专利名称：二氧化碳灭火器筒体专用加工机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，以ニ氧化碳灭火器筒体毛坯作为加工对象，可以实现ニ氧化碳灭火器筒体生产过程的半自动化或自动化。
背景技术：
ニ氧化碳灭火器筒体一般采用无缝钢管作为原始坯料，通过加热和模具的挤压， 使其一端封闭形成灭火器筒体的底部，另一端收窄后形成灭火器筒体的ロ部，从而形成筒体的毛坯(筒坯)，这一生产过程可在专用生产机床上一次性完成。灭火器筒坯的ロ部要经过后续的进ー步加工，最终与灭火器的阀头以螺纹的方式进行连接与密封。对于ニ氧化碳灭火器筒坯ロ部的加工，一般要经过筒ロ端面车削ヰ筒口外圆车削 ヰ筒ロ钻孔ヰ筒ロ攻牙等4道エ序，目前尚无法在同一机床上完成上述多道エ序的同时加 エ，要分別在3台不同的机床上完成车削、钻孔和攻牙等单ーエ序，需要多次装夹，无法实现连续加工，存在生产效率低、加工精度不高、劳动强度大、エ艺适应性差等诸多问题。
发明内容
为了解决ニ氧化碳灭火器筒坯ロ部加工过程中存在生产效率低、加工精度不高、 劳动强度大、エ艺适应性差的问题，本发明提供ー种用于ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，以ニ氧化碳灭火器筒体毛坯作为加工对象，可以实现ニ氧化碳灭火器筒体生产过程的半自动化或自动化，提高生产效率、加工精度较高、减轻劳动强度、エ艺适用性良好。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，在加工机床上分布5个加工エ位，分別为端面车削和定位孔加工合成エ位、钻孔エ位、外圆粗加工和内孔精加工合成エ位、外圆精加工エ位以及攻牙エ位；所述加工机床包括底座、机架和下料机构，机床底座下安装有用以保证机床水平放置的底座调平机构，在机床底座的前端台面上依次安装了 5个加工エ位的用于实现各个エ位的筒体夹紧和加工进给的筒体装夹及驱动机构，在底座的后端台面上依次安装5个エ位的加工主轴总成，在各个加工主轴总成的主轴的前端安装有加工刀具，所述各个主轴与驱动装置连接；在所述底座中间位置安装有机架，在机架上安装有筒体升降机构和筒体移位机构，筒体升降机构包括用以实现升降的并行气缸，所述筒体升降机构上安装有筒体抓取机械手，筒体移位机构由气缸驱动并由导向杆导向；所述攻牙エ位侧边设有下料机构。进一歩，所述筒体装夹及驱动机构由筒体夹紧气缸、筒体支座、夹紧块、移动滑板、 压条、滑板推动气缸、导杆、行程调整螺母、夹紧连接板和定位板組成，其中，定位板安装在机床底座台面上，移动滑板通过压条安装在机床底座台面上，移动滑板上安装有用于承放筒体的筒体支座，移动滑板的前端安装有夹紧连接板，所述夹紧连接板连接夹紧块，其中夹紧连接板和夹紧块相对于移动滑板位置固定，用以实现筒体的夹紧与松开的夹紧块与筒体夹紧气缸连接；筒体夹紧气缸、筒体支座、夹紧块、移动滑板、夹紧连接板組成ー个移动单元，所述移动単元与滑板推动气缸连接，所述移动単元上安装导杆，所述移动単元可滑动地与压条构成的导向轨道连接，滑板推动气缸固定在定位板上，所述定位板上安装行程调整螺母。再进一歩，所述加工主轴总成包含主轴座、主轴、皮带轮、主轴调节螺母、轴承、刀柄套和主轴连接螺母，主轴座安装在机床底座，主轴通过轴承与主轴座连接，在并通过轴承前盖、轴承后盖和挡圈实现密封，用以紧固主轴的主轴调节螺母安装在主轴上；在主轴的前端通过主轴连接螺母固定住刀柄套，刀柄套安装不同的刀具；在主轴的后端安装有皮带轮， 通过皮带与驱动电机之间进行动カ联接。所述端面车削和定位孔加工对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及刀片支座、 端面车削刀片及定位孔加工刀片组成，端面车削刀片及定位孔加工刀片均为合金刀片，通过气焊焊接在刀片支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。所述外圆粗加工和内孔精加工エ位对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及内孔加工成形刀具支座、外圆粗加工刀具支座、外圆粗加工刀片、内孔加工刀片组成；外圆粗加 エ刀片、内孔加工刀片均为合金刀片，分别通过气焊焊接在内孔加工成形刀具支座和外圆粗加工刀具支座上，外圆粗加工刀具支座固定在刀柄及内孔加工成形刀具支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。所述外圆精加工エ位对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及外圆精加工刀具支座、外圆精加工刀片组成，外圆精加工刀片为合金刀片，通过气焊焊接在刀柄及外圆精加工刀具支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。本发明的技术构思为エ序集中。将ニ氧化碳灭火器筒坯ロ部加工的多道エ序集中于ー个专用生产机床上，通过机械手实现エ序间筒体转移，多エ序并行加工，省去多次装夹，提高生产效率和加 エ精度；设计专用成形刀具，増加辅助エ序，以提高加工精度。原生产エ艺分筒ロ端面车削ヰ筒口外圆车削ヰ筒ロ钻孔ヰ筒ロ攻牙4道エ序，改进エ艺分为端面车削ヰ定位孔加工 (为下道钻孔エ序准备，提高多次装夹中的定位精度)ヰ钻孔ヰ外圆粗加工ヰ内孔精加工 (进一歩修正内孔尺寸，为下道攻牙エ序准备，减小丝锥的加工量，提高加工精度)ヰ外圆精加工ヰ攻牙7道エ序，通过设计专用成型刀具，将端面车削和定位孔加工集中于ー个エ 位，将外圆粗加工和内孔精加工集中于ー个エ位，改进エ艺共分为5个エ位，7道エ序；设计专用筒体夹具对不同规格筒体的装夹具有很好的适应性，以提高生产过程中的エ艺适应性，减少更换エ装的次数；以PLC作为控制器，结合触摸屏，提高了机床的操控性能，可以实现ニ氧化碳灭火器筒体生产过程的半自动化或自动化。本系统的有益效果主要表现在1、多道加工ェ序集中，提高了生产效率；2、设计专用成形刀具，増加辅助ェ序，提高了加工精度；3、设计专用筒体夹具对不同规格筒体的装夹具有很好的适应性，ェ艺适应性好；4、即可作为单机生产，通过增加上下料部分，还可以作为ニ氧化碳灭火器筒体自动生产线中的生产单元。
图1为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的结构总图；图2为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的生产エ序和动作序列图；图3为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的筒体装夹及驱动机构图；图4为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的筒体运动示意图；图5为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的主轴结构图；图6为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的端面车削和定位孔加工成形刀具；图7为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的外圆粗加工和内孔精加工成形刀具；图8为本发明ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的外圆精加工成形刀具。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步描述參见图1，一种ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的总体结构。从右向左，按照加 エ顺序，在机床上分布了 5个加工エ位(筒体坯料从エ位1由手工或自动放入，加工完成的筒体由エ位5移出)，分别为端面车削+定位孔加工合成エ位、钻孔エ位、外圆粗加工+内孔精加工合成エ位、外圆精加工エ位、攻牙エ位，完成端面车削、定位孔加工、钻孔、外圆粗加 エ、内孔精加工、外圆精加工、攻牙共7个加工エ序。机床主体由底座沈和机架15、下料机构31和相关的电控系统組成。机床底座沈下安装有底座调平机构30以保证机床水平放置。在机床底座沈的前端台面上依次安装了 5个エ位的筒体装夹及驱动机构20、22、对、 27、29，分别为筒体1装夹及驱动机构、筒体2装夹及驱动机构、筒体3装夹及驱动机构、筒体4装夹及驱动机构和筒体5装夹及驱动机构，用于实现各个エ位的筒体(筒体19、21、ぬ、 25、28，对应筒体1、筒体2、筒体3、筒体4和筒体幻夹紧和加工进给。在机床底座沈的后端台面上依次安装了 5个エ位的加工主轴总成12、10、7、6、3，分别为主轴总成1、主轴总成
2、主轴总成3、主轴总成4和主轴总成5，在各个主轴的前端，安装有相应的加工刀具，以完成相应エ位的加工エ序，各个主轴由交流电机驱动，通过皮带传动方式与交流电机连接，其中端面车削+定位孔加工合成エ位、钻孔エ位、攻牙エ位处因有调速要求，采用交流变频电机驱动，其他两个エ位采用普通交流电机驱动。在机床底座沈中间位置安装有机架15，在机架15上安装有筒体升降机构4和筒体移位机构9。筒体升降机构4由两个并行气缸驱动实现升降，其上安装有筒体抓取机械手11、8、5、2、1，分别对应机械手1、机械手2、机械手
3、机械手4和机械手5，筒体升降机构4可以实现5个筒体的抓取、放置和升降。筒体移位机构9由气缸驱动，由导向杆导向，实现筒体的向左移位操作，通过筒体升降机构4和筒体移位机构9的协作，在5个エ位完成一次加工后，正在加工的5个筒体将ー齐向右移动ー个 エ位，其中，第1个エ位将由人工或自动补入新的筒体(筒体坯料)，第5个エ位(已加工完成的筒体)由机械手5抓取、移位后放入下料机构31。在下料机构上安装有光电传感器， 以实现加工完成的筒体计数。机床的电控系统由电控柜17、操控面板16和18組成，其中操控面板18配有3个按钮，启动1、启动2和停止，用户启动一次加工时，须同时按下启动1 和启动2两个按钮以保证操作安全，停止按钮用于停止加工过程；操控面板16上配有电源开按钮、电源关按钮、冷却液开关、工作模式选择开关和急停按钮，工作模式共分为手工、单步和自动3种，在操控面板16上还配有触摸屏，配合操纵按钮，实现生产过程的操纵、參数设置和计数显示等；电控柜17则安装有控制器PLC及相关电器。在5个加工エ位处，还配有冷却液14以及加工照明13。參见图2，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的生产エ序和动作序列。通过手工或自动上料后，用户启动加工，5个加工エ位开始加工，以第1个エ位为例，首先是筒体夹紧， 其次是在驱动气缸的作用下，筒体装夹及驱动机构快迸，在接近加工位置吋，转为慢迸，直至端面车削+定位孔加工完成后快速退回，此时，夹紧气缸松开筒体1，机械手1在升降机构作用下下降并完成筒体1抓取，然后机械手1上升，在移位机构作用下左行，移至第2个エ 位处，机械手1下降并将筒体1放置于エ位2处，最后机械手1上升并右移回位。通过手工或自动上料后，用户再次启动第二次加工，如此反复循环，其他エ位类似。由于各个エ位的加工速度有差异，而升降机构及移位机构是同时针对5个エ位的，因此须在筒体装夹及驱动机构的运动路径中放置有多个位置传感器(參见图4)，例如，在5个筒体装夹及驱动机构的起始点处放置原点传感器，以保证5个エ位全部加工完成并全部退到原点处后再实现抓取与移位操作，同理，在5个筒体装夹及驱动机构的运动未端处放置加工到位传感器以判断加工是否到位并退回；为提高生产效率，在筒体装夹及驱动机构行进过程中接近加工位置处放置ー个位置传感器，从原点到该传感器前，筒体装夹及驱动机构快速前行，在该传感器到加工到位传感器前，筒体装夹及驱动机构慢速前行，各传感器位置可根据加工不同规格的筒体可相应调整。參见图3，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的筒体装夹及驱动机构。筒体装夹及驱动机构由筒体夹紧气缸37、筒体支座33、39、夹紧块35、36、移动滑板41、压条40、滑板推动气缸32、导杆44、行程调整螺母43、夹紧连接板34、38、定位板42組成。其中，定位板安装在机床底座沈台面上，移动滑板41通过压条40安装在机床底座沈台面上，移动滑板 41上安装有筒体支座33、39，用于承放筒体，移动滑板41的前端安装有夹紧连接板34、38， 分别连接夹紧块35、36，其中夹紧连接板34、38和夹紧块35相对于移动滑板41位置固定， 夹紧块36在筒体夹紧气缸37的驱动下可以实现筒体的夹紧与松开。筒体夹紧气缸37、筒体支座33、39、夹紧块35、36、移动滑板41、夹紧连接板34、38組成一个移动単元，在滑板推动气缸32的推动和导杆44的导向下，沿着压条40构成的导向轨道作往复运动，实现筒体的进给。滑板推动气缸32固定在定位板42上，其行程可以通过行程调整螺母43来调整以适应不同规格的筒体加工需求。參见图4，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的筒体运动示意图。如图3所示，筒体夹紧气缸37、筒体支座33、39、夹紧块35、36、移动滑板41、夹紧连接板34、38組成ー个移动单元，在滑板推动气缸32的推动和导杆44的导向下，沿着压条40构成的导向轨道作往复运动，实现筒体的进给。在筒体的进给过程中，空行程要实现快速进给，加工过程中要实现慢速进给。在滑板推动气缸32的外侧安装有位置传感器51、52、53，分別表示加工完成、 速度转换位置和原点位置，在原点传感器53与速度转换位置传感器52之间，滑板推动气缸 32快速前迸，在速度转换位置传感器52与加工完成传感器51与之间，滑板推动气缸32慢速前迸，加工完成后，则是快速退回。各传感器位置可根据加工不同规格的筒体可相应调整。滑板推动气缸32通过气管50、单向节流阀49与电磁阀48 (四通，单向操作器自动复位)、电磁阀47 (三通，带自动复位的常闭阀)连接，电磁阀48、单向电磁阀47安装于电磁阀座汇流板上，通过单向节流阀49、电磁阀48和电磁阀47的配合使用，实现快进、慢进和快通功能，另外，通过单身节流阀还可以调整快进和慢进的速度。加工刀具45根据不同エ位不同。參见图5，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的主轴总成剖面图。主轴总成包含主轴座58、主轴65、皮带轮61、主轴调节螺母60、轴承59、刀柄套M、主轴连接螺母55、轴承前盖56、轴承后盖62、挡圈57、63、64。主轴座58安装在机床底座沈，主轴65通过轴承59与主轴座58连接，在并通过轴承前盖56、轴承后盖62、挡圈57、63、64实现密封，主轴调节螺母60用于紧固主轴65。在主轴65的前端，通过主轴连接螺母55固定住刀柄套M，刀柄套 54可以安装不同的刀具；在主轴65的后端安装有皮带轮61，通过皮带与驱动电机之间进行动カ联接。參见图6，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的端面车削和定位孔加工成形刀具。 该成形刀具由刀柄及刀片支座66、端面车削刀片67 (共计4片，均勻分布于端面圆周)及定位孔加工刀片68組成。其中，端面车削刀片67及定位孔加工刀片68均为合金刀片，通过气焊焊接在刀片支座66上。该刀具通过刀柄与主轴总成上的刀柄套M进行连接。參见图7，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的外圆粗加工和内孔精加工成形刀具。该刀具由刀柄及内孔加工成形刀具支座69、外圆粗加工刀具支座70、外圆粗加工刀片 71、内孔加工刀片72組成。外圆粗加工刀片71、内孔加工刀片72均为合金刀片，分别通过气焊焊接在内孔加工成形刀具支座69和外圆粗加工刀具支座70上，外圆粗加工刀具支座 70固定在刀柄及内孔加工成形刀具支座69上。该刀具通过刀柄与主轴总成上的刀柄套M 进行连接。參见图8，ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的外圆精加工成形刀具。该刀具由刀柄及外圆精加工刀具支座73、外圆精加工刀片74組成。外圆精加工刀片74为合金刀片，通过气焊焊接在刀柄及外圆精加工刀具支座73上。该刀具通过刀柄与主轴总成上的刀柄套 54进行连接。为了安全，筒体夹紧气缸的控制为失电夹紧、得电松开；滑板推动气缸的控制为失电退回、得电前进；机械手的控制为失电夹紧、得电松开；升降气缸的控制为失电上升、得电下降；移位气缸的控制为失电回位、得电移位。上述ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床既可作为单机手工或半自动生产，通过增加上下料部分，还可以作为ニ氧化碳灭火器筒体自动生产线中的生产单元。上述ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床的筒体装夹及驱动机构中的滑板驱动亦可以采用电机驱动。
权利要求
1.一种ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于在加工机床上分布5个加工 エ位，分别为端面车削和定位孔加工合成エ位、钻孔エ位、外圆粗加工和内孔精加工合成エ 位、外圆精加工エ位以及攻牙エ位；所述加工机床包括底座、机架和下料机构，机床底座下安装有用以保证机床水平放置的底座调平机构，在机床底座的前端台面上依次安装5个加 エエ位的用于实现各个エ位的筒体夹紧和加工进给的筒体装夹及驱动机构，在底座的后端台面上依次安装了 5个エ位的加工主轴总成，在各个加工主轴总成的主轴的前端安装有加 エ刀具，所述各个主轴与驱动装置连接；在所述底座中间位置安装有机架，在机架上安装有筒体升降机构和筒体移位机构，筒体升降机构包括用以实现升降的并行气缸，所述筒体升降机构上安装有筒体抓取机械手， 筒体移位机构由气缸驱动并由导向杆导向；所述攻牙エ位侧边设有下料机构。
2.如权利要求1所述的ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于所述筒体装夹及驱动机构由筒体夹紧气缸、筒体支座、夹紧块、移动滑板、压条、滑板推动气缸、导杆、行程调整螺母、夹紧连接板和定位板組成，其中，定位板安装在机床底座台面上，移动滑板通过压条安装在机床底座台面上，移动滑板上安装有用于承放筒体的筒体支座，移动滑板的前端安装有夹紧连接板，所述夹紧连接板连接夹紧块，其中夹紧连接板和夹紧块相对于移动滑板位置固定，用以实现筒体的夹紧与松开的夹紧块与筒体夹紧气缸连接；筒体夹紧气缸、筒体支座、夹紧块、移动滑板、夹紧连接板組成一个移动単元，所述移动単元与滑板推动气缸连接，所述移动単元上安装导杆，所述移动単元可滑动地与压条构成的导向轨道连接， 滑板推动气缸固定在定位板上，所述定位板上安装行程调整螺母。
3.如权利要求1或2所述的ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于所述加工主轴总成包含主轴座、主轴、皮带轮、主轴调节螺母、轴承、刀柄套和主轴连接螺母，主轴座安装在机床底座，主轴通过轴承与主轴座连接，在并通过轴承前盖、轴承后盖和挡圈实现密封，用以紧固主轴的主轴调节螺母安装在主轴上；在主轴的前端通过主轴连接螺母固定住刀柄套，刀柄套安装不同的刀具；在主轴的后端安装有皮带轮，通过皮带与驱动电机之间进行动カ联接。
4.如权利要求3所述的ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于所述端面车削和定位孔加工对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及刀片支座、端面车削刀片及定位孔加工刀片组成，端面车削刀片及定位孔加工刀片均为合金刀片，通过气焊焊接在刀片支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。
5.如权利要求3所述的ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于所述外圆粗加工和内孔精加工エ位对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及内孔加工成形刀具支座、 外圆粗加工刀具支座、外圆粗加工刀片、内孔加工刀片组成；外圆粗加工刀片、内孔加工刀片均为合金刀片，分别通过气焊焊接在内孔加工成形刀具支座和外圆粗加工刀具支座上， 外圆粗加工刀具支座固定在刀柄及内孔加工成形刀具支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。
6.如权利要求3所述的ニ氧化碳灭火器筒体专用加工机床，其特征在于所述外圆精加工エ位对应的成形刀具，所述成形刀具由刀柄及外圆精加工刀具支座、外圆精加工刀片組成，外圆精加工刀片为合金刀片，通过气焊焊接在刀柄及外圆精加工刀具支座上，所述成形刀具通过刀柄与所述刀柄套进行连接。
全文摘要
一种二氧化碳灭火器筒体专用加工机床，在加工机床上分布5个加工工位，加工机床包括底座、机架和下料机构，机床底座下安装有用以保证机床水平放置的底座调平机构，在机床底座的前端台面上依次安装筒体装夹及驱动机构，在底座的后端台面上依次安装了5个工位的加工主轴总成，在各个加工主轴总成的主轴的前端安装有加工刀具，各个主轴与驱动装置连接；在底座中间位置安装有机架，在机架上安装有筒体升降机构和筒体移位机构，筒体升降机构包括用以实现升降的并行气缸，筒体升降机构上安装有筒体抓取机械手，筒体移位机构由气缸驱动并由导向杆导向；攻牙工位侧边设有下料机构。本发明提高生产效率、加工精度较高、减轻劳动强度、工艺适用性良好。
文档编号B23Q3/08GK102554620SQ201110419848
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者乐小利, 董德章, 董怀骏, 董晓平, 赵章风 申请人:浙江百新机电科技有限公司