一种适用于轴类零件的自动上料数控车床的制作方法
【专利摘要】一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，刀架上设有电磁吸附机构，车床本体后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定连接有储料箱、波纹管伸缩节和下料箱，波纹管伸缩节左右两侧外壁分别设有一个振动电机，下料箱下部设有挡料机构，料箱基座上表面固定连接有位于下料箱正下方的推料座。本实用新型操作简便、自动化程度高、工作稳定、能够实现自动上料、有效缩短辅助时间、提高工作效率。
【专利说明】
一种适用于轴类零件的自动上料数控车床
技术领域
[0001]本实用新型属于机械零件加工技术领域，尤其涉及一种适用于轴类零件的自动上料数控车床。
【背景技术】
[0002]数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。数控车床加工工件需先将工件在主轴夹具上夹紧，然后主轴旋转刀具进给进行工件切削。夹紧前的工件上料有人工和自动两种，人工上料效率低下。现有的数控车床一般采用的是空心主轴带动中空卡盘转动，采用上述结构便于加工长棒料，并且可连续进行加工，长棒料可以在机床外增加专用的送料器以保证加工的连续进行，也可以在机床刀架上设计上料装置，完成连续上料。现有的上料装置存在以下不足或缺陷:结构复杂、成本高、上料效率低、容易发生卡料现象，并且无法实现持续上料。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作简便、自动化程度高、工作稳定、能够实现自动上料并且上料效率高的适用于轴类零件的自动上料数控车床。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，空心主轴沿前后水平方向设置，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，刀架上设有切割机构和电磁吸附机构，电磁吸附机构位于空心卡盘正前方，车床本体后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定连接有储料箱、波纹管伸缩节和下料箱，储料箱、波纹管伸缩节和下料箱均上下敞口，波纹管伸缩节呈上宽下窄结构，波纹管伸缩节上部与储料箱下部固定连接，波纹管伸缩节下部与下料箱上部固定连接，储料箱、波纹管伸缩节和下料箱的内部连通并形成料仓，料仓内放置有金属棒料，料仓的竖直截面呈漏斗结构，下料箱内部沿左右方向的宽度稍大于单个金属棒料的直径，波纹管伸缩节左右两侧外壁分别设有一个振动电机，下料箱左右两侧内壁上对称设有缓冲板，缓冲板通过扭簧铰接在下料箱的内壁上，下料箱下部设有挡料机构，料箱基座上表面固定连接有位于下料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料槽横截面呈V形结构，推料槽底部沿前后方向均匀间隔设置有导向轮，导向轮顶部凸出于推料槽底面，推料座上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板，料箱基座上水平设有位于推料座正后方的推料气缸，推料气缸的中心线、推料槽的中心线和空心主轴的中心线重合；
[0005]电磁吸附机构包括基体，基体呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体前端部与刀架连接，基体后端同轴向固定连接有绝缘套筒，绝缘套筒的中心线与空心主轴的中心线重合，绝缘套筒内设有吸盘式电磁铁，绝缘套筒内壁上沿轴向均匀间隔设有定位槽，每个定位槽内均转动设有滚珠，吸盘式电磁铁的外壳上沿前后方向对应开设有与滚珠相适配的导向槽，吸盘式电磁铁通过滚珠与绝缘套筒内壁滚动连接，绝缘套筒后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母后侧固定连接有与紧固螺母呈一体结构的限位环，吸盘式电磁铁的外径大于限位环的内径，限位环的内径大于金属棒料的外径，绝缘套筒内设有前后两端分别与基体后端和吸盘式电磁铁前侧面顶压配合的缓冲弹簧，限位环的前侧面与吸盘式电磁铁的后侧面接触。
[0006]电磁吸附机构的基体设置在刀架的刀位孔中，通过数控车床的控制系统控制电磁吸附机构的轴向运动。
[0007]挡料机构包括均沿左右水平方向设置的第一挡料气缸、第二挡料气缸、第三挡料气缸和第四挡料气缸，第一挡料气缸和第二挡料气缸对称分布在下料箱的左右两侧，第三挡料气缸位于第一挡料气缸的正下方并与第一挡料气缸平行，第四挡料气缸位于第二挡料气缸的正下方并与第三挡料气缸关于下料箱左右对称，第一挡料气缸中心线与第三挡料气缸中心线之间的竖直距离与单个金属棒料的直径相等，各个挡料气缸的缸体分别固定在料箱支架上并通过加强杆支撑，下料箱的左右两侧壁上对应固定连接有四块固定块，每块固定块沿左右水平方向开设有导向孔，下料箱的左右两侧壁上开设有与各个挡料气缸的活塞杆相对应的通孔，各个挡料气缸的活塞杆对应由外向内依次穿过固定块上的导向孔和下料箱侧壁上的通孔伸入到下料箱内，每个挡料气缸的活塞杆内端上侧开设有弧形缺口，弧形缺口上通过沉头螺栓固定连接有弧形橡胶垫。
[0008]空心卡盘下方设有位于车床本体上的接料斗。
[0009]采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果:
[0010]1、本实用新型的自动上料装置可以实现自动上料并且上料效率高，其具体工作原理为:控制第一至第四挡料气缸的活塞杆伸入到下料箱内，操作人员从储料箱上口一次将一定数量的金属棒料倒入料仓内，金属棒料在自身重力作用下下落，落入下料箱内时，位于下料箱内壁上的缓冲板对金属棒料具有缓冲的效果，避免金属棒料下落过快对挡料气缸形成巨大冲击，位于最下方的金属棒料落在第一挡料气缸和第二挡料气缸的弧形橡胶垫上，控制第一挡料气缸和第二挡料气缸的活塞杆收回，最下方的金属棒料落在第三挡料气缸和第四挡料气缸的弧形橡胶垫上，然后控制第一挡料气缸和第二挡料气缸的活塞杆伸入到下料箱内支撑起其上所有的金属棒料，控制第三挡料气缸和第四挡料气缸的活塞杆收回，位于其上的一个金属棒料下落于推料座上的推料槽内，然后控制第三挡料气缸和第四挡料气缸的活塞杆伸入到下料箱内，上述操作使得每次只有一根金属棒料下落在推料槽内，推料槽两侧设有挡料板，避免金属棒料在下落时飞出；料仓内的金属棒料在在从波纹管伸缩节内下落到下料箱内时，容易发生阻塞，堵塞时，开启波纹管伸缩节两侧的振动电机，带动波纹管伸缩节振动，使得金属棒料顺利下落;启动推料气缸，推料气缸的活塞杆将位于推料槽内的金属棒料推送入空心主轴和空心卡盘内，并使金属棒料的前端头伸出空心卡盘前侧，并使空心卡盘夹紧金属棒料，推动的过程中金属棒料通过导向轮滚动连接在推料槽内，减少推动过程中的摩擦。
[0011]2、本实用新型的电磁吸附机构基于一般的金属材料都具有导磁性这一特点，利用电磁吸附机构中安装的吸盘式电磁铁与金属棒料的自然吸力，带动金属棒料沿数控车床坐标轴方向移动，将金属棒料拉出设定好的距离，以便进行下一工件的加工，使得加工过程连续尚效。
[0012]3、电磁吸附机构内采用吸盘式电磁铁，具有体积小、吸附力大、牢固可靠等优点，可进行远程操作，动作简单灵敏，功能稳定可靠;为避免吸盘式电磁铁与金属棒料刚性接触时将吸盘式电磁铁挤压破裂，在电磁吸附机构的套管内设有缓冲弹簧，以消除自动上料过程中的刚性冲击和振动;套管内壁设有滚珠，使得吸盘式电磁铁通过滚珠与绝缘套筒内壁滚动连接，减少吸盘式电磁铁的磨损，在紧固螺母的后侧面设置的限位环可以有效的避免吸盘式电磁铁在吸附的过程中从基体后端滑出，使得工作稳定。
[0013]4、本实用新型在加工完一个工件后，对加工好的工件切断，切断后的工件下落至接料斗内，利用电磁吸附机构将金属棒料拉出设定好的距离，开始进行下一个工件的加工，当剩余的金属棒料不够加工一个工件时，利用电磁吸附机构将剩余的金属棒料吸出，利用自动上料装置重新装填新的金属棒料，重复上述动作，实现连续加工。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构不意图；
[0015]图2是图1中A-A视图；
[0016]图3是图1中B处的放大图；
[0017]图4是图2中C处的放大图。
【具体实施方式】
[0018]如图1-4所示，本实用新型的一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，包括车床本体I，车床本体I上设有空心主轴2，空心主轴2沿前后水平方向设置，车床本体I上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架3，空心主轴2前端同轴向固定连接有空心卡盘4，刀架3上设有切割机构5和电磁吸附机构6，电磁吸附机构6位于空心卡盘4正前方，车床本体I后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座7，料箱基座7上固定连接有料箱支架8，料箱支架8上自上而下依次固定连接有储料箱9、波纹管伸缩节10和下料箱11，储料箱9、波纹管伸缩节10和下料箱11均上下敞口，波纹管伸缩节10呈上宽下窄结构，波纹管伸缩节10上部与储料箱9下部固定连接，波纹管伸缩节10下部与下料箱11上部固定连接，储料箱9、波纹管伸缩节10和下料箱11的内部连通并形成料仓12，料仓12内放置有金属棒料13，料仓12的竖直截面呈漏斗结构，下料箱11内部沿左右方向的宽度稍大于单个金属棒料13的直径，波纹管伸缩节10左右两侧外壁分别设有一个振动电机14，下料箱11左右两侧内壁上对称设有缓冲板15，缓冲板15通过扭簧16铰接在下料箱11的内壁上，下料箱11下部设有挡料机构，料箱基座7上表面固定连接有位于下料箱11正下方的推料座17，推料座17上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料槽横截面呈V形结构，推料槽的高度可调或可更换，以适应不同直径金属棒料13的定心，推料槽底部沿前后方向均匀间隔设置有导向轮18，导向轮18顶部凸出于推料槽底面，推料座17上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板19，料箱基座7上水平设有位于推料座17正后方的推料气缸20，推料气缸20的中心线、推料槽的中心线和空心主轴2的中心线重合；
[0019]挡料机构包括均沿左右水平方向设置的第一挡料气缸21、第二挡料气缸22、第三挡料气缸23和第四挡料气缸24，第一挡料气缸21和第二挡料气缸22对称分布在下料箱11的左右两侧，第三挡料气缸23位于第一挡料气缸21的正下方并与第一挡料气缸21平行，第四挡料气缸24位于第二挡料气缸22的正下方并与第三挡料气缸23关于下料箱11左右对称，第一挡料气缸21中心线与第三挡料气缸23中心线之间的竖直距离与单个金属棒料13的直径相等，各个挡料气缸的缸体分别固定在料箱支架8上并通过加强杆25支撑，下料箱11的左右两侧壁上对应固定连接有四块固定块26，每块固定块26沿左右水平方向开设有导向孔，下料箱11的左右两侧壁上开设有与各个挡料气缸的活塞杆相对应的通孔，各个挡料气缸的活塞杆对应由外向内依次穿过固定块26上的导向孔和下料箱11侧壁上的通孔伸入到下料箱11内，每个挡料气缸的活塞杆内端上侧开设有弧形缺口，弧形缺口上通过沉头螺栓27固定连接有弧形橡胶垫28。
[0020]电磁吸附机构6包括基体29，基体29呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体29前端部与刀架3连接，基体29后端同轴向固定连接有绝缘套筒30，绝缘套筒30的中心线与空心主轴2的中心线重合，绝缘套筒30内设有吸盘式电磁铁31，绝缘套筒30内壁上沿前后水平方向均匀间隔设有定位槽，每个定位槽内均转动设有滚珠32，吸盘式电磁铁31的外壳上沿前后方向对应开设有与滚珠32相适配的导向槽，吸盘式电磁铁31通过滚珠32与绝缘套筒30内壁滚动连接，绝缘套筒30后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母33，紧固螺母33后侧固定连接有与紧固螺母33呈一体结构的限位环34，吸盘式电磁铁31的外径大于限位环34的内径，限位环34的内径大于金属棒料13的外径，绝缘套筒30内设有前后两端分别与基体29后端和吸盘式电磁铁31前侧面顶压配合的缓冲弹簧35，限位环34的前侧面与吸盘式电磁铁31的后侧面接触。
[0021]电磁吸附机构6的基体29设置在刀架3的刀位孔中，通过数控车床的控制系统控制电磁吸附机构6的轴向运动。
[0022]空心卡盘4下方设有位于车床本体I上的接料斗47。
[0023]本实用新型的工作过程为:控制第一至第四挡料气缸的活塞杆伸入到下料箱11内，操作人员从储料箱9上口一次将一定数量的金属棒料13倒入料仓12内，金属棒料13在自身重力作用下下落，落入下料箱11内时，位于下料箱11内壁上的缓冲板15对金属棒料13具有缓冲的效果，避免金属棒料13下落过快对挡料气缸形成巨大冲击，位于最下方的金属棒料13落在第一挡料气缸21和第二挡料气缸22的弧形橡胶垫28上，控制第一挡料气缸21和第二挡料气缸22的活塞杆收回，最下方的金属棒料13落在第三挡料气缸23和第四挡料气缸24的弧形橡胶垫28上，然后控制第一挡料气缸21和第二挡料气缸22的活塞杆伸入到下料箱11内支撑起其上所有的金属棒料13，控制第三挡料气缸23和第四挡料气缸24的活塞杆收回，位于其上的一个金属棒料13下落于推料座17上的推料槽内，然后控制第三挡料气缸23和第四挡料气缸24的活塞杆伸入到下料箱11内，上述操作使得每次只有一根金属棒料13下落在推料槽内，推料槽两侧设有挡料板19，避免金属棒料13在下落时飞出；料仓12内的金属棒料13在在从波纹管伸缩节10内下落到下料箱11内时，容易发生阻塞，堵塞时，开启波纹管伸缩节10两侧的振动电机14，带动波纹管伸缩节10振动，使得金属棒料13顺利下落;启动推料气缸20，推料气缸20的活塞杆将位于推料槽内的金属棒料13推送入空心主轴2和空心卡盘4内，并使金属棒料13的前端头伸出空心卡盘4前侧，并使空心卡盘4夹紧金属棒料13，推动的过程中金属棒料13通过导向轮18滚动连接在推料槽内，减少推动过程中的摩擦;控制刀架3移动电磁吸附机构6至金属棒料13前端面处，使得吸盘式电磁铁31后侧面与金属棒料13前端面接触，开启吸盘式电磁铁31，并使空心卡盘4松开金属棒料13，利用吸盘式电磁铁31吸附金属棒料13，控制刀架3沿数控车床坐标轴方向移动，并带动电磁吸附机构6及其吸附的金属棒料13位移设定好的距离，然后，使空心卡盘4夹紧金属棒料13，关闭吸盘式电磁铁31，控制刀架3带动电磁吸附机构6退回，然后按照设定好的程序对金属棒料13进行加工，加工完成一个工件后，对加工好的工件切断，切断后的工件下落至接料斗47内；再次控制刀架3移动电磁吸附机构6至金属棒料13前端面处，使得吸盘式电磁铁31后侧面与金属棒料13前端面接触，开启吸盘式电磁铁31，并使空心卡盘4松开金属棒料13，利用吸盘式电磁铁31吸附金属棒料13，控制刀架3沿数控车床坐标轴方向移动，并带动电磁吸附机构6及其吸附的金属棒料13位移设定好的距离，然后，使空心卡盘4夹紧金属棒料13，关闭吸盘式电磁铁31，控制刀架3带动电磁吸附机构6退回，然后按照设定好的程序对下一个工件进行加工；当剩余的金属棒料13不够加工一个工件时，利用电磁吸附机构6将剩余的金属棒料13吸出，利用自动上料装置重新装填新的金属棒料13，重复上述动作，实现连续加工。
[0024]本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，包括车床本体，车床本体上设有空心主轴，空心主轴沿前后水平方向设置，车床本体上沿前后水平方向设有滑轨，滑轨上滑动设有刀架，空心主轴前端同轴向固定连接有空心卡盘，其特征在于:刀架上设有电磁吸附机构，电磁吸附机构位于空心卡盘正前方，车床本体后方设有自动上料装置；自动上料装置包括料箱基座，料箱基座上固定连接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定连接有储料箱、波纹管伸缩节和下料箱，储料箱、波纹管伸缩节和下料箱均上下敞口，波纹管伸缩节呈上宽下窄结构，波纹管伸缩节上部与储料箱下部固定连接，波纹管伸缩节下部与下料箱上部固定连接，储料箱、波纹管伸缩节和下料箱的内部连通并形成料仓，料仓内放置有金属棒料，料仓的竖直截面呈漏斗结构，下料箱内部沿左右方向的宽度稍大于单个金属棒料的直径，波纹管伸缩节左右两侧外壁分别设有一个振动电机，下料箱左右两侧内壁上对称设有缓冲板，缓冲板通过扭簧铰接在下料箱的内壁上，下料箱下部设有挡料机构，料箱基座上表面固定连接有位于下料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前后水平方向开设有推料槽，推料槽横截面呈V形结构，推料槽底部沿前后方向均匀间隔设置有导向轮，导向轮顶部凸出于推料槽底面，推料座上表面固定连接有位于推料槽左右两侧的挡料板，料箱基座上水平设有位于推料座正后方的推料气缸，推料气缸的中心线、推料槽的中心线和空心主轴的中心线重合； 电磁吸附机构包括基体，基体呈圆柱形结构并沿前后水平方向设置，基体前端部与刀架连接，基体后端同轴向固定连接有绝缘套筒，绝缘套筒的中心线与空心主轴的中心线重合，绝缘套筒内设有吸盘式电磁铁，绝缘套筒内壁上沿轴向均匀间隔设有定位槽，每个定位槽内均转动设有滚珠，吸盘式电磁铁的外壳上沿前后方向对应开设有与滚珠相适配的导向槽，吸盘式电磁铁通过滚珠与绝缘套筒内壁滚动连接，绝缘套筒后端部外壁上设有螺纹并螺纹连接有紧固螺母，紧固螺母后侧固定连接有与紧固螺母呈一体结构的限位环，吸盘式电磁铁的外径大于限位环的内径，限位环的内径大于金属棒料的外径，绝缘套筒内设有前后两端分别与基体后端和吸盘式电磁铁前侧面顶压配合的缓冲弹簧，限位环的前侧面与吸盘式电磁铁的后侧面接触。2.根据权利要求1所述的一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，其特征在于:电磁吸附机构的基体设置在刀架的刀位孔中，通过数控车床的控制系统控制电磁吸附机构的轴向运动。3.根据权利要求2所述的一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，其特征在于:挡料机构包括均沿左右水平方向设置的第一挡料气缸、第二挡料气缸、第三挡料气缸和第四挡料气缸，第一挡料气缸和第二挡料气缸对称分布在下料箱的左右两侧，第三挡料气缸位于第一挡料气缸的正下方并与第一挡料气缸平行，第四挡料气缸位于第二挡料气缸的正下方并与第三挡料气缸关于下料箱左右对称，第一挡料气缸中心线与第三挡料气缸中心线之间的竖直距离与单个金属棒料的直径相等，各个挡料气缸的缸体分别固定在料箱支架上并通过加强杆支撑，下料箱的左右两侧壁上对应固定连接有四块固定块，每块固定块沿左右水平方向开设有导向孔，下料箱的左右两侧壁上开设有与各个挡料气缸的活塞杆相对应的通孔，各个挡料气缸的活塞杆对应由外向内依次穿过固定块上的导向孔和下料箱侧壁上的通孔伸入到下料箱内，每个挡料气缸的活塞杆内端上侧开设有弧形缺口，弧形缺口上通过沉头螺栓固定连接有弧形橡胶垫。4.根据权利要求2或3所述的一种适用于轴类零件的自动上料数控车床，其特征在于:空心卡盘下方设有位于车床本体上的接料斗。
【文档编号】B23Q7/10GK205702460SQ201620492221
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】范彩霞, 王红, 陈帮军
【申请人】黄河科技学院