀相连；所述打磨托板上设置有第一铰接头与第二铰接头，所述L形连杆包括折角相连的短杆与长杆，所述笔形汽缸的缸体与所述第一铰接头相连，所述笔形汽缸的杆体与所述L形连杆的短杆末端相铰接，所述L形连杆的折角处铰接在所述第二铰接头处，所述L形连杆的长杆末端与所述磨头升降滑块相连；所述磨头升降滑块上设置有竖槽，所述打磨托板对应所述磨头升降滑块下方设置有横槽，所述磨头升降滑杆的两端分别设置在所述竖槽于所述横槽内，所述转动磨刀设置在所述磨头升降滑块顶部。

作为优选，所述吸尘系统包括，集尘箱、抽气泵、吸尘管和吸尘口，所述吸尘口设置在所述打磨托板贴近所述转动磨刀处，所述吸尘管两端分别与所述集尘箱与所述吸尘口相连。

作为优选，所述壳体转动机构包括，驱动转盘、夹持卡抓和托板夹，所述驱动转盘为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，所述夹持卡抓可调式安装在所述驱动转盘上，所述托板夹设置在所述驱动转盘内侧，并于所述合金滑轨平齐。

作为优选，所述处理装置还设置有输线机构，所述输线机构包括，输线棍和输线电机，保证电线、气管可以随着第一、第二托板机构同时移动，以防止电线、气管缠绕在托板上。

作为优选，合金滑轨由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形截面的宽度大于高度，并包括有，丝杆槽区、托板滑槽区以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区；所述第二定位丝杆通过所述丝杆槽区隐藏在所述合金滑轨内，所述打磨托板底部设置有用以与所述托板滑槽区匹配的导向块；对细长筒状壳体加工时，合金滑轨的自身长度较长，普通托板在只有一端固定的情况下，容易发生弯曲，本方案结构的高强度合金型材，能够有效防止长度方向上的弯曲，提高加工精度。此外，将通过设置丝杆槽区，能有效节约空间，提高加工内径的适应范围。

作为优选，所述滑动托台顶部设置有倒三角结构的托板，从而提高对合金滑轨的支撑效果。

作为优选，所述数控系统包括，数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。

作为优选，所述第一伺服电机、第二伺服电机、打磨驱动电机、输线电机均通过各自配备的伺服控制器进行驱动，所述变频电机通过变频器控制转速，所述笔形汽缸通过电磁开关控制下的气阀进行操控，所述滑动托台、打磨托板通过距离感应器与速度传感器进行定位和测速，所述伺服控制器、变频器、电磁开关设置在所述PLC的输出端，所述距离感应器、速度传感器设置在所述PLC的输入端，所述数控屏用于人机之间的控制信息交互。

一种筒状壳体内表面的多段式处理方法，包括以下步骤：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架，将壳体穿入环形架后，将支撑架与壳体放置在升降台板上；

b、壳体夹持与对轴心：使用驱动转盘上的夹持卡抓夹住壳体的尾部，并调整升降台板高度，使得壳体与驱动转盘轴线对齐

c、大托板移位：启动第一托板机构中的第一伺服电机，控制第一定位丝杆带动滑动托台将第二托板机构送入壳体筒身内部，当壳体末端开口较大，合金滑轨可以穿过时，通过托板夹夹住所述合金滑轨尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨无法穿过时，则不启用托板夹，对于可以启用托板夹的情况下，可以有效消除合金滑轨的微变形问题，从而提高加工精度；

d、小托板移位：启动第二托板机构中的第二伺服电机，控制第二定位丝杆带动打磨托板连同安装在其上方的可控式打磨机构移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、抬刀打磨：当可控式打磨机构移动到待加工处，启动笔形汽缸与打磨驱动电机，使转动磨刀抬起到指定位置打磨加工，打磨过程中同时启动吸尘系统，用吸尘口将打磨下的碎屑收集到集尘箱内

f、磨面处理：打磨过程调整笔形汽缸的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构的配合下可实现分段式打磨的效果。

作为优选，所述步骤c与步骤d中，启动输线电机释放缠绕在输线棍上的线材，保证相关电线和气管的同步协同运动。

本实用新型中通过两级的托板机构，分别实现了快速定位与精准定位，并且在第二托板机构中采用齿轮调速箱以实现准确进刀。第二托板机构中的特制合金滑轨不易弯曲，确保了可控式打磨机构活动过程中水平高度的稳定，从而保证加工精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中可控式打磨机构的结构示意图；

图3是本实用新型中壳体转动机构的结构示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图3所示，一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，包括：加工台1、壳体转动机构2、数控系统3和吸尘系统4，加工台1上设置有第一托板机构5和壳体支撑机构6，数控系统3包括，数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。

第一托板机构5包括，滑动托台51、导轨52、第一伺服电机53和第一定位丝杆54，导轨52安装在加工台1顶部，滑动托台51顶部设置有第二托板机构7，滑动托台51顶部设置有倒三角结构的托板。

壳体支撑机构6包括，升降台板61和支撑架62，支撑架62设置在升降台板61顶部，支撑架62上部设置有环形架621，环形架内圈设置有辊子622；

第二托板机构7包括，合金滑轨71、打磨托板72、第二伺服电机73、第二定位丝杆74和齿轮调速箱75，第二伺服电机73通过齿轮调速箱75与第二定位丝杆74相连，打磨托板72上设置有可控式打磨机构8，打磨托板72底部设置有螺纹连接部，打磨托板72通过螺纹连接部与第二定位丝杆74相连。

根据图2所示，可控式打磨机构8包括，打磨驱动电机81、软轴82、转动磨刀83、笔形汽缸84、L形连杆85、磨头升降滑块86和磨头升降滑杆87；打磨驱动电机81通过软轴82与转动磨刀83相连；打磨托板72上设置有第一铰接头与第二铰接头，L形连杆85包括折角相连的短杆与长杆，笔形汽缸84的缸体与第一铰接头相连，笔形汽缸84的杆体与L形连杆85的短杆末端相铰接，L形连杆85的折角处铰接在第二铰接头处，L形连杆85的长杆末端与磨头升降滑块86相连；磨头升降滑块86上设置有竖槽861，打磨托板72对应磨头升降滑块86下方设置有横槽871，磨头升降滑杆87的两端分别设置在竖槽861于横槽871内，转动磨刀83设置在磨头升降滑块86顶部。

合金滑轨71由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形截面的宽度大于高度，并包括有，丝杆槽区711、托板滑槽区712以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区713；第二定位丝杆74通过丝杆槽区711隐藏在合金滑轨71内，打磨托板72底部设置有用以与托板滑槽区712匹配的导向块721。

吸尘系统4包括，集尘箱41、抽气泵、吸尘管42和吸尘口43，吸尘口43设置在打磨托板72贴近转动磨刀83处，吸尘管42两端分别与集尘箱41与吸尘口43相连。

根据图3所示，壳体转动机构2包括，驱动转盘21、夹持卡抓22和托板夹23，驱动转盘21为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，夹持卡抓22可调式安装在驱动转盘21上，托板夹23设置在驱动转盘21内侧，并于合金滑轨71平齐。

一种筒状壳体内表面的多段式处理方法，包括以下步骤：

a、壳体安装：根据筒状壳体尺寸，选择合适大小的支撑架62，将壳体穿入环形架621后，将支撑架62与壳体放置在升降台板61上；

b、壳体夹持与对轴心：使用驱动转盘21上的夹持卡抓22夹住壳体的尾部，并调整升降台板61高度，使得壳体与驱动转盘21轴线对齐

c、大托板移位：启动第一托板机构5中的第一伺服电机53，控制第一定位丝杆54带动滑动托台51将第二托板机构7送入壳体筒身内部，当壳体末端开口较大，合金滑轨71可以穿过时，通过托板夹23夹住合金滑轨71尾部；当壳体末端为密闭或开口较小，合金滑轨71无法穿过时，则不启用托板夹23；

d、小托板移位：启动第二托板机构7中的第二伺服电机73，控制第二定位丝杆74带动打磨托板72连同安装在其上方的可控式打磨机构8移动到壳体筒身内需要加工的位置；

e、抬刀打磨：当可控式打磨机构8移动到待加工处，启动笔形汽缸84与打磨驱动电机81，使转动磨刀83抬起到指定位置打磨加工，打磨过程中同时启动吸尘系统4，用吸尘口43将打磨下的碎屑收集到集尘箱41内

f、磨面处理：打磨过程调整笔形汽缸84的气压和通气方向，可以控制打磨的深度和打磨的启停，并且在第二托板机构7的配合下可实现分段式打磨的效果。

实施例2：

与上述实施例1不同之处在于，处理装置还包括有输线机构9，输线机构9包括，输线棍和输线电机，在处理步骤c与步骤d中，启动输线电机释放缠绕在输线棍上的线材，保证相关电线和气管的同步协同运动。

Claims

1.一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，包括：加工台（1）、壳体转动机构（2）、数控系统（3）和吸尘系统（4），所述加工台（1）上设置有第一托板机构（5）和壳体支撑机构（6）；

所述第一托板机构（5）包括，滑动托台（51）、导轨（52）、第一伺服电机（53）和第一定位丝杆（54），所述导轨（52）安装在所述加工台（1）顶部，所述滑动托台（51）顶部设置有第二托板机构（7）；

所述壳体支撑机构（6）包括，升降台板（61）和支撑架（62），所述支撑架（62）设置在所述升降台板（61）顶部，所述支撑架（62）上部设置有环形架（621），所述环形架内圈设置有辊子（622）；

所述第二托板机构（7）包括，合金滑轨（71）、打磨托板（72）、第二伺服电机（73）、第二定位丝杆（74）和齿轮调速箱（75），所述第二伺服电机（73）通过齿轮调速箱（75）与所述第二定位丝杆（74）相连，所述打磨托板（72）上设置有可控式打磨机构（8），所述打磨托板（72）底部设置有螺纹连接部，所述打磨托板（72）通过所述螺纹连接部与所述第二定位丝杆（74）相连。

2.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述可控式打磨机构（8）包括，打磨驱动电机（81）、软轴（82）、转动磨刀（83）、笔形汽缸（84）、L形连杆（85）、磨头升降滑块（86）和磨头升降滑杆（87）；所述打磨驱动电机（81）通过所述软轴（82）与所述转动磨刀（83）相连；所述打磨托板（72）上设置有第一铰接头与第二铰接头，所述L形连杆（85）包括折角相连的短杆与长杆，所述笔形汽缸（84）的缸体与所述第一铰接头相连，所述笔形汽缸（84）的杆体与所述L形连杆（85）的短杆末端相铰接，所述L形连杆（85）的折角处铰接在所述第二铰接头处，所述L形连杆（85）的长杆末端与所述磨头升降滑块（86）相连；所述磨头升降滑块（86）上设置有竖槽（861），所述打磨托板（72）对应所述磨头升降滑块（86）下方设置有横槽（871），所述磨头升降滑杆（87）的两端分别设置在所述竖槽（861）于所述横槽（871）内，所述转动磨刀（83）设置在所述磨头升降滑块（86）顶部。

3.根据权利要求2所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述吸尘系统（4）包括，集尘箱（41）、抽气泵、吸尘管（42）和吸尘口（43），所述吸尘口（43）设置在所述打磨托板（72）贴近所述转动磨刀（83）处，所述吸尘管（42）两端分别与所述集尘箱（41）与所述吸尘口（43）相连。

4.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述壳体转动机构（2）包括，驱动转盘（21）、夹持卡抓（22）和托板夹（23），所述驱动转盘（21）为通过变频电机与变速箱驱动的中空转盘，所述夹持卡抓（22）可调式安装在所述驱动转盘（21）上，所述托板夹（23）设置在所述驱动转盘（21）内侧，并于所述合金滑轨（71）平齐。

5.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述处理装置还设置有输线机构（9），所述输线机构（9）包括，输线棍和输线电机。

6.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，合金滑轨（71）由高强度合金型材制成，其截面为多孔矩形结构，该矩形截面的宽度大于高度，并包括有，丝杆槽区（711）、托板滑槽区（712）以及若干由交叉设置的加强筋条形成的三角加强区（713）；所述第二定位丝杆（74）通过所述丝杆槽区（711）隐藏在所述合金滑轨（71）内，所述打磨托板（72）底部设置有用以与所述托板滑槽区（712）匹配的导向块（721）。

7.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述滑动托台（51）顶部设置有倒三角结构的托板。

8.根据权利要求1所述的一种筒状壳体内表面的多段式处理装置，其特征在于，所述数控系统（3）包括，数控屏、PLC、伺服控制器、变频器、距离感应器、速度传感器和电磁开关。