一种通用数控车床上自动送料装置及方法与流程

本发明属于自动化机械加工领域，具体涉及一种数控车床上简捷高效的自动棒料输送装置。

背景技术：

通用型数控车床是一种高精度自动化机械加工设备，它适合复杂回转体零件的单件小批量加工。该类机床具有高柔性、高精度、高生产效率的特点，但不适合大批量生产。主要是该种数控车床不具备自动上下料装置，需要机床操作者人工装夹加工材料。特别是小型、批量轴类零件，加工时每进行下一个零件加工前，都需要关停数控车床，打开安全门，手动从卡盘拉出被切削的毛坯棒料至指定长度，才能重新启动机床开始下个零件的加工。由于单件零件的加工基本时间很短，这样无法形成连续自动加工，并且要增加大量的人工成本，不能完全发挥数控机床的加工优势。因此，引入自动送料装置对提高通用型数控车床加工效率，降低劳动成本，提高企业生产效率有重大意义。

目前在数控车床附件市场上，大多是采用给机床上加装机械手或安装后置式自动棒料输送装置。然而这种设备的价格十分昂贵，占地面积大且安装、维护较为复杂。这两种方法针对上述零件的加工经济性非常差。

技术实现要素：

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种通用数控车床上自动送料装置及方法。

技术方案

一种通用数控车床上自动送料装置，其特征在于包括刀架和弹簧夹头，所述的弹簧夹头的一端为外锥形状，设有能加持棒料的内孔，内孔比待加持的棒料小0.3mm，该端沿轴向开有4条等分的长槽，形成可以径向收缩的蝶形夹爪；另一端固定在刀架上。

所述的弹簧夹头采用弹性材料65mn经过机械加工和调质热处理制成。

一种通用数控车床上自动送料方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将弹簧夹头安装在刀座上，并将刀座安装在数控车床的刀架位置；

步骤2：将刀架定位到机床回转中心；

步骤3：轴向移动刀架，将加持载机床卡爪上的毛坯料端部套入弹簧夹头内；

步骤4：数控车床松开机床卡爪；

步骤5：刀架后退，将毛坯料拉出到指定长度；

步骤6：机床卡爪夹紧毛坯料；

步骤7：刀架返回换刀点。

有益效果

本发明提出的一种通用数控车床上自动送料装置及方法，装置结构简单，制作成本低，使用方便，实现小型批量轴类零件在数控车削加工过程中的自动送料，显著提高生产效率。有益效果如下：

(1)生产效率高。和人工送料的加工方式相比，采用本发明装置可以在不停机的情况下实现小批量棒类零件自动送料，减少了停机送料的时间，提高了设备的生产效率。

(2)成本低。和加装机械手或安装后置式自动棒料输送装置相比，本发明装置结构简单，仅需要一个专用弹簧夹头，成本非常低；且使用方便，直接安装在数控车床刀座上即可。

附图说明

图1弹簧夹头正视图

图2弹簧夹头侧视图

图3弹簧夹头剖视图

图4工作示意图：a.刀架定位到机床中心；b.移动刀架将毛坯推入弹簧夹头内；c.松开卡爪；d.刀架后退将毛坯料拉出指定位置；e.机床卡爪夹紧；f.刀架返回换刀点

1-刀架、2-弹簧夹头、3-机床卡爪

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

针对批量小型轴类零件的加工特点，本发明提出了一种简单且实用数控车床自动上料装置，通过编程控制实现了小型轴类零件在数控车床上的自动化加工。

本发明装置是一种专用弹簧夹头，其结构见图1所示。弹簧夹头采用弹性材料65mn经过机械加工和调质热处理制成。该夹头带有外锥的头部沿轴向开有4条等分的长槽，形成可以径向收缩的蝶形夹爪。为了保证弹簧夹头能充分夹紧毛坯棒料以及其使用寿命，设计弹簧夹头时其内孔比要加持的棒料小0.3mm。本装置适用于直径20mm以下，长度1000mm以下的棒料自动输送。

首先将制作好的弹簧夹头安装在刀座上，然后再装在数控车床的回转刀架上，组成拉料器。利用数控车床操作系统编制自动上料程序，弹簧夹头在程序控制下向棒料移动，当蝶形夹爪的内孔受到棒料推进的轴向的推力时蝶爪径向张开，蝶爪弹性变形产生反向的夹紧力，利用此夹紧力可以将毛坯棒料夹紧。最后弹簧夹头往后移动，将毛坯料拉出到指定位置，实现数控车床加工时自动上料。

由于该装置结构简单，易于制造，其使用寿命长，安全可靠，送料过程中保证棒料的跳动0.1mm以内，送料长度误差0.1mm以内。

下面结合图2对本发明的具体实施方式做详细说明。

步骤1：将本装置(弹簧夹头)安装在刀座上，并将刀座安装在数控车床的刀架位置；

步骤2：将刀架定位到机床回转中心；

步骤3：移动刀架，将毛坯料端部套入弹簧夹头内；

步骤4：数控车床松开卡爪；

步骤5：刀架后退，将毛坯料拉出指定长度；

步骤6：数控车床卡爪夹紧毛坯；

步骤7：刀架返回换刀点。

通过以上7步即可实现棒料的自动送料，步骤2到步骤7采用数控编程控制。为保护弹簧夹头和保证送料精度，在使用弹簧夹头夹持毛坯料前，需将毛坯料端部车至弹簧夹头内孔直径长度5mm。

技术特征：

技术总结
针对批量小型轴类零件的数控车削加工，本发明提出一种简单且实用数控车床自动上料装置及方法，利用弹簧夹头对棒料进行自动夹持，通过编程控制实现了小型轴类零件在数控车床上的自动化加工。该装置使用寿命长，安全可靠，送料精度高，显著提高加工效率。

技术研发人员：邵志斌;高晓飞;张虎强;杨腾飞;徐向阳;石伟;逯红
受保护的技术使用者：西安电子工程研究所
技术研发日：2018.10.10
技术公布日：2019.01.08