一种生产锥套的系统及其生产工艺的制作方法

本发明涉及锥套生产的技术领域，特别是一种生产锥套的系统及其生产工艺。

背景技术：

锥套是一种欧美国家普遍使用的新型机械传动联接部件，具有标准化程度高、精度高、结构紧凑、安装拆卸方便等特点。通过8度外锥面与皮带轮、链轮及其他传动件内锥面压紧联接，使各种传动件的定心精度大大提高。锥套尺寸为系列标准设计。通用性互换性很好，适用各种场合. 当传动件经过长时间运转时，内孔及键槽就可能发生损坏，如果使用锥套作为传动件，发生这种情况时，只需更换同一规格锥套就可以恢复使用。因而大大提高传动件使用寿命，降低维修费用，节省时间。

如图1所示，为锥套的结构示意图，锥套与皮带轮相配合处的孔都是半边的，并且锥套上的两个半形光孔50与带轮上的两个半形螺纹孔分别组成了一个完整的孔，锥套上的一个半形螺纹孔51又与皮带轮上的一个半形光孔组成了一个完整的孔，半形螺纹孔51位于两个半形光孔50之间。在装配时，将两个螺钉旋进在皮带轮的两个螺纹孔与半形光孔50所形成的完整孔中，随着螺钉在皮带轮上的螺纹孔中不断拧紧，螺纹作用将螺钉推向皮带轮上锥孔的小端，而锥形套上的两个光孔并没有完全加工穿，这样，当螺钉的头部抵住光孔的底部时，就将力传递给了锥套，锥套就相对于皮带轮向皮带轮锥孔的小端运动，这时因为锥度的原因，锥套的就不断包紧轴，而轴又反作用于锥套，再作用于皮带轮。这样皮带轮、锥套以及轴就紧密的组装在一起了。

为实现锥套上两个半形光孔50和一个半形螺纹孔51的加工，通常采用单工序进行加工，即先利用钻床在毛坯的大端面上钻出三个孔，再利用攻丝机对其中一个孔进行攻丝，随后进入端面铣削加工，最后进行镗孔，然而每道工序都需要重新工装定位，很难保证孔与孔之间的位置精度，最终导致加工后的锥套无法匹配到皮带轮上，此外还存在操作繁琐，很难实现连续生产，降低了生产产量，无法满足市场的需求。

此外锥套的中心孔上开设有键槽53，锥套外壁上还开设有凹槽52，通过径向挤压锥套使其稍微收缩，才能使锥套正确的进入皮带轮内，然而现有的开槽方式采用人工采用锯片进行切割，每锯一个槽都需要重新定位，极大增大了工人劳动强度，而且降低了锥套的生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种保护锥套外表面光洁度、自动化程度高、快速实现锥套的工装、加工精度高、提高锥套生产效率、减轻工人劳动强度、提高锥套生产产量的生产锥套的系统及其生产工艺。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种生产锥套的系统，它包括九工位机床、键槽加工机床、键槽加工机床；

所述的九工位机床包括机体和旋转安装于机体顶部的油压齿式分割台，所述的油压齿式分割台的外边缘上均匀设置有九个毛坯工装夹具，机体的顶部上、以油压齿式分割台为圆心沿顺时针方向依次设置有面粗铣加工单元、粗镗孔加工单元、半精镗孔加工单元、面精铣加工单元、精镗孔加工单元、钻孔单元、倒角单元和攻丝单元；

所述的面粗铣加工单元包括十字型液压滑台、动力头A、电机A以及旋转安装于铣刀安装座A内的铣刀轴A，铣刀轴A沿油压齿式分割台径向方向设置，铣刀轴A上顺次连接有铣刀柄和粗铣刀盘，动力头A固定安装于十字型液压滑台的台面上，电机A平行于铣刀安装座A设置，电机A与铣刀轴A之间连接有传动机构；

所述的粗镗孔加工单元、半精镗孔加工单元和精镗孔加工单元均包括液压滑台、镗刀安装座、电机C以及旋转安装于镗刀安装座内的镗刀轴，镗刀轴沿油压齿式分割台径向方向设置，镗刀轴上连接有镗刀柄，电机C平行于镗刀安装座设置，电机C与镗刀轴之间连接有传动机构；所述的粗镗孔加工单元的镗刀柄上连接有粗镗刀；所述的半精镗孔加工单元的镗刀柄上连接有半精镗刀，所述的精镗孔加工单元的镗刀柄上连接有精镗刀；

所述的面精铣加工单元包括工字型立式油压滑台、动力头B、电机B以及旋转安装于动力头B内的铣刀轴B，铣刀轴B沿油压齿式分割台径向方向设置，铣刀轴B上顺次连接有铣刀柄和精铣刀盘，动力头B固定安装于工字型立式油压滑台的台面上，电机B平行于动力头B设置，电机B与铣刀轴B之间连接有传动机构；

所述的钻孔单元和倒角单元均包括多孔钻孔机和连接于多孔钻孔机输出轴的多轴动力头，输出轴沿油压齿式分割台径向方向设置；所述的钻孔单元的多轴动力头上安装有三个呈三角形布置的钻头；所述的倒角单元的多轴动力头上安装有三个呈三角形布置的倒角刀；

所述攻丝单元包括卧式攻丝机和顺次连接于卧式攻丝机主轴上的攻丝主轴头和丝锥，主轴沿油压齿式分割台径向方向设置；

所述的毛坯工装夹具包括夹具主体、液压缸、杠杆、支撑杆和连杆，夹具主体固定安装于油压齿式分割台的边缘上，夹具主体的前端面上且从上往下顺次设置有导轨和下爪，下爪呈V形结构，液压缸垂向设置于夹具主体内且位于下爪的后侧，支撑杆一端铰接于夹具主体的顶部，支撑杆的另一端铰接于杠杆上，杠杆的一端与液压缸的活塞杆铰接，杠杆的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端铰接有安装于导轨上的滑块；

所述的开口加工机床包括转盘、液压分度盘、开槽装置和液压系统，所述的液压分度盘的输出端旋转安装有转盘，转盘的顶表面上且沿转盘的边缘方向上均匀分别有多个用于工装锥套的夹具，夹具由底板以及固定于底板上的夹紧油缸、限位座、压板和挡板组成，底板设置于转盘上，挡板和压板位于限位座的两侧且挡板固定于限位座的端面上，夹紧油缸的活塞杆顺次贯穿挡板、限位座且与压板连接，限位座的顶部开设有V形槽，V形槽的底部设置有与锥套上螺纹孔相配合的条形凸台，V形槽的内壁上设置有橡胶垫，压板和挡板的顶部均设置有连通V形槽的让位槽，所述的开槽装置位于转盘的后侧，开槽装置由机座、锯条、直线驱动机构以及固定安装于机座上的垂向油缸组成，垂向油缸的活塞杆上设置有直线驱动机构，直线驱动机构的输出端连接有水平设置有锯条，锯条位于转盘的上方，所述的液压系统与夹紧油缸连接；

所述的键槽加工机床包括机架、设置于机架顶部的水平油缸、设置于机架左端部的圆盘以及设置于圆盘左端面上的导槽组成，圆盘上设置有两根垂直于圆盘设置的立柱，导槽的侧壁上设置有连通导槽的矩形槽，所述的水平油缸的活塞杆上连接有活动块，活动块上固定有拉刀，拉刀从右往左顺次贯穿圆盘、导槽设置且拉刀的刃口位于矩形槽内。

所述的传动机构由主动同步带轮、从动同步带轮和同步带组成，主动同步带轮和从动同步带轮之间安装有同步带，所述的镗刀轴、铣刀轴A和铣刀轴B上均安装有从动同步带轮，所述的电机A、电机B和电机C的输出端均安装有主动同步带轮。

所述的机体的顶部设置有围栏，围栏的前侧开设有通槽。

所述的电机A、电机B和电机C均为三相异步交流电机。

所述的十字型液压滑台、工字型立式油压滑台和液压滑台均固定安装于机体的顶部。

所述的生产锥套的系统生产锥套的工艺，它包括以下步骤：

S1、毛坯的工装，将毛坯放置于下爪的V形结构上，再控制液压缸的活塞杆伸出，杠杆的右端部向下运动从而带动滑块向下运动，从而使毛坯抵压于下爪和滑块之间，实现了毛坯的快速工装；

S2、粗铣端面，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到面粗铣加工单元，随后控制电机A启动，电机A带动铣刀轴A转动，铣刀轴A带动粗铣刀盘转动，再经十字型液压滑台控制粗铣刀盘进给量到铣削毛坯的前端面后，经十字型液压滑台控制粗铣刀盘左右移动，实现了毛坯的粗铣端面；

S3、粗镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到粗镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动粗镗刀转动，同时经液压滑台控制粗镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的镗孔；

S4、半精镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到半精镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动半精镗刀转动，同时经液压滑台控制半精镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的半精镗孔；

S5、精铣端面，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到面精铣加工单元，随后控制电机B启动，电机B带动铣刀轴B转动，铣刀轴B带动精铣刀盘转动，再经工字型立式油压滑台控制精铣刀盘以进给速度铣削毛坯前端面，同时经工字型立式油压滑台控制精铣刀盘上下移动，实现了毛坯的精铣端面；

S6、精镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到精镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动精镗刀转动，同时经液压滑台控制精镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的精镗孔；

S7、钻孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到钻孔单元，多孔钻孔机带动多轴动力头上的钻头同时转动，随后控制输出轴以进给速度在毛坯三个角处钻孔，形成一个光孔和两个盲孔，从而实现了毛坯的钻孔；

S8、倒角，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到倒角单元，多孔钻孔机带动多轴动力头上的倒角刀同时转动，倒角刀对盲孔和光孔的边缘进行倒角；

S9、攻丝，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到攻丝单元，卧式攻丝机的主轴带动丝锥进给和转动联动，随后控制卧式攻丝机的主轴伸出使丝锥进入光孔内，从而实现了毛坯的攻丝；

S10、键槽的加工，将步骤S9中的锥套卸下并将锥套的中心孔套在导槽上，并将加工好的两个半形光孔分别卡在立柱上，实现了锥套的工装；控制水平油缸的活塞杆伸出，活塞杆带动拉刀向左移动，在移动过程中，拉刀逐渐切割锥套中心孔内壁材料，当走刀结束后，即可在锥套的中心孔处加工出键槽；

S11、开口的加工，卸下步骤S10中的锥套，先将锥套放置于位于转盘前侧夹具的V形槽内，使锥套的半形螺纹孔套在条形凸台上，实现了锥套的定位，再使锥套的一个端面抵靠在挡板上，随后控制夹紧油缸的活塞杆缩回，压板压向锥套的另一个端面，从而将锥套快速的工装于V形槽内；经液压分度盘将工装后的锥套转到开槽工位中，随后控制垂向油缸的活塞杆缓慢伸出，同时控制直线驱动机构启动，其中垂向油缸实现了锯条进给运动，而直线驱动机构实现了锯条的往复运动，锯条在锥套的顶部来回的切割，经过一段时间，即可加工出开口。

本发明具有以下优点：本发明加工精度高、提高锥套生产效率、减轻工人劳动强度、提高锥套生产产量、保护锥套外表面光洁度、自动化程度高、快速实现锥套的工装。

附图说明

图1 为锥套的结构示意图；

图2 为本发明的主视图；

图3 为本发明的俯视图；

图4 为面粗铣加工单元的结构示意图；

图5 为面精铣加工单元的结构示意图；

图6 为精镗孔加工单元的结构示意图；

图7 为钻孔单元的结构示意图；

图8 为毛坯工装夹具的结构示意图；

图9 为图8的剖视图；

图10为键槽加工机床的结构示意图；

图11为图10的B向视图；

图12为开口加工机床的结构示意图；

图13为图12的A-A剖视图；

图14 为图12的I部局部放大视图；

图15 为图13的II部局部放大视图；

图中，1-机体，2-油压齿式分割台，3-毛坯工装夹具，4-面粗铣加工单元，5-粗镗孔加工单元，6-半精镗孔加工单元，7-面精铣加工单元，8-精镗孔加工单元，9-钻孔单元，10-倒角单元，11-攻丝单元，12-十字型液压滑台，13-动力头A，14-电机A，15-铣刀轴A，16-粗铣刀盘，17-液压滑台，18-动力头，19-电机C，20-镗刀轴，21-粗镗刀，22-半精镗刀，23-精镗刀，24-工字型立式油压滑台，25-动力头B，26-电机B，27-铣刀轴B，28-精铣刀盘，29-多孔钻孔机，30-输出轴，31-多轴动力头，32-钻头，33-倒角刀， 35-主轴，36-攻丝主轴头，37-丝锥，38-夹具主体，39-液压缸，40-杠杆，41-支撑杆，42-连杆，43-导轨，44-下爪，45-滑块，46-主动同步带轮，47-从动同步带轮，48-围栏，50-半形光孔，51-半形螺纹孔，52-开口，53-键槽，54-转盘，55-液压分度盘，56-开槽装置，57-液压系统，58-夹具，60-夹紧油缸，61-限位座，62-压板，63-挡板，64-V形槽，65-条形凸台，66-橡胶垫，67-让位槽，68-机座，69-锯条，70-直线驱动机构，71-垂向油缸，72-机架，73-水平油缸，74-圆盘，75-导槽，76-立柱，77-矩形槽，78-活动块，79-拉刀，80-底板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图2~15所示，一种生产锥套的系统，它包括九工位机床、凹槽加工机床、键槽加工机床；

所述的九工位机床包括机体1和旋转安装于机体1顶部的油压齿式分割台2，所述的油压齿式分割台2的外边缘上均匀设置有九个毛坯工装夹具3，机体1的顶部上、以油压齿式分割台2为圆心沿顺时针方向依次设置有面粗铣加工单元4、粗镗孔加工单元5、半精镗孔加工单元6、面精铣加工单元7、精镗孔加工单元8、钻孔单元9、倒角单元10和攻丝单元11；

所述的面粗铣加工单元4包括十字型液压滑台12、动力头A13、电机A14以及旋转安装于铣刀安装座A13内的铣刀轴A15，铣刀轴A15沿油压齿式分割台2径向方向设置，铣刀轴A15上顺次连接有铣刀柄和粗铣刀盘16，动力头A13固定安装于十字型液压滑台12的台面上，电机A14平行于动力头A13设置，电机A14与铣刀轴A15之间连接有传动机构；

所述的粗镗孔加工单元5、半精镗孔加工单元6和精镗孔加工单元8均包括液压滑台17、动力头18、电机C19以及旋转安装于动力头18内的镗刀轴20，镗刀轴20沿油压齿式分割台2径向方向设置，镗刀轴20上连接有镗刀柄，电机C19平行于镗刀安装座18设置，电机C19与镗刀轴20之间连接有传动机构；所述的粗镗孔加工单元5的镗刀柄上连接有粗镗刀21；所述的半精镗孔加工单元6的镗刀柄上连接有半精镗刀22，所述的精镗孔加工单元8的镗刀柄上连接有精镗刀23；

所述的面精铣加工单元7包括工字型立式油压滑台24、动力头B25、电机B26以及旋转安装于动力头B25内的铣刀轴B27，铣刀轴B27沿油压齿式分割台2径向方向设置，铣刀轴B27上顺次连接有铣刀柄和精铣刀盘28，动力头B25固定安装于工字型立式油压滑台24的台面上，电机B26平行于动力头B25设置，电机B26与铣刀轴B27之间连接有传动机构；

所述的钻孔单元9和倒角单元10均包括多孔钻孔机29和连接于多孔钻孔机29输出轴30的多轴动力头31，输出轴30沿油压齿式分割台2径向方向设置；所述的钻孔单元9的多轴动力头31上安装有三个呈三角形布置的钻头32；所述的倒角单元10的多轴动力头31上安装有三个呈三角形布置的倒角刀33；

所述攻丝单元11包括卧式攻丝机和顺次连接于卧式攻丝机主轴35上的攻丝主轴头36和丝锥37，主轴35沿油压齿式分割台2径向方向设置；

所述的毛坯工装夹具3包括夹具主体38、液压缸39、杠杆40、支撑杆41和连杆42，夹具主体38固定安装于油压齿式分割台2的边缘上，夹具主体38的前端面上且从上往下顺次设置有导轨43和下爪44，下爪44呈V形结构，液压缸39垂向设置于夹具主体38内且位于下爪44的后侧，支撑杆41一端铰接于夹具主体38的顶部，支撑杆41的另一端铰接于杠杆40上，杠杆40的一端与液压缸39的活塞杆铰接，杠杆40的另一端与连杆42的一端铰接，连杆42的另一端铰接有安装于导轨43上的滑块45；

所述的凹槽加工机床包括转盘54、液压分度盘55、开槽装置56和液压系统57，所述的液压分度盘55的输出端旋转安装有转盘54，转盘54的顶表面上且沿转盘54的边缘方向上均匀分别有多个用于工装锥套的夹具58，夹具58由底板80以及固定于底板80上的夹紧油缸60、限位座61、压板62和挡板63组成，底板80设置于转盘54上，挡板63和压板62位于限位座61的两侧且挡板63固定于限位座61的端面上，夹紧油缸60的活塞杆顺次贯穿挡板63、限位座61且与压板62连接，限位座61的顶部开设有V形槽64，V形槽64的底部设置有与锥套上螺纹孔相配合的条形凸台65，V形槽64的内壁上设置有橡胶垫66，压板62和挡板63的顶部均设置有连通V形槽64的让位槽67，所述的开槽装置56位于转盘54的后侧，开槽装置56由机座68、锯条69、直线驱动机构70以及固定安装于机座68上的垂向油缸71组成，垂向油缸71的活塞杆上设置有直线驱动机构70，直线驱动机构70的输出端连接有水平设置有锯条69，锯条69位于转盘54的上方，所述的液压系统57与夹紧油缸60连接；

所述的键槽加工机床包括机架72、设置于机架72顶部的水平油缸73、设置于机架72左端部的圆盘74以及设置于圆盘74左端面上的导槽75组成，圆盘74上设置有两根垂直于圆盘74设置的立柱76，导槽75的侧壁上设置有连通导槽75的矩形槽77，所述的水平油缸73的活塞杆上连接有活动块78，活动块78上固定有拉刀79，拉刀79从右往左顺次贯穿圆盘74、导槽75设置且拉刀79的刃口位于矩形槽77内。

所述的传动机构由主动同步带轮46、从动同步带轮47和同步带组成，主动同步带轮46和从动同步带轮47之间安装有同步带，所述的镗刀轴20、铣刀轴A15和铣刀轴B27上均安装有从动同步带轮47，所述的电机A14、电机B26和电机C19的输出端均安装有主动同步带轮46。

所述的机体1的顶部设置有围栏48，围栏48的前侧开设有通槽。

所述的电机A14、电机B26和电机C19均为三相异步交流电机。

所述的十字型液压滑台12、工字型立式油压滑台24和液压滑台17均固定安装于机体1的顶部。

所述的生产锥套的系统生产锥套的工艺，它包括以下步骤：

S1、毛坯的工装，将毛坯放置于下爪44的V形结构上，再控制液压缸39的活塞杆伸出，杠杆40的右端部向下运动从而带动滑块45向下运动，从而使毛坯抵压于下爪44和滑块45之间，实现了毛坯的快速工装；通过一次工装即可完成锥套的加工，无需反复进行工装，保证了孔与孔之间的位置精度，从而提高了锥套的加工精度；

S2、粗铣端面，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到面粗铣加工单元，随后控制电机A启动，电机A带动铣刀轴A转动，铣刀轴A带动粗铣刀盘转动，再经十字型液压滑台控制粗铣刀盘进给量到铣削毛坯的前端面后，经十字型液压滑台控制粗铣刀盘左右移动，实现了毛坯的粗铣端面；

S3、粗镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到粗镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动粗镗刀转动，同时经液压滑台控制粗镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的镗孔；

S4、半精镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到半精镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动半精镗刀转动，同时经液压滑台控制半精镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的半精镗孔；

S5、精铣端面，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到面精铣加工单元，随后控制电机B启动，电机B带动铣刀轴B转动，铣刀轴B带动精铣刀盘转动，再经工字型立式油压滑台控制精铣刀盘以进给速度铣削毛坯前端面，同时经工字型立式油压滑台控制精铣刀盘上下移动，实现了毛坯的精铣端面；

S6、精镗孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到精镗孔加工单元，随后控制电机C启动，电机C带动镗刀轴转动，镗刀轴带动精镗刀转动，同时经液压滑台控制精镗刀以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的精镗孔；

S7、钻孔，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到钻孔单元，多孔钻孔机带动多轴动力头上的钻头同时转动，随后控制输出轴以进给速度在毛坯三个角处钻孔，形成一个光孔和两个盲孔，从而实现了毛坯的钻孔；

S8、倒角，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到倒角单元，多孔钻孔机带动多轴动力头上的倒角刀同时转动，倒角刀对盲孔和光孔的边缘进行倒角；

S9、攻丝，控制油压齿式分割台旋转40°使毛坯转到攻丝单元，卧式攻丝机的主轴带动丝锥进给和转动联动，随后控制卧式攻丝机的主轴伸出使丝锥进入光孔内，从而实现了毛坯的攻丝；

该九工位机床无需反复对毛坯进行工装定位，消除了累计误差，提高了锥套的加工精度，同时极大节省了工人的劳动强度，此外在面粗铣加工单元中实现了横向铣削毛坯端面，而在面精铣加工单元中实现了纵向铣削毛坯端面，极大提高了产品的光洁度和平面度；

S10、键槽的加工，将步骤S9中的锥套卸下并将锥套的中心孔套在导槽75上，并将加工好的两个半形光孔50分别卡在立柱76上，实现了锥套的工装；控制水平油缸73的活塞杆伸出，活塞杆带动拉刀79向左移动，在移动过程中，拉刀79逐渐切割锥套中心孔内壁材料，当走刀结束后，即可在锥套的中心孔处加工出键槽53；

S11、开口的加工，卸下步骤S10中的锥套，先将锥套放置于位于转盘54前侧夹具58的V形槽64内，使锥套的半形螺纹孔51套在条形凸台65上，实现了锥套的定位，再使锥套的一个端面抵靠在挡板63上，随后控制夹紧油缸60的活塞杆缩回，压板62压向锥套的另一个端面，从而将锥套快速的工装于V形槽64内；经液压分度盘55将工装后的锥套转到开槽工位中，随后控制垂向油缸71的活塞杆缓慢伸出，同时控制直线驱动机构70启动，其中垂向油缸71实现了锯条69进给运动，而直线驱动机构70实现了锯条69的往复运动，锯条69在锥套的顶部来回的切割，经过一段时间，即可加工出开口52，最终实现了锥套的加工。