一种车削加工设备的制作方法

本实用新型涉及机械制造加工领域，具体涉及一种车削加工设备。

背景技术：

机械制造指从事各种动力机械、起重运输机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的工业部门。机械制造业是一个国家最基础的行业，也决定了一个国家制造业的整体水平，它的发展水平直接影响到国民经济水平的提高。

车削，即车床加工，车床加工是机械加工的一部分，主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。在车床上还可用钻头、扩孔钻、铰刀、丝锥、板牙和滚花工具等进行相应的加工。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床加工。

目前现有的车削加工设备在车削加工工件过程中，车刀连续切削工件产生冲击，导致切削力周期性变化，在这种周期性的连续切削过程中容易引发工件的振动，当冲击、振动太大或者二者发生共振时，会使得车削的工件表面精度及质量降低，影响车削的效率。并且，在高速切削时，由于受力不均还会使工件经受时冷时热的局面，工件在这样的力和热的冲击下，易出现裂纹和变形，使工件损坏报废，大大浪费了生产成本。传统的车削加工设备对工件的长度要求也较高，通常在进行车削之前就需先将工件切割成合理的长度再对之进行操作，增加了工人工时成本的同时也降低了工件车削的效率。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于提供一种能加工车削不同长度的工件且加工精度高、效率高的车削加工设备，这种车削加工设备不仅能自适应调整加工的安装位以适应不同长度的工件，还能降低工件在车削过程中由于受力不均导致车削工件表面精度低、断裂概率高的概率。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下方案：

一种车削加工设备，包括底座、左架、右架和车床机构，所述车床机构包括移动机构和车削组件，所述底座上穿装有一组与地面固定连接的地脚螺栓，底座两侧通过一组螺栓分别与左架和右架可拆卸连接；所述左架上设置有转件电机，所述转件电机的输出轴连接有卡具，卡具固定配合在电机的输出轴上，所述右架上设置有顶针，顶针位置对应在转件电机的输出轴轴向延长线上；所述卡具和所述顶针之间留有用于将工件固定的安装位；

所述移动机构包括一组分别固定在左架和右架上的丝杠座、转轴、第一手轮、手柄、丝杠齿轮、移动机构从动齿轮和一组平行设置的丝杠；转轴的一端与手轮固定连接，另一端穿过丝杠座配装在丝杠齿轮中心的齿轮孔内，所述丝杠座上设置有供转轴横向纵向移动以带动车床机构横向纵向移动的螺纹槽；手柄安装在手轮的另一端面上；丝杠齿轮两侧边还分别设置了与之模数和压力角均相等的两个移动机构从动齿轮，移动机构从动齿轮与丝杠齿轮之间相互啮合；一组平行设置的丝杠配装在移动机构从动齿轮和右架上的丝杠座之间；所述车削组件配装在一组平行设置的丝杠上；

所述车削组件包括：配装于丝杠上的刀座、配装于刀座上的第二手轮、设置在刀座上的油缸、连接在油缸输出端的刀架、安装在刀架上的车削电机和车刀；所述车削电机的输出端与设置在所述刀架内部的车刀连接。

作为本实用新型的优选，还包括用于检测和防止输出轴跳动的定心装置；所述输出轴包括拼接轴和固定于电机输出端的短轴；拼接轴同心、同外径地安装于所述短轴自由端；

所述定心装置包括：至少两根平行定位杆、一根定位螺杆基架、安装在螺杆上的移动装置、环形定心架、内圈大于拼接轴外径的轴承和多个压紧螺栓；定位螺杆和平行定位杆两两均相互平行、且均固定在左架和右架之间；基架边部套接于两根平行的定位杆上并做往复运动；移动装置固定连接于基架另一边部，移动装置套装在一根定位螺杆上；至少两根平行定位杆和一根定位螺杆不全在同一平面上，以此架设基架并限制基架在定位杆长度上滑动；

所述基架为方体中空结构，基架的一端设有供拼接轴穿过的第一通孔，另一端设有供轴承安装的第二通孔，两通孔位置相对同心；

所述环形定心架安装在第一通孔和轴承之间；第一通孔孔沿处设有与所述第一通孔轴向平行的多个螺纹通孔，多个压紧螺栓穿设于所述螺纹通孔上，多个压紧螺栓的螺纹端分别顶压在环形定心架一端面，且多个压紧螺栓位置分布与所述环形定心架相匹配；环形定心架另一端是环形的锥尖部，所述轴承的内圈是与所述锥尖部匹配的锥形内圈，锥尖部上铆接一圈可活动的钢球；压紧螺栓向轴承方向进给压紧环形定心架时，所述一圈可活动的钢球卡压在轴承锥形内圈和拼接轴外壁之间，致使所述基架通过轴承以及一圈可活动的钢球而可转动地支承所述拼接轴；卡具固定连接在所述拼接轴自由端。

作为本实用新型的优选，所述移动装置包括一带有内螺纹的内套筒和外套筒；内套筒一侧部与外套筒活动连接，移动装置通过所述外套筒固定连接在所述基架另一边部上；内套筒的内螺纹与所述定位螺杆配合，内套筒另一侧部设有旋转部，旋转部上设有沿径向伸向定位螺杆的锁紧螺栓。

作为本实用新型的优选，所述底座两侧设置有固定台阶，所述固定台阶上开设有一组地脚螺栓孔，所述地脚螺栓孔与所述地脚螺栓适配，所述底座上还开设有一组螺孔，所述螺孔与所述螺栓螺接。

作为本实用新型的优选，基架上设有沿径向方向并且开口朝第一通孔内壁的裂槽，位于基架外侧部和裂槽之间形成可形变的薄壁；裂槽深于所述螺纹通孔；围绕多个螺纹通孔内侧的基架薄壁上还设有与所述螺纹通孔轴向平行的多个锁紧螺孔，锁紧螺孔上设有多个锁紧螺销，锁紧螺销内端贯通薄壁顶入裂槽另一侧壁；锁紧螺销顶压裂槽另一侧壁致使薄壁形变，从而消除压紧螺栓和螺纹通孔之间的螺纹配合间隙，实现锁紧。

作为本实用新型的优选，所述左架和所述右架下部均设置有连接台阶，所述连接台阶上开设有通孔，所述螺栓穿过所述通孔与所述底座螺接，所述左架和右架的中部均设置有轴承座，所述轴承座内设置有轴承。

作为本实用新型的优选，所述左架中部还开设有安装槽，所述转件电机的一端在所述的安装槽内，所述左架的丝杠座上开设有轴孔，所述轴孔与所述转轴适配。

作为本实用新型的优选，所述左架上设有支承短轴的第二轴承，所述右架设有第三轴承，右架通过第三轴承与所述顶针配合；第二、第三轴承均设置有配套的轴承盖，且轴承盖与所述轴承座适配。

作为本实用新型的优选，所述刀架内设置有主动齿轮和一组车削装置从动齿轮，所述主动齿轮与所述车削电机配合，所述主动齿轮与所述车削装置从动齿轮啮合配合。

作为本实用新型的优选，所述压紧螺栓与所述螺纹通孔之间还设有与所述压紧螺栓个数相匹配的弹簧垫圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的车削加工设备能自适应调整加工的安装位以适应不同长度工件的车削加工，扩大了加工工件的范围，减少了由于长度带来的局限限制；车削加工设备上还设置了定心装置，一方面能有效降低工件在车削过程中由于受力不均出现断裂的概率，另一方面提高了工件表面的加工精度，既提高了工件车削效率，又降低了企业在生产过程中的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型车削加工设备的结构示意图；

图2是本实用新型图1所示车削加工设备中定心装置结构放大视图；

图3是本实用新型车削加工设备移动机构俯视图；

图4是本实用新型车削加工设备中车削组件与组件之间的连接结构示意图；

图5是本实用新型车削加工设备中底座结构示意图；

图6是本实用新型车削加工设备中丝杠座的结构示意图；

图7是本实用新型车削加工设备在实施例中加工短工件示意图；

图8是本实用新型车削加工设备在实施例中加工长工件示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型车削加工设备作进一步详细描述。

参阅图1至图8所示的一种车削加工设备，主要是由底座1、左架3、右架3a和车床机构组成，车床机构包括移动机构和车削组件；参阅图5所示，为了固定底座1，底座1上设有四个地脚螺栓孔19，底座1通过地脚螺栓2与地面固定连接，采用螺栓的方式连接可拆卸，方便了日后机器的搬移。底座1两侧还设有固定台阶18即底座1两边皆呈阶梯型，一方面方便了地脚螺栓2的安装，另一方面又节省了制作底座1的成本。底座1上还设有四个螺孔20，左架3和右架3a通过螺栓7锁紧在底座1上，此处采用螺栓连接，方便了机器的拆卸与检修。

参阅图1所示，可见左架3上装有转件电机5，转件电机5的输出轴包括拼接轴42和固定在电机5输出端跟随电机5转动的短轴41，拼接轴42连接着卡具6，卡具6固定安装在电机输出轴上。卡具6是用于固定所需加工工件32位置的实用性工具。右架3a上设有顶针28，也可以安装其他用于顶推工件32的顶推机构，顶针28位置对应在转件电机5的输出轴轴向延长线上。为了保证工件32在车削加工过程中不偏心，不跳动，顶针28的尖部与加工工件基本同心，顶针28顶推加工工件32轴向方向上给予支持力，并配合电机5输出轴使工件32围绕它头部圆锥尖端处转动已完成周向切削。卡具6和顶针28之间留有用于加工工件32固定的安装位。

参阅图1、图3所示，移动机构即移动车削装置的机构是由一组分别固定在左架3和右架3a上的丝杠座8、转轴9、手轮10、手柄10a、丝杠齿轮11、移动机构从动齿轮29和一组平行设置的丝杠12组成的。

工人在操作此装置过程中，手轮10、手柄10a可以择一使用，通过转动手柄10a使转轴9做回转向前运动，转轴9连接在丝杠齿轮11上，移动机构从动齿轮29与丝杠齿轮11呈啮合配合，就像牙齿一样咬在一起，所以转轴9带动丝杠齿轮11转动，移动机构从动齿轮29就跟着丝杠齿轮11一起运动，丝杠12穿装在移动机构从动齿轮29中心的通孔内，进而带动丝杠12运动。齿轮在此处起着传递动力和运动的重要作用，移动机构从动齿轮29可以稍小于丝杆齿轮11，也可以一样大，但是不能差距太大，差距大，较小的齿轮就会因为转动圈数太多而磨损严重，进而降低齿轮的使用寿命。

丝杠12是两根平行设置的杆子，它配装在移动机构从动齿轮29和右架3a上的丝杠座8之间，车削组件配装在丝杠12上。丝杠12在转动时，会带动车削组件移动。配装两根丝杠12的目的是为了避免车削组件跟随丝杠12在移动过程中晃动，从而提高工件表面在车削过程中的加工精度。

参阅图1、图4所示，车削组件是由配装在丝杠12上的刀座13、设置在刀座13上的油缸14、连接在油缸输出端的刀架15、安装在刀架15上的车削电机16和车刀17组成的，车削电机16的输出端与设置在刀架15内部的车刀17连接，刀架15内设置有主动齿轮30和一组车削装置从动齿轮31，主动齿轮30与车削电机16配合，主动齿轮30与所述车削装置从动齿轮31啮合配合。车刀17为了进行切削工作，其刀头露在刀架15外，车刀17由于在高速切削情况下与工件接触，为了避免车刀17脱落，车刀17可以经过套圈紧固在刀架15上，车削电机16通电后，便可对工件表面进行车削以提高工件表面的精度。

参阅图7、图8所示，可以根据工件32的长度来自由选择拼接轴42，不受长度的限制，以使得用于将工件32固定的安装位长度和工件32适配。若是加工长度较长工件32，可以根据实际情况需要，将工件32直接与固定在电机5输出端的短轴41连接，省去安装拼接轴42，以适应工件32的安装。若是加工较短的工件32，可以根据需要安装足够长度的拼接轴42，以适应工件32的安装。拼接轴42的设置就是为了配合不同长度的工件32进行切削加工。

车削加工设备上还装有用于检测和防止输出轴跳动的定心装置4。

参阅图2可示，定心装置4是由至少两根平行定位杆40、一根定位螺杆40a、基架43、安装在螺杆上的移动装置46、环形定心架44、内圈大于拼接轴外径的轴承45和多个压紧螺栓47组成的；定位螺杆40a和平行定位杆40两两均相互平行，分别架在基架43的两边，它们不全在同一平面上。至少两根定位杆的设置，一方面有利于基架43在其上做往复的滑动；另一方面可以与定位螺杆40a构成三角结构，控制基架43的稳定性，防止基架倾斜进而防止安装在基架通孔内的输出轴倾斜。移动装置46固定连接在基架43另一边部，也就是平行定位杆的对边，移动装置套装在一根定位螺杆40a上。

为了方便环形定心架44有足够的安装空间，基架43为方体中空结构，由此形成两个壁厚的端面，基架43的一端设有供轴穿过的第一通孔430，另一端设有供轴承45安装的第二通孔431，为了避免输出轴倾斜进而带动工件32倾斜导致受力不均，两通孔位置相对同心，近乎在同一水平线上。轴承45内圈的内径大于拼接轴42的外径，环形定心架44安装在基架43一端的第一通孔430和轴承45之间。

在传统的工件加工过程中，通常在电机连接输出轴时，由于不知输出轴上的受力情况，会出现以下状况：1、夹紧装置夹得过紧，输出轴在加工过程中转动困难，由于输出轴与工件32同步运动，则工件32必然转动困难；2、夹紧装置夹得过松，输出轴在电机开启时受力过猛易晃动，则工件32在车削加工过程中必然晃动。在输出轴转速相同的情况下，输出轴夹的越紧，电机耗率越大，在车削加工过程中浪费了电力，增加了企业的生产成本。因此在此装置中的第一通孔430孔沿处还设有与第一通孔430轴向平行的多个螺纹通孔432，多个压紧螺栓47穿设于螺纹通孔22上，多个压紧螺栓47的螺纹端分别顶压在环形定心架44的一端面，多个压紧螺栓47以环形定心架44的中心为圆心，绕着环形定心架44一圈均匀分布，通过调节压紧螺栓47的预紧力来调节输出轴上所受的周向应力以避免出现工件32受力过大或过小的情况，压紧螺栓47与螺纹通孔432连接处还安装了与压紧螺栓47个数相同的弹簧垫圈471，防止压紧螺栓47在工件32进行车削过程中受力过大而松动，避免出现机器工件受损的现象。

螺栓连接是螺纹紧固件连接方式的一种，此装配连接方式具有结构简单、成本低廉、对装配工具要求不高、安装拆卸方便、便于维护更换等优点。螺栓虽小，但其所起的作用是不可小视的，一旦其失效往往会导致整个机械装置无法工作，严重的甚至会导致机毁人亡的后果。准确掌握螺栓预紧力并根据检测结果进行必要的修正，对安全生产尤为重要。所以在此处安装压紧螺栓，以最直接、最简单的方式将作用在螺栓上的力表现在工件上，结构简单，操作方便。环形定心架44另一端是环形的锥尖部44a，轴承45的内圈是与锥尖部44a匹配的锥形内圈，锥尖部44a上铆接一圈可活动的钢球440。压紧螺栓47向轴承方向进给压紧环形定心架44时，一圈可活动的钢球440卡压在轴承锥形内圈和拼接轴42外壁之间，致使基架43通过轴承45以及一圈可活动的钢球440而可转动地支承拼接轴42。

为了方便基架43在定位螺杆40a上来回滑动，定心装置中还设置了移动装置46，移动装置46包括一带有内螺纹的内套筒46a和外套筒46b。内套筒46a一侧部与外套筒46b活动连接，移动装置46通过外套筒46b可以用焊接也可以用其他连接方式固定连接在基架43另一边部上，也就是说基架43会跟着移动装置一起运动。定位螺杆40a上的外螺纹与内套筒46a内的内螺纹的螺纹形式、规格及螺距均相同，定位螺杆40a穿过内套筒46a，它们之间通过外螺纹与内螺纹相互配合。内套筒46a另一侧部设有旋转部，旋转部上设有沿径向伸向定位螺杆40a的锁紧螺栓，也就是说锁紧螺栓与定位螺杆相互垂直设置。锁紧螺栓的作用是：移动装置46把基架移动到恰当的位置工作时，防止移动装置46在定位螺杆40a上滑动再带动基架43移动，从而通过锁定移动装置46的方式来锁定基架43。

为了使压紧螺栓47受的力直接轴向作用在环形定心架44上，且为了保持螺栓上所受力的方向与拼接轴42所受力的方向基本一致，基架43上还设有沿径向方向并且开口朝第一通孔430内壁的裂槽，位于基架43外侧部和裂槽之间形成可形变的薄壁；围绕多个螺纹通孔432内侧的基架43薄壁上还设有与螺纹通孔轴向平行的多个锁紧螺孔，锁紧螺销48安装在锁紧螺孔中，锁紧螺销48内端贯通薄壁顶入裂槽另一侧壁；压紧螺栓47锁紧时容易使薄壁产生与压紧螺栓47所受力的方向相反的张力，至而使薄壁受力变形，这时就需要锁紧螺销48顶压裂槽另一侧壁致使薄壁压紧回归原形，从而消除压紧螺栓47和螺纹通孔432之间的螺纹配合间隙，实现锁紧。

压紧螺栓47可以根据想要实现的效果与锁紧螺销48相适配，可以1:1，也可以2:1，或者其他。

此车削加工设备首先通过转动第一手轮10带动转轴9在丝杠座8上的螺纹槽81内转动并实现横向纵向上位置的移动，然后转轴9带动丝杠齿轮11继而带动与丝杠齿轮11啮合配合的移动机构从动齿轮29，实现主运动的主传动，经此对车削组件进行位置上的粗调，再然后通过转动配装在刀座13上的第二手轮100对安装在刀架15上的车刀进行细调，以调整到所需切削的位置，开启车削电机16对工件32进行切削。

在此车削加工设备中安装定心装置可有效减少输出轴上出现受力过大，受力过小的现象，进而避免工件32受力过大或过小，以有效控制转件电机5的转速与功率，避免电力资源的浪费，降低企业的生产成本；另一方面能有效的防止输出轴跳动，进而提高工件32的切削加工速率，从一定程度上说也降低了企业的成本。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。