多工位数控铰珩机床的制作方法
【专利摘要】本发明多工位数控铰珩机床涉及的是一种精密机械加工设备,具体的说是一种加工精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床。包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分；所述的升降移动部分安装在床身上部；所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴；所述的回转工作台部分安装在床身上部；所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成；所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上；浮动夹具部分由底板、夹具体、弹簧座、支撑弹簧、导向键、安装板、内弹簧、压块、定位板、柱塞套组成；所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上。
【专利说明】多工位数控铰珩机床
【技术领域】
[0001]本发明多工位数控铰珩机床涉及的是一种精密机械加工设备，具体的说是一种加工精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床。
【背景技术】
[0002]节能减排、保护环境已成为二十一世纪社会发展的主题，排放标准的不断提高，对于诸如内燃机及其配套偶件的综合性能都提出了更高的要求。
[0003]柱塞偶件中的柱塞套中孔的精加工，早期的研磨工艺早已淘汰，目前主要是使用珩磨机床依次进行粗珩+半精珩+精珩加工，最终达到工艺要求。
[0004]普通珩磨机床加工后容易产生腰鼓形、喇叭口、锥度超差、内孔粗糙度不均匀等缺陷，这些问题的产生，均与操作人员对于加工件的行程调整，珩磨油石的修整、进给量的选择等参数有着密切关联。
【发明内容】
[0005]本发明目的是针对上述不足之处，提供一种多工位数控铰珩机床，是一种精密圆柱孔加工的多工位数控铰珩机床，不仅可以加工各类轴向/径向的圆柱形孔，而且间断的孔包括盲孔也可以加工；加工后的产品内孔表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持，因其具有较高的表面支撑率，所以能都承受较大的负荷，耐磨损，从而提高了产品的综合使用寿命；内孔圆度可达Ium以内、圆柱度可达2um以内、内孔粗糙度Ra0.2um以内。
[0006]本发明多工位数控铰珩机床是采取以下技术方案实现:
多工位数控铰珩机床包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分。
[0007]所述床身为铸件机体；
所述的升降移动部分安装在床身上部；所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴。
[0008]其中，立柱通过六角螺栓一固定在床身上；两直线导轨副的导轨分别安装在立柱正面的两侧，并通过内六角圆柱头螺钉一固定；齿轮箱通过内六角圆柱头螺钉二与直线导轨副的滑块固定；齿轮箱上部安装有主电机，并用六角螺栓二固定，主电机通过齿轮箱内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴旋转；滚珠丝杠副的螺母与齿轮箱联接，其滚珠丝杠副上、下轴承位分别安装有轴承，并通过轴承座、内六角圆柱头螺钉三固定在立柱的安装面上；顶板固定在立柱的顶面上，其上平面固定有升降电机，升降电机通过联轴器与滚珠丝杠副连接。
[0009]所述的回转工作台部分安装在床身上部；所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成；底座安装在床身上部，回转电机、回转盘安装在底座上部，回转电机传动回转盘转动，回转盘上部设置有回转工作台；回转工作台上设置有若干条“T”型槽口，用于安装浮动夹具，设置产品加工工位； 所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上。
[0010]浮动夹具部分由底板、内六角圆柱头螺栓四、内六角圆柱头螺栓五、内六角圆柱头螺栓六、夹具体、弹簧座、导向键、钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉、内弹簧、压块、安装板、定位板、柱塞套组成。
[0011]浮动夹具部分通过下部的底板与回转工作台连接。
[0012]夹具体通过4个内六角圆柱头螺栓四与底板连接，钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉依次从下向上放在弹簧座孔中，起到支撑浮动夹具部分上端的作用；导向键连接夹具体和弹簧座，起到轴向导向和防止径向旋转的作用；内六角圆柱头螺栓五连接弹簧座和安装板；内六角圆柱头螺栓六连接安装板和定位板；
柱塞套通过定位板的内孔，其端面通过压块压紧内弹簧至柱塞套下端面与安装板上平面重合时，向右旋转一定角度，使其卡在定位板内，由于加工刀具的旋转方向也是向右，所以径向也得到了固定。
[0013]所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上；所述的刀具部分由刀具、连接器组成。
[0014]其中，刀具的外径尺寸是根据产品内孔大小定制的；连接器上部通过内六角平端紧定螺钉连接主轴，连接器下部通过内六角平端紧定螺钉和刀具连接。
[0015]多工位数控铰珩机床配套有数控控制单元，数控控制单元由CNC部分、驱动部分及相关电器构成。
[0016]本发明多工位数控铰珩机床设计合理，结构紧凑，是一种精密圆柱孔加工的多工位数控铰珩机床，不仅可以加工各类轴向/径向的圆柱形孔，而且间断的孔包括盲孔也可以加工；加工后的产品内孔表面为交叉网纹，有利于润滑油的存储及油膜的保持，因其具有较高的表面支撑率，所以能都承受较大的负荷，耐磨损，从而提高了产品的综合使用寿命；内孔圆度可达Ium以内、圆柱度可达2um以内、内孔粗糙度Ra0.2um以内。
[0017]本发明精密圆柱形孔的多工位数控铰珩机床，为N轴、N+1工位设计，加工过程为渐进式多工位顺序加工，机床设置有单独的空位用于自动(手工)拆卸、上料，这个过程不占用加工时间；机床配备多个检测装置，加工产品缺料、送料不到位、装夹不到位均可以自动检测、停机等待并发出报警信号，便于维护人员维护、调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]以下将结合附图对本发明作进一步说明:
图1为本发明多工位数控铰珩机床主视图。
[0019]图2为本发明多工位数控铰珩机床左视图。
[0020]图3为本发明多工位数控铰珩机床的回转台上夹具排列示意图。
[0021]图4为本发明多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分示意图。
[0022]图5为图4本发明多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分A-A剖视图。
[0023]图6为图4本发明多工位数控铰珩机床的浮动夹具部分B-B剖视图。
[0024]图中:1、床身，2、立柱,3、六角螺栓一,4、直线导轨副,5、内六角圆柱头螺钉一,6、齿轮箱，7、内六角圆柱头螺钉二，8、六角螺栓二，9、主电机，10、主轴，11、滚珠丝杠副，12、轴承座，13、内六角圆柱头螺钉三，14、联轴器，15、顶板，16、升降电机，17、回转电机，18、浮动夹具部分，19、刀具，20、内六角平端紧定螺钉，21、连接器，22、底座，23、回转盘，24、回转工作台，25、“T”型槽口，26、“T”型螺栓；
18-1、底板，18-2、内六角圆柱头螺栓四，18-3、夹具体，18-4,弹簧座，18-5,导向键，18-6、钢球，18-7、支撑弹簧，18-8、内六角平端紧地螺钉，18_9、内弹簧，18-10、压块，18-11、内六角圆柱头螺栓五，18-12、安装板，18-13、定位板，18-14、柱塞套，18-15、内六角圆柱头螺栓六。
【具体实施方式】
[0025]参照附图1?5，多工位数控铰珩机床包括床身1、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分18和刀具部分。
[0026]所述床身为铸件机体；
所述的升降移动部分安装在床身I上部；所述的升降移动部分包括立柱2、直线导轨副
4、滚珠丝杠副11、齿轮箱6、主电机9、顶板15、升降电机16和多个主轴10。
[0027]其中，立柱2通过六角螺栓一 3固定在床身I上；两直线导轨副4的导轨分别安装在立柱2正面的两侧，并通过内六角圆柱头螺钉一 5固定；齿轮箱6通过内六角圆柱头螺钉二 7与直线导轨副4的滑块固定；齿轮箱6上部安装有主电机9，并用六角螺栓二 8固定，主电机9通过齿轮箱6内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴10旋转；滚珠丝杠副11的螺母与齿轮箱6联接，其滚珠丝杠副11上、下轴承位分别安装有轴承，并通过轴承座12、内六角圆柱头螺钉三13固定在立柱2的安装面上；顶板15固定在立柱2的顶面上，其上平面固定有升降电机16，升降电机16通过联轴器14与滚珠丝杠副11连接。
[0028]所述的回转工作台部分安装在床身I上部；所述回转工作台部分由底座22、回转电机17、回转盘23、回转工作台24组成；底座22安装在床身I上部，回转电机17、回转盘23安装在底座22上部，回转电机17传动回转盘23转动，回转盘23上部设置有回转工作台24 ;回转工作台24上设置有若干条“Τ”型槽口 25，用于安装浮动夹具部分18，设置产品加工工位；
所述的浮动夹具部分18安装在回转工作台24的上平面上。
[0029]所述浮动夹具部分18由底板18-1、内六角圆柱头螺栓四18-2、内六角圆柱头螺栓五18-11、内六角圆柱头螺栓六18-15、夹具体18-3、弹簧座18_4、导向键18_5、钢球18_6、支撑弹簧18-7、内六角平端紧定螺钉18-8、内弹簧18-9、压块18-10、安装板18-12、定位板18-13、柱塞套18-14组成。
[0030]浮动夹具部分18通过下部的底板18-1与回转工作台24连接。
[0031]夹具体18-3通过4个内六角圆柱头螺栓四18-2与底板18_1连接，钢球18_6、支撑弹簧18-7、内六角平端紧定螺钉18-8依次从下向上放在弹簧座18-4孔中，起到支撑浮动夹具部分上端的作用；导向键18-5连接夹具体18-3和弹簧座18-4，起到轴向导向和防止径向旋转的作用；内六角圆柱头螺栓五18-11连接弹簧座18-4和安装板18-12 ;内六角圆柱头螺栓六18-15连接安装板18-12和定位板18-13 ；
柱塞套18-14通过定位板18-13的内孔，其端面通过压块18-10压紧内弹簧18_9至柱塞套18-14下端面与安装板18-12上平面重合时，向右旋转一定角度，使其卡在定位板18-12内，由于加工刀具的旋转方向也是向右，所以径向也得到了固定。
[0032]所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴10上；所述的刀具部分由刀具19、连接器21组成。
[0033]其中，刀具19的外径尺寸是根据产品内孔大小定制的；连接器21上部通过内六角平端紧定螺钉20连接主轴10，连接器21下部通过内六角平端紧定螺钉20和刀具19连接。
[0034]多工位数控铰珩机床配套有数控控制单元，数控控制单元由CNC部分、驱动部分及相关电器构成。
[0035]如附图1、2所示(去除各罩壳、电器连接线，图中只表示机械部分)，本发明多工位数控铰珩机床为N轴、N+1工位设计，渐进式顺序加工，其中单独设有一个空工位，用于产品的安装、拆卸工作。
[0036]如附图3所示(以八轴九工位为例)，九个浮动夹具部分18分别安装在机床回转工作台24的上平面对应的“T”型槽口 25上，用“T”型螺栓26进行固定；一至八工位为产品加工工位，九工位为拆、装产品工位，拆、装产品过程机床可正常运行，不需停机等待。
[0037]一至八工位(洋红色)夹具上方，对应机床的八个回转主轴10，主轴上固定有不同粒度的金刚石刀具，其中一工位刀具外径最小，依次递增，八工位刀具外径最大。
[0038]主电机9通过齿轮箱里面的诸多齿轮传动，并最终带动主轴10及其上面固定的刀具19旋转，形成铰珩磨削运动；产品先安装在九工位的浮动夹具部分18内，回转工作台24顺时针回转一个工位，将其转位至一工位；升降电机16驱动滚珠丝杠副11旋转，并最终带动齿轮箱6及其安装在主轴10上的刀具19，上下往复，形成升降主运动，其上下往复的次数，移动的距离根据不同产品特征，具体在CNC程序中编排；产品加工后，齿轮箱6及其刀具提升至系统程序指定位置，回转工作台24再顺时针旋转一个工位；九工位待加工产品进入一工位，一工位夹具进入二工位，升降电机16再带动齿轮箱6及其安装在主轴10上的刀具19，循环进行上下往复运动，依次类推，当第八工位加工后，其内径逐工位增加，此时，其内径已达到图纸工艺要求,待换位到九工位后拆卸下加工产品,此时,便加工出一件合格产品；拆、装产品过程不影响其他工位产品的正常加工，不额外占用产品加工时间。
[0039]本发明多工位数控铰珩机床，可根据产品外形特征，设计手动或者自动装夹工装，加工过程程序化，避免了一系列人为因素造成的内孔腰鼓形、喇叭口、锥度超差、内孔粗糙度不均匀等缺陷的产生。
[0040]多工位数控铰珩机床配备各类检测装置，加工产品缺料、送料不到位、装夹不到位均可以自动检测、停机等待并发出报警信号，便于维护人员维护、调整。
[0041]多工位数控铰珩机床具有自动化程度高、加工精度高、加工质量稳定等优点。
[0042]综上所述，本发明的技术方案和具体实施方案可实现预期的发明目的。
【权利要求】
1.一种多工位数控铰珩机床，其特征在于:包括床身、升降移动部分、回转工作台部分、浮动夹具部分和刀具部分； 所述的升降移动部分安装在床身上部；所述的升降移动部分包括立柱、直线导轨副、滚珠丝杠副、齿轮箱、主电机、顶板、升降电机和多个主轴；立柱通过六角螺栓一固定在床身上；两直线导轨副的导轨分别安装在立柱正面的两侧，并通过内六角圆柱头螺钉一固定；齿轮箱通过内六角圆柱头螺钉二与直线导轨副的滑块固定；齿轮箱上部安装有主电机，并用六角螺栓二固定，主电机通过齿轮箱内部的一系列齿轮传动并最终带动多个主轴旋转；滚珠丝杠副的螺母与齿轮箱联接，其滚珠丝杠副上、下轴承位分别安装有轴承，并通过轴承座、内六角圆柱头螺钉三固定在立柱的安装面上；顶板固定在立柱的顶面上，其上平面固定有升降电机，升降电机通过联轴器与滚珠丝杠副连接； 所述的回转工作台部分安装在床身上部；所述回转工作台部分由底座、回转电机、回转盘、回转工作台组成；底座安装在床身上部，回转电机、回转盘安装在底座上部，回转电机传动回转盘转动，回转盘上部设置有回转工作台； 所述的浮动夹具部分安装在回转工作台的上平面上；浮动夹具部分由底板、内六角圆柱头螺栓四、内六角圆柱头螺栓五、内六角圆柱头螺栓六、夹具体、弹簧座、导向键、钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉、内弹簧、压块、安装板、定位板、柱塞套组成；夹具体通过4个内六角圆柱头螺栓四与底板连接，钢球、支撑弹簧、内六角平端紧定螺钉依次从下向上放在弹簧座孔中，起到支撑浮动夹具部分上端的作用；导向键连接夹具体和弹簧座，起到轴向导向和防止径向旋转的作用；内六角圆柱头螺栓五连接弹簧座和安装板；内六角圆柱头螺栓六连接安装板和定位板； 柱塞套通过定位板的内孔，其端面通过压块压紧内弹簧至柱塞套下端面与安装板上平面重合时，向右旋转一定角度，使其卡在定位板内，由于加工刀具的旋转方向也是向右，所以径向也得到了固定； 所述的刀具部分安装在齿轮箱的多个主轴上；所述的刀具部分由刀具、连接器组成；连接器上部通过内六角平端紧定螺钉连接主轴，连接器下部通过内六角平端紧定螺钉和刀具连接。
2.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床，其特征在于:所述床身为铸件机体。
3.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床，其特征在于:回转工作台上设置有若干条“T”型槽口，用于安装浮动夹具部分。
4.根据权利要求1所述的多工位数控铰珩机床，其特征在于:浮动夹具部分通过下部的底板与回转工作台连接。
【文档编号】B23Q1/25GK104227431SQ201410426764
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】伍永刚, 金伟, 岳齐, 陈福来 申请人:江苏瑞普机床有限公司