CN101214603A - 在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法及专用设备，采用成对加工的方式，按以下工艺步骤：(1)将圆柱工件(11、26)装夹在工件转动支架(7、18)上，使两圆柱工件(11、26)贴合，锁紧相对位置；(2)使摇臂钻的钻头(1)钻入两圆柱工件(11、26)贴合的圆柱面，至两圆柱工件(11、26)水平中心线时停止；(3)松开两侧锁紧螺钉(9、16)，通过手轮转动减速器(19)，输出轴(14)及连接齿轮(17)与过桥齿轮(24、2)经连接齿轮(8)带动输出轴(3)同步逆向缓慢转动，同时带动两圆柱工件(11、26)沿钻削方向进给一周后停止。本发明加工工艺简单、加工容易且能极大提高加工效率。

Description

在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法及专用设备

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种机械零件的加工方法及设备，具体讲是一种在圆柱面上加工环形圆弧凹槽(孔型槽)的方法及专用设备。

背景技术

需在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的零件很多，如轧辊、滑轮、弯管滚轮、辘边轮等。目前，采用的方法一般是车削加工，先用割槽方式，粗车环形圆弧凹槽成阶梯状，再用成形刀或数控方式精修成环形圆弧凹槽，上述加工方法及设备均为成熟技术。但该方法的加工工艺较繁琐，加工困难，加工效率偏低，特别是环形圆弧凹槽较大的零件，以上缺点更加突出。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种加工工艺简单、加工容易且能极大提高加工效率的在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法，采用成对加工的方式，具体加工过程按以下步骤进行：

(1)、将两圆柱工件装夹在工件转动支架的两轴套上，拧紧压紧螺母和两侧锁紧螺钉，使两圆柱工件与工件转动支架相对固定，在支座上横向移动工件转动支架使两圆柱工件贴合，锁紧设于工件转动支架上的螺杆上的螺母，固定圆弧连接板，并固定工件转动支架；

(2)、将支座可拆式固定在摇臂钻床或铣床的工作台上，左右、前后移动摇臂钻的摇臂或铣床的工作台，使钻头位于两圆柱工件贴合的圆柱面上方，且使钻头的轴心线对准两圆柱工件的贴合线和两圆柱工件厚度中线的交叉点，启动摇臂钻床或铣床的主轴电机，使摇臂钻床或铣床的主轴向下进给，使钻头钻入两圆柱工件贴合的圆柱面，至两圆柱工件水平中心线时停止钻头进给，并锁紧摇臂钻床或铣床的主轴向下进给部分；

(3)、松开两侧锁紧螺钉，通过手轮或伺服电机带动减速器及输出轴转动，与输出轴固定连接的连接齿轮通过过桥齿轮及连接齿轮带动输出轴同步逆向缓慢转动，带动两圆柱工件同时沿钻削方向进给，待其转动一周后停止进给，并退出钻头，暂停摇臂钻床或铣床主轴。

(4)、若需半精加工、精加工环形圆弧凹槽，将钻头换成镗刀，测量粗加工后的两圆柱工件环形圆弧凹槽的槽深及前后位置，左右、前后微调摇臂钻的摇臂或铣床的工作台，再按步骤(2)、(3)进行镗削加工。

本发明要解决的另一技术问题是，提供一种实施在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备，利用现有技术的通用机床中的摇臂钻床或铣床，其夹紧工件的装置及转动装置的结构简单，操作容易，工作可靠性强，投资小，成本省。

本发明的另一技术解决方案是，提供一种实施在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备，它包括摇臂钻床或铣床，它还包括可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台上的工件夹紧装置及工件转动装置：支座可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台上，一工件支架固紧在支座上，另一与之并列的工件支架滑配合在支座上，该工件支架的底部有固紧工件支架与支座相对位置的紧固装置；输出轴分别可转动安装在两工件支架上，其中一输出轴的一端有与手轮或伺服电动机连接的减速器，两输出轴上分别设有连接齿轮，两圆弧连接板的支承孔分别与两输出轴间隙配合；设于两圆弧连接板一侧的轴上可转动安装有相互啮合并分别与连接齿轮啮合的过桥齿轮，两圆弧连接板的长弧形槽分别与设于两工件支架上的螺杆间隙配合，螺杆上有紧固螺帽；两输出轴的另一端有安装两圆柱工件用的可拆式轴套，锁紧螺帽旋合在轴套外端的外螺纹上，在工件支架与轴套之间和另一工件支架与另一轴套之间分别设有可锁定各自相对位置的锁紧螺钉。

所述的可拆式轴套为与不同内孔孔径的两圆柱工件相配的不同尺寸的多对轴套。

本发明在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法及专用设备与现有技术相比，具有以下独创的思路和显著的优点：

由于本发明依据钻削(即使用铣床也是用来夹钻头而钻削)是所有切削加工方式中效率最高的加工方式之一这一客观因素，创造性地提出了用钻削代替车削来加工圆柱面上的环形圆弧凹槽的独特的方式，加工出完全符合精度要求的环形圆弧凹槽。用本方法加工环形圆弧凹槽，其加工工艺简单，加工容易，且极大提高了加工效率，其时间省、效率高。

本发明实施在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备，利用现有技术的通用机床中的摇臂钻床或铣床，而设计的夹紧工件的装置及转动装置的结构简单，操作容易，工作可靠性强，投资小，成本省。

本发明提供了一套切实可行的在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法及专用设备，易于实现，容易掌握，它解决了困扰本行业企业多年来渴望解决但一直未能妥善解决的技术难题，必将有助于相关产品的技术提升，具有广阔的推广应用前景。

附图说明

图1是实施本发明在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备中的工件夹紧装置及工件转动装置(包括钻头)的正视结构示意图。

图2是实施本发明在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备中的工件夹紧装置及工件转动装置的俯视结构示意图。

图3是实施本发明在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备中的工件夹紧装置及工件转动装置中的圆弧连接板及过桥轮和连接齿轮等的正视结构示意图。

图中所示：1、钻头，2、过桥齿轮，3、输出轴，4、螺杆，5、圆弧连接板，6、键，7、工件转动支架，8、连接齿轮，9、锁紧螺钉，10、轴套，11、圆柱工件，12、锁紧螺母，13、锁紧螺母，14、输出轴，15、轴套，16、锁紧螺钉，17、连接齿轮，18、工件转动支架，19、减速器，20、摇臂钻床或铣床工作台，21、压板和螺栓及螺帽，22、圆弧连接板，23、螺杆，24、过桥齿轮，25、支座，26、圆柱工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步详细说明。

参见图1、图2、图3，

本发明在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法，采用成对加工的方式，即两个工件成对加工。具体加工过程按以下步骤进行：

(1)、将圆柱工件11、26装夹在工件转动支架7、18的轴套10、15上，拧紧压紧螺母12、13和锁紧螺钉9、16，使圆柱工件11、26与工件转动支架7、18相对固定，在支座25上沿键6横向即图2中的左右方向移动工件转动支架7，使两圆柱工件11、26(外圆相切)贴合，锁紧工件转动支架7、18上螺杆4、23的螺母以固定圆弧连接板5、22，并(经下述的固紧装置)固定工件转动支架7。

(2)、将支座25可拆式固定如在四个角采用四套压板和螺栓及螺帽21固紧在摇臂钻或铣床的工作台20上，左右、前后移动摇臂钻的摇臂或铣床的工作台20，使钻头1位于两圆柱工件11、26贴合的圆柱面上方，且使钻头1的轴线对准两圆柱工件11、26的贴合线和两圆柱工件11、26厚度中线的交叉点，启动摇臂钻床或铣床的主轴电机，使摇臂钻床或铣床的主轴向下进给，使钻头1钻入两圆柱工件11、26贴合的圆柱面，至两圆柱工件11、26水平中心线时停止钻头1进给，并锁紧摇臂钻床或铣床的主轴向下进给部分。

(3)、松开两侧锁紧螺钉9、16，通过手轮或伺服电机带动减速器19及输出轴14转动，与输出轴14固定联接的连接齿轮17通过过桥齿轮24、2及连接齿轮8带动输出轴3同步逆向缓慢转动，带动两圆柱工件11、26同时沿钻削方向进给，待其转动一周后停止进给，并退出钻头1，暂停摇臂钻床或铣床主轴。

(4)、若需半精加工或精加工环形圆弧凹槽，将钻头1换成镗刀(或铣刀)，测量粗加工后的两圆柱工件11、26环形圆弧凹槽的槽深及前后位置，左右、前后微调摇臂钻的摇臂或铣床的工作台，再按步骤(2)、(3)进行镗(或铣)削加工。

本发明实施在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备，它包括摇臂钻床或铣床。它还包括可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台20上的工件夹紧装置及工件转动装置：支座25可拆式安装即采用四套压板和螺栓及螺帽21固紧在摇臂钻床或铣床工作台20上，工件支架18固紧在支座25上，一般采用螺栓螺帽固紧，另一与之并列的工件支架7滑配合在支座25上：所述工件支架7的底平面与支座25面板滑配合，在支座25的面板上有一上凸的键6，工件支架7底部的凹槽滑配合在键6上。该工件支架7的底部有固紧工件支架7与支座25相对位置的紧固装置，所述的紧固装置一般采用螺栓和螺帽(图中未示出)。松开螺帽，工件支架7可在支座25的面板沿键6左右移动。当调节好工件支架7与工件支架18的相对位置，使两工件11、26外圆相切后，再锁紧螺栓以固定工件支架7。输出轴(又称转轴)14和输出轴3分别可转动安装在工件支架18和工件支架7上，其中输出轴14的一端有与手轮或伺服电动机(图中未示出)连接的减速器19，所述的减速器19指蜗轮减速器。输出轴14和输出轴3上分别设有连接齿轮17和连接齿轮8。圆弧连接板22和圆弧连接板5的支承孔分别与输出轴14和输出轴3间隙配合。设于圆弧连接板(又可称扇形链接板)22和圆弧连接板5扇顶一侧的轴上可转动安装有相互啮合并分别与连接齿轮17和连接齿轮8啮合的过桥齿轮24和过桥齿轮2，圆弧连接板22和圆弧连接板5扇顶的长弧形槽分别与设于工件支架18和工件支架7上的螺杆23、4间隙配合，螺杆23、4上各有一个紧固螺帽。当调节工件支架18与工件支架7的相对位置时，松开螺杆23上的螺帽和螺杆4上的螺帽，使圆弧连接板22和圆弧连接板5可绕输出轴14和输出轴3相对工件支架18与工件支架7自由转动；当调节好工件支架18与工件支架7的相对位置后，锁紧紧固螺帽，使圆弧连接板22和圆弧连接板5分别与工件支架18与工件支架7固定。调节工件支架7位置的过程中连接齿轮17始终与过桥齿轮24保持啮合、过桥齿轮24始终与过桥齿轮2保持啮合、过桥齿轮2始终与连接齿轮8保持啮合，即使连接齿轮8相对连接齿轮17的距离发生变化，但连接齿轮8与连接齿轮17相对转动关系保持不变，分别与它们固定连接的输出轴3和输出轴14的转动关系亦保持不变。输出轴14和输出轴3的另一端有安装圆柱工件26和圆柱工件11用的可拆式轴套15和可拆式轴套10。所述的轴套15和轴套10为与不同内孔孔径的圆柱工件26和圆柱工件11相配的不同尺寸的多对轴套，即根据所要加工的工件的孔径不同，准备各种不同外径的轴套15和轴套10，当然，圆柱工件26和圆柱工件11两者之间的孔径一般保持相同，以使操作简便。锁紧螺母13和锁紧螺母12旋合在轴套15和轴套10外端的外螺纹上。在工件支架18与轴套15之间和工件支架7与轴套10之间分别设有可锁定各自相对位置的锁紧螺钉16和锁紧螺钉9。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，如；所述的工件支架7滑配合在支座25上也可采用在工件支架7底部有一下凸的导轨，工件支架7底部下凸的导轨滑配合在支座25的凹槽内；所述的减速器19也可采用摆线减速器；所述的支座25可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台20上也可采用螺栓及螺帽经支座25上的通孔固紧；所述可拆式轴套15、10的外径也可不变，而是在可拆式轴套15、10与圆柱工件26、11之间增加外径大小不同的多对轴套且相互之间可拆式连接；等等。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法，其特征在于，采用成对加工的方式，包括以下步骤：

(1)、将两圆柱工件(11、26)装夹在工件转动支架(7、18)的两轴套(10、15)上，拧紧压紧螺母(12、13)和两侧锁紧螺钉(9、16)，使两圆柱工件(11、26)与工件转动支架(7、18)相对固定，在支座(25)上横向移动工件转动支架(7)使两圆柱工件(11、26)贴合，锁紧设于工件转动支架(7、18)上的螺杆(4、23)上的螺母，固定圆弧连接板(5、22)，并固定工件转动支架(7)；

(2)、将支座(25)可拆式固定在摇臂钻床或铣床的工作台(20)上，左右、前后移动摇臂钻的摇臂或铣床的工作台(20)，使钻头(1)位于两圆柱工件(11、26)贴合的圆柱面上方，且使钻头(1)的轴心线对准两圆柱工件(11、26)的贴合线和两圆柱工件(11、26)厚度中线的交叉点，启动摇臂钻床或铣床的主轴电机，使摇臂钻床或铣床的主轴向下进给，使钻头(1)钻入两圆柱工件(11、26)贴合的圆柱面，至两圆柱工件(11、26)水平中心线时停止钻头(1)进给，并锁紧摇臂钻床或铣床的主轴向下进给部分；

(3)、松开两侧锁紧螺钉(9、16)，通过手轮或伺服电机带动减速器(19)及输出轴(14)转动，与输出轴(14)固定联接的连接齿轮(17)通过过桥齿轮(24、2)及连接齿轮(8)带动输出轴(3)同步逆向缓慢转动，带动两圆柱工件(11、26)同时沿钻削方向进给，待其转动一周后停止进给，并退出钻头(1)，暂停摇臂钻床或铣床主轴。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括步骤(4)：将钻头(1)换成镗刀，测量粗加工后的两圆柱工件(11、26)环形圆弧凹槽的槽深及前后位置，左右、前后微调摇臂钻的摇臂或铣床的工作台，再按步骤(2)、(3)进行镗削加工。

3.一种实施在圆柱面上加工环形圆弧凹槽的方法的专用设备，它包括摇臂钻床或铣床，其特征在于：它还包括可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台上的工件夹紧装置及工件转动装置：支座(25)可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台(20)上，一工件支架(18)固紧在支座(25)上，另一与之并列的工件支架(7)滑配合在支座(25)上，该工件支架(7)的底部有固紧工件支架(7)与支座(25)相对位置的紧固装置；输出轴(14、3)分别可转动安装在两工件支架(18、7)上，其中一输出轴(14)的一端有与手轮或伺服电动机连接的减速器(19)，两输出轴(14、7)上分别设有连接齿轮(17、8)，两圆弧连接板(22、5)的支承孔分别与两输出轴(14、3)间隙配合；设于两圆弧连接板(22、5)一侧的轴上可转动安装有相互啮合并分别与连接齿轮(17、8)啮合的过桥齿轮(24、2)，两圆弧连接板(22、5)的长弧形槽分别与设于两工件支架(18、7)上的螺杆(23、4)间隙配合，螺杆(23、4)上有紧固螺帽；两输出轴(14、7)的另一端有安装两圆柱工件(26、11)用的可拆式轴套(15、10)，锁紧螺帽(13、12)旋合在轴套(15、10)外端的外螺纹上，在工件支架(18)与轴套(15)之间和另一工件支架(7)与另一轴套(10)之间分别设有可锁定各自相对位置的锁紧螺钉(16、9)。

4.根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于：所述工件支架(7)滑配合在支座(25)上指，所述工件支架(7)的底平面与支座(25)的面板滑配合，在支座(25)的面板上有一上凸的键(6)，工件支架(7)底部的凹槽滑配合在键(6)上。

5.根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于：所述的减速器(19)指蜗轮减速器。

6.根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于：所述的支座(25)可拆式安装在摇臂钻床或铣床工作台(20)上指采用多套压板和螺栓及螺帽(21)紧固。

7.根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于：所述的可拆式轴套(15、10)为与不同内孔孔径的两圆柱工件(26、11)相配的不同尺寸的多对轴套。

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