CN218194167U - 一种钻夹头内芯轴的加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机床的技术领域，涉及一种钻夹头内芯轴的加工设备，包括：磨床底座，磨床底座的左侧设置有纵向滑轨，右侧设置有第一横向滑轨和第二横向滑轨；工装夹具机构，包括滑移设置在纵向滑轨上的夹具工作台，所述夹具工作台上设置有动力装置驱动的工件主轴；外圆磨削机构，包括滑移设置在第一横向滑轨上的外圆磨削工作台，所述外圆磨削工作台上设置有动力装置驱动的外圆磨削主轴；内圆磨削机构，包括滑移设置在第二横向滑轨上的内圆磨削工作台，所述内圆磨削工作台上设置有动力装置驱动的内圆磨削主轴；桁架。本实用新型提供的钻夹头内芯轴的加工设备，可以在同一设备上完成多个工序的加工。

Description

一种钻夹头内芯轴的加工设备

技术领域

本实用新型属于机床的技术领域，涉及一种钻夹头内芯轴的加工设备。

背景技术

钻夹头内芯轴是一种较为复杂的轴类工件，包括管形中空轴，轴的外圆上设置有一圈凸起的台阶，将轴的外圆分割成台阶外侧外圆和台阶内侧外圆，轴的内圆内端为螺纹内圆，外端为锥形内圆，在磨削的加工工序中，需要对钻夹头内芯轴的台阶外侧外圆、台阶内侧外圆、台阶的两个端面、锥形内圆进行磨削加工。在现有的机床设备中，往往需要多台设备才可以完成加工，致使加工工序繁琐，效率不高，还会对加工精度造成影响。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种钻夹头内芯轴的加工设备，可以在同一设备上完成多个工序的加工，从而简化了工序，提高了加工效率和加工精度。

为解决上述技术问题，本实用新型的目的通过下述技术方案得以实现：

一种钻夹头内芯轴的加工设备，包括：

磨床底座，磨床底座的左侧设置有纵向滑轨，右侧设置有第一横向滑轨和第二横向滑轨；

工装夹具机构，包括滑移设置在纵向滑轨上的夹具工作台，所述夹具工作台上设置有动力装置驱动的工件主轴，所述工件主轴的输出端设置有工件夹具，所述工件夹具的端部设置有连接头，所述连接头上设置有与钻夹头内芯轴的内螺纹螺接的外螺纹；

外圆磨削机构，包括滑移设置在第一横向滑轨上的外圆磨削工作台，所述外圆磨削工作台上设置有动力装置驱动的外圆磨削主轴，所述外圆磨削主轴上安装有磨削外圆和端面的外圆磨削砂轮；

内圆磨削机构，包括滑移设置在第二横向滑轨上的内圆磨削工作台，所述内圆磨削工作台上设置有动力装置驱动的内圆磨削主轴，所述内圆磨削主轴上安装有磨削内圆的内圆磨削砂轮；

桁架，所述桁架架设在磨床底座的上方，所述桁架上设置有夹持工件的机械手，所述机械手配合旋转的工件主轴完成上料。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述第一横向滑轨分布在后侧，第二横向滑轨分布在前侧。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述夹具工作台、外圆磨削工作台、内圆磨削工作台均采用高刚性运动工作台，高刚性直线导轨和滚珠丝杠副与伺服电机直联传动。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述工件主轴采用高刚性结构工件旋转主轴，通过伺服马达直驱+编码器闭环控制。所述外圆磨削主轴、内圆磨削主轴采用高刚性气密封式内冷电主轴，其磨头架采用高刚性卧式抗震结构。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述桁架一侧的中层设置有纵向导轨，所述纵向导轨上滑设有一对放置有工件的料盘，所述桁架的横梁上设置有横向导轨，所述横向导轨上滑移设置有沿竖直方向分布的机械臂，所述机械臂的下端转动设置有一对机械手，所述机械手往返于料盘与上料工位之间。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述第二横向滑轨与磨床底座之间设置有角度调节板，所述角度调节板与磨床底座固定连接，角度调节板上设置有弧形轨道，所述第二横向滑轨沿弧形轨道转动设置。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述第二横向滑轨的转动幅度为以横向为基准的±15°。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述工件夹具的外圆上安装有修整外圆磨削砂轮的金刚石修整滚轮，所述金刚石修整滚轮与工件主轴同轴设置且位于连接头的左侧。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述工件主轴内同轴设置有拉紧气缸，所述拉紧气缸的活塞杆滑设在工件夹具内，所述活塞杆与工件夹具之间设置有套筒，所述连接头设置在活塞杆的前端。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述工件主轴、外圆磨削主轴和内圆磨削主轴的上方均设置有水冷喷洒装置，所述水冷喷洒装置向磨削部位喷洒冷却水，所述水冷喷洒装置与加工设备外的冷却水供水装置连接。进一步的，所述磨床底座的台面设置有倾斜式回流槽。

在上述的一种钻夹头内芯轴的加工设备中，所述外圆磨削主轴与内圆磨削主轴相近的一侧转动设置有探针安装座，所述探针安装座上设置有检测探针，所述检测探针摆动到水平位置时位于工件夹具上方，在水平的检测位可检测工件的端面状态。

上述钻夹头内芯轴的加工方法是：所述钻夹头内芯轴在同一加工设备上完成外圆、内圆及台阶端面的加工，所述加工方法包括以下步骤：

(1)上料，通过机械手夹持料盘上的钻夹头内芯轴，移动到上料工位，将钻夹头内芯轴套设到工件夹具的连接头上，之后旋转工件主轴，连接头随之旋转，同时机械手夹持钻夹头内芯轴向连接头的方向移动，使得钻夹头内芯轴与连接头形成螺接固定结构，机械手松开钻夹头内芯轴，最后通过工件主轴内的拉紧气缸拉紧钻夹头内芯轴完成上料；

(2)外圆及台阶端面的加工，工件夹具夹持待加工的钻夹头内芯轴纵向移动到外圆加工工位，外圆磨削主轴横向移动到外圆加工工位，之后配合外圆磨削主轴的横向进给，依次完成钻夹头内芯轴台阶外侧的外圆及端面的磨削加工；采用同样的方式，依次完成钻夹头内芯轴台阶内侧的外圆及端面的磨削加工；

(3)内圆的加工，工件夹具夹持已完成外圆和端面加工的钻夹头内芯轴纵向移动到内圆加工工位，内圆磨削主轴转动至内圆锥面所需要的角度，之后内圆磨削主轴横向移动到内圆加工工位，之后配合内圆磨削主轴的横向进给，完成钻夹头内芯轴的锥形内圆的加工；

(4)下料，完成加工的钻夹头内芯轴通过机械手下料至料盘。

上述方法还包括，通过安装在工件夹具外圆上的金刚石修整滚轮修整外圆磨削砂轮。

上述方法还包括，通过电子探针测量钻夹头内芯轴的端面，以确定其装夹状态。

本实用新型和现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本实用新型提供了一种钻夹头内芯轴的加工设备和加工方法，可以在同一设备上一次性对钻夹头内芯轴的台阶外侧外圆、台阶内侧外圆、台阶的两个端面、锥形内圆进行磨削加工。从而简化了工序，提高了加工效率和加工精度。

2、本实用新型改进了钻夹头内芯轴的装夹方式，通过带有外螺纹的连接头与机械手配合以螺接的方式进行装夹，同时利用拉紧气缸进一步拉紧钻夹头内芯轴，解决了钻夹头内芯轴装夹不便的缺点。

3、本实用新型改进了内圆加工的进刀方式，根据钻夹头内芯轴内圆的磨削角度，可以直接通过工作台进行角度调整，使内磨砂轮始终走直线运动，无需插补磨削，可获得更高的光洁度和精度。

4、本实用新型采用复合工件主轴，在工件主轴的输出端复合有金刚石修整滚轮，金刚石修整滚轮作为砂轮的快速修整，此结构可减少因修整砂轮所产生的多余运动轨迹时间。

附图说明

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是本实用新型去除桁架后的立体图；

图4是本实用新型工件主轴的立体图；

图5是本实用新型工件主轴的剖视图；

附图标记：1、磨床底座；2、纵向滑轨；3、第一横向滑轨；4、第二横向滑轨；5、夹具工作台；6、工件主轴；7、工件夹具；8、连接头；9、钻夹头内芯轴；10、外圆磨削工作台；11、外圆磨削主轴；12、外圆磨削砂轮；13、内圆磨削工作台；14、内圆磨削主轴；15、内圆磨削砂轮；16、桁架；17、机械手；18、纵向导轨；19、料盘；20、横向导轨；21、机械臂；22、角度调节板；23、弧形轨道；24、金刚石修整滚轮；25、拉紧气缸；26、活塞杆；27、套筒；28、水冷喷洒装置；29、探针安装座；30、检测探针。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1-5：

一种钻夹头内芯轴的加工设备，包括：

磨床底座1，磨床底座1的左侧设置有纵向滑轨2，右侧设置有上下分布的第一横向滑轨3和第二横向滑轨4；

工装夹具机构，包括滑移设置在纵向滑轨2上的夹具工作台5，所述夹具工作台5上设置有动力装置驱动的工件主轴6，所述工件主轴6的输出端设置有工件夹具7，所述工件夹具7的端部设置有连接头8，所述连接头8上设置有与钻夹头内芯轴9的内螺纹螺接的外螺纹；

外圆磨削机构，包括滑移设置在第一横向滑轨3上的外圆磨削工作台10，所述外圆磨削工作台10上设置有动力装置驱动的外圆磨削主轴11，所述外圆磨削主轴11上安装有磨削外圆和端面的外圆磨削砂轮12；

内圆磨削机构，包括滑移设置在第二横向滑轨4上的内圆磨削工作台13，所述内圆磨削工作台13上设置有动力装置驱动的内圆磨削主轴14，所述内圆磨削主轴14上安装有磨削内圆的内圆磨削砂轮15；

桁架16，所述桁架16架设在磨床底座1的上方，所述桁架16上设置有夹持工件的机械手17，所述机械手17配合旋转的工件主轴6完成上料。

上述夹具工作台5、外圆磨削工作台10、内圆磨削工作台13均采用高刚性运动工作台，高刚性直线导轨和滚珠丝杠副与伺服电机直联传动。工作时进给稳定、精度高、寿命长、灵敏度高，可实现较高的动态刚性和进给精度。

上述工件主轴6采用高刚性结构工件旋转主轴，通过伺服马达直驱+编码器闭环控制，此结构满足了主轴各种高低转速的快速切换。所述外圆磨削主轴11、内圆磨削主轴14采用高刚性气密封式内冷电主轴，其磨头架采用高刚性卧式抗震结构。

为了提高上下料的效率，本实施例的加工设备还包括上下料设备，所述桁架16一侧的中层设置有纵向导轨18，所述纵向导轨18上滑设有一对放置有工件的料盘19，所述桁架16的横梁上设置有横向导轨20，所述横向导轨20上滑移设置有沿竖直方向分布的机械臂21，所述机械臂21的下端设置有一对机械手17，所述机械手17往返于料盘19与上料工位之间。优选的，所述料盘19包括上料料盘19和下料料盘19，分别放置待加工的工件和已加工的工件，所述上料料盘19中的工件可以采用手工上料，也可以采用机械手17上料，所述下料料盘19的工件可以采用手工上料，也可以采用机械手17上料。所述机械手17轮流抓取工件以提高工作效率。

为了更方便的磨削锥形内圆，所述第二横向滑轨4与磨床底座1之间设置有角度调节板22，所述角度调节板22与磨床底座1固定连接，角度调节板22上设置有弧形轨道23，所述第二横向滑轨4沿弧形轨道23转动设置。工作时先通过工作台进行角度调整，再进行内圆磨削砂轮15的进刀，使内磨砂轮始终走直线运动，无需插补磨削，可获得更高的光洁度和精度。

优选的，上述第二横向滑轨4的转动幅度为以横向为基准的±15°。

为了更好的修整外圆磨削砂轮12，所述工件夹具7的外圆上安装有修整外圆磨削砂轮12的金刚石修整滚轮24，所述金刚石修整滚轮24与工件主轴6同轴设置且位于连接头8的左侧。金刚石修整滚轮24作为砂轮的快速修整，此结构可减少因修整砂轮所产生的多余运动轨迹时间。

为了更好的装夹钻夹头内芯轴9，所述工件主轴6内同轴设置有拉紧气缸25，所述拉紧气缸25的活塞杆26滑设在工件夹具7内，所述活塞杆26与工件夹具7之间设置有套筒27，所述连接头8设置在活塞杆26的前端。当钻夹头内芯轴9于连接头8拧紧后，拉紧气缸25通过连接头8将钻夹头内芯轴9拉向工件夹具7，从而使钻夹头内芯轴9装夹的更加牢固。

上述工件主轴6、外圆磨削主轴11和内圆磨削主轴14的上方均设置有水冷喷洒装置28，所述水冷喷洒装置28向磨削部位喷洒冷却水，用于冷却磨削时产生的高温，所述水冷喷洒装置28与加工设备外的冷却水供水装置连接。进一步的，所述磨床底座1的台面设置有倾斜式回流槽，这种设计使磨削液回流及排屑非常通畅，同时也作为床身冷却。

上述外圆磨削主轴11与内圆磨削主轴14相近的一侧转动设置有探针安装座29，所述探针安装座29上设置有检测探针30，所述检测探针30摆动到水平位置时位于工件夹具7上方，在水平的检测位可检测工件的端面状态。可有效避免因前工序加工误差导致空磨削时间，提高效率和加工精度。

采用上述加工设备加工钻夹头内芯轴9的过程是：

(1)上料，上料料盘19沿纵向导轨18移动到机械手17对应的上料工位，通过机械手17夹持上料料盘19上的钻夹头内芯轴9，沿横向导轨20移动到工件夹具7对应的上料工位，将钻夹头内芯轴9套设到工件夹具7的连接头8上，之后旋转工件主轴6，连接头8随之旋转，同时机械手17夹持钻夹头内芯轴9向连接头8的方向移动，使得钻夹头内芯轴9与连接头8形成螺接固定结构，机械手17松开钻夹头内芯轴9，工件主轴6内的拉紧气缸25通过连接头8拉动钻夹头内芯轴9向工件夹具7的方向移动，拉紧钻夹头内芯轴9后完成上料；

(2)外圆及台阶端面的加工，工件夹具7夹持待加工的钻夹头内芯轴9纵向移动到外圆加工工位，外圆磨削主轴11横向移动到外圆加工工位，电子探针转动至检测工位，通过电子探针检测钻夹头内芯轴9的端面，检测完毕后电子探针复位，之后配合外圆磨削主轴11的横向进给，动力装置分别带动工件主轴6和外圆磨削主轴11旋转，依次完成钻夹头内芯轴9台阶外侧的外圆及端面的磨削加工；之后重新调整工件夹具7和外圆磨削主轴11的位置，采用同样的方式，依次完成钻夹头内芯轴9台阶内侧的外圆及端面的磨削加工；

(3)内圆的加工，工件夹具7夹持已完成外圆和端面加工的钻夹头内芯轴9纵向移动到内圆加工工位，外圆磨削主轴11复位，内圆磨削主轴14转动至内圆锥面所需要的角度，之后内圆磨削主轴14横向移动到内圆加工工位，之后配合内圆磨削主轴14的横向进给，动力装置分别带动工件主轴6和内圆磨削主轴14旋转，完成钻夹头内芯轴9的锥形内圆的加工；

(4)下料，完成加工的钻夹头内芯轴9随工件夹具7移动到下料工位，拉紧气缸25的活塞杆26伸出，使钻夹头内芯轴9向远离工件夹具7的方向移动，之后通过机械手17夹紧钻夹头内芯轴9，旋转工件主轴6，连接头8随之旋转，同时机械手17夹持钻夹头内芯轴9向远离连接头8的方向移动，使得钻夹头内芯轴9与连接头8脱离，之后机械手17夹持钻夹头内芯下料至下料料盘19。

(5)修整，当需要修整砂轮时，工件主轴6带动金刚石修整滚轮24移动到修整工位，外圆磨削主轴11带动外圆磨削砂轮12移动到修整工位，金刚石修整滚轮24与外圆磨削砂轮12接触，进行修整作业。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，包括：

磨床底座(1)，磨床底座(1)的左侧设置有纵向滑轨(2)，右侧设置有第一横向滑轨(3)和第二横向滑轨(4)；

工装夹具机构，包括滑移设置在纵向滑轨(2)上的夹具工作台(5)，所述夹具工作台(5)上设置有动力装置驱动的工件主轴(6)，所述工件主轴(6)的输出端设置有工件夹具(7)，所述工件夹具(7)的端部设置有连接头(8)，所述连接头(8)上设置有与钻夹头内芯轴(9)的内螺纹螺接的外螺纹；

外圆磨削机构，包括滑移设置在第一横向滑轨(3)上的外圆磨削工作台(10)，所述外圆磨削工作台(10)上设置有动力装置驱动的外圆磨削主轴(11)，所述外圆磨削主轴(11)上安装有磨削外圆和端面的外圆磨削砂轮(12)；

内圆磨削机构，包括滑移设置在第二横向滑轨(4)上的内圆磨削工作台(13)，所述内圆磨削工作台(13)上设置有动力装置驱动的内圆磨削主轴(14)，所述内圆磨削主轴(14)上安装有磨削内圆的内圆磨削砂轮(15)；

桁架，所述桁架(16)架设在磨床底座(1)的上方，所述桁架(16)上设置有夹持工件的机械手(17)，所述机械手(17)配合旋转的工件主轴(6)完成上料。

2.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述桁架(16)一侧的中层设置有纵向导轨(18)，所述纵向导轨(18)上滑设有一对放置有工件的料盘(19)，所述桁架(16)的横梁上设置有横向导轨(20)，所述横向导轨(20)上滑移设置有沿竖直方向分布的机械臂(21)，所述机械臂(21)的下端转动设置有一对机械手(17)，所述机械手(17)往返于料盘(19)与上料工位之间。

3.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述第二横向滑轨(4)与磨床底座(1)之间设置有角度调节板(22)，所述角度调节板(22)与磨床底座(1)固定连接，角度调节板(22)上设置有弧形轨道(23)，所述第二横向滑轨(4)沿弧形轨道(23)转动设置。

4.根据权利要求3所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述第二横向滑轨(4)的转动幅度为以横向为基准的±15°。

5.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述工件夹具(7)的外圆上安装有修整外圆磨削砂轮(12)的金刚石修整滚轮(24)，所述金刚石修整滚轮(24)与工件主轴(6)同轴设置且位于连接头(8)的左侧。

6.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述工件主轴(6)内同轴设置有拉紧气缸(25)，所述拉紧气缸(25)的活塞杆(26)滑设在工件夹具(7)内，所述活塞杆(26)与工件夹具(7)之间设置有套筒(27)，所述连接头(8)设置在活塞杆(26)的前端。

7.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述工件主轴(6)、外圆磨削主轴(11)和内圆磨削主轴(14)的上方均设置有水冷喷洒装置(28)，所述水冷喷洒装置(28)向磨削部位喷洒冷却水，所述水冷喷洒装置(28)与加工设备外的冷却水供水装置连接；所述磨床底座(1)的台面设置有倾斜式回流槽。

8.根据权利要求1所述的一种钻夹头内芯轴的加工设备，其特征在于，所述外圆磨削主轴(11)与内圆磨削主轴(14)相近的一侧转动设置有探针安装座(29)，所述探针安装座(29)上设置有检测探针(30)，所述检测探针(30)摆动到水平位置时位于工件夹具(7)上方，在水平的检测位可检测工件的端面状态。

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