一种嵌入式风缸封头的生产装置的制作方法

本发明涉及机械加工技术，特别是涉及一种嵌入式风缸封头的生产装置。

背景技术：

目前，铁道机车、车辆或者重型汽车的制动一般由风制动的储风缸封头实现，而在高速铁路中，由于对制动有更高的要求，即储风缸封头的制动已经无法满足。此时，业内人士将制动用的储风缸封头与缸筒的焊接形式由搭接式变成了嵌入式即嵌入式风缸封头，由此可保证焊接质量更加可靠。

然而，国内市场上大多数嵌入式风缸封头的削边加工和缩口加工均处于半自动化的水平，尤其是还存在少数小型工厂使用人工手动的嵌入式风缸封头的夹具，其生产效率极低，工人劳动强度大，生产成本过高，产生次品率高。

为此，提供一种自动化生产嵌入式风缸封头的生产装置成为当前需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种嵌入式风缸封头的生产装置，该生产装置能够自动化生成嵌入式风缸封头，进而提高生产效率，同时降低生产成本。

第一方面，本发明提供一种嵌入式风缸封头的生产装置，包括：

封头冲压设备、第一传送带、第二传送带、翻转机构、封头削边设备和封头缩口设备；所述第一传送带和所述第二传送带直线排列，且第一传送带的尾端对应所述第二传送带的开始端；

所述封头冲压设备位于所述第一传送带的一侧，所述翻转机构位于所述第一传送带的尾端和第二传送带的开始端之间，所述封头削边设备和封头缩口设备依序分布在所述第二传送带的一侧或两侧；

其中，封头冲压设备包括：第一伸缩机械手、与所述第一伸缩机械手配合的冲压机，所述第一伸缩机械手检测第一传送带上的毛坯封头，并将检测到的毛坯封头放置在所述冲压机的凹模中，所述冲压机的凸模对所述毛坯封头进行冲压工序处理，形成原始封头，以及所述第一伸缩机械手将原始封头放置在第一传送带上；

所述翻转机构将第一传送带上的原始封头移动至第二传送带上；

所述封头削边设备包括：第二伸缩机械手、与所述第二伸缩机械手配合的定位夹紧结构；所述第二伸缩机械手将检测到的原始封头放置在所述定位夹紧结构的第一定位圆盘上，所述定位夹紧结构的削边刀具对所述原始封头进行削边工序处理；以及所述第二伸缩机械手将削边后的封头放置在第二传送带上；

所述封头缩口设备包括：第三伸缩机械手、与所述第三伸缩机械手配合的缩口结构，所述第三伸缩机械手将检测到的削边后的封头放置到第二定位圆盘上，所述缩口结构的缩口成形刀具对削边后的封头进行缩口工序处理，以及所述第三伸缩机械手将完成缩口的封头放置在第二传送带上。

进一步地，所述第一伸缩机械手包括：用于检测第一传送带上毛坯封头的传感器、用于上下移动的垂直升降柱，用于水平伸缩的水平伸缩臂和真空吸盘；

所述传感器位于所述水平伸缩臂上；

所述真空吸盘安装在所述水平伸缩臂的一端，所述水平伸缩臂的另一端固定在垂直升降柱上，且所述真空吸盘和所述垂直升降柱位于所述水平伸缩臂的同一侧面。

进一步地，所述翻转机构包括：支撑架，用于抓取原始封头的真空吸盘、T形架；

所述真空吸盘安装在所述T形架的纵向端头上，所述T形架的横向两个端头分别通过各自轴承座固定在支撑架上，且所述T形架绕以两个轴承座所在线180度翻转。

进一步地，所述翻转机构还包括：两个用于稳定所述T形架纵向端的限位块；所述限位块沿着两个轴承座所在线对称分布在所述支撑架上。

进一步地，所述定位夹紧结构包括：第一定位圆盘、气缸夹紧结构一、丝杠螺母进给刀架、削边刀具；

所述气缸夹紧结构一安装于第一定位圆盘正上方，所述丝杠螺母进给刀架安装在第一定位圆盘的一侧；

所述削边刀具安装在所述丝杠螺母进给刀架的刀架上；

所述气缸夹紧结构一包括：气缸、与气缸配合的活塞杆、立柱头和轴承；所述轴承套装在活塞杆的轴端，并通过锁紧螺母将该轴端固定，所述立柱头固装在轴承外圈上；且在所述第一定位圆盘与原始封头的圆弧顶内壁相切时，所述立柱头上远离轴承的一端同时与原始封头的圆弧顶外壁相切，削边工序中该立柱头随着原始封头一起转动；

所述丝杠螺母进给刀架包括：手轮、传动轴、锥齿轮、丝杠、轴承、安装削边刀具的刀架，所述刀架通过螺纹孔套装在丝杠上，

所述丝杠的两轴端分别套设有轴承，且一轴端的轴承外还连接锥齿轮；

所述传动轴的一端连接手轮，另一端连接锥齿轮，该传动轴的锥齿轮与所述丝杠的锥齿轮相互啮合；

所述传动轴通过锥齿轮带动丝杠旋转，进而带动刀架上的削边刀具直线运动以进刀和退刀，实现对原始封头的削边工序。

进一步地，所述气缸夹紧结构一的轴承为角接触球轴承；

所述丝杠螺母进给刀架的轴承为角接触球轴承。

进一步地，所述缩口结构包括：第二定位圆盘、气缸夹紧结构二、若干滚动体、缩口成形刀具和具有活塞杆的液压缸；

所述气缸夹紧结构二安装于第二定位圆盘正上方；若干滚动体均匀分布在第二定位圆盘的正下方，每一滚动体的圆柱面与第二定位圆盘上削边后封头的直角边相切，缩口工序中随封头一起旋转；

所述气缸夹紧结构二包括：气缸、与气缸配合的活塞杆、立柱头和轴承；该轴承套装在活塞杆的轴端，并通过锁紧螺母将该轴端固定，所述立柱头固装在轴承外圈上；且在所述第二定位圆盘与封头的圆弧顶内壁相切时，所述立柱头上远离轴承的一端同时与封头的圆弧顶外壁相切；

所述缩口成形刀具固定在液压缸的活塞杆的轴端，并位于第二定位圆盘的一侧。

进一步地，所述滚动体的数量为三个。

可选地，第一伸缩机械手、第二伸缩机械手和第三伸缩机械手的结构均相同。

本发明具有下述的效果：

本发明的嵌入式风缸封头的生产装置，通过该生产装置能够快速完成嵌入式风缸封头的毛坯冲压、封头的削边以及封头的缩口工艺，整个加工过程可以一条流水线完成，提高了生产效率和产品良率，降低生产成本。

具体地，所述生产装置中的封头削边设备可以实现对封头削边工序中的快速定位，以及封头缩口设备可以实现对封头缩口工序中的快速定位，尤其是在封头削边设备和封头缩口设备中均使用了气缸夹紧结构，该结构实现对削边工序和缩口工序中封头的快速夹紧。进一步地，在封头缩口设备中使用滚动体部件，使得封头缩口工序中可以有效降低加工时产生的振动，保证加工的精度，以及缩口成形刀具在液压缸的作用下可以实现快速准确的进刀。

另外，所述生产装置中冲压工序、削边工序和缩口工序中分别设置的伸缩机械手可以实现对封头的快速抓取和释放，提高了嵌入式风缸封头的加工效率。本发明操作简单，生产效率高，成本低，适合推广使用。

附图说明

图1为本发明提供的一种嵌入式风缸封头的生产装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的第一伸缩机械手的立体示意图；

图3为本发明一实施例提供的翻转机构的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的丝杠螺母进给刀架的立体图；

图5为本发明一实施例提供的丝杠螺母进给刀架的正视图；

图6为本发明一实施例提供的定位夹紧结构的正视图；

图7为本发明一实施例提供的封头缩口设备的部分结构的正视图。

【附图标记说明】

A01：封头冲压设备，A02：封头削边设备，A03：封头缩口设备；

1：第一传送带基座，2：第一传送带，3：第一伸缩机械手，4：垂直升降柱，5：水平伸缩臂，6：真空吸盘，7：冲压机，8：翻转机构，9：轴承座，10：限位块，11：T形架，12：真空吸盘，13：丝杠螺母进给刀架，14：手轮，15：深沟球轴承，16：传动轴，17：锥齿轮，18：丝杠，19：角接触球轴承，20：刀架，21：削边刀具，22：气缸夹紧结构一，23：活塞杆，24：角接触球轴承，25：立柱头，26：第一定位圆盘，27：气缸夹紧结构二，28：滚动体，29：第二定位圆盘，30：液压缸，31：缩口成形刀具，32：第三伸缩机械手，33：第二伸缩机械手，34：第二传送带，35：支撑架。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1所示，本实施例的嵌入式风缸封头的生产装置包括：封头冲压设备、第一传送带2、第二传送带、翻转机构8、封头削边设备和封头缩口设备。

本实施例中的第一传送带2和第二传送带34为直线排列，且第一传送带2的尾端对应第二传送带34的开始端，如图1所示。

其中，封头冲压设备位于所述第一传送带2的一侧，所述翻转机构8位于第一传送带2和第二传送带34之间，封头削边设备A02和封头缩口设备A03依序分布在所述第二传送带34的一侧或两侧。

本实施例中的封头冲压设备A01用于对第一传送带2上的封头进行冲压工序，封头削边设备A02用于对第二传动带34上的进行冲压工序后的封头进行削边工序，封头缩口设备A03用于对第二传送带34上的进行削边工序后的封头进行缩口工序，进而获得嵌入式风缸封头。

上述生产装置的第一传送带2位于第一传送带基座1上，如图1所示，该第一传送带2及第一传送带基座1均属于现有技术中的结构，本实施例不对其进行详述。本实施例使用第一传送带和第二传送带进行实现，在其他实施例中，本发明的生产装置还可将第二传送带分成第二传送带和第三传送带，在第二传送带和第三传送带之间再设置一个翻转机构，该些变化调整均属于本发明的保护范围内。

本实施例的嵌入式风缸封头的生产装置，可自动化实现对封头的加工，即能够快速完成嵌入式风缸封头的毛坯冲压、封头的削边以及封头的缩口工艺，整个加工过程可以一条流水线完成，提高了生产效率和产品良率，降低生产成本。

在一种具体的实施例中，上述的封头冲压设备A01包括：第一伸缩机械手3、与第一伸缩机械手3配合的冲压机7。第一伸缩机械手3检测第一传送带上的毛坯封头，并将检测到的毛坯封头放置在冲压机7的凹模中，所述冲压机7的凸模对所述毛坯封头进行冲压工序处理，形成原始封头，以及所述第一伸缩机械手3将原始封头放置在第一传送带上。

如图2所示，本实施例的第一伸缩机械手3包括，用于检测第一传送带上毛坯封头的传感器(图中未标出)、用于上下移动的垂直升降柱4，用于水平伸缩的水平伸缩臂5和真空吸盘6；

所述传感器位于所述水平伸缩臂5上；真空吸盘6安装在水平伸缩臂5的一端，水平伸缩臂5的另一端固定在垂直升降柱4上，且真空吸盘6和垂直升降柱4位于水平伸缩臂5的同一侧面。

当毛坯封头放置在第一传送带2上并随着第一传送带2向前运动时，第一伸缩机械手3上的传感器检测到毛坯封头，该第一伸缩机械手3的垂直升降柱4向下运动，此时真空吸盘6抓取毛坯封头，垂直升降柱4向上移动，同时，水平伸缩臂5向前移动到冲压机凹模处，将毛坯封头放置在冲压机凹模处，第一伸缩机械手3退回原工位。

冲压机7工作，冲压机7的凸模向下冲压毛坯封头，形成原始封头(如带“荷叶边”的封头)。在冲压机7完成冲压工序之后，第一伸缩机械手3抓取原始封头，并放置在第一传送带2上。

本实施例的翻转机构8将第一传送带2上的原始封头移动至第二传送带34上。如图3所示，该翻转机构包括：支撑架35，用于抓取原始封头的真空吸盘12和T形架11。其中，真空吸盘12安装在T形架的纵向端头上，T形架11的横向两个端头分别通过各自轴承座9固定在支撑架35上，且T形架绕以两个轴承座9所在线180度水平翻转。

可选地，图3中所示的翻转机构8还包括：两个用于稳定T形架11纵向端的限位块10；所述限位块10沿着两个轴承座9所在线对称分布在所述支撑架35上。

上述翻转机构8的支撑架35可以是任一能够支撑且固定轴承座9的结构，图3仅为示意图，并不对其进行限定。

在另一种具体的实施例中，上述的封头削边设备A02包括：第二伸缩机械手33、与第二伸缩机械手33配合的定位夹紧结构；所述第二伸缩机械手33检测第二传送带34上的原始封头，将检测到的原始封头放置在所述定位夹紧结构的第一定位圆盘26上，所述定位夹紧结构的削边刀具对所述原始封头进行削边工序处理；以及所述第二伸缩机械手33将削边后的封头放置在第二传送带上。

需要说明的是，该封头削边设备的第二伸缩机械手的结构和上述的第一伸缩机械手的结构是相同的，且使用方法也是相同的，参照上述结构描述。

如图6所示，本实施例的定位夹紧结构包括：第一定位圆盘26、气缸夹紧结构一22、丝杠螺母进给刀架13和削边刀具21；

所述气缸夹紧结构一22安装于第一定位圆盘26正上方，所述丝杠螺母进给刀架13安装在第一定位圆盘26的一侧，在图1中可为左侧；

所述削边刀具21安装在所述丝杠螺母进给刀架13的刀架20上；

所述气缸夹紧结构一22包括：气缸、与气缸配合的活塞杆23、立柱头25和轴承(如角接触球轴承24)；该角接触球轴承24套装在活塞杆23的轴端，并通过锁紧螺母将该轴端固定，所述立柱头25固装在轴承外圈上；且在所述第一定位圆盘26与原始封头的圆弧顶内壁相切时，所述立柱头25上远离轴承的一端同时与原始封头的圆弧顶外壁相切，削边工序中该立柱头25随着原始封头一起转动；

结合图4和图5所示，丝杠螺母进给刀架13包括：手轮14、传动轴16、锥齿轮17、丝杠18、轴承19、安装削边刀具的刀架20，所述刀架20通过螺纹孔套装在丝杠18上；传动轴16上套设有深沟球轴承15。

所述丝杠18两轴端分别套设有轴承(如角接触球轴承24)，且一轴端的轴承外还连接锥齿轮17；

所述传动轴的一端连接手轮14，另一端连接锥齿轮17，该传动轴的锥齿轮17与所述丝杠18的锥齿轮17相互啮合；

所述传动轴16通过锥齿轮17带动丝杠18旋转，进而带动刀架上的削边刀具21直线运动以进刀和退刀，实现对原始封头的削边工序。

在具体的生产应用中，翻转机构8的真空吸盘12抓取带“荷叶边”的封头即原始封头，随T形架11翻转，由于限位块10的作用，翻转角度为180°，将“荷叶边”封头放在第二条传送带34上。

第二伸缩机械手33抓取“带荷叶”边的封头，并将其放在第一定位圆盘26上，气缸夹紧设备一22工作，活塞杆23下移，立柱头25与“荷叶边”封头的圆弧顶外壁完全相切，第一定位圆盘26与“荷叶边”封头的圆弧顶内壁完全相切，此时削边机的电机开始工作，立柱头25随封头一起旋转。

另外，传动轴16通过锥齿轮17带动丝杠18旋转，丝杠18的旋转运动转化为刀架20的直线运动，从而带动刀架20上安装的削边刀具21随着刀架20进刀和退刀，通过限位块对刀架的限位，保证削边刀具21的进刀量，完成封头的削边工序。

气缸夹紧设备一22收回活塞杆23，第二伸缩机械手33抓取完成削边的封头，并放在第二传送带34上。

在一种具体实施例中，上述的封头缩口设备A03包括：第三伸缩机械手32、与所述第三伸缩机械手32配合的缩口结构，所述第三伸缩机械手32将检测到的削边后的封头放置到第二定位圆盘29上，所述缩口结构的缩口成形刀具31对削边后的封头进行缩口工序处理，以及所述第三伸缩机械手32将完成缩口的封头放置在第二传送带34上。

进一步地，该封头缩口设备A03的第三伸缩机械手32的结构和上述的第一伸缩机械手3的结构是相同的，且使用方法也是相同的，参照上述结构描述。

另外，如图7所示，上述的缩口结构包括：第二定位圆盘29、气缸夹紧结构二27、若干滚动体28、缩口成形刀具31和具有活塞杆的液压缸30。

所述气缸夹紧结构二27安装于第二定位圆盘29正上方；若干滚动体28均匀分布在第二定位圆盘29的正下方，每一滚动体28的圆柱面与第二定位圆盘29上削边后封头的直角边相切，缩口工序中随封头一起旋转。

本实施例中的气缸夹紧结构二27与上述的气缸夹紧结构一22基本相同。具体地，气缸夹紧结构二27包括：气缸、与气缸配合的活塞杆、立柱头和轴承(如角接触球轴承)；所述轴承套装在活塞杆的轴端，并通过锁紧螺母将该轴端固定，所述立柱头固装在轴承外圈上；且在所述第二定位圆盘与封头的圆弧顶内壁相切时，所述立柱头上远离轴承的一端同时与封头的圆弧顶外壁相切；

所述缩口成形刀具31固定在液压缸30的活塞杆的轴端，并位于第二定位圆盘29的一侧。

在具体应用中，上述缩口结构的滚动体28的数量可为三个。本实施例不限定为3个，可根据实际需要调整。

在生产过程中，第三伸缩机械手32抓取完成削边的封头，并将封头放置到第二定位圆盘29上，气缸夹紧设备二27推动活塞杆夹紧待缩口的封头，此时，气缸夹紧设备二的立柱头与封头的圆弧顶外壁相切，第二定位圆盘29与封头的圆弧顶内壁完全相切，滚动体28与封头直边相切。缩口机滚动体28可以随着封头一起旋转，减小缩口时产生的振动，提高缩口精度。

缩口成形刀具31在液压缸30的驱动下，完成封头的缩口工作。第三伸缩机械手抓取加工完成的封头，并放置在第二传送带上，待质检入库。

上述实施例中的封头削边设备可以实现对封头削边工序中的快速定位，以及封头缩口设备可以实现对封头缩口工序中的快速定位，尤其是在封头削边设备和封头缩口设备中均使用了气缸夹紧结构，该结构实现对削边工序和缩口工序中封头的快速夹紧。进一步地，在封头缩口设备中使用滚动体部件，使得封头缩口工序中可以有效降低加工时产生的振动，保证加工的精度，以及缩口成形刀具在液压缸的作用下可以实现快速准确的进刀。

另外，上述的生产装置中冲压工序、削边工序和缩口工序中分别设置的伸缩机械手可以实现对封头的快速抓取和释放，提高了嵌入式风缸封头的加工效率。本发明操作简单，生产效率高，成本低，适合推广使用

上述嵌入式风缸封头的生产装置用于加工机车上制动风缸的封头，加工工序举例来说，毛坯封头放在第一传送带上，随第一传送带向前运动，当第一伸缩机械手3上的传感器检测到毛坯封头时，垂直升降柱4向下移动，真空吸盘6抓取毛坯封头，垂直升降柱4向上移动，水平伸缩臂5向前移动到冲压机凹模处，放下毛坯封头，退回原工位。

冲压机7工作，凸模向下冲压毛坯封头，形成带有“荷叶边”的封头。第一伸缩机械手3抓取带“荷叶边”的封头并放在第一传送带上。

翻转机构8的真空吸盘12抓取带“荷叶边”的封头，随T形架11翻转，由于限位块的作用，翻转角度为180°，将“荷叶边”封头放在第二条传送带上。

第二伸缩机械手33抓取“带荷叶”边的封头，并将其放在第一定位圆盘26上，气缸夹紧结构一22工作，活塞杆23下移，立柱头25与“荷叶边”封头圆弧顶外壁完全相切，第一定位圆盘26与封头圆弧顶内壁完全相切，此时削边机的电机开始工作，立柱头25随封头一起旋转。

传动轴16通过锥齿轮17带动丝杠18旋转，丝杠18的旋转运动转化为刀架20的直线运动，从而带动刀架20上安装的刀具21随着刀架20进刀和退刀，通过限位块10对刀架20的限位，保证切削刀具的进刀量，完成封头的削边工序。

此时，气缸夹紧结构一22收回活塞杆，第二伸缩机械手33抓取完成削边的封头，并放在第二传送带上。

第三伸缩机械手32抓取完成削边的封头，并将封头放置到第二定位圆盘29上，气缸夹紧结构二27推动活塞杆夹紧要缩口的封头，此时，气缸夹紧结构二的立柱头与封头圆弧顶外壁相切，第二定位圆盘29与封头圆弧顶内壁完全相切，滚动体28与封头直边相切。缩口机滚动体28可以随着封头一起旋转，减小缩口时产生的振动，提高缩口精度。

缩口成形刀具31在液压缸30的驱动下，完成封头的缩口工作。第三伸缩机械手抓取加工完成的封头，并放置在传送带上，质检入库。

特别说明的是，在本发明实施例中给出的是三个独立的伸缩机械手，在实际应用中还可以设置一个底座可以运动的伸缩机械手，本实施例不对其进行限定，根据实际需求进行变动。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。