CN112549168A - 一种高分子管棒材的双向加工方法 - Google Patents

Abstract

一种高分子管棒材的双向加工方法，用自动送料机将管棒材推送到主轴机构中，并用移动加工机构对主轴机构中的管棒材的前端进行加工；当管棒材的前端加工完成后，用副轴机构夹紧管棒材的前端，并用移动加工机构将棒材的后端切断，然后用副轴机构将管棒材移动到固定加工机构处，对副轴机构中的管棒材的后端进行加工，从而完成管棒材的双向加工。本发明能根据不同型号的火花塞的绝缘套的长度来进行精确的切断，大幅度减少了单件产品毛坯材料的浪费，同时自动化掉头衔接加工，大幅度提高了工作效率。

Description

一种高分子管棒材的双向加工方法

技术领域

本发明涉及一种高分子材料机加工，具体涉及一种高分子管棒材的双向机加工。

背景技术

汽车使用的火花塞产品内部有一个高分子材料的绝缘套，经过几代产品的优化目前使用是聚四氟乙烯氟塑料，聚四乙烯主要起在超高低温苛刻环境中起绝缘作用。聚四氟乙烯高分子材料可在-180～260ºC长期使用，含氟工程塑料性能非常稳定，正是因为聚四氟乙烯极端环境下超高稳定性能，也局限了加工成型工艺和方法。因为聚四氟乙烯没有熔融状态，所以不能采用注塑工艺成型，常规的加工方法是烧结模压成型毛坯，通过机加工成需要的合格产品形状，同时工程塑料加工对环境的温度、湿度比较敏感，火花塞又是高精密零件，所以对火花塞聚四氟乙烯绝缘套的加工具有比较大挑战。针对聚四氟乙烯绝缘套结构的特殊性，产品也比较长，常规加工方式是采用车床加工单向的模压聚四氟乙烯的毛坯，每次加工都需要掉头，手动装夹和加工两次，且每件材料浪费比较大，加工效率低，质量合格率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术的不足提供一种高分子管棒材的双向加工一次完成的加工装置。

针以上述问题，本发明提出的技术方案是：一种高分子管棒材的双向加工方法，用自动送料机将管棒材推送到主轴机构中，并用移动加工机构对主轴机构中的管棒材的前端进行加工；当管棒材的前端加工完成后，用副轴机构夹紧管棒材的前端，并用移动加工机构将棒材的后端切断，然后用副轴机构将管棒材移动到固定加工机构处，对副轴机构中的管棒材的后端进行加工，从而完成管棒材的双向加工。

优选的，在移动加工机构中设置底板和座体，并在底板上设置横向导轨，将座体下端卡合在横向导轨上，用伺服电机与座体连接，启动伺服电机能使得座体沿横向导轨进行横向移动。

优选的，移动加工机构中还设置有垂向导轨和调节板，垂向导轨设置在座体上，调节板的一侧卡合在垂向导轨上，用伺服电机与调节板连接，启动伺服电机能使得调节板沿垂向导轨进行垂向移动。

优选的，在调节板的后端安装内刀具，用内刀具能对管棒材的前端进行加工；调节板的前端安装有外刀具，用外刀具能对管棒材的后端进行加工；在调节板靠近主轴机构的一侧设置切刀，用切刀能将管棒材切断。

优选的，在固定加工机构中设置固定座和安装板，在固定座的前端设置安装板，在安装板上设置固定刀具，用固定刀具能对管棒材的后端进行加工。

优选的，在座体上设置吹屑管对内刀具和外刀具处进行吹气，在固定座上设置吹屑管对固定刀具处进行吹气，能将内刀具、外刀具和固定刀具在对管棒材进行加工时产生的碎屑和条状丝屑吹走。

优选的，在副轴机构中设置底座、副轴座和副轴导轨，让底座的下端卡合在副轴导轨上，在底座上端连接副轴座，用伺服电机与底座连接，启动伺服电机能使得底座和副轴座一起沿副轴导轨进行横向移动。

优选的，在副轴座的后端设置副轴夹头，在副轴座的前端设置导向管，并在导向管和副轴夹头中都开通孔，且让导向管中的通孔与副轴夹头中的通孔连通。

优选的，在主轴机构的前端设置主轴夹头，在主轴夹头上开纵向的通孔，在自动送料机中设置有送料通道，并让主轴夹头的纵向的通孔与自动送料机的送料通道连通。

优选的，包括以下步骤：

A．将管棒材放置在自动送料机的送料通道中，用自动送料机将管棒材的主轴夹头处；

B．通过伺服电机将座体横向移动，并将调节板垂向移动，使调节板上的内刀具与主轴夹头中的管棒材对齐，从而用内刀具对管棒材的前端进行加工；

C．当管棒材的前端加工完成后，通过伺服电机将副轴座的副轴夹头横向移动到主轴夹头处，让副轴夹头与主轴夹头对齐后，启动自动送料机将管棒材的前端推送到副轴夹头中；

D．用副轴夹头夹紧管棒材的前端，通过服电机将调节板上的切刀移动到主轴夹头的管棒材处，将主轴夹头中的管棒材切断；

E．通过服电机将副轴座的副轴夹头横向移动到安装板上的固定刀具处，用固定刀具对副轴夹头中的管棒材的后端进行加工，从而完成管棒材的双向加工。

本发明的有益技术效果是：对高分子管棒材的两端一次完成加工，不需要在加工过程中掉头加工，具有以下优点：

1、从原材料开始优化改进把原来的单件15-25厘米的四氟模压棒毛坯，换成2-3米长的连续挤出管毛坯材料。由于购买来的四氟模压棒毛坯的长度与火花塞的绝缘套的长度是不一致的，因此每加工出一个绝绝缘套都要浪费掉10厘米左右的原材料，现有加工方法对原材料造成了极大的浪费。本发明申请采用2-3米长的毛坯材料，能根据不同型号的火花塞的绝缘套的长度来进行精确的切断，大幅度减少了单件产品毛坯材料的浪费，同时加工时采用自动连续装置，省掉人工装夹强度劳动的动作。

2、从加工工艺上进行改进，采用数控走心机加工方式，增加自动送料装置，2-3米挤出管毛坯材料优先进行磨床加工外径，保证外径与产品图纸外径一致，同时满足数控走心机的筒夹送料加工方式的要求。

3、开发设计特色的合金钻头，成型刀具，通过设备的改进可以同时两头加工，详细描述就是设备有两个动力装置。加工完一头的同时，第二件产品的另一头也在同步加工，最重要的是整个过程通过编程开发和PLC的自动化控制，自动化掉头衔接加工，自动化接料，大幅度提高了工作效率，且全程质量控制得到保障。通过工艺方法和设备创新改进，火花塞绝缘套产品的加工效率提升了3倍，人工劳动强度几乎降低到零，只需要做过程质量控制和检验即可，同时可以操作多台设备，产品质量合格率从65%提高到99%。根据目前汽车行业对火花塞产品需求情况，给公司和社会带了巨大的经济效益。

附图说明

图1为实施例一的整体结构示意图；

图2为实施例一中主轴机构、移动加工机构和固定加工机构的结构示意图；

图3为实施例一中副轴机构的结构示意图；

图中：11座体、12调节板、13内刀具、14外刀具、15切刀、16垂向导轨、21固定座、22安装板、23固定刀具、31副轴导轨、32底座、33副轴座、34导向管、35副轴夹头、41底板、42横向导轨、5吹屑管、6管棒材、7自动送料机、81主轴夹头、9工作台。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

如图1和图2所示，高分子管棒材6的双向加工装置包括自动送料机7、主轴机构、副轴机构、移动加工机构和固定加工机构。其中，移动加工机构包括底板41、座体11、垂向导轨16和调节板12，底板41安装在工作台9上。底板41上设置有横向导轨42，座体11设置在底板41上，且座体11下端卡合在横向导轨42上。用伺服电机与座体11连接，启动伺服电机能使得座体11沿横向导轨42进行横向移动。垂向导轨16设置在座体11上，调节板12的一侧卡合在垂向导轨16上，用伺服电机与调节板12连接，启动伺服电机能使得调节板12沿垂向导轨16进行垂向移动。

本实施例的自动送料机7采用的是外购的PRO 326自动送料机7，自动送料机7和主轴机构在图1和图2中仅画出了局部的部件，未画出具体的结构图。自动送料机7中设置有送料通道，主轴机构的前端设置有主轴夹头81，主轴夹头81上开有纵向的通孔，主轴夹头81的纵向的通孔与自动送料机7的送料通道连通。管棒材6先放置在自动送料机7的送料通道中，自动送料机7将管棒材6向主轴夹头81方向推动，直到管棒材6伸出主轴夹头81。

调节板12的后端安装有内刀具13，调节板12的前端安装有外刀具14，内刀具13和外刀具14都有多个。本实施例中，横向导轨42的长度方向为横向，自动送料机7的长度方向为纵向，垂向导轨16的长度方向为垂向。用调节板12后端的内刀具13对主轴夹头81中管棒材6的前端进行加工时：主轴夹头81不移动，而是通过移动调节板12，来让内刀具13与主轴夹头81中的管棒材6进行对齐，不同的内刀具13能对管棒材6的不同位置进行形状各异的加工。

如图1、图2和图3所示，当内刀具13对主轴夹头81中的管棒材6的前端加工完成后，先用自动送料机7将管棒材6向前推动一段距离；再启动副轴机构，让副轴机构的副轴夹头35夹住管棒材6的前端；再移动调节板12用调节板12上的切刀15将管棒材6的后端切断，切断后的管棒材6的长度就是火花塞的绝缘套所需要的长度。

副轴机构包括底座32、副轴座33和副轴导轨31，副轴导轨31安装在工作台9上，底座32的下端卡合在副轴导轨31上，底座32上端连接有副轴座33。用伺服电机与底座32连接，启动伺服电机能使得底座32和副轴座33一起沿副轴导轨31进行横向移动。副轴座33的后端设置有副轴夹头35，副轴座33的前端设置有导向管34，导向管34和副轴夹头35中都开有通孔，且导向管34中的通孔与副轴夹头35中的通孔连通。

固定加工机构包括固定座21和安装板22，固定座21的前端设置有安装板22，安装板22上设置有固定刀具23。副轴夹头35夹住切断后的管棒材6后，副轴夹头35会沿副轴导轨31沿横向方向移动到固定座21的固定刀具23处。由于副轴夹头35与每个固定刀具23的高度一致，因此，固定刀具23对副轴夹头35中的的管棒材6的后端进行加工时，固定刀具23的位置不移动，而副轴夹头35只需要在横向和纵向移动位置就行，不需要在垂向方向移动位置，然后由副轴夹头35带动管棒材6转动来进行加工。管棒材6后端加工的形状由固定刀具23的刀口的形状决定，加工的深度则由副轴夹头35纵向移动的距离来控制。

副轴夹头35中的管棒材6加工完成后，是由自动送料机7将副轴夹头35中的管棒材6顶到导向管34中，具体来说是：当主轴夹头81中的下一根管棒材6加工完成后，副轴夹头35会移动到与主轴夹头81对齐的位置处，用自动送料机7将管棒材6向前推动一段距离；此时，主轴夹头81中的管棒材6会将副轴夹头35中的管棒材6向前顶到导向管34中。当自动送料机7将长度为2-3米的管棒材6一次又一次的向前推动后，会将导向管34中被截断的加工完成的管棒材6挤出导向管34，从而从导向管34中掉落出去，并掉落到导向管34旁的盒子中。

为了让管棒材6进行加工时，加工产生的碎屑、条状丝屑不会在内刀具13、外刀具14和固定刀具23处缠绕、堆集，本实施例中还在内刀具13、外刀具14和固定刀具23处设置有吹屑管5，将加工时产生的碎屑和条状丝屑吹走。固定刀具23和外刀具14都能对副轴夹头35中的管棒材6的后端进行加工，本实施例中仅采用了固定刀具23对管棒材6的后端进行加工。本实施例中的各个伺服电机都是与PLC连接，由PLC控制各个伺服电机协同工作。通过PLC控制，主轴机构和副轴机构可以异步、同时加工产品的两端，从而到达了单件产品双倍加工效率。本实施例中各个部件的前端指的是从自动送料机7指向副轴座33的这个方向，后端则与前端所指的方向相反。

本实施例包括以下步骤：

A．将管棒材6放置在自动送料机7的送料通道中，用自动送料机7将管棒材6的主轴夹头81处；

B．通过伺服电机将座体11横向移动，并将调节板12垂向移动，使调节板12上的内刀具13与主轴夹头81中的管棒材6对齐，从而用内刀具13对管棒材6的前端进行加工；

C．当管棒材6的前端加工完成后，通过伺服电机将副轴座33的副轴夹头35横向移动到主轴夹头81处，让副轴夹头35与主轴夹头81对齐后，启动自动送料机7将管棒材6的前端推送到副轴夹头35中；

D．用副轴夹头35夹紧管棒材6的前端，通过服电机将调节板12上的切刀15移动到主轴夹头81的管棒材6处，将主轴夹头81中的管棒材6切断；

E．通过PLC控制伺服电机将副轴座33的副轴夹头35横向移动到安装板22上的固定刀具23处，用固定刀具23对副轴夹头35中的管棒材6的后端进行加工，从而完成管棒材6的双向加工。

很显然，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出的若干改进或修饰都应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，用自动送料机将管棒材推送到主轴机构中，并用移动加工机构对主轴机构中的管棒材的前端进行加工；当管棒材的前端加工完成后，用副轴机构夹紧管棒材的前端，并用移动加工机构将棒材的后端切断，然后用副轴机构将管棒材移动到固定加工机构处，对副轴机构中的管棒材的后端进行加工，从而完成管棒材的双向加工。

2.根据权利要求1所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在移动加工机构中设置底板和座体，并在底板上设置横向导轨，将座体下端卡合在横向导轨上，用伺服电机与座体连接，启动伺服电机能使得座体沿横向导轨进行横向移动。

3.根据权利要求2所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，移动加工机构中还设置有垂向导轨和调节板，垂向导轨设置在座体上，调节板的一侧卡合在垂向导轨上，用伺服电机与调节板连接，启动伺服电机能使得调节板沿垂向导轨进行垂向移动。

4.根据权利要求3所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在调节板的后端安装内刀具，用内刀具能对管棒材的前端进行加工；调节板的前端安装有外刀具，用外刀具能对管棒材的后端进行加工；在调节板靠近主轴机构的一侧设置切刀，用切刀能将管棒材切断。

5.根据权利要求4所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在固定加工机构中设置固定座和安装板，在固定座的前端设置安装板，在安装板上设置固定刀具，用固定刀具能对管棒材的后端进行加工。

6.根据权利要求5所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在座体上设置吹屑管对内刀具和外刀具处进行吹气，在固定座上设置吹屑管对固定刀具处进行吹气，能将内刀具、外刀具和固定刀具在对管棒材进行加工时产生的碎屑和条状丝屑吹走。

7.根据权利要求6所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在副轴机构中设置底座、副轴座和副轴导轨，让底座的下端卡合在副轴导轨上，在底座上端连接副轴座，用伺服电机与底座连接，启动伺服电机能使得底座和副轴座一起沿副轴导轨进行横向移动。

8.根据权利要求7所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在副轴座的后端设置副轴夹头，在副轴座的前端设置导向管，并在导向管和副轴夹头中都开通孔，且让导向管中的通孔与副轴夹头中的通孔连通。

9.根据权利要求8所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，在主轴机构的前端设置主轴夹头，在主轴夹头上开纵向的通孔，在自动送料机中设置有送料通道，并让主轴夹头的纵向的通孔与自动送料机的送料通道连通。

10.根据权利要求9所述的一种高分子管棒材的双向加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

A．将管棒材放置在自动送料机的送料通道中，用自动送料机将管棒材的主轴夹头处；

B．通过伺服电机将座体横向移动，并将调节板垂向移动，使调节板上的内刀具与主轴夹头中的管棒材对齐，从而用内刀具对管棒材的前端进行加工；

C．当管棒材的前端加工完成后，通过伺服电机将副轴座的副轴夹头横向移动到主轴夹头处，让副轴夹头与主轴夹头对齐后，启动自动送料机将管棒材的前端推送到副轴夹头中；

D．用副轴夹头夹紧管棒材的前端，通过服电机将调节板上的切刀移动到主轴夹头的管棒材处，将主轴夹头中的管棒材切断；

E．通过服电机将副轴座的副轴夹头横向移动到安装板上的固定刀具处，用固定刀具对副轴夹头中的管棒材的后端进行加工，从而完成管棒材的双向加工。

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