管轴超精密自动化加工专用机床的制作方法

本发明涉及一种用于管轴件端面超精密加工专用机床，尤其是一种可一次性完成管轴件两端面及内外倒角的车削工作的专用机床。

背景技术：

用于打印机、复印机等设备上的薄壁铝合金管件具有重量轻、需求量大、尺寸和位置精度要求高等特点。目前，用于此类管件端面再加工的设备常存在下面问题：

1．进口设备能加工出符合精度要求的产品，但设备价格太高。

2． 国内机床加工出的管件质量不稳定，产品合格率低；管件加工时的安装、定位和夹紧采用气动方式，受力控制不好，且气动产品的加入增加了对工作空间的需求。

针对上述问题，本发明可以有效解决上述管件加工问题，满足较高的同轴度和垂直度的要求。

技术实现要素：

为了解决进口管件端面加工机床价格高和现有机床不能完成满足成品的加工质量这类问题，本发明提供一种管轴超精密自动化加工专用机床，对传统的管件加工思路，以及机床提出针对性的改进与优化。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种管轴超精密自动化加工专用机床，包括机床车身、电主轴、夹紧装置、上料机构、凸轮传动轴、电机，所述机床车身上面两端同轴安装有两个电主轴，用电主轴来保证工件可靠加工，电主轴前方装有上料机构，通过上料机构，实现工件准确上料，所述上料机构旁边装有夹紧装置，通过夹紧装置实现不同管径的工件的可靠夹持，所述机床车身下面装有电机和凸轮传动轴，电机与凸轮传动轴传动连接，通过凸轮传动轴实现运动动力的分配输出，凸轮传动轴上装有多个凸轮组成传动机构，依次用于控制夹紧装置、送料板、拆卸板、电主轴的运动，实现对铝管端面的加工。

所述上料机构包括翻板、送料连接叉头、连接杆，翻板 ，翻板通过送料连接叉头连接连接杆，通过推工件凸轮和挡板凸轮的运动，使翻板形成 V型角度，并依靠铝管自重，从而保证每次仅有一根铝管处于待加工位置，其余铝管处于待配送状态。

所述夹紧装置包括高度调整块、弹簧座、弹簧、弹簧上压块、夹具活动架、夹具外罩、弹簧压座板、上压块座、工件上压块、工件下压块，工件下压块下面设有高度调整块，上面具有工件上压块，工件上压块和工件下压块之间放置工件，工件上压块上面通过上压块座连接弹簧座，弹簧座连接夹具活动架，夹具活动架与弹簧座之间装有弹簧，且弹簧与固定在夹具活动架的弹簧上压块接触连接，夹具活动架置于夹具外罩中。

所述凸轮传动轴上依次装有电主轴移动圆柱凸轮A、推工件凸轮、拆卸凸轮A、夹紧凸轮、开门凸轮、拆卸凸轮B 、挡板凸轮 、电主轴移动圆柱凸轮B、皮带轮，其中，电主轴移动圆柱凸轮A、电主轴移动圆柱凸轮B分别通过拔杆连接两个电主轴，推工件凸轮和挡板凸轮分别通过连接杆连接上料机构的送料板，拆卸凸轮A和拆卸凸轮B分别连接工件的拆卸板，开门凸轮连接工件的下料门，夹紧凸轮通过连杆连接夹紧装置。

所述两只电主轴前端各装三把刀，分别同时进行管件内孔倒角、外圆倒角和端面的加工。

本发明的有益效果是：本发明的机床采用电主轴为动力，凸轮传动实现自动控制这一新型设计方案，能够快速、有效的实现对管件的加工。本发明采用目前流行的电主轴技术，使机床头架结构紧凑；两只电主轴前端各装三把刀，分别同时进行管件内孔倒角、外圆倒角和端面的加工，提高加工效率；采用八只凸轮驱动各个执行元件，实行整机全自动化，且结构简单可靠；工件采用“自位”夹紧，避免工件夹紧时的过定位及夹紧力不均，并设置微调机构，以滿足所需夹紧力；采用自动翻转装置实现上下料的自动化，提高了工作效率和工作可靠性。在重要环节上采用弹性元件设置微调机构，更精确地实现加工过程中的尺寸公差及形位公差要求。

本发明利用凸轮轴上多个凸轮组成的传动机构依次控制夹具、送料板、拆卸板、电主轴等运动，实现对铝管端面的加工。通过凸轮轴传动，解决了工件完整加工过程时在时间、空间上易干涉，效率低，加工时间长的问题。

本发明可以适应不同长度、不同材料、不同尺寸和形位公差的管件加工，机床结构简单、工作可靠、工作效率高。

附图说明

图1为本发明的管轴超精密自动化加工专用机床总体结构图。

图2为上料机构工作原理图；

图3为夹紧装置剖视图；

图4为凸轮传动轴上各凸轮功能简图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明的管轴超精密自动化加工专用机床，包括机床车身1、电主轴2、夹紧装置3、上料机构4、凸轮传动轴5、电机6。机床车身1上面两端同轴安装有两个电主轴2，用电主轴2来保证工件可靠加工，电主轴2前方装有上料机构4，通过上料机构4，实现工件准确上料，所述上料机构4旁边装有夹紧装置3，通过夹紧装置3实现不同管径的工件的可靠夹持，机床车身1下面装有电机6和凸轮传动轴5，电机6与凸轮传动轴5传动连接，通过凸轮传动轴5实现运动动力的分配输出，凸轮传动轴5上装有多个凸轮组成传动机构，依次用于控制夹紧装置3、送料板、拆卸板、电主轴2的运动，实现对铝管端面的加工。采用凸轮传动轴5和电主轴2的协同创新应用。两只电主轴前端各装三把刀，分别同时进行管件内孔倒角、外圆倒角和端面的加工。电主轴2降低了普通电机的不同步导致被加工管件不同心，两端电主轴的使用，保证同心度。

如图2所示，上料机构1包括翻板4-1、送料连接叉头4-2、连接杆4-3，翻板4-1 ，翻板4-1通过送料连接叉头4-2连接连接杆4-3。上料机构1，使用常见的V型板，通过凸轮传动轴5的上料凸轮的运动，两次利用V型板角度，依靠铝管自重，从而保证每次仅有一根铝管处于待加工位置，其余铝管处于待配送状态。

如图3所示，夹紧装置3包括高度调整块3-1、弹簧座3-3、弹簧3-4、弹簧上压块3-5、夹具活动架3-6、夹具外罩3-7、弹簧压座板3-8、上压块座3-9、工件上压块3-10、工件下压块3-11，工件下压块3-11下面设有高度调整块3-1，上面具有工件上压块3-10，工件上压块3-10和工件下压块3-11之间放置工件3-2，工件上压块3-10上面通过上压块座3-9连接弹簧座3-3，弹簧座3-3连接夹具活动架3-6，夹具活动架3-6与弹簧座3-3之间装有弹簧3-4，且弹簧3-4与固定在夹具活动架3-6的弹簧上压块3-5接触连接，夹具活动架3-6置于夹具外罩3-7中。

夹紧装置3，结合铝管圆形截面，夹紧时进行自位夹紧，有效解决了：（1）传统夹紧装置对圆型管件夹紧时，易损坏管件，造成变形；（2）随着工作时间长，夹具易磨损，影响加工误差；（3）相关的传统夹具通配性差，夹紧功能不满足时不易更换。

如图4所示，凸轮传动轴5上依次装有电主轴移动圆柱凸轮A5-1、推工件凸轮5-2、拆卸凸轮A5-31、夹紧凸轮5-4、开门凸轮5-5、拆卸凸轮B5-6 、挡板凸轮5-7 、电主轴移动圆柱凸轮B5-8、皮带轮5-9，其中，电主轴移动圆柱凸轮A5-1、电主轴移动圆柱凸轮B5-8分别通过拔杆连接两个电主轴2，推工件凸轮5-2和挡板凸轮5-7分别通过连接杆连接上料机构4的送料板，拆卸凸轮A5-31和拆卸凸轮B5-6分别连接工件的拆卸板，开门凸轮5-5连接工件的下料门，夹紧凸轮5-4通过连杆连接夹紧装置3。