CN223748565U - 细长杆工件加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种细长杆工件加工装置，包括床身、主轴、滑板和顶尖，还包括安装在滑板上的环绕式切削装置。细长杆工件穿过环绕式切削装置的中心孔；环绕式切削装置还包括围绕中心孔圆周均布的四个滑块、第一电机、同步传动机构和离合机构等。本实用新型采用环绕式切削装置代替传统的刀架，四组刀具可对工件同步切削，不仅提高了粗车外圆的效率，而且避免了工件在粗加工阶段容易弯曲的问题，切换至单刀模式后可进行螺旋槽的加工，省去了切换到普通车床上重新装夹的操作。

Description

细长杆工件加工装置

技术领域

本实用新型涉及一种机加工装置，具体是一种加工细长杆工件的装置。

背景技术

在机械加工领域，带有螺纹特征的细长杆（如丝杠、螺杆等）的加工主要是在车床上进行：先将工件一端固定在主轴的卡盘上，另一端由顶尖支撑，当工件在主轴的驱动下高速时，夹持车刀的刀架跟随滑板沿工件的轴向方向移动，完成车削加工。车削时，先对细长杆的外圆进行粗加工，去除多余材料；然后，调整刀架位置和角度，加工出螺纹的螺旋槽部分。

然而，传统的加工方式存在以下缺陷：首先，在粗车外圆阶段，由于只有一把车刀进行加工，导致加工效率低下。另一方面，粗加工时切削量较大，而细长杆本身刚性较差，在单向受力的情况下容易产生弯曲，导致加工精度降低，甚至产生废品。

实用新型内容

本实用新型提出了一种细长杆工件加工装置，其目的是：解决粗加工外圆时加工效率低下和工件易弯曲的问题。

本实用新型技术方案如下：

一种细长杆工件加工装置，包括床身，所述床身上安装有主轴、滑板和顶尖，所述主轴上安装有卡盘，细长杆工件的一端安装在卡盘上、另一端与顶尖配合连接，还包括安装在滑板上的环绕式切削装置；

所述环绕式切削装置包括本体，所述本体上设有水平的中心孔，细长杆工件穿过所述中心孔；环绕式切削装置还包括围绕中心孔圆周均布的四个滑块，所述滑块与本体滑动连接以实现沿中心孔径向方向的移动；滑块的内端用于安装刀具；滑块上还连接有螺母套，所述螺母套中安装有丝杆；

所述环绕式切削装置还包括安装在本体上的第一电机和同步传动机构，所述同步传动机构的输入端与所述第一电机相连接，同步传动机构具有四个作为输出端的驱动轴，四个驱动轴与四个丝杆一一对应，驱动轴及丝杆均通过转动连接方式安装在本体上，其中三个驱动轴与对应的丝杆为固定连接或为一体，另一驱动轴通过离合机构与对应的丝杆传动连接；

所述环绕式切削装置还包括安装在本体上的第二电机，所述第二电机通过中间传动机构和所述离合机构与另一驱动轴对应的丝杆相连接；

当离合机构处于第一工位时，另一驱动轴控制对应的丝杆旋转，当离合机构处于第二工位时，中间传动机构控制该丝杆旋转。

作为所述细长杆工件加工装置的进一步改进：所述同步传动机构包括齿圈，还包括四组与各滑块分别相对应的第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第一伞齿轮和第二伞齿轮；

所述齿圈通过轴承安装在本体上，所述第一电机通过齿轮传动方式驱动齿圈转动；

各第一传动齿轮通过转动连接方式安装在本体上、分别与齿圈的内齿相啮合，第二传动齿轮和第一传动齿轮固定连接，第二传动齿轮与对应的通过转动连接方式安装在本体上的第三传动齿轮相啮合，第一伞齿轮与第三传动齿轮固定连接，且第一伞齿轮与安装在驱动轴上的第二伞齿轮相啮合。

作为所述细长杆工件加工装置的进一步改进：所述离合机构包括从动带轮、中间齿盘和驱动齿盘；

所述驱动齿盘安装在对应的驱动轴的端部，所述中间齿盘通过花键配合方式套装在对应的丝杆上，所述从动带轮通过轴承安装在丝杆上；

所述中间齿盘位于驱动齿盘和从动带轮之间，中间齿盘两侧端面均设有端齿，驱动齿盘靠近中间齿盘的一侧以及从动带轮靠近中间齿盘的一侧均设有端齿；

所述中间传动机构包括主动带轮和同步带，所述主动带轮安装在第二电机的输出轴上，主动带轮通过同步带与从动带轮相连接。

作为所述细长杆工件加工装置的进一步改进：所述离合机构还包括通过轴承套装在中间齿盘外侧的滑套以及扳动滑套移动的离合操控装置。

作为所述细长杆工件加工装置的进一步改进：所述离合操控装置包括推杆和转动杆，所述推杆安装在本体上；转动杆的中部与本体转动连接，两端分别设有滑槽，一端滑槽与推杆末端的第一限位柱相配合、另一端滑槽与滑套上的第二限位柱相配合。

作为所述细长杆工件加工装置的进一步改进：所述细长杆工件的一端安装有连接盘，所述顶尖与该连接盘上的中心孔相配合。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型采用环绕式切削装置代替传统的刀架，它具有四组围绕工件设置的滑块，安装在滑块上的四组刀具可对工件同步切削，不仅提高了粗车外圆的效率，而且刀具是对称设置的，径向作用力可相互抵消，避免了工件在粗加工阶段容易弯曲的问题。

2、本实用新型还通过第二电机、中间传动机构和离合机构实现了对其中一个滑块的独立控制，在加工外圆后，可切换到单刀模式，完成螺纹槽的加工，从而省去了切换到普通车床上重新装夹的操作。

附图说明

图1为本装置的整体结构示意图；

图2为环绕式切削装置的正视图；

图3为图2的A-A局部剖视图；

图4为环绕式切削装置的内部传动结构示意图；

图5为图4的B部分局部放大图；

图6为推杆、转动杆及滑套等部分的结构示意图。

附图标记包括：

1、卡盘，2、滑板，3、环绕式切削装置，4、连接盘，5、顶尖，3-1、第一电机，3-2、本体，3-3、第二电机，3-4、主动带轮，3-5、从动带轮，3-6、丝杆，3-7、中间齿盘，3-8、滑套，3-9、驱动齿盘，3-10、驱动轴，3-11、第二伞齿轮，3-12、第一伞齿轮，3-13、齿圈，3-14、滑块，3-15、螺母套，3-16、第一传动齿轮，3-17、第二传动齿轮，3-18、第三传动齿轮，3-19、转动杆，3-20、推杆。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1，一种细长杆工件加工装置，其结构与传统车床相近：包括床身，所述床身上安装有主轴、滑板2和顶尖5。所述主轴上安装有卡盘1，细长杆工件的一端安装在卡盘1上，另一端通过锁紧螺钉安装有连接盘4，连接盘4上的中心孔与顶尖5相配合。连接盘4的作用是解决细长杆直径较小，无法钻取合适的中心孔与顶尖紧密接触的问题。

进一步地，所述细长杆工件加工装置还包括安装在滑板2上的环绕式切削装置3，以代替传统车床上的刀架。

如图2至5，所述环绕式切削装置3包括本体3-2，所述本体3-2上设有水平的中心孔，细长杆工件穿过所述中心孔。

环绕式切削装置3还包括围绕中心孔圆周均布的四个滑块3-14，所述滑块3-14与本体3-2滑动连接以实现沿中心孔径向方向的移动。

如图2，滑块3-14的内端用于安装刀具，刀具安装环绕工件设置，可进行快速切削。

如图3和4，滑块3-14上还连接有螺母套3-15，所述螺母套3-15中安装有丝杆3-6。当丝杆3-6转动时，将驱动螺母套3-15和滑块3-14沿径向方向移动，调整刀具的位置。

所述环绕式切削装置3还包括安装在本体3-2上的第一电机3-1和同步传动机构，所述同步传动机构的输入端与所述第一电机3-1相连接，同步传动机构具有四个作为输出端的驱动轴3-10，四个驱动轴3-10与四个丝杆3-6一一对应，为丝杆提供动力驱动四个滑块3-14同步移动。

具体地，所述同步传动机构包括齿圈3-13，还包括四组与各滑块3-14分别相对应的第一传动齿轮3-16、第二传动齿轮3-17、第三传动齿轮3-18、第一伞齿轮3-12和第二伞齿轮3-11。

所述齿圈3-13通过轴承安装在本体3-2上，所述第一电机3-1输出轴上安装的齿轮与中间齿轮啮合，中间齿轮与齿圈3-13的外齿啮合，从而驱动齿圈3-13转动。

如图4和5，各第一传动齿轮3-16通过转动连接方式安装在本体3-2上、分别与齿圈3-13的内齿相啮合。第二传动齿轮3-17和第一传动齿轮3-16固定连接。第二传动齿轮3-17与对应的通过转动连接方式安装在本体3-2上的第三传动齿轮3-18相啮合。第一伞齿轮3-12与第三传动齿轮3-18固定连接，且第一伞齿轮3-12与安装在驱动轴3-10上的第二伞齿轮3-11相啮合。当齿圈3-13转动时，将带动第一传动齿轮3-16、第二传动齿轮3-17、第三传动齿轮3-18、第一伞齿轮3-12和第三伞齿轮3-11转动，从而带动四个驱动轴3-10同步转动。

进一步地，驱动轴3-10及丝杆3-6均通过转动连接方式安装在本体3-2上，其中三个驱动轴3-10与对应的丝杆3-6为固定连接或为一体，另一驱动轴3-10通过离合机构与对应的丝杆3-6传动连接。

如图2和3，所述离合机构包括从动带轮3-5、中间齿盘3-7和驱动齿盘3-9。

所述驱动齿盘3-9安装在对应的驱动轴3-10的端部，所述中间齿盘3-7通过花键配合方式套装在对应的丝杆3-6上，它与丝杆3-6始终同步转动，但同时也可以左右移动。所述从动带轮3-5通过轴承安装在丝杆3-6上，当它未与中间齿盘啮合时可以相对于丝杆3-6自由转动。

所述中间齿盘3-7位于驱动齿盘3-9和从动带轮3-5之间，中间齿盘3-7两侧端面均设有端齿，驱动齿盘3-9靠近中间齿盘3-7的一侧以及从动带轮3-5靠近中间齿盘3-7的一侧均设有端齿。当中间齿盘3-7向左或向右移动，使某一侧的端齿相互啮合时，驱动齿盘3-9或从动带轮3-5可以通过中间齿盘3-7带动丝杆3-6转动。

如图2、图3和图6，所述离合机构还包括通过轴承套装在中间齿盘3-7外侧的滑套3-8以及扳动滑套3-8移动的离合操控装置，用于实现工作模式的切换。具体地，所述离合操控装置包括推杆3-20和转动杆3-19，所述推杆3-20安装在本体3-2上。转动杆3-19的中部与本体3-2转动连接，两端分别设有滑槽，一端滑槽与推杆3-20末端的第一限位柱相配合、另一端滑槽与滑套3-8上的第二限位柱相配合。所述推杆3-20为气缸或电动推杆3-20，如图6，当其自由端向右伸出时，将驱动转动杆3-19逆时针转动，从而使中间齿盘3-7与左侧的驱动齿盘3-9啮合，当推杆3-20自由端向左缩回时，将驱动转动杆3-19顺时针转动，从而使中间齿盘3-7与右侧的从动带轮3-5啮合。

所述环绕式切削装置3还包括安装在本体3-2上的第二电机3-3，所述第二电机3-3通过中间传动机构和所述离合机构与另一驱动轴3-10对应的丝杆3-6相连接。本实施例中，所述中间传动机构包括主动带轮3-4和同步带，所述主动带轮3-4安装在第二电机3-3的输出轴上，主动带轮3-4通过同步带与从动带轮3-5相连接。

工作时，先装夹好细长杆工件，然后控制离合机构确保中间齿盘3-7与驱动齿盘3-9啮合，此时处于四刀同步模式下，四个丝杆3-6都是在第一电机3-1的驱动下转动，实现四个滑块3-14和刀具的同步移动。之后启动主轴，使工件高速转动，同时控制四个刀具同时到达指定的切削深度，然后控制滑板2移动，完成外圆的车削。外圆加工完成后，四个滑块3-14同时移动到远离工件的位置，然后推杆3-20动作，使中间齿盘3-7与驱动齿盘3-9脱开、与从动带轮3-5啮合，切换至单刀模式，之后由第二电机3-3控制对应的一把刀具单独径向移动到指定切削深度，与主轴配合完成螺旋槽的加工。

加工螺旋槽时，虽然工件处于单向受力的状态，但由于外圆已完成加工，切削深度更易于控制、也更加稳定，而且为了保证加工精度，螺旋槽一般会采用多次加工的方式，每次的切削深度都较小，因此受力有限，不容易出现弯曲的情况。如果需要加大切削深度，也可以在滑板2上增加随动式中心架，保证切削部位的刚性。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。本实用新型的范围由权利要求而不是上述说明限定。

Claims (6)

1.一种细长杆工件加工装置，包括床身，所述床身上安装有主轴、滑板（2）和顶尖（5），所述主轴上安装有卡盘（1），细长杆工件的一端安装在卡盘（1）上、另一端与顶尖（5）配合连接，其特征在于：还包括安装在滑板（2）上的环绕式切削装置（3）；

所述环绕式切削装置（3）包括本体（3-2），所述本体（3-2）上设有水平的中心孔，细长杆工件穿过所述中心孔；环绕式切削装置（3）还包括围绕中心孔圆周均布的四个滑块（3-14），所述滑块（3-14）与本体（3-2）滑动连接以实现沿中心孔径向方向的移动；滑块（3-14）的内端用于安装刀具；滑块（3-14）上还连接有螺母套（3-15），所述螺母套（3-15）中安装有丝杆（3-6）；

所述环绕式切削装置（3）还包括安装在本体（3-2）上的第一电机（3-1）和同步传动机构，所述同步传动机构的输入端与所述第一电机（3-1）相连接，同步传动机构具有四个作为输出端的驱动轴（3-10），四个驱动轴（3-10）与四个丝杆（3-6）一一对应，驱动轴（3-10）及丝杆（3-6）均通过转动连接方式安装在本体（3-2）上，其中三个驱动轴（3-10）与对应的丝杆（3-6）为固定连接或为一体，另一驱动轴（3-10）通过离合机构与对应的丝杆（3-6）传动连接；

所述环绕式切削装置（3）还包括安装在本体（3-2）上的第二电机（3-3），所述第二电机（3-3）通过中间传动机构和所述离合机构与另一驱动轴（3-10）对应的丝杆（3-6）相连接；

当离合机构处于第一工位时，另一驱动轴（3-10）控制对应的丝杆（3-6）旋转，当离合机构处于第二工位时，中间传动机构控制该丝杆（3-6）旋转。

2.如权利要求1所述的细长杆工件加工装置，其特征在于：所述同步传动机构包括齿圈（3-13），还包括四组与各滑块（3-14）分别相对应的第一传动齿轮（3-16）、第二传动齿轮（3-17）、第三传动齿轮（3-18）、第一伞齿轮（3-12）和第二伞齿轮（3-11）；

所述齿圈（3-13）通过轴承安装在本体（3-2）上，所述第一电机（3-1）通过齿轮传动方式驱动齿圈（3-13）转动；

各第一传动齿轮（3-16）通过转动连接方式安装在本体（3-2）上、分别与齿圈（3-13）的内齿相啮合，第二传动齿轮（3-17）和第一传动齿轮（3-16）固定连接，第二传动齿轮（3-17）与对应的通过转动连接方式安装在本体（3-2）上的第三传动齿轮（3-18）相啮合，第一伞齿轮（3-12）与第三传动齿轮（3-18）固定连接，且第一伞齿轮（3-12）与安装在驱动轴（3-10）上的第二伞齿轮（3-11）相啮合。

3.如权利要求1所述的细长杆工件加工装置，其特征在于：所述离合机构包括从动带轮（3-5）、中间齿盘（3-7）和驱动齿盘（3-9）；

所述驱动齿盘（3-9）安装在对应的驱动轴（3-10）的端部，所述中间齿盘（3-7）通过花键配合方式套装在对应的丝杆（3-6）上，所述从动带轮（3-5）通过轴承安装在丝杆（3-6）上；

所述中间齿盘（3-7）位于驱动齿盘（3-9）和从动带轮（3-5）之间，中间齿盘（3-7）两侧端面均设有端齿，驱动齿盘（3-9）靠近中间齿盘（3-7）的一侧以及从动带轮（3-5）靠近中间齿盘（3-7）的一侧均设有端齿；

所述中间传动机构包括主动带轮（3-4）和同步带，所述主动带轮（3-4）安装在第二电机（3-3）的输出轴上，主动带轮（3-4）通过同步带与从动带轮（3-5）相连接。

4.如权利要求3所述的细长杆工件加工装置，其特征在于：所述离合机构还包括通过轴承套装在中间齿盘（3-7）外侧的滑套（3-8）以及扳动滑套（3-8）移动的离合操控装置。

5.如权利要求4所述的细长杆工件加工装置，其特征在于：所述离合操控装置包括推杆（3-20）和转动杆（3-19），所述推杆（3-20）安装在本体（3-2）上；转动杆（3-19）的中部与本体（3-2）转动连接，两端分别设有滑槽，一端滑槽与推杆（3-20）末端的第一限位柱相配合、另一端滑槽与滑套（3-8）上的第二限位柱相配合。

6.如权利要求1至5任一所述的细长杆工件加工装置，其特征在于：所述细长杆工件的一端安装有连接盘（4），所述顶尖（5）与该连接盘（4）上的中心孔相配合。