CN114029567B - 一种环形轴套内螺纹加工用车削装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体公开了一种环形轴套内螺纹加工用车削装置；包括机座、三角卡盘、车刀进给装置以及控制箱，其特征在于，车刀进给装置设置在机座上表面的一端，机座上表面的另一端设置有轴承圈，轴承圈中设置有旋转上下料机构，机座中固定设置有贯穿中空转轴和正多边形连接座的立轴，立轴的上端固定有转动座，三角卡盘连接在转动座上，三角卡盘的下方设置有顶起装置，顶起装置上连接有与摆臂下表面相抵接的抵接轮；本发明公开的车削装置实现了对环形轴套的连续内螺纹车削加工，无需作业人员进行手动上下料，不仅极大提高了对环形轴套的内螺纹车削加工效率，而且有效降低了作业人员的劳动强度，其使用效果优异。

Description

一种环形轴套内螺纹加工用车削装置

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体公开了一种环形轴套内螺纹加工用车削装置。

背景技术

环形轴套是一种常见的五金件，一般与轴杆搭配使用，当环形轴套与螺纹杆搭配使用时需要在环形轴套的内壁上车削内螺纹，从而加工得到环形螺纹轴套（如附图8所示）。

目前数控螺纹车削装置由床体、三角卡盘、车刀以及车刀进给装置组成。例如申请号为CN2012103965178的发明专利就公开了一种数控车螺纹装置安装于大端面车床的卡盘与刀架之间，并探入螺母内螺纹底孔内，包括支架部分，横梁固定部分，托架部分，数控切削***，数控切削***包括控制切削部分的PLC和驱动切削***的伺服电机。该发明公开的数控车螺纹装置在卡盘带动工件旋转的同时，由PLC程序控制、伺服电机驱动的切削***完成轴向、径向的切削动作，此类数控车螺纹装置目前应用比较成熟和广泛，而且加工精度较高。但是目前数控螺纹车削装置在对环形轴套加工时需要人工上下料，在进行车削前作业人员手动将环形轴套对齐装入三角卡盘中进行固定，车削加工完成后需要人工手动进行下料，其不仅劳动强度大，而且当车削的环形轴套尺寸较大，仅一个作业人员无法完成其上下料。另外，在环形轴套内螺纹车削完成后一般表面温度会较高，作业人员在进行下料时容易被烫伤。因此，针对现有数控车螺纹装置在对环形轴套进行内螺纹车削加工时需要人工上下料的不足，本申请提出了一种全程自动上料、下料的环形轴套内螺纹加工用车削装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有数控车螺纹装置在对环形轴套进行内螺纹车削加工时需要人工上下料的不足，设计了一种全程自动上料、下料的环形轴套内螺纹加工用车削装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种环形轴套内螺纹加工用车削装置，包括机座、三角卡盘、车刀进给装置以及控制箱，所述车刀进给装置设置在机座上表面的一端，所述机座上表面的另一端设置有轴承圈，所述轴承圈中设置有旋转上下料机构；

其中，所述旋转上下料机构包括与轴承圈内壁相连接的中空转轴，所述机座中设置有用于驱动中空转轴旋转的驱动装置，所述中空转轴的上端连接有中空的正多边形连接座，所述正多边形连接座的每个侧面上均转动连接有摆臂，且摆臂的端部连接有定料盘，所述定料盘的上表面和下表面分别开设有定位槽和键块槽，所述键块槽中设置有朝向正多边形连接座一端为导向斜面的键块，所述键块与键块槽之间设置有弹性件，所述键块上连接有伸入定位槽中的连接杆，所述连接杆的顶端连接有位于定位槽中的磁性吸附顶片；

所述机座中固定设置有贯穿中空转轴和正多边形连接座的立轴，所述立轴的上端固定有转动座，所述三角卡盘连接在转动座上，且转动座上设置有驱动三角卡盘旋转的旋转电机，所述三角卡盘的下方设置有顶起装置，所述顶起装置上连接有与摆臂下表面相抵接的抵接轮。

本发明公开的车削装置在对环形轴套进行加工时将环形轴套依次放在定料盘中通过磁性吸附顶片将其吸附固定，然后随着摆臂旋转至三角卡盘下方时通过顶起装置的顶起作用将抵接轮向上推动，抵接轮再向上移动的过程中会先将摆臂顶至垂直，并使得定料盘与三角卡盘对齐贴合，然后继续伸长顶起装置，抵接轮在垂直向上移动的过程中与键块上的导向斜面相抵接，从而将键块向三角卡盘处压动，再通过连接杆、磁性吸附顶片的作用将环形轴套推至三角卡盘中，然后三角卡盘将环形轴套夹持固定后顶起装置回缩复位至水平，再启动车刀进给装置以及旋转电机的作用对环形轴套进行内螺纹车削加工。加工完成后顶起装置伸长将摆臂再次抵接至垂直，使得使得定料盘与三角卡盘对齐贴合，当三角卡盘松掉对环形轴套的夹紧作用力后，由于磁性吸附顶片的吸附作用将加工后的环形轴套取下，最后通过驱动装置实现旋转上下料机构旋转设定角度，使得下一个工位上环形轴套重复进行上述动作进行加工。

作为上述方案的具体设置，所述车刀进给装置包括固定架，所述固定架中设置有滑块，所述滑块上设置有车削刀头组件，所述固定架上设置有实现滑块横向进给的第一推动装置，所述滑块上设置有实现车削刀头组件纵向调节的第二推动装置；上述通过第一推动装置和第二推动装置能实现对环形轴套内螺纹车削深度、车削总长度进行任意调节加工。

作为上述方案的具体设置，所述驱动装置包括设置在机座中的步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有主动齿轮，所述中空转轴的下端设置有与主动齿轮相啮合的环齿；上述通过控制步进电机的脉冲信号能够精准控制旋转上下料机构每次旋转的角度，使得旋转上下料机构上的每个工位都能与三角卡盘对齐。

作为上述方案的具体设置，所述正多边形连接座的截面为正六边形或正八边形；具体正多边形连接座的截面还不仅限于上述两种，还可根据整体设备大小设置成工位更多的正十边形或十二边形。

作为上述方案的进一步设置，所述正多边形连接座的每个侧面下端连接有将摆臂支撑至水平状的垫板；设置的垫板能够对摆臂的端部起到承托作用，使得摆臂在不受外力作用下呈水平状。

作为上述方案的进一步设置，所述摆臂的下表面开设有与抵接轮相匹配的滚轮槽；上述开设的滚轮槽能够防止抵接轮与摆臂抵接作用时，防止两者发生偏移。

有益效果：

本发明公开的环形轴套内螺纹加工用车削装置实现了对环形轴套的连续内螺纹车削加工，其中通过设置的顶起装置将抵接轮作用在摆臂下表面，不仅实现了摆臂转至垂直与三角卡盘对齐贴合，而且能够将定位盘中的环形轴套自动推入三角卡盘中，以及在下料时能够自动将环形轴套吸入三角卡盘中，其结构设计新颖，无需作业人员进行手动上下料，不仅极大提高了对环形轴套的内螺纹车削加工效率，而且有效降低了作业人员的劳动强度，其使用效果优异。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的第一角度立体结构示意图；

图2为本发明的第二角度立体结构示意图；

图3为本发明中机座的内部平面结构示意图；

图4为本发明中旋转上下料机构的立体结构示意图；

图5为本发明中摆臂、定料盘、键块的立体结构示意图；

图6为本发明图3中A处的放大结构示意图；

图7为本发明中圆形顶片、永磁铁、键块等立体结构示意图；

图8为加工后的环形轴套立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

,此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~8，并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

实施例1公开了一种环形轴套内螺纹加工用车削装置，参考附图1和附图2，该装置的主体包括机座100、旋转上下料机构200、三角卡盘300、车刀进给装置400以及设置在机座100前侧面的控制箱500。

参考附图3和附图4，在机座100上表面的右端设置有轴承圈101，旋转上下料机构200转动设置在轴承圈101中。其中，旋转上下料机构200包括与轴承圈101内壁相焊接的中空转轴201，中空转轴201伸入机座100内腔的下端外圆面上设置有环齿202，同时在机座100的内腔中固定设置有驱动电机203，具体的该驱动电机203可选用步进电机，在步进电机的输出轴上连接有主动齿轮204，并将主动齿轮204与环齿202相啮合设置，通过控制输入步进电机的脉冲信号可实现中空转轴201每次旋转设定的角度。

在中空转轴201的上端连接有正多边形的连接座205，并且连接座205也中空设置且与中空转轴201相衔接。在具体设置时，本实施例中的连接座202为正八边形，在连接座202的八个侧面上均通过转动件连接有摆臂206，并在转动件下方的连接座202上焊接有将摆臂206支撑至水平状的垫板207。

参考附图5、附图6和附图7，在每个摆臂206的端部连接有与定料盘208，在定料盘208的上表面开设有定位槽2081，使得待加工或加工完成后的环形轴套600能够置于其中。在定料盘208的下表面开设有键块槽2082，并且定位槽2081与键块槽2082之间开设有通孔，在通孔中贯穿设置有连接杆209，在连接杆209的上端连接有位于定位槽2081中的圆形顶片210，并且圆形顶片210中设置有永磁铁211。在连接杆209的下端连接有位于键块槽2082中的键块212，在键块212上表面与键块槽2082顶壁之间连接有压缩弹簧213，该压缩弹簧213可套设在连接杆209的下端。同时，在键块212朝向连接座205的端部设置有倾斜的导向斜面2121。

参考附图3，在位于轴承圈101正下方的机座100中固定连接有立柱301，并且立柱301的上端伸出连接座205设置，在立柱301的顶端固定有转动座302，转动座302的右侧面安装有旋转电机303，将三角卡盘300设置在转动座302的左侧，并且旋转电机303的输出轴穿过转动座302与三角卡盘300相连接，待三角卡盘300将待加工的环形轴套600夹持固定后，在车削过程中通过旋转电机303的驱动作用实现环形轴套600的旋转。

参考附图1和附图2，车刀进给装置400设置在机座100上表面的左端，其包括与机座100上表面固定连接的固定架401，在固定架401上设置有朝向三角卡盘的导向滑轨403，同时在导向滑轨403上设置有导向滑块404，并在导向滑块404中设置有车削刀头组件405。在固定架401上设置有用于推动导向滑块404横向进给的第一推动装置406，在导向滑块404上设置有用于推动车削刀头组件405纵向调节的第二推动装置407，其中第一推动装置406和第二推动装置407均可选用液压缸或者气缸其中的一种。通过控制第一推动装置406和第二推动装置407进油或进气速度以及总量能够控制车削刀头组件405在车削内螺纹过程中的进给速度和进给总距离。

参考附图3，旋转上下料机构200还包括设置在车削刀头组件405与三角卡盘300连线下方的顶起装置214。在具体设置时，该顶起装置214选用液压缸，并将顶起装置214固定设置在机座100内腔中的立柱301左侧面，在顶起装置214的活塞杆上端连接有抵接轮215。同时在位于顶起装置214正上方的机座100上表面开设有顶出口，通过顶起装置214活塞杆的伸长将抵接轮215从顶出口中伸出，然后顶在摆臂206的下表面，继续伸出顶起装置214的活塞杆能够将摆臂206顶至垂直状。

本实施例1公开的环形轴套内螺纹加工用车削装置在对环形轴套进行内螺纹车削加工时，通过控制箱500内的控制模块预设好对应的步骤程序，然后通过机械手臂或者起吊装置依次将环形轴套600倒扣在每个定料盘208的定位槽中。

接着启动整个车削装置，通过控制输入驱动电机203的脉冲信号，然后再通过主动齿轮204与环齿202之间的啮合传动使得旋转上下料机构200每次旋转45°，然后再通过将顶起装置214的活塞杆伸长使得抵接轮伸出顶出口作用在摆臂206下表面。继续将顶起装置214的活塞杆伸长，摆臂206在抵接轮215的作用下被顶至垂直状，而此时定料盘208正好与三角卡盘相对齐贴合。再继续将顶起装置214的活塞杆伸长使得抵接轮沿着键块212上的导向斜面2121垂直移动，从而将键块212向键块槽2082的内部压动，然后在连接杆209、圆形顶片210的作用下将环形轴套600推入三角卡盘300中，然后通过三角卡盘300将其固定夹紧。

待环形轴套600被三角卡盘300固定夹紧后顶起装置214回缩复位，摆臂206在自身重力作用下也转动水平状，此时车刀进给装置400将车削刀头组件405伸入内壁中，然后同时启动旋转电机303和第一推动装置406，通过车削刀头完成对环形轴套600的内螺纹车削加工。

最后，到内螺纹车削加工完成后，再继续控制顶起装置214伸长使得定料盘208正好与三角卡盘对齐贴合，然后三角卡盘松开对环形轴套600的夹持状，通过圆形顶片210内部的磁性吸附作用使得环形轴套600重新被吸入定位槽中，然后摆臂206在复位至水平状，通过驱动电机203的作用将下一工位上的环形轴套600重复上述步骤，而加工完成后的环形轴套600可通过机械手臂或者起吊装置将其从定位槽中取出，同时将待加工的环形轴套600放入其中。

本实施例1公开的环形轴套内螺纹加工用车削装置其实现了对环形轴套的连续内螺纹车削加工，并且无需作业人员进行手动上下料，不仅极大提高了对环形轴套的内螺纹车削加工效率，而且有效降低了作业人员的劳动强度。

实施例2

实施例2公开了一种与实施例1结构类似的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其与实施例1相同之处不做再次说明，其不同之处在：

本实施例2中的连接座202为正六边形，连接座202的侧面上连接的摆臂206一共分有六个，因此通过步进电机的驱动作用使得旋转上下料机构200每次旋转60°进行工位切换。

另外参考附图5，本实施例2为了防止抵接轮215在顶起装置214的作用下向上推动时抵接轮215与摆臂206发生偏移，还在摆臂206的下表面开设有与键块槽2082相衔接的导向滚轮槽2061，抵接轮215在顶起装置214的推动下能够沿着导向滚轮槽2061的方向移动，使其摆臂206转动的过程中更加稳定。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种环形轴套内螺纹加工用车削装置，包括机座、三角卡盘、车刀进给装置以及控制箱，其特征在于，所述车刀进给装置设置在机座上表面的一端，所述机座上表面的另一端设置有轴承圈，所述轴承圈中设置有旋转上下料机构；

其中，所述旋转上下料机构包括与轴承圈内壁相连接的中空转轴，所述机座中设置有用于驱动中空转轴旋转的驱动装置，所述中空转轴的上端连接有中空的正多边形连接座，所述正多边形连接座的每个侧面上均转动连接有摆臂，且摆臂的端部连接有定料盘，所述定料盘的上表面和下表面分别开设有定位槽和键块槽，所述键块槽中设置有朝向正多边形连接座一端为导向斜面的键块，所述键块与键块槽之间设置有弹性件，所述键块上连接有伸入定位槽中的连接杆，所述连接杆的顶端连接有位于定位槽中的磁性吸附顶片；

所述机座中固定设置有贯穿中空转轴和正多边形连接座的立柱，所述立柱的上端固定有转动座，所述三角卡盘连接在转动座上，且转动座上设置有驱动三角卡盘旋转的旋转电机，所述三角卡盘的下方设置有顶起装置，所述顶起装置上连接有与摆臂下表面相抵接的抵接轮。

2.根据权利要求1所述的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其特征在于，所述车刀进给装置包括固定架，所述固定架中设置有滑块，所述滑块上设置有车削刀头组件，所述固定架上设置有实现滑块横向进给的第一推动装置，所述滑块上设置有实现车削刀头组件纵向调节的第二推动装置。

3.根据权利要求1所述的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其特征在于，所述驱动装置包括设置在机座中的步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有主动齿轮，所述中空转轴的下端设置有与主动齿轮相啮合的环齿。

4.根据权利要求1所述的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其特征在于，所述正多边形连接座的截面为正六边形或正八边形。

5.根据权利要求4所述的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其特征在于，所述正多边形连接座的每个侧面下端连接有将摆臂支撑至水平状的垫板。

6.根据权利要求1所述的环形轴套内螺纹加工用车削装置，其特征在于，所述摆臂的下表面开设有与抵接轮相匹配的滚轮槽。

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