CN2930955Y - 一种用于加工超长工件的机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是一种用于加工超长工件的机床，包括工件床身和走台床身，工件床身和走台床身平行并列布置，工件床身置有床头箱和尾座箱，床头箱置有动力头，床头箱和尾座箱分别装有床头箱驱动电机和尾座箱驱动电机且其主轴为空心轴，空心轴由主轴电机驱动旋转；床头箱驱动电机和尾座箱驱动电机驱动床头箱和尾座箱在导轨上作快速或进给移动；走台床身上置有一个走台，走台左右两侧安装刀架溜板及带磨头的磨头溜板。本实用新型可将工件固定或旋转时的车、磨、铣、钻、拉绞及挤光等加工工序一次完成，加工时不需多次调移工件、重新装卡、找正，保证加工工件设计精度，尤其是工件外圆和内孔中心线同轴度的精度要求；省时、省力，加工效率高。

Description

一种用于加工超长工件的机床

一、技术领域：

本实用新型涉及机械加工领域所用的机床，特别是一种用于加工超长工件的机床。

二、背景技术：

机床是常用机械加工设备，目前机床的种类很多，以其加工方式分为车床、铣床、磨床等，以其机床床身设置方式分为一体式与分体式的，一般来说，液压缸的加工工序都是在多种一体式机床上分别进行加工的，一体式机床的工件与刀架置于一个机床床身上，因此加工的工件受工件外径尺寸及长度的限制，长度在6米以下的液压缸可以在一体式机床上加工。液压缸两大主要部件的加工工序可分为：1、加工液压缸体：即内孔找正粗车削、精车削镗内孔、车端面、车端面内螺纹、挤压内孔；2、加工活塞杆：即在保证壁厚均匀条件下定位粗车外圆、精车外圆、磨削外圆等。传统加工方法是将工件在车、磨、铣、拉挤设备上分别完成各自工序。因此对于长度在6米以下的小型缸体，由于工件体积小、重量轻，装卸方便，这样的加工方法可以提高加工效率，其形位公差、同心度相对容易控制，而且也容易达到精度要求。而目前的加工机床虽然有工件床身和走台床身有平行并列分置式的，但因床头箱是固定不动，加工工件长度受到床身的限制，只能对工件完成一道工序加工，不能在一个机床上同时完成对工件外径进行车削、磨削、铣削、钻及对内孔进行车削、拉铰、挤光等工序的加工。尤其加工长度在6米以上超大型的工件(缸体)，因其体积重量都很大，加工时装卸、找正困难，如果依加工工序分别将工件吊移其它设备上重新装卡加工，形位公差同心度难控制，不但工作效率低，精度不能保证，尤其是工件外圆以及工件端头内螺纹和内孔中心线的同轴度的精度要求根本不能保证。

三、实用新型内容：

为了克服上述问题的不足，本实用新型提拱了一种用于加工超长工件的机床，该机床可以加工长度在6米以上的液压缸缸体和活塞杆，一次装卡可以完成全部加工工序，具有车、磨、铣、钻、拉铰及挤光多种功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于加工超长工件的机床包括工件床身和走台床身，工件床身和走台床身平行并列布置，工件床身上置有床头箱和尾座箱，床头箱的左侧置有动力头，床头箱和尾座箱侧面分别置有床头箱驱动电机和尾座箱驱动电机且其主轴为空心轴，空心轴由主轴电机驱动旋转；床头箱和尾座箱各自装有驱动电机，由电机驱动床头箱和尾座箱在导轨上作快速或进给移动；走台床身上置有一个走台，走台左右两侧安装刀架溜板及带磨头的磨头溜板。

应用上述结构的机床，将工件一次装卡于机床床头箱与尾座箱的主轴之间进行每道工序的加工，只需要更换刀具，即可完成工件的加工。

磨头与铣刀头、钻头使用一个磨头溜板，根据加工工序要求互换。

一次装卡后，工件在旋转状态下完成外表面的车、磨工序，内表面的车、深孔镗、拉铰、挤光工序。

一次装卡后，加工工件在卡紧锁定不动状态下完成铣或钻的工序。

本实用新型还可加工要求一次装卡完成大部分工序或全部工序的其它形状、如平板或方体的工件。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用上述结构，可以加工长度在6米以上的液压缸缸体、活塞杆等超长工件，而且可以将工件固定或旋转时的车、磨、铣、钻、拉铰及挤光等加工工序在该机床上一次完成，即在加工工件时不需多次调移工件、重新装卡、找正，保证加工工件设计精度的要求，尤其是工件外圆和内孔中心线同轴度的精度要求，省时、省力，加工效率高。

四、附图说明：

图1是本实用新型的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中走台21顺时针旋转90度的结构示意图；

图4是图2中刀架溜板20、走台21、磨头溜板22的结构示意图；

图5是图1中动力头的结构示意图；

图6是图2中开式中心架12、开式中心架14、开式中心架16的左视图；

图7是图2中闭式中心架13、闭式中心架15的左视图。

图中1-工作床身电机、2-工作床身导轨、3-工作床身、4-动力头卡盘、5-动力头、6-动力头驱动电机、7-加工内孔用刀杆、8-床头箱主轴驱动电机、9-床头箱、10-工件卡盘、11-工件、12-开式中心架、13-闭式中心架、14-开式中心架、15-闭式中心架、16-开式中心架、17-尾座箱、18-尾座箱主轴驱动电机、19-走台驱动电机、20-刀架溜板、21-走台、22-磨头溜板、23-磨头驱动电机、24-走台床身导轨、25-走台床身、26-走台驱动丝杠、27-尾座箱驱动电机、28-磨头/铣刀头、29-床头箱驱动电机、30-进给驱动手轮、31-走台驱动丝母、32-开式中心架滑板、33-开式中心架卡头、34-闭式中心架上部、35-闭式中心架封闭螺栓、36-闭式中心架卡头、37-闭式中心架下部滑板、38-立柱、39-电机。

五、具体实施方式：

下面结合具体实施例将对本实用新型作进一步说明：

图1结合图2所示，一种用于加工超长工件的机床包括工件床身3和走台床身25，工件床身3和走台床身25平行并列布置，工件床身3上置有动力头5、床头箱9和尾座箱17。工件床身3的左端置有工件床身电机1，工件床身电机1启动，驱动动力头5左右移动。床头箱9和尾座箱17侧面分别置有床头箱驱动电机29尾座箱驱动电机27，由驱动电机29、电机27分别驱动床头箱9和尾座箱17在导轨上作快速或进给移动。根据工件11的大小，调整床头箱9和尾座箱17之间的距离。床头箱驱动电机29和尾座箱驱动电机27启动时，床头箱9和尾座箱17可以沿着工件床身导轨2在工件床身3上进行左右移动。当床头箱9和尾座箱17之间的距离满足工件11尺寸要求时，工件11放在中间，由床头箱9和尾座箱17上的工件卡盘10将工件11卡紧。图3是图2中走台21顺时针旋转90度的结构示意图，走台床身25上置有一个走台21，走台床身25上面置有走台驱动丝杠26，走台21左右两侧安装刀架溜板20及带磨头的磨头溜板22在走台21的轨道上移动。磨头溜板22装有带导轨的立柱38，磨头、铣刀头、钻头共同使用一个磨头溜板22，磨头、铣刀头、钻头根据实际工序需要互换，由电机39驱动磨头/铣刀头/钻头沿着立柱38的导轨上下移动，其结构如图4所示。走台21由走台驱动电机19驱动，走台21可根据其工件的形状需要进行制作，同时横跨在工作床身3和走台床身25上完成工件端面、侧面、平面的加工。动力头5上置有动力头驱动电机6，动力头5的主轴是空心轴，两侧置有动力头卡盘4。拉杆7穿过空心轴在动力头5的两侧、由动力头两侧的卡盘4卡牢，动力头驱动电机6通过一对伞齿轮驱动动力头卡盘4旋转，并带动拉杆7上的刀具旋转，如图5所示。床头箱9和尾座箱17上分别置有的床头箱主轴驱动电机8和尾座箱主轴驱动电机18，床头箱主轴驱动电机8和尾座箱主轴驱动电机18驱动主轴旋转，通过工件卡盘10带动工件11旋转，同时主轴为空心轴。在对工件11内孔加工时，使拉杆7能够从空心轴内穿过，完成拉铰、挤光加工。床头箱9与尾座箱17之间依次置有开式中心架12、闭式中心架13、开式中心架14、闭式中心架15、开式中心架16。开式中心架12、开式中心架14和开式中心架16，上有开式中心架卡头33和开式中心架滑板32，开式中心架12、开式中心架14和开式中心架16是对工件11进行外圆加工时，起到辅助支撑作用，开式中心架卡头33可以由液压控制伸缩，也可以由机械锁定，如图6所示。闭式中心架13和闭式中心架15为上下分体结构，如图7所示，其上体为闭式中心架上部34，下体为闭式中心架下部滑板37，上下体通过闭式中心架封闭螺栓35连接，闭式中心架下部滑板37和闭式中心架上部34均有闭式中心架卡头36，对外圆工序的加工时，在装卡工件11之前，要先将闭式中心架上部34卸下来，以保证工件11能够顺利装卡，对工件11内孔进行加工时，再将闭式中心架上部34装上。闭式中心架上部34和闭式中心架下部滑板37上的两个闭式中心架卡头36对工件11起到找正滚动扶正或固定锁紧作用。闭式中心架卡头36的伸缩可以由液压控制也可以机械锁定。当对工件11进行车削、磨削、铣削加工时，闭式中心架上部34不需要安装。当装卡工件11时，闭式中心架下部滑板37上的两个闭式中心架卡头36对工件11起到找正作用。闭式中心架下部滑板37和开式中心架滑板32均可以沿着工件床身导轨2在工件床身3上进行左右滑动或固定不动。

当需要磨削加工的时候在磨头溜板22上安装磨头28，可进行磨削加工；在其它部件结构都不变时，磨头28可由铣刀头替代，磨头28可由钻头替代，当需要铣削加工时，只需将磨头28更换为铣刀头，在磨头溜板22上安装铣刀头，可进行铣削加工；当需要钻削加工时，只需将磨头28更换为钻头，在磨头溜板22上安装钻头，可进行钻削加工。如图3所示，走台21内部中心处置有走台驱动丝母31，走台21沿着走台床身导轨24在走台床身25上由走台驱动电机19带动走台驱动丝杠26旋转，通过走台驱动丝母31驱动走台21左右快速移动或切削移动。刀架溜板20和磨头溜板22上分别置有进给驱动手轮30，可以通过进给驱动手轮30手动或电动进给或快速移动。如图3所示，通过驱动手轮30或电动驱动方式进给或驱动，使磨头溜板22上的磨头28左右移动。刀架溜板20上卡上相应的车刀，手动方式或电动方式进给，而工件11在床头箱9上的床头箱主轴驱动电机8的驱动下按规定的转速旋转，对工件11分别进行车外圆、车外螺纹、车内螺纹。

将工件11一次装卡于机床床头箱9与尾座箱17的主轴之间，进行每道工序加工，只需要更换刀具，即可完成对工件11的加工。工件11在转动状态下，可完成外表面的车、磨工序，内表面的车、深孔镗、拉铰、挤光工序。工件11在固定不动状态下，可完成铣或钻的工序。

在车、磨、拉铰、挤光加工时，采用工业冰箱对切削刃和工件表面被加工部分的冷却液进行降温。为了满足加工的需要，冷却液压力可以调整。

实施例1：加工工件为液压缸的缸体，长度为20米

当需要对工件11进行外圆磨削加工时，可以将刀架溜板20后退，在磨头溜板22上卡上磨头28，磨头28在磨头驱动电机23驱动下，高速旋转，再由床头箱9和尾座箱17上的工件卡盘10将工件11卡牢，反向旋转，这时磨头28在磨头驱动电机23驱动下对工件11进行磨削加工，以达到粗糙度要求。

当需要对工件11进行铣削加工时，可以将工件11的被加工部位调整到与铣刀头的位置对正，再由床头箱9和尾座箱17上的工件卡盘10将工件11卡牢，并锁定床头箱9和尾座箱17上的主轴，使主轴锁定牢固不动，这时铣刀头在磨头驱动电机23驱动下对工件11进行铣削加工。

当需要对工件11进行钻削加工时，可以将工件11的被加工部位调整到与钻头的位置对正，再由床头箱9和尾座箱17上的工件卡盘10将工件11卡牢，并锁定床头箱9和尾座箱17上的主轴，使主轴锁定牢固不动，这时钻头在磨头驱动电机23驱动下对工件11进行钻削加工。

当对工件11外圆(缸体)部分加工完成后，就要继续对工件11的内孔进行加工。这时要将闭式中心架13和闭式中心架15的闭式中心架上部34安装上，用闭式中心架封闭用螺栓35将闭式中心架上部34安装在闭式中心架下部滑板37上，并由闭式中心架卡头36将工件11卡紧。将加工内孔用的刀杆7一端装卡刀头，然后将加工内孔用的刀杆7的光杆端由尾座箱17的主轴中心内孔的右端穿入，经过工件11的内孔，从床头箱9的主轴中心内孔穿出，由动力头5上的动力头卡盘4卡紧。当上述完成后，工件床身电机1启动，驱动动力头5沿着工作床身导轨2在工作床身3上向左方向作切削移动，同时动力头驱动电机6驱动加工内孔用刀杆7作高速旋转，由此对工件11内孔作拉铰、车加工。

在对工件11端头车内螺纹时，松开床头箱9或尾座箱17的工件卡盘10，移开床头箱9或尾座箱17，将走台21上的刀架溜板20卡上车刀移到工件11未卡的端头，通过床头箱9或尾座箱17的主轴驱动电机驱动工件11转动，对工件11进行车削端面和车内螺纹。

当精加工内孔时，把刀杆7一端装卡拉珠，采用上一步骤对工件11进行内孔加工的方法进行挤光加工。

因此将工件11装卡在该机床上，一次可以完成全部加工工序。该机床也可以采用数码控制方式进行控制。

因此使用该机床可以加工长度在6米以上的液压缸缸体、活塞杆等超长工件，具有车、磨、铣、钻、拉铰及挤光功能，一次可以完成全部加工工序，避免了工件在各工序加工换设备装卡加工时出现达不到精度要求，造成产品质量不合格的不足，从而保证工件的精度和质量要求，省时、省力，加工效率高。

Claims (2)

1、一种用于加工超长工件的机床，包括工件床身(3)和走台床身(25)，工件床身(3)和走台床身(25)平行并列布置，工件床身(3)上置有床头箱(9)和尾座箱(17)，其特征在于：床头箱(9)的左侧置有动力头(5)，床头箱(9)和尾座箱(17)分别装有床头箱驱动电机(29)、尾座箱驱动电机(27)且其主轴为空心轴，空心轴由主轴电机(8)驱动旋转；由床头箱驱动电机(29)和尾座箱驱动电机(27)驱动床头箱(9)和尾座箱(17)在导轨上作快速或进给移动；走台床身(25)上置有一个走台(21)，走台(21)左右两侧安装刀架溜板(20)及带磨头(28)的磨头溜板(22)。

2、根据权利要求1所述的用于加工超长工件的机床，其特征在于：磨头溜板(22)上装有带导轨的立柱(38)，由电机(39)驱动磨头(28)/铣刀头/钻头沿着立柱(38)的导轨上下移动。