电机转子车削加工一体机的制作方法

本发明涉及一种机械装置，即一种电机转子车削加工一体机。

背景技术：

电机转子成型后需要进行车削加工，包括粗车、开槽、精车、清理四道工序。由于全自动化生产线成本昂贵，不适合转子的车削加工，因而目前的转子车削多依靠人力操作的机床来完成。四道工序所用的刀具不同，因而要在四部机床上完成。每一个转子每完成一步都需要用人力移动到另一机床上，四部机床至少需要四个工人，劳动强度很大。由于人力资源日渐紧缺，人力成本不断提高，现有的转子车削方式的成本也在攀升。因而急需降低用人数量和减轻劳动强度。此外，四部机床分散安装占地面积大，而且不便安装屏蔽措施，作业时噪声较大，不适于在人口密集的场所作业。而大量电机转子加工企业多集中在沿海工业密集区，噪声污染问题急需解决。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用人少、劳动强度低、占地小、结构简单，成本低廉、操作方便、作业成本低、效率高的电机转子加工一体机。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种电机转子车削加工一体机，包括粗车机床、开槽机床、精车机床、清理机床，其特点是：所述粗车机床、开槽机床、精车机床、清理机床安装在场地的四周，场地中间有一支竖立的立柱，立柱的上端装有四支平置的杆状吊臂，四个吊臂构成“十”字形，每支吊臂的外端均设有一个向下延伸的卡钳，立柱设有升降机构和摆转机构，四支吊臂随立柱升降或摆转，四支吊臂摆转到终端时，每个卡钳均与一个机床的工件装卡位置相对。

所述立柱的升降机构和摆转机构有两段套管，两段套管之间插装一支插轴，插轴的一端通过弹簧与一个套管滑动连接，插轴的另一端端通过轴承与另一套管转动连接，另一套管设有平置的杠杆，杠杆的小端通过绳索与地面相拉，杠杆的支点为与套管相铰连的转轴，杠杆的大端向外延伸。

所述套管有上套管和下套管，上套管和下套管之间插装一支插轴，插轴下端通过弹簧与下套管滑动连接，插轴上端通过轴承与上套管转动连接，上套管设有平置的杠杆，杠杆的小端通过绳索与地面相拉，杠杆的支点为与上套管相铰连的转轴，杠杆的大端向外延伸。

所述套管有上套管和下套管，上套管和下套管之间插装一支插轴，插轴上端通过弹簧与上套管滑动连接，插轴下端通过轴承与下套管转动连接，下套管设有平置的杠杆，杠杆的小端通过绳索与地面相拉，杠杆的支点为与下套管相铰连的转轴，杠杆的大端向外延伸。

所述卡钳是平行四连杆机构，中间的两个销轴设有一支平置的控制杆，控制杆的前端铰连在一个销轴上，后段搭在另一支销轴上面，并且通过转轴安装有限位板、凸轮和换动轮，限位板其前边缘为斜边，后边缘为竖立的直边，凸轮和换动轮为相互啮合的齿轮，换动轮的下边缘设有向下延伸的碰撞杆，限位板与凸轮之间设有拉杆，拉杆的前端通过转轴铰连在限位板上，后端穿过凸轮端面上的转轴，拉杆后端设有弯折的卡头。

所述粗车机床、开槽机床、精车机床、清理机床中间的立柱是一个可在动力机带动下转动的旋转台，旋转台设有升降气缸，所述卡钳设有卡钳气缸。

所述旋转台设有限制旋转角度的限位卡。

所述粗车机床、开槽机床、精车机床、清理机床、立柱均安装在一块底板上面，周围和上顶均有壁板围成一个带有门窗的封闭外罩，底板下面设有支架，外罩下部支架上方设有控制台，控制台安装按钮或触摸屏。

所述外罩的长1300—1600mm，宽1000—1400mm，支架高500—800mm，总高1500—2200mm。

本发明的有益效果是：四种机床呈环形排列，便于工件传递，一人即可控制四台机床，一次完成电机转子的粗车、开槽、精车和清理作业，布局紧凑合理，占地面积小，结构简单，成本低廉，操作方便，特别是采用气动装置传递工件，可进一步节省人力，大幅提高作业效率，整机设置密闭外罩，避免噪声扰民，非常适合人机结合的中小规模作业，市场前景十分可观。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的俯视图；

图3是第一种实施例的部件立柱的主视图；

图4是第一种实施例的部件立柱的俯视图；

图5是第一种实施例的部件卡钳的放大主视图；

图6是第一种实施例的部件卡钳的局部放大主视图；

图7是第一种实施例的部件卡钳动作a、b、c、d、e、f、a的分解图；

图8是第二种实施例的总体轴测图；

图9是第二种实施例的部件立柱的轴测图；

图10是第三种实施例的主视图。

图中可见：立柱1，吊臂2，卡钳3，杠杆4，粗车机床5，开槽机床6，精车机床7，清理机床8，下套管9，上套管10，插轴11，限位卡12，弹簧13，平行四连杆机构14，销轴15，控制杆16，限位板17，凸轮18，换动板19，碰撞杆20，拉杆21，旋转台22，升降气缸23，卡钳气缸24，底板25，外罩26，控制台27，支架28。

具体实施方式

第一种实施例：图1、图2介绍一种电机转子车削加工一体机，其主要结构是在一个矩形场地上，沿四个周边依次安装粗车机床5、开槽机床6、精车机床7和清理机床8，形成一个小型环状闭合生产线，场地中间有一支竖立的立柱1，立柱1上端装有四支平置的杆状吊臂2，四个吊臂2构成“十”字形，每支吊臂2的外端均设有一个向下延伸的卡钳3，立柱1设有升降机构和摆转机构，四个吊臂2随立柱1升降或摆转，四支吊臂摆转到终端时，四个卡钳分别与一个机床的工件相对，立柱1下降到最低点时，工件置于卡钳3开口内，立柱1上升时，卡钳3收拢抓住工件或开口放下工件。

立柱1的升降机构和摆转机构的具体形式很多，本例仅例举其中的一种。结合图3、图4可见，立柱1有上套管10和下套管9，上套管10和下套管9之间插装一支插轴11，插轴11下端通过弹簧13与下套管9滑动连接，插轴11的上端通过轴承与上套管10转动连接，上套管10外面设有一支平置的杠杆4，杠杆4的小端通过绳索与地面相拉，杠杆4的支点为与上套管10相铰连的转轴，杠杆4的大端向外延伸。下压杠杆4，即可使立柱1的上套管10连同吊臂2下降；放开杠杆4，上套管10即可在弹簧13的支撑下连同吊臂2一起上升。

当然，上述机构的插轴的轴承和弹簧位置可以对调，即插轴11的上端通过弹簧13与上套管9滑动连接，插轴11的下端通过轴承与下套管10转动连接。杠杆4连接在下套管10的外面，其作用也是等同的。

为了限定立柱的摆转角度，在上套管的外侧设有限位卡12。在本例当中，立柱的摆转角度限制在90°为宜。

卡钳3的形式也有多种，结合图5可见：本例介绍的卡钳3是一种平行四连杆机构14，中间的两个销轴15设有一支平置的控制杆16，控制杆16的前端铰连在一个销轴上，后段搭在另一支销轴15上面，控制杆16后段的侧面分别通过转轴安装有限位板17、凸轮18和换动轮19，限位板17的自由状态是靠重力下垂，其前边缘为斜边，后边缘为竖立的直边。此时凸轮18的上止点抵顶在限位板17的直边上部，限位板17与凸轮18之间设有拉杆21，拉杆21的前端通过转轴铰连在限位板17上，后端穿过凸轮18端面上的转轴，拉杆21后端设有弯折的卡头，换动轮19和凸轮18为相互啮合的齿轮，换动轮19的下边缘设有向下延伸的碰撞杆20。

工作时，操作人员站在粗车机床5附近，进行以下两项操作：一是操作杠杆，完成立柱的升降和摆转动作，即下压杠杆，吊臂下落，卡钳抓住工件；松开杠杆，吊臂上升，立柱转90°，卡钳与另一机床的工位相对，压下杠杆，放下工件。这样即可把每一工件依次传递到四个工位上去，完成粗车、开槽、精车、清理加工。二是收取加工完毕的工件，把需要加工的转子放到粗车机床5的装卡位置。

在上述过程中，卡钳下落钳口张开，包括两种情况：在钳口夹有工件时，钳口张开完成放件动作；在钳口无件时下落在工件的两侧，准备抓取工件。同理，卡钳上行也有两种情况：一次是放下工件之后，钳口要提起，等待工件加工，提起过程中钳口不能闭合；另一次是工件加工完成后，卡钳上行，钳口闭合，抓取工件。卡钳的这种间隔闭合动作即由控制杆16后段的限位板17、凸轮18和换动轮19来实现。

为了便于理解，图7把上述过程分为a、b、c、d、e、f六个动作。动作a：卡钳3下落钳口张开，放下工件，卡钳的销轴15撞击限位板17的斜面一侧。动作b：销轴15推开限位板17。动作c：销轴15到达限位板17的直边一侧；此时，限位板17的拉杆21拉动凸轮18下摆，使凸轮18的上止点抵顶在限位板17直边的上部，使限位板17不能回摆，从而限制销轴15的回返，卡钳上行时钳口却不能闭合。动作d：当卡钳再下次下落触底后，本来就已经张开的钳口进一步张开，销轴15触碰换动轮19下面的碰撞杆20，迫使换动轮19逆时针转动，带动凸轮18顺时针转动，凸轮上止点上扬，限位板17失去约束。动作e：卡钳上行，销轴15推开限位板17，钳口进入闭合过程；动作f：卡钳开口闭合，夹紧工件。

第二种实施例：在第一种实施例的基础上进行改进。如图8所示，这种电机转子车削加工一体机，其主要结构也是在一个矩形场地上，或在一块矩形底板上，沿四个周边依次安装粗车机床5、开槽机床6、精车机床7和清理机床8，形成一个小型环状闭合生产线。场地中间有一支竖立的立柱1，立柱1上端装有四支平置的杆状吊臂2，四个吊臂2构成“十”字形，每支吊臂2的外端均设有一个向下延伸的卡钳3，立柱1设有升降机构和摆转机构，四个吊臂2随立柱1升降或摆转，四支吊臂摆转到终端时，四个卡钳分别与一个机床的工件位置相对。立柱1下降到最低点时，工件置于卡钳3开口内；立柱1上升时，卡钳3收拢抓住工件或开口放下工件。这与第一种实施例是一样的，其改进如图9所示：所述立柱1是一个可在动力机带动下转动的旋转台22，立柱的升降是由升降气缸23推动，所述卡钳的开合是由卡钳气缸24带动，升降气缸23和卡钳气缸24均由电机带动。当然，上述气动装置也可以由液压装置替代。

上述机床均可以采用现有机床，粗车和精车的刀具为车刀，开槽的刀具为车刀或铣刀，清理的刀具多用铁刷。安装机床的场地可采用钢铁底板25，其长1400—1600mm，宽1100—1300mm，整机是可以整体移动的一体机，其他结构和工作情况不予赘述。

采用了气动装置替代了第一种实施例所用的杠杆，人只要按压电钮和取换工件即可控制整机的运转，劳动强度大幅降低，一个初级工人控制四台机并不紧张。一名熟练工人可以控制相邻两套机组，即八台机车的工作，作业效率显著提高。

与全自动流水线相比，这种人机结合的环形生产线，造价极低，人力最省，综合效益十分可观，具有较强的实用性。

第三种实施例：在第二种实施例的基础上进一步改进。如图10所示，所述粗车机床、开槽机床、精车机床、清理机床、立柱均安装在一块底板25上面，周围和上顶均有透明材料为主的壁板，形成一个带有门窗的立体封闭外罩26。底板25下面设有支架28，外罩下部支架上方设有控制台27，控制台采用按钮或触摸屏。触摸屏最好采用可移动的结构，可以拉到较远距离进行操作。当然也可以采用遥控装置控制操作。

以小、微型电机的转子加工为例，推荐采用以下尺寸：外罩24长1300—1600mm，优选1500mm，宽1000—1400mm，优选1180—1200mm，壁板设有可开关的门，支架25高500—800mm，总高1500—2200mm，优选1800mm。

采用外罩26可以提高安全性，且便于管理，便于运输，特别是可以降低噪声，可在人群密集的场所使用，更适于在沿海城市的电机配件集中加工区的零散场地安装使用。