一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种电机换向器加工装置，更具体地说，尤其涉及一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置。


背景技术：

2.电机换向器在加工过程中，为保证同心度，需要进行绞孔和车外圆两个工序。目前，绞孔和车外圆由两个独立的设备进行。首先是零件要在两个设备之间搬运，不仅增加了操作难度，而且增加工人的劳动强度，同时，搬运过程中，零件相互磕碰，增加了不良率；其次，两个独立设备加工，同心度取决于两套独立设备的精度，而中间的搬运环节，也易造成外圆变化进而影响绞孔时的中心位置，从而影响产品品质。
3.基于上述问题，申请人在先申请了名称为“电机换向器加工用铰内孔及车削外圆一体化设备”的发明专利(专利申请号：cn202110633103.1；公开号cn113300186a)。
4.改进后的设备，铰内孔和车外圆均利用同一根芯轴，有效保证了加工出来的换向器半成品内孔和外圆完全同轴心，使得产品的品质得到保证且稳定性极高。而且其一体化设计，节省了中间搬运环节，不仅降低工人劳动强度，而且避免了搬运造成的不良率升高问题。
5.但是在使用一段时间后发现绞孔和车外圆均在同一工位加工，加工效率还是存在偏低的缺点，仍然需要进一步的改进。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、加工效率较高且使用稳定的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置。
7.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置，包括工作台，在工作台上平行且间隔设置有绞孔单元和车外圆单元，在绞孔单元侧边设置有向绞孔单元和车外圆单元供料的供料机构；所述绞孔单元的进料工位和出料工位相同。
8.所述供料机构包括振动盘和供料臂，供料臂的移动方向与绞孔单元和车外圆单元的放置方向相互垂直；在供料臂上间隔设置有两个料槽，两个料槽之间的间距与绞孔单元和车外圆单元的进料位之间的间距相同。
9.当车外圆单元完成换向器的车外圆时，供料臂前侧的料槽从绞孔单元出料工位接到绞好内孔的换向器半成品送至车外圆单元进料工位时，供料臂后侧的料槽位于绞孔单元进料工位并将该料槽内的换向器半成品送入绞孔单元绞孔。
10.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述绞孔单元包括设置在工作台上的电动线性滑台，在电动线性滑台滑座上设置有第一高速主轴电机，在第一高速主轴电机动力输出轴上连接有绞孔刀。
11.在工作台上设置有与绞孔刀相对且用于夹持待绞内孔换向器的气动夹头，在气动
夹头的夹持孔后侧设置有第一水平退料气缸，在第一水平退料气缸活塞杆自由端连接有与气动夹头的夹持孔相对的退料推杆。
12.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述车外圆单元包括设置在工作台上且与第一高速主轴电机相平行的第二高速主轴电机，在第二高速主轴电机动力输出轴自由端固定连接有与待车外圆换向器半成品内孔相适应的定位芯轴；在定位芯轴处设置有退料组件，在定位芯轴下方的工作台上设置有出料口。
13.在工作台上设置有与定位芯轴相对的进料组件，当料槽移动至车外圆单元进料工位时，进料组件将料槽内的待车外圆换向器半成品推入定位芯轴；在定位芯轴侧边的工作台上设置有用于车外圆的车刀组件。
14.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述退料组件包括套设在定位芯轴上的退料推板，退料推板通过连杆连接有第二水平退料气缸。
15.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述进料组件包括设置在工作台上的导向支架，在导向支架上滑动连接有滑块；所述滑块前端连接有与定位芯轴相对的进料推杆后端与固定在导向支架上的推料气缸活塞杆自由端连接。
16.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述车刀组件包括设置在工作台上的二维移动台；二维移动台的x轴与定位芯轴平行设置，y轴与定位芯轴相互垂直，在二维移动台的y轴滑座上设置有与定位芯轴上的待车外圆换向器半成品相配合的车刀。
17.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述供料机构包括设置在工作台上的气动线性滑台，所述供料臂设置在气动线性滑台滑座上。
18.位于后侧料槽侧边的供料臂上设置有绞孔进料组件，当后侧的料槽移动至绞孔单元进料工位时，对应料槽内的待绞孔换向器半成品由绞孔进料组件推入绞孔单元；在初始状态下振动盘的出料端与该料槽相对。
19.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述气动线性滑台包括固定在工作台上的支座，在支座上沿长度方向间隔设置有两组线性滑轨，在两组线性滑轨的滑块之间连接有滑座，所述供料臂固定在滑座上。
20.在支座和滑座之间连接有气缸组，气缸组由平行设置的第一气缸和第二气缸构成；第一气缸和第二气缸的缸体固定连接，第一气缸活塞杆自由端与支座连接，第二气缸活塞杆自由端与滑座连接。
21.上述的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置中，所述绞孔进料组件由水平设置的进料气缸和与进料气缸活塞杆自由端连接的推料杆组成；推料杆自由端与位于后侧的料槽相对。
22.本实用新型采用上述结构后，通过在工作台上设置平行且间隔设置的绞孔单元和车外圆单元，再由供料机构巧妙地实现对两个加工单元的同时供料。相比现有技术，节省了各机构的待机时间，使得工作效率得到有效的提高。
附图说明
23.下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
24.图1是本实用新型的结构示意图；
25.图2是本实用新型绞孔单元和车外圆单元的装配结构示意图；
26.图3是本实用新型电动线性滑台和第一高速主轴电机的装配结构示意图；
27.图4是本实用新型气动夹头部分的结构示意图；
28.图5是本实用新型第二高速主轴电机和退料组件的装配结构示意图；
29.图6是本实用新型供料机构核心部分的结构示意图。
30.图中：1、工作台；2、绞孔单元；2a、电动线性滑台；2b、第一高速主轴电机；2c、绞孔刀；2d、气动夹头；2e、第一水平退料气缸；2f、退料推杆；3、车外圆单元；3a、第二高速主轴电机；3b、定位芯轴；4、供料机构；4a、振动盘；4b、供料臂；4c、料槽；5、退料组件；5a、退料推板；5b、连杆；5c、第二水平退料气缸；6、进料组件；6a、导向支架；6b、滑块；6c、进料推杆；6d、推料气缸；7、车刀组件；7a、二维移动台；7b、车刀；8、气动线性滑台；8a、支座；8b、线性滑轨；8c、滑座；8d、第一气缸；8e、第二气缸；9、绞孔进料组件；9a、进料气缸；9b、推料杆。
具体实施方式
31.参阅图1所示，本实用新型的一种用于电机换向器绞内孔和车削外圆的双工位加工装置，包括工作台1，在工作台1上平行且间隔设置有绞孔单元2和车外圆单元3，在绞孔单元2侧边设置有向绞孔单元2和车外圆单元3供料的供料机构4；所述绞孔单元2的进料工位和出料工位相同。
32.所述供料机构4包括振动盘4a和供料臂4b，供料臂4b的移动方向与绞孔单元2和车外圆单元3的放置方向相互垂直；在供料臂4b上间隔设置有两个料槽4c，两个料槽4c之间的间距与绞孔单元2和车外圆单元3的进料位之间的间距相同。
33.当车外圆单元3完成换向器的车外圆时，供料臂4b前侧的料槽4c从绞孔单元2出料工位接到绞好内孔的换向器半成品送至车外圆单元3进料工位时，供料臂4b后侧的料槽4c位于绞孔单元2进料工位并将该料槽4c内的换向器半成品送入绞孔单元2绞孔。
34.参阅图2至图4所示，在本实施例中，所述绞孔单元2包括设置在工作台1上的电动线性滑台2a，在电动线性滑台2a滑座上设置有第一高速主轴电机2b，在第一高速主轴电机2b动力输出轴上连接有绞孔刀2c。电动线性滑台为现有技术，主要有底座、线性滑轨、丝杆和伺服电机等组成，具体结构在此不再赘述。
35.在工作台1上设置有与绞孔刀2c相对且用于夹持待绞内孔换向器的气动夹头2d，在气动夹头2d的夹持孔后侧设置有第一水平退料气缸2e，在第一水平退料气缸2e活塞杆自由端连接有与气动夹头2d的夹持孔相对的退料推杆2f。气动夹头为现有技术，非本技术所要保护的技术点，在此不再赘述其具体结构。其具体尺寸根据所要夹持的换向器而定。
36.参阅图2和图5所示，在本实施例中，所述车外圆单元3包括设置在工作台1上且与第一高速主轴电机2b相平行的第二高速主轴电机3a，在第二高速主轴电机3a动力输出轴自由端固定连接有与待车外圆换向器半成品内孔相适应的定位芯轴3b；在定位芯轴3b处设置有退料组件5，在定位芯轴3b下方的工作台1上设置有出料口。定位芯轴呈圆台状，外径由外至内逐渐增大，目的是为了固定住换向器以便于车削外圆。
37.在工作台1上设置有与定位芯轴3b相对的进料组件6，当料槽4c移动至车外圆单元3进料工位时，进料组件6将料槽4c内的待车外圆换向器半成品推入定位芯轴3b；在定位芯
轴3b侧边的工作台1上设置有用于车外圆的车刀组件7。
38.优选地，所述退料组件5包括套设在定位芯轴3b上的退料推板5a，退料推板5a通过连杆5b连接有第二水平退料气缸5c。连杆和第二水平退料气缸之间的连接关系视具体情况而定，只要能实现对退料推板的控制即可。
39.优选地，所述进料组件6包括设置在工作台1上的导向支架6a，在导向支架6a上滑动连接有滑块6b；所述滑块6b前端连接有与定位芯轴3b相对的进料推杆6c,后端与固定在导向支架6a上的推料气缸6d活塞杆自由端连接。
40.优选地，所述车刀组件7包括设置在工作台1上的二维移动台7a；二维移动台7a的x轴与定位芯轴3b平行设置，y轴与定位芯轴3b相互垂直，在二维移动台7a的y轴滑座上设置有与定位芯轴3b上的待车外圆换向器半成品相配合的车刀7b。
41.在本实施例中，二维移动台同样为现有技术，非本技术所要保护的技术点，在此不再赘述其具体结构。
42.参阅图6所示，所述供料机构4包括设置在工作台1上的气动线性滑台8，所述供料臂4b设置在气动线性滑台8滑座上。
43.位于后侧料槽4c侧边的供料臂4b上设置有绞孔进料组件9，当后侧的料槽4c移动至绞孔单元2进料工位时，对应料槽4c内的待绞孔换向器半成品由绞孔进料组件9推入绞孔单元2；在初始状态下振动盘4a的出料端与该料槽4c相对。
44.优选地，所述气动线性滑台8包括固定在工作台1上的支座8a，在支座8a上沿长度方向间隔设置有两组线性滑轨8b，在两组线性滑轨8b的滑块之间连接有滑座8c，所述供料臂4b固定在滑座8c上。
45.在支座8a和滑座8c之间连接有气缸组，气缸组由平行设置的第一气缸8d和第二气缸8e构成；第一气缸8d和第二气缸8e的缸体固定连接，第一气缸8d活塞杆自由端与支座8a连接，第二气缸8e活塞杆自由端与滑座8c连接。
46.进一步优选地，所述绞孔进料组件9由水平设置的进料气缸9a和与进料气缸9a活塞杆自由端连接的推料杆9b组成；推料杆9b自由端与位于后侧的料槽4c相对。
47.在本实施例中，各气缸、伺服电机均为现有技术，其工作原理、连接方式及控制方式均是本领域技术人员的公知常识。在此不再赘述。根据具体的情况，可选用常规电控箱或plc或单片机等进行控制。当然，整个装置各部分之间的衔接，可通过带行程的气缸反馈、通过计算电机旋转圈数或通过各式传感器等进行信号反馈等实现，这些均是本领域技术人员的公知常识。
48.工作时，首先由振动盘将换向器半成品送入供料臂后端的料槽内，然后通过第一气缸驱动供料臂前行使后端的料槽进入绞孔单元进料工位，然后由进料气缸带动推料杆前行将换向器半成品推入气动夹头，由气动夹头将换向器半成品夹紧，再由电动线性滑台带动第一高速主轴电机前行，使绞孔刀进入换向器半成品内孔进行绞孔，完成绞孔后电动线性滑台复位。
49.进料气缸完成推料后即复位，然后第一气缸也带动供料臂复位，振动盘重新将换向器半成品送入后端的料槽内。
50.当电动线性滑台复位后，第二气缸前行，使前端的料槽进入绞孔单元的出料工位，第一水平退料气缸带动退料推杆将绞完内孔的换向器半成品推入前端的料槽。然后第一气
缸重复上述动作对绞孔单元进行供料，当后端的料槽进入绞孔单元进料工位时，前端的料槽也进入车外圆单元的进料工位。
51.当前端的料槽将绞完内孔的换向器送至车外圆单元进料位时，推料气缸带动进料推杆前行将换向器推入定位芯轴，当推料气缸前进到位后，二维移动台的y轴滑座带动车刀前行预定距离，然后x轴滑座移动，带动车刀对换向器进行车外圆，当x轴滑座前行预定距离完成车外圆后，y轴滑座复位同时x轴滑座也复位，当y轴滑座复位时，第二水平退料气缸前行，退料推板将车好外圆的换向器推出定位芯轴，换向器通过出料口掉入滑槽输出。重复上述步骤，即可通过双工位实现对换向器的绞孔和车外圆。
52.以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。