CN117680768B - 球面专机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了球面专机，属于差速器加工技术领域，球面专机包括底板，底板上设有旋转机构，旋转机构能装载刀具并加工零件内腔，底板上还设有支架，支架连接有喷淋组件，喷淋组件连接有循环组件，喷淋组件能通过循环组件向刀具喷淋液体。本发明整体布局占用空间小，易于操作，并能够通过喷淋组件持续、稳定冷却刀具和零件，保持了加工的稳定性，提高了成品率。

Description

球面专机

技术领域

本发明涉及汽车变速器加工技术领域，具体涉及一种球面专机。

背景技术

汽车差速器能够使驱动轮实现以不同转速转动的机构，其功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右车轮以不同转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。在四轮驱动时，必须将所有的车轮连接起来，如果将四个车轮机械连接在一起，汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转，为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致，这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。差速器在转向***中显得尤为重要，所以差速器的加工精度要求也较高。尤其是差速器壳体上孔的加工需要较高的加工精度，这样才可以保证孔与动力轴之间的安装稳固，减少轴向和径向上的窜动，保证整个差速器运动时的平衡，从而保证汽车转弯时的平稳。

传统差速器壳球面加工方法都是夹持住差速器壳小端直径外圆，车削差速器壳内球面。这种传统的加工方法的缺点是在加工中差速器壳和刀具刚性不好，夹住差速器壳小端直径外圆进行加工，易产生颤动，导致产品尺寸精度差，表面粗糙，形位公差精度低，直接影响到差速器在传动过程中的平稳性、耐用性和运行噪声的大小。

公开号为US11759900B2的美国发明专利公开了一种差速器壳的加工装置，该加工装置包括：保持并使差速器箱旋转的穿梭单元、左右相对设置的加工单元和工具支撑件，工具支撑件用于支撑加工差速器壳的工具，加工单元包括专用于在左右方向上单轴滑动的滑动机构，往复单元能够在上下方向和前后方向上移动，附接至加工单元中的工具能够加工差速器壳的内表面，由工具支撑件支撑的工具的切削刃能够在差速器壳的内表面旋转切削。该发明通过穿梭单元对差速器稳定和旋转，并通过对向设置的加工单元对差速器内表面切削，减少了刀具进给量，降低了工具支撑件误触旋转中的差速器壳的可能，提高了安全性和稳定性，但该加工装置在以下问题上尚有改进空间：刀具加工过程中大量产热，长时间加工可能会损伤刀具；加工过程中金属碎屑容易伴随刀具旋转飞溅，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适应性强的、安全的球面专机。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

球面专机，包括底板，底板上设有旋转机构，旋转机构能装载刀具并加工零件内腔。

优选地，旋转机构包括对向设置的尾座和主轴，尾座与主轴能够相对滑移并夹紧和释放刀具。尾座相对主轴靠近并夹紧刀具后，主轴和尾座同步带动刀具旋转，实现对零件内球面的加工。

优选地，底板上还设有支架，支架连接有喷淋组件，喷淋组件连接有循环组件，喷淋组件能通过循环组件向刀具喷淋液体。

优选地，喷淋组件包括壳尾，壳尾一端与循环组件的输出端连接，壳尾另一端连通有壳套，壳套在中部设有主通道，主通道侧方设有副通道，壳套末端设有喷头，喷头中部开孔且连通主通道，喷头的外壁与壳套内壁存在间隔空间，间隔空间连通副通道。液体从循环组件输出至壳尾内，壳尾内的液体一部分进入壳套中心处的主通道，并从喷头中部的孔体输出，对旋转的刀具集中喷淋，液体的另一部分进入主通道侧方的副通道，并从壳套与喷头之间的夹层输出，对零件表面均匀喷洒，同步从喷头中心和夹层输出的液体同时实现对刀具的准确喷淋和对零件的均衡降温，有利于提高对零件以及刀具的散热效果，降低断刀可能性从而提高成品率，从夹层输出的液体以环绕式的水隔层到达零件，有利于对向外飞溅的金属碎屑形成遮挡和减速，从而缩小碎屑飞溅范围，一方面降低碎屑飞出划伤工作人员以及损伤周围设备，提高安全性，另一方便使碎屑在底板或机床上相对集中，便于收集碎屑，有利于清洁。

优选地，壳尾在液体流入端连接有第一弹簧，第一弹簧末端连接有挡环，挡环的内径小于第一弹簧的内通道直径，挡环与主通道配合设置。输出至壳尾的液体进入第一弹簧内部通道后，液体冲击挡环并从主通道和喷头中部孔体输出，在循环组件的输出功率不足时，进入壳尾的液体流速较慢，挡环受液体冲击较小，此时第一弹簧不拉伸，第一弹簧保持紧密螺旋环绕，液体仅能通过第一弹簧中部到达主通道，保证液体的流速能够到达刀具进行降温，避免功率过小导致液体无法作用刀具，在循环组件的输出功率足够时，液体作用挡环的冲击力较大，挡环在主通道内拉伸第一弹簧，液体能从第一弹簧拉伸后的缝隙向外侧流出至副通道，使液体分流，实现流量自动调节，提高了适应性，同时，伴随液体流速增加，第一弹簧拉伸后自身形成的侧方缝隙增大，从副通道分流的液体流量增多，避免输出液体集中从吸头中部的孔体集中射出，导致液体作用至刀具和零件的冲击力过大，一方面防止液体冲影响刀具稳定性，提高加工精度，另一方面减小液体冲击后向外扩散程度，有利于提高液体回收效果，节省了成本。

优选地，支架包括底座，底座设于底板上，底座上方设有悬架，喷淋组件在悬架内侧转动连接，底座上端设有立杆，立杆的顶端与喷淋组件之间连接有第二弹簧。喷淋组件输出液体时，液体作用喷头内外壁体产生冲击力，使得喷淋组件整体晃动并拉伸第二弹簧，第二弹簧通过形变使得喷淋组件的朝向往复小范围摆动，进一步提高喷洒范围，在循环组件输出功率小时，液体对喷头的冲击力小，喷淋组件整体晃动幅度小，实现小功率时对刀具的准确输出并冷却，提高装置对输出功率的自适应能力。

优选地，循环组件包括内部储存有液体的罐体，罐体底部连接有进液管，罐体顶部设有泵体，泵体的输入端连接有抽液管，抽液管设于罐体内，泵体的输出端连接喷淋组件，底板设有连通进液管的收集孔。泵体启动后，一方面将罐体内的液体泵出至喷淋组件，另一方面由于罐体内液体容量减小，在压力作用下，抽液管通过收集孔抽吸底板上的液体，回收液体经过抽液管从罐体底部进入，进实现液体循环利用，降低加工成本。

优选地，罐体内设有过滤件，过滤件套设在抽液管外侧。回收进入罐体的液体通过过滤件过滤后进入抽液管，并在泵体作用下输送至喷淋组件，避免回收后液体中细小碎屑进入并损伤泵体，同时也防止液体携带碎屑输出，导致刀具和零件受损，循环组件的设置也避免了喷淋组件内部堵死，提高喷淋组件的冷却稳定性。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明的旋转机构在定位前不具有刀具，减小了刀具损伤零件的可能；旋转机构配合送刀机构实现刀具固定，减小了前者的移动路径，减小了占地空间；喷淋组件能对液体分流，并从喷头内外侧以不同形式输出，同时实现准确喷淋和覆盖喷淋，降低断刀几率，同时提高了零件加工成品率；从夹层输出的液体形成环绕的水隔层，有利于对飞溅碎屑遮挡减速，提高安全性；输出的水隔层能缩小碎屑飞出后下落范围，有利于实现碎屑集中，便于清洁；挡环通过第一弹簧的形变适应不同流速液体，实现对液体流速流量的自适应调节，保证刀具冷却的稳定性；液体流速过高时，挡环配合第一弹簧提高液体分流的流量，避免液体集中冲击导致加工不稳定，也通过控制流速降低了液体接触刀具后的扩散，便于液体回收从而降低成本；液体流动产生的冲击配合第二弹簧能使喷淋组件往复小幅度摆动，扩大冷却范围；流量较小时喷淋组件的摆动幅度小，实现集中冷却，保证刀具稳定冷却；过滤件对回收液体过滤，防止碎屑伴随液体输出损伤刀具。因此，本发明是一种适应性强的、安全的球面专机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为球面专机的俯视示意图；

图2为旋转机构侧视示意图；

图3为喷淋组件剖视示意图；

图4为支架结构示意图；

图5为罐体结构示意图；

图6为循环组件剖视示意图；

图7为过滤件示意图；

图8为第一滤网与抽液管连接示意图；

图9为分隔板结构示意图。

附图标号：底板1；压紧机构2；旋转机构3；尾座30；主轴31；送刀机构4；支撑机构5；支架6；底座60；悬架61；立杆62；第二弹簧63；喷淋组件7；壳尾70；壳套71；主通道72；副通道73；喷头74；第一弹簧75；挡环76；循环组件8；罐体80；进液管81；泵体82；抽液管83；进液孔84；分隔板85；弹性件86；凸台87；过滤件9；第一滤网90；第二滤网91；第三滤网92；封盖93。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参见附图1、附图2，球面专机，包括底板1，底板1上设有旋转机构3，底板1上还设有压紧机构2和送刀机构4，压紧机构2用于固定零件，送刀机构4具有刀具，送刀机构4能在旋转机构3上安装和拆卸刀具，旋转机构3能装配刀具并加工零件内腔，球面专机还包括机床，底板1安装于机床上。

底板1上还设有支撑机构5，支撑机构5用于涨紧和支撑零件。

底板1上设置有安装孔，压紧机构2、支撑机构5通过安装孔固定于底板1上。

底板1上设置有油道，机床上设置有液压机构，液压机构与油孔配合设置，压紧机构2通过油道驱动压紧机构2、旋转机构3、送刀机构4以及支撑机构5。

压紧机构2包括压爪，压爪能在液压机构的作用下对零件夹紧固定。

支撑机构5包括胀套，胀套与液压机构连接，胀套能在液压机构的作用下对零件定位，已保证零件的位置正确性。

在加工零件时，将零件放入支撑机构5，通过支撑机构5对零件形成内部涨紧，使零件保持在支撑机构5上形成初定位，此时控制压紧机构2对零件进行压紧固定，实现零件二次精定位，防止其在加工过程中的松动，零件固定完成后，送刀机构4将刀具移动至指定位置后，将其装配的刀具转移至旋转机构3，旋转机构3在安装刀具后，送刀机构4回退，旋转机构3带动刀具旋转对零件进行内部球面加工。

旋转机构3包括对向设置的尾座30和主轴31，尾座30与主轴31能够相对滑移并夹紧和释放刀具。

尾座30上安装有感应器，感应器与液压机构连接有控制***，感应器通过控制***和液压机构保证尾座30能到达预设的指定位置。

送刀机构4携带刀具靠近主轴31方向，并到达指定位置后停止，尾座30向主轴31方向滑移，直至尾座30和主轴31一同固定柱刀具，尾座30到达指定位置后，感应器触发并通过控制***控制液压机构，液压机构驱动送刀机构4，此时送刀机构4回退，刀具脱离送刀机构4并被尾座30和主轴31固定，主轴31和尾座30同步带动刀具旋转，实现对零件内球面的加工，送刀机构4与旋转机构3的分离设置，一方面刀具不始终保持在旋转机构3上，减小了旋转机构3定位时携带刀具对零件损伤的可能，降低废品率，另一方面减小旋转机构3的运动路径，减小了布局的占地空间，同时也简化了加工装置的控制***，便于维护。

底板1上还设有支架6，支架6连接有喷淋组件7，喷淋组件7连接有循环组件8，喷淋组件7能通过循环组件8向刀具喷淋液体。

参见附图3，喷淋组件7包括壳尾70，壳尾70一端与循环组件8的输出端连接，壳尾70另一端连通有壳套71，壳套71在中部设有主通道72，主通道72侧方设有副通道73，主通道72与副通道73贯通设置，壳套71末端设有喷头74，喷头74中部开孔且连通主通道72，喷头74的外壁与壳套71内壁存在间隔空间，间隔空间连通副通道73。

液体从循环组件8输出至壳尾70内，壳尾70内的液体一部分进入壳套71中心处的主通道72，并从喷头74中部的孔体输出，对旋转的刀具集中喷淋，液体的另一部分进入主通道72侧方的副通道73，并从壳套71与喷头74之间的夹层输出，对零件表面均匀喷洒，同步从喷头74中心和夹层输出的液体同时实现对刀具的准确喷淋和对零件的均衡降温，有利于提高对零件以及刀具的散热效果，降低断刀可能性从而提高成品率，从夹层输出的液体以环绕式的水隔层到达零件，有利于对向外飞溅的金属碎屑形成遮挡和减速，从而缩小碎屑飞溅范围，一方面降低碎屑飞出划伤工作人员以及损伤周围设备，提高安全性，另一方便使碎屑在底板1或机床上相对集中，便于收集碎屑，有利于清洁。

壳尾70在液体流入端连接有第一弹簧75，第一弹簧75末端连接有挡环76，挡环76的内径小于第一弹簧75的内通道直径，挡环76与主通道72配合设置。

第一弹簧75在非拉伸状态下形成内侧的闭合通道，液体能从中部闭合通道进入主通道72。

输出至壳尾70的液体进入第一弹簧75内部通道后，液体冲击挡环76并从主通道72和喷头74中部孔体输出，在循环组件8的输出功率不足时，进入壳尾70的液体流速较慢，挡环76受液体冲击较小，此时第一弹簧75不拉伸，第一弹簧75保持紧密螺旋环绕，液体仅能通过第一弹簧75中部的闭合通道到达主通道72，保证液体的流速能够到达刀具进行降温，避免功率过小导致液体无法作用刀具，在循环组件8的输出功率足够时，液体作用挡环76的冲击力较大，挡环76在主通道72内拉伸第一弹簧75，第一弹簧75自身在侧方形成缝隙，液体能从第一弹簧75拉伸后的缝隙向外侧流出至副通道73，使液体分流，实现流量自动调节，提高了适应性，同时，伴随液体流速增加，第一弹簧75侧方缝隙增大，从副通道73分流的液体流量增多，避免输出液体集中从吸头中部的孔体集中射出，导致液体作用至刀具和零件的冲击力过大，一方面防止液体冲影响刀具稳定性，提高加工精度，另一方面减小液体冲击后向外扩散程度，有利于提高液体回收效果，节省了成本。

参见附图4，支架6包括底座60，底座60设于底板1上，底座60上方设有悬架61，喷淋组件7在悬架61内侧转动连接，底座60上端设有立杆62，立杆62的顶端与喷淋组件7之间连接有第二弹簧63。

底座60和悬架61将喷淋组件7架设在一定高度，便于喷淋组件7输出的液体向下喷出至零件和刀具进行降温。

底座60侧方设有支撑臂，支撑臂底端与底座60固定，支撑臂顶部连接悬架61，悬架61为U型架，喷淋组件7转动连接在U型架内，喷淋组件7的输出端朝向固定后的刀具。

喷淋组件7输出液体时，液体作用喷头74内外壁体产生冲击力，使得喷淋组件7整体晃动并拉伸第二弹簧63，第二弹簧63通过形变使得喷淋组件7的朝向往复小范围摆动，进一步提高喷洒范围，在循环组件8输出功率小时，液体对喷头74的冲击力小，喷淋组件7整体晃动幅度小，实现小功率时对刀具的准确输出并冷却，提高装置对输出功率的自适应能力。

参见附图5、附图6，循环组件8包括内部储存有液体的罐体80，罐体80底部连接有进液管81，罐体80顶部设有泵体82，泵体82的输入端连接有抽液管83，抽液管83设于罐体80内，泵体82的输出端连接喷淋组件7，底板1设有连通进液管81的收集孔。

泵体82启动后，一方面将罐体80内的液体泵出至喷淋组件7，另一方面由于罐体80内液体容量减小，在压力作用下，抽液管83通过收集孔抽吸底板1上的液体，回收液体经过抽液管83从罐体80底部进入，进实现液体循环利用，降低加工成本。

罐体80内设有过滤件9，过滤件9套设在抽液管83外侧。

回收进入罐体80的液体通过过滤件9过滤后进入抽液管83，并在泵体82作用下输送至喷淋组件7，避免回收后液体中细小碎屑进入并损伤泵体82，同时也防止液体携带碎屑输出，导致刀具和零件受损，循环组件8的设置也避免了喷淋组件7内部堵死，提高喷淋组件7的冷却稳定性。

参见附图7—附图9，过滤件9包括第一滤网90和第二滤网91，第一滤网90环绕设置在抽液管83侧方，多个第一滤网90在顶部和底部分别连接有第二滤网91，顶部的第二滤网91中部开孔且套设在抽液管83上，底部的第二滤网91位于抽液管83下方，第一滤网90在外侧套设有第三滤网92。

第二滤网91连接有用于在罐体80内装配的封盖93。

封盖93在外侧设置有卡柱，罐体80在内壁设置有环体，环体设置有卡槽，卡槽用于卡柱的卡接，以实现过滤件9在罐体80内的对准安装。

抽液管83壁体沿轴向阵列布设有进液孔84，进液孔84位于两个第二滤网91之间。

回收的液体在泵体82的作用下携带金属细屑从罐体80的底部进入罐体80内，同时抽液管83通过进液孔84形成多个高度层的液体抽吸，此时抽液管83侧方的第三滤网92对侧向流动的液体初次过滤，第一滤网90形成二次过滤，上下端的第二滤网91对纵向流动的碎屑过滤，阵列开设的进液孔84有助于液体从多个方位被过滤并进入抽液管83，一方面防止局部油压过大导致各个滤网形变，另一方面促进液体中的碎屑均匀分布并被第一滤网90、第二滤网91和第三滤网92过滤，防止碎屑集中在一处，导致各个滤网堵塞，过滤件9多方位环绕的过滤方式有利于碎屑下落在罐体80的各个位置，也降低了碎屑集中堵塞进液管81的可能。

第一滤网90与抽液管83之间存在间隔距离，抽液管83外侧沿轴向间隔布设有分隔板85，分隔板85套设于抽液管83且位于上下相邻的进液孔84之间，相邻的分隔板85之间连接有弹性件86，分隔板85侧沿与第一滤网90靠近抽液管83一侧配合设置。

抽液管83在底部外侧固定有凸台87，最底部的分隔板85被凸台87支撑。

泵体82通过抽液管83抽吸液体时，多个分隔板85在液体流动作用下能相对轴向滑移并挤压弹性件86，滑动的分隔板85一方面能对环绕的第一滤网90内侧整形，保证第一滤网90的形态，避免第一滤网90受液压作用发生形变影响过滤能力，另一方面，分隔板85挤压弹性件86时发生抖动，抖动能够传递至第一滤网90，有利于促进第一滤网90外侧的细小碎屑掉落，提高了第一滤网90的过滤效果，防止堵塞。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.球面专机，包括底板（1），所述底板（1）上设有旋转机构（3），

其特征是：所述旋转机构（3）能装载刀具并加工零件内腔，

所述底板（1）上还设有支架（6），所述支架（6）连接有喷淋组件（7），所述喷淋组件（7）连接有循环组件（8），所述喷淋组件（7）能通过所述循环组件（8）向所述刀具喷淋液体，所述喷淋组件（7）包括壳尾（70），所述壳尾（70）一端与所述循环组件（8）的输出端连接，所述壳尾（70）另一端连通有壳套（71），所述壳套（71）在中部设有主通道（72），所述主通道（72）侧方设有副通道（73），所述壳套（71）末端设有喷头（74），所述喷头（74）中部开孔且连通所述主通道（72），所述喷头（74）的外壁与所述壳套（71）内壁存在间隔空间，所述间隔空间连通所述副通道（73），所述壳尾（70）在液体流入端连接有第一弹簧（75），所述第一弹簧（75）末端连接有挡环（76），所述挡环（76）的内径小于所述第一弹簧（75）的内通道直径，所述挡环（76）与所述主通道（72）配合设置，

所述支架（6）包括底座（60），所述底座（60）设于所述底板（1）上，所述底座（60）上方设有悬架（61），所述喷淋组件（7）在所述悬架（61）内侧转动连接，所述底座（60）上端设有立杆（62），所述立杆（62）的顶端与所述喷淋组件（7）之间连接有第二弹簧（63）。

2.根据权利要求1所述的球面专机，其特征是：所述旋转机构（3）包括对向设置的尾座（30）和主轴（31），所述尾座（30）与所述主轴（31）能够相对滑移并夹紧和释放所述刀具。

3.根据权利要求1所述的球面专机，其特征是：所述循环组件（8）包括内部储存有液体的罐体（80），所述罐体（80）底部连接有进液管（81），所述罐体（80）顶部设有泵体（82），所述泵体（82）的输入端连接有抽液管（83），所述抽液管（83）设于所述罐体（80）内，所述泵体（82）的输出端连接所述喷淋组件（7），所述底板（1）设有连通所述进液管（81）的收集孔。

4.根据权利要求3所述的球面专机，其特征是：所述罐体（80）内设有过滤件（9），所述过滤件（9）套设在所述抽液管（83）外侧。