CN224143543U - 一种长轴中心孔加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种长轴中心孔加工设备，属于机床技术领域。它解决了现有长轴中心孔加工设备效率低等技术问题。一种长轴中心孔加工设备，包括床身总成，床身总成上固定连接前电主轴总成，床身总成包括床架，床架上部具有倾斜斜面，两条Z轴线轨上下平行的设置于倾斜斜面上，Z轴伺服电机和中心轴伺服电机位于两条Z轴线轨之间，Z轴伺服电机连接Z轴丝杆，中心轴伺服电机连接中心轴丝杆，Z轴伺服电机和中心轴伺服电机分别设置于床架的左右两侧，Z轴丝杆和中心轴丝杆的轴向相互平行，Z轴丝杆上螺旋滑动连接有大拖板总成，大拖板总成上滑动连接有小拖板总成。本实用新型对加工长轴提高了同心度、光洁度，提高了加工效率降低了加工成本。

Description

一种长轴中心孔加工设备

技术领域

本实用新型属于机床技术领域，特指一种长轴中心孔加工设备。

背景技术

在机械加工行业中，轴类工件的加工是非常常见的。在轴类工件加工之前，通常需要进行一道辅助工序，即在轴的两端打中心孔。这道工序对于后续的加工至关重要，因为它会影响到整个轴类零件的加工精度和效率。在加工长轴的过程中因径向切削力、自重、离心力等因素导致弯曲和振动，进而影响中心孔的加工精度。此外，长轴毛坯本身可能存在不直、不规则、不光滑等问题，也会增加加工难度和误差。‌

现有技术中，传统的加工方法（如车床、钻床等）对于长轴中心孔的加工存在诸多限制，如需要多次装夹、找正等，操作复杂且耗时较长。同时，由于长轴的特性，加工过程中需要频繁调整设备参数，进一步降低了加工效率‌。现有的数控车床的行程限制可能导致无法对长轴进行全面加工，而普通钻床则可能因夹持不稳或找正困难而无法保证加工精度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种长轴中心孔加工设备。本实用新型要解决的技术问题是如何提供一种能够有效加工超长销轴中心孔的设备。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种长轴中心孔加工设备，包括床身总成，床身总成上固定连接前电主轴总成，前电主轴总成包括三爪卡盘，床身总成包括但不限于床架、Z轴伺服电机、Z轴电机底座、Z轴丝杆、Z轴固定座、中心轴伺服电机、中心轴电机底座、中心轴丝杆、中心轴固定座和Z轴线轨，床架上部具有倾斜斜面，两条Z轴线轨上下平行的设置于倾斜斜面上，Z轴伺服电机和中心轴伺服电机位于两条Z轴线轨之间，Z轴伺服电机连接Z轴丝杆，中心轴伺服电机连接中心轴丝杆，Z轴伺服电机和中心轴伺服电机分别设置于床架的左右两侧，Z轴丝杆和中心轴丝杆的轴向相互平行，Z轴丝杆上螺旋滑动连接有大拖板总成，大拖板总成上滑动连接有小拖板总成，小拖板总成包括小拖板架以及固定在小拖板架上的刀座，大拖板总成上固定连接液压中心架和辅助上料支架，辅助上料支架和液压中心架相对设置，液压中心架和刀座相对设置，中心轴丝杆上螺旋滑动连接有后电主轴总成，后电主轴总成包括中心主轴。

前电主轴总成的三爪卡盘与后电主轴总成的中心主轴均集成于同一床身总成，并且前电主轴总成和后电主轴总成通过相同的两条Z轴线轨实现同步Z轴向移动，避免传统多设备转序导致的重复定位误差。三爪卡盘、辅助上料支架和液压中心架对长轴形成“三点支撑”，抑制长轴因自重或切削力产生的挠曲变形，确保加工轴线直线度。Z轴伺服电机驱动大拖板总成沿Z轴线轨移动，覆盖长轴全长加工行程，突破传统设备行程限制。独立驱动后电主轴总成Z轴向进给，确保中心钻以恒定压力与速度切入工件，避免因手动操作导致的孔径偏差或表面粗糙。

进一步的，大拖板架包括呈阶梯形状并依次升高的第一安装部、第二安装部和第三安装部，第一安装部上固定连接辅助上料支架，第二安装部上固定连接X轴伺服电机，X轴伺服电机连接X轴丝杆，第三安装部上固定连接一条X轴线轨，X轴丝杆和X轴线轨连接小拖板总成，第三安装部的右侧面上固定连接中心架支架，中心架支架向上延伸并高出小拖板架，中心架支架的上部往小拖板架的方向凸出有中心架固定部，中心架固定部固定连接液压中心架。X轴伺服电机控制小拖板总成径向进给，结合刀具对长轴端面的精加工如平端面，为后续中心孔加工提供基准面，减少毛坯不规则对同心度的影响。

进一步的，中心架固定部的上端部固定设置有角度气缸支架，角度气缸支架上固定连接有回转装置，回转装置连接定位装置。长轴一端由三爪卡盘夹持，另一端通过辅助上料支架支撑，定位装置自动缩进并旋转至加工中心线，减少人工找正时间。加工完成后，后电主轴总成自动退回安全点，实现连续加工流程，提升效率。

进一步的，后电主轴总成包括但不限于后电主轴箱、中心主轴、中心钻、后电主轴Z轴滑块，后电主轴Z轴滑块与Z轴线轨滑动连接，后电主轴Z轴滑块上固定连接后电主轴箱，后电主轴箱上端部固定连接中心主轴，中心主轴内连接中心钻。

进一步的，定位装置包括定位摆臂和固定在定位摆臂的端部的定位针，定位针转动并与中心钻的轴线一致或远离中心钻的轴线。

进一步的，中心架固定部的左侧固定连接液压中心架，液压中心架包括液压缸和液压抓，液压抓位于回转装置的下方。通过回转装置驱动定位针旋转至与中心钻轴线对齐，实现长轴端面快速找正，消除毛坯不直带来的初始误差，定位完成后，液压中心架与三爪卡盘先后夹紧长轴，形成刚性固定，减少振动干扰。

进一步的，小拖板架呈7字形，较长部分为滑块固定部，垂直于滑块固定部的为固定座安装部，滑块固定部下端面固定连接X轴滑块，X轴滑块与X轴线轨滑动连接，固定座安装部下端面固定连接X轴固定座，X轴固定座与X轴丝杆螺旋配合，固定座安装部上端面远离液压中心架的一侧固定连接刀座，刀座上固定连接刀具。

进一步的，前电主轴总成包括但不限于前电主轴箱、三爪卡盘、前电机主轴、盘式电机主轴、回转油缸、集水盒，前电主轴箱下端部与床架之间具有安装间隙，Z轴伺服电机位于前电主轴箱下端部与床架之间。

进一步的，中心主轴相对于前电机主轴反向转动。中心主轴相对于前电机主轴反向转动，可以抵消切削过程中的径向力，减少长轴弯曲变形，保障加工稳定性，提升光洁度。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：通过一体化结构、多轴伺服联动和高刚性夹持系统对加工长轴提高了同心度、光洁度，提高了加工效率降低了加工成本。

附图说明

图1是本实用新型主视图。

图2是本实用新型立体图。

图3是本实用新型不带小拖板总成的立体图。

图4是本实用新型大拖板总成和小拖板总成左视图。

图5是本实用新型大拖板总成和小拖板总成立体图一。

图6是本实用新型大拖板总成和小拖板总成立体图二。

图号标记：1、床身总成；101、床架；102、Z轴伺服电机；103、Z轴电机底座；104、Z轴丝杆；105、Z轴固定座；106、中心轴伺服电机；107、中心轴电机底座；108、中心轴丝杆；109、中心轴固定座；110、Z轴线轨；2、前电主轴总成；201、前电主轴箱；202、三爪卡盘；203、前电机主轴；3、大拖板总成；301、大拖板架；3011、第一安装部；3012、第二安装部；3013、第三安装部；302、X轴线轨；303、大拖板Z轴滑块；304、回转装置；305、角度气缸支架；306、X轴电机底座；307、X轴丝杆；308、X轴伺服电机；4、小拖板总成；401、小拖板架；402、刀座；403、刀具；404、X轴滑块；5、液压中心架；501、液压缸；502、液压抓；503、滚动滑轮；6、中心架支架；601、中心架固定部；7、辅助上料支架；8、后电主轴总成；801、后电主轴箱；802、中心主轴；803、中心钻；804、后电主轴Z轴滑块；9、定位装置。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

需要说明的是，本实用新型关于“上”、“下”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所述的装置必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

根据图1至图6所示，一种长轴中心孔加工设备包括但不限于床身总成1、前电主轴总成2、大拖板总成3、小拖板总成4、液压中心架5、中心架支架6、辅助上料支架7、后电主轴总成8和定位装置9。

床身总成1包括但不限于床架101、Z轴伺服电机102、Z轴电机底座103、Z轴丝杆104、Z轴固定座105、中心轴伺服电机106、中心轴电机底座107、中心轴丝杆108、中心轴固定座109和Z轴线轨110。

大拖板总成3包括但不限于大拖板架301、X轴线轨302、大拖板Z轴滑块303、回转装置304、角度气缸支架305、X轴电机底座306、X轴丝杆307和X轴伺服电机308。

后电主轴总成8包括但不限于后电主轴箱801、中心主轴802、中心钻803、后电主轴Z轴滑块804。

床架101上部具有倾斜斜面，两条Z轴线轨110上下平行的设置于倾斜斜面上，两条Z轴线轨110之间设置有平行且相对设置的Z轴丝杆104和中心轴丝杆108，Z轴丝杆104的一端通过Z轴电机底座103内的联轴器连接Z轴伺服电机102，床架101上远离接Z轴伺服电机102的一端设置有用于转动固定Z轴丝杆104的Z轴固定座105，中心轴丝杆108的一端通过中心轴电机底座107内的联轴器连接中心轴伺服电机106，床架101上远离中心轴伺服电机106的一端设置有用于转动固定中心轴丝杆108的中心轴固定座109，Z轴伺服电机102和中心轴固定座109位于床架101的左边、中心轴伺服电机106和Z轴固定座105位于床架101的右边，Z轴伺服电机102、中心轴伺服电机106、Z轴固定座105和中心轴固定座109均位于两条Z轴线轨110之间。两条Z轴线轨110上滑动设置有四块大拖板Z轴滑块303和四块后电主轴Z轴滑块804。大拖板Z轴滑块303上固定设置大拖板架301，大拖板架301上固定设置X轴线轨302，X轴线轨302上滑动设置小拖板总成4。小拖板总成4包括小拖板架401、刀座402、刀具403和X轴滑块404。X轴滑块404与X轴线轨302滑动连接，小拖板架401固定在X轴滑块404上，X轴滑块404具有两块。大拖板架301包括呈阶梯形状并依次升高的第一安装部3011、第二安装部3012和第三安装部3013，第一安装部3011上固定连接辅助上料支架7。第二安装部3012上固定连接X轴电机底座306，X轴电机底座306内的联轴器的两端分别连接X轴丝杆307和X轴伺服电机308。第三安装部3013上固定连接一条X轴线轨302。

小拖板架401呈7字形，较长部分为滑块固定部用于固连X轴滑块404，垂直于滑块固定部的为固定座安装部用于固定安装X轴固定座，X轴固定座用于转动连接X轴丝杆307。小拖板架401上固定设置刀座402和刀具403。

第三安装部的右侧面上固定连接中心架支架6，中心架支架6向上延伸并高出小拖板架401，中心架支架6的上部往小拖板架401的方向凸出有中心架固定部601，中心架固定部601的下端面与小拖板架401的上端面设置有间隙，中心架支架6的左侧面和小拖板架401的右侧面也设置有间隙。

中心架固定部601的上端部固定设置有角度气缸支架305，角度气缸支架305上固定连接有回转装置304，回转装置304连接定位装置9。回转装置304可以采用转角气缸，其中转角气缸可以带动定位装置9转动和伸缩同时进行或分开进行，转角气缸在市场上就能购买到。定位装置9包括定位摆臂和固定在定位摆臂的端部的定位针，定位针转动到一定角度后与中心钻803的轴线一致。

中心架固定部601的左侧固定连接液压中心架5，液压中心架5包括液压缸501和液压抓502，液压抓502位于回转装置304的下方，液压抓502的端部设置有滚动滑轮503。

辅助上料支架7包括辅助固定臂和辅助支撑架，辅助固定臂包括水平固定板和垂直焊接在水平固定板一侧的折弯固定板，折弯固定板上可调节固定有折弯支撑板，折弯固定板和折弯支撑板呈小于九十度的夹角设置，水平固定板可调节的固定在第一安装部上，折弯支撑板与液压抓502相对设置。

床架101的左端部固定连接前电主轴总成2，前电主轴总成2包括但不限于前电主轴箱201、三爪卡盘202、前电机主轴203、盘式电机主轴、回转油缸、集水盒。前电主轴箱201下端部与床架101之间具有安装间隙，Z轴伺服电机102位于前电主轴箱201下端部与床架101之间。

后电主轴总成8与前电主轴总成2相对设置，后电主轴Z轴滑块804上固定连接后电主轴箱801，后电主轴箱801上端部固定连接中心主轴802，中心主轴802内连接中心钻803。

长轴一端放入三爪卡盘202中，另一端放在辅助上料支架7上，然后回转装置304使定位装置9向着长轴缩进并旋转九十度至中心主轴802的中心，随后手动将长轴的一端靠紧定位装置9。定位完成后三爪卡盘202先夹紧长轴，随后液压中心架5对零件进行夹紧，回转装置304使定位装置9背着长轴伸出并旋转返回初始位置，前电主轴总成2进入工作状态，三爪卡盘202旋转带动长轴旋转，X轴伺服电机308带动X轴丝杆307旋转，X轴丝杆307带动小拖板总成4移动，刀具403对长轴端面进行加工，加工结束后小拖板总成4移动退出，后电主轴总成8中的中心主轴802旋转带动中心钻803旋转，中心轴伺服电机106带动中心轴丝杆108旋转，推动后电主轴总成8想着长轴移动，对长轴端面进行中心孔加工，加工结束后后电主轴总成8反回安全点，结束整个加工过程。

前电主轴总成2的三爪卡盘202与后电主轴总成8的中心主轴802均集成于同一床身总成1，并且前电主轴总成2和后电主轴总成8通过相同的两条Z轴线轨110实现同步Z轴向移动，避免传统多设备转序导致的重复定位误差。三爪卡盘202、辅助上料支架7和液压中心架5对长轴形成“三点支撑”，抑制长轴因自重或切削力产生的挠曲变形，确保加工轴线直线度。Z轴伺服电机102驱动大拖板总成3沿Z轴线轨110移动，覆盖长轴全长加工行程，突破传统设备行程限制。独立驱动后电主轴总成8Z轴向进给，确保中心钻803以恒定压力与速度切入工件，避免因手动操作导致的孔径偏差或表面粗糙。X轴伺服电机308控制小拖板总成4径向进给，结合刀具403对长轴端面的精加工如平端面，为后续中心孔加工提供基准面，减少毛坯不规则对同心度的影响。长轴一端由三爪卡盘202夹持，另一端通过辅助上料支架7支撑，定位装置9自动缩进并旋转至加工中心线，减少人工找正时间。加工完成后，后电主轴总成8自动退回安全点，实现连续加工流程，提升效率。通过回转装置304驱动定位针旋转至与中心钻803轴线对齐，实现长轴端面快速找正，消除毛坯不直带来的初始误差，定位完成后，液压中心架5与三爪卡盘202先后夹紧长轴，形成刚性固定，减少振动干扰。中心主轴802相对于前电机主轴203反向转动，可以抵消切削过程中的径向力，减少长轴弯曲变形，保障加工稳定性，提升光洁度。

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权利要求所定义的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种长轴中心孔加工设备，包括床身总成（1），床身总成（1）上固定连接前电主轴总成（2），前电主轴总成（2）包括三爪卡盘（202），其特征在于：床身总成（1）包括但不限于床架（101）、Z轴伺服电机（102）、Z轴电机底座（103）、Z轴丝杆（104）、Z轴固定座（105）、中心轴伺服电机（106）、中心轴电机底座（107）、中心轴丝杆（108）、中心轴固定座（109）和Z轴线轨（110），床架（101）上部具有倾斜斜面，两条Z轴线轨（110）上下平行的设置于倾斜斜面上，Z轴伺服电机（102）和中心轴伺服电机（106）位于两条Z轴线轨（110）之间，Z轴伺服电机（102）连接Z轴丝杆（104），中心轴伺服电机（106）连接中心轴丝杆（108），Z轴伺服电机（102）和中心轴伺服电机（106）分别设置于床架（101）的左右两侧，Z轴丝杆（104）和中心轴丝杆（108）的轴向相互平行，Z轴丝杆（104）上螺旋滑动连接有大拖板总成（3），大拖板总成（3）上滑动连接有小拖板总成（4），小拖板总成（4）包括小拖板架以及固定在小拖板架上的刀座（402），大拖板总成（3）上固定连接液压中心架（5）和辅助上料支架（7），辅助上料支架（7）和液压中心架（5）相对设置，液压中心架（5）和刀座（402）相对设置，中心轴丝杆（108）上螺旋滑动连接有后电主轴总成（8），后电主轴总成（8）包括中心主轴（802）。

2.根据权利要求1所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：大拖板架（301）包括呈阶梯形状并依次升高的第一安装部（3011）、第二安装部（3012）和第三安装部（3013），第一安装部（3011）上固定连接辅助上料支架（7），第二安装部（3012）上固定连接X轴伺服电机（308），X轴伺服电机（308）连接X轴丝杆（307），第三安装部（3013）上固定连接一条X轴线轨（302），X轴丝杆（307）和X轴线轨（302）连接小拖板总成（4），第三安装部（3013）的右侧面上固定连接中心架支架（6），中心架支架（6）向上延伸并高出小拖板架（401），中心架支架（6）的上部往小拖板架（401）的方向凸出有中心架固定部（601），中心架固定部（601）固定连接液压中心架（5）。

3.根据权利要求2所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：所述的中心架固定部（601）的上端部固定设置有角度气缸支架（305），角度气缸支架（305）上固定连接有回转装置（304），回转装置（304）连接定位装置（9）。

4.根据权利要求3所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：后电主轴总成（8）还包括电主轴箱、中心钻（803）、后电主轴Z轴滑块（804），后电主轴Z轴滑块（804）与Z轴线轨（110）滑动连接，后电主轴Z轴滑块（804）上固定连接后电主轴箱（801），后电主轴箱（801）上端部固定连接中心主轴（802），中心主轴（802）内连接中心钻（803）。

5.根据权利要求4所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：定位装置（9）包括定位摆臂和固定在定位摆臂的端部的定位针，定位针转动并与中心钻（803）的轴线一致或远离中心钻（803）的轴线。

6.根据权利要求5所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：中心架固定部（601）的左侧固定连接液压中心架（5），液压中心架（5）包括液压缸（501）和液压抓（502），液压抓（502）位于回转装置（304）的下方。

7.根据权利要求6所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：小拖板架（401）呈7字形，较长部分为滑块固定部，垂直于滑块固定部的为固定座安装部，滑块固定部下端面固定连接X轴滑块（404），X轴滑块（404）与X轴线轨（302）滑动连接，固定座安装部下端面固定连接X轴固定座，X轴固定座与X轴丝杆（307）螺旋配合，固定座安装部上端面远离液压中心架（5）的一侧固定连接刀座（402），刀座（402）上固定连接刀具（403）。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：前电主轴总成（2）包括但不限于前电主轴箱（201）、三爪卡盘（202）、前电机主轴（203），前电主轴箱（201）下端部与床架（101）之间具有安装间隙，Z轴伺服电机（102）位于前电主轴箱（201）下端部与床架（101）之间。

9.根据权利要求8所述的一种长轴中心孔加工设备，其特征在于：中心主轴（802）相对于前电机主轴（203）反向转动。