托辊轴加工机床及加工方法与流程

本发明涉及于切削加工技术领域，具体涉及一种托辊轴加工机床及利用该机床进行托辊轴加工的方法。

背景技术：

托辊轴是带式输送机的重要配件，其主要功能一方面是托起输送带以及输送带上的物料，另一方面是利用其与输送带之间的摩擦力带动托辊管体、轴承座、轴承外环及密封件做旋转运动，从而同输送带一起实现物流的传输。

托辊轴主要包括扁口托辊轴和槽口托辊轴两种类型，且均具有较大的市场需求量。目前，托辊轴的加工虽然简单，但加工效率低，尤其对于槽口托辊轴的加工，参照附图8所示，本领域技术人员容易理解的是，在现有机床上加工往往需要4次装夹才能完成槽口加工，由此导致加工成本较高，相应的导致产能难以提升。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种能提高托辊轴产能的托辊轴加工机床。

为了解决上述技术问题，本发明的托辊轴加工机床采用的技术方案是：

托辊轴加工机床，包括床身、设于所述床身上的加工单元及用于夹持坯件的装夹工装，所述加工单元包括驱动装置及与所述驱动装置传动连接的刀具组件，所述刀具组件包括间隔设置且轴向平行于所述坯件的第一铣刀和第二铣刀，所述坯件的应加工部位能置于所述第一铣刀与所述第二铣刀之间，所述第一铣刀和所述第二铣刀之间能相对于周向旋转以调节所述第一铣刀与所述第二铣刀在竖直方向上的间距从而在所述坯件的应加工部位上加工出符合设计尺寸的扁口或槽口。

进一步的，所述驱动装置与所述刀具组件之间通过传动装置相连，所述传动装置包括与所述第一铣刀相连的第一传动轴及与所述第二铣刀相连的第二传动轴，所述第一传动轴和所述第二传动轴穿设于一体主轴内，所述一体主轴能沿周向旋转以间接调节所述间距。

进一步的，所述一体主轴设有用于安装所述第一传动轴的第一通孔及用于安装第二传动轴的第二通孔；或者，所述一体主轴包括固定连接的第一轴套和第二轴套，所述第一传动轴穿设于所述第一轴套内，所述第二传动轴穿设于所述第二轴套内。

进一步的，所述一体主轴还连接有用于调节所述一体主轴周向旋转幅度的调节手柄。

进一步的，所述传动装置包括连接于所述驱动装置和所述第一传动轴之间的第一传动部及连接于所述第一传动轴与所述第二传动轴之间的第二传动部，所述第二传动部为同步齿轮组，所述同步齿轮组包括与所述第一传动轴相连的主动轮及与所述第二传动轴相连并与所述主动轮配合的从动轮。

进一步的，所述加工单元还包括用于安装所述驱动装置、所述传动装置及所述刀具组件的箱体，所述床身上还设有丝杠机构及与所述坯件轴向平行的导轨，所述箱体与所述导轨滑动配合并连接所述丝杠机构以使所述刀具组件能借助所述丝杠机构在与所述坯件轴向平行的方向上移动。

进一步的，所述装夹工装连接有能控制所述坯件沿垂直于所述竖直方向和所述轴向的水平方向作进给运动的动力装置，所述装夹工装通过滑座与所述动力装置相连，所述床身上设有与所述滑座配合的滑轨。

进一步的，所述装夹工装包括第一夹紧块、第二夹紧块和夹紧油缸，所述夹紧油缸与所述第二夹紧块相连并能带动所述第二夹紧块朝靠近或远离所述第一夹紧块的方向运动以相应的夹持或释放置于所述第一夹紧块与所述第二夹紧块之间的所述坯件。

进一步的，包括两个对称设于所述坯件轴向两端的加工单元。

本发明还提供了一种托辊轴加工方法，使用上述托辊轴加工机床并按照以下步骤加工：

将坯件夹持于所述装夹工装上；

调整所述坯件的应加工部位至所述第一铣刀与所述第二铣刀之间并进行对刀操作；

对刀完成后，启动所述加工单元进行铣削加工，在进行铣削加工的过程中，通过使所述第一铣刀和所述第二铣刀之间相对于周向旋转以调节所述第一铣刀与所述第二铣刀在竖直方向上的间距从而在所述坯件的应加工部位上加工出符合设计尺寸的扁口或槽口。

基于上述技术方案，本发明的托辊轴加工机床及加工方法相对于现有技术至少具有以下有益效果：第一铣刀和第二铣刀不仅能同时对坯件进行切削加工，还能通过周向的相对旋转以调节第一铣刀与第二铣刀在竖直方向上的间距，无需多次装夹即可达到间接调整切削量以进行扁口或槽口加工。该机床巧妙地通过第一铣刀和第二铣刀之间几何位置关系的变化调节切削量大小，减少了装夹次数，不仅有利于降低装夹定位误差从而提高加工精度，还能大幅提高托辊轴的生产效率，从而提升托辊轴的产能并降低生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种托辊轴加工机床的结构示意图；

图2为图1所示托辊轴加工机床中加工单元的局部剖视示意图；

图3为在初始状态下图1中一体主轴、第一铣刀及第二铣刀的侧视示意图；

图4为在第一种工作状态下图1中一体主轴、第一铣刀及第二铣刀的侧视示意图；

图5为在第二种工作状态下图1中一体主轴、第一铣刀及第二铣刀的侧视示意图；

图6为图1所示托辊轴加工机床中装夹工装夹持坯件的一种结构示意图；

图7为图1所示托辊轴加工机床中装夹工装夹持坯件的另一种结构示意图；

图8为现有技术中槽口托辊轴加工的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

还需要说明的是，以下实施例中的上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

参照图1至图5，本发明实施例提供的托辊轴加工机床，包括床身100、设于床身100上的加工单元200及用于夹持坯件900的装夹工装，加工单元200包括驱动装置310及与驱动装置310传动连接的刀具组件，刀具组件包括间隔设置且轴向y平行于坯件900的第一铣刀510和第二铣刀520，坯件900的应加工部位能置于第一铣刀510与第二铣刀520之间，第一铣刀510和第二铣刀520之间能相对于周向旋转以调节第一铣刀510与第二铣刀520在竖直方向z上的间距d从而在坯件900的应加工部位上加工出符合设计尺寸的扁口或槽口。

该托辊轴加工机床，结构简单，第一铣刀510和第二铣刀520不仅能同时对坯件900进行切削加工，还能通过周向的相对旋转以调节第一铣刀510与第二铣刀520在竖直方向z上的间距d，无需多次装夹即可达到间接调整切削量以进行扁口或槽口加工。该机床巧妙地通过第一铣刀510和第二铣刀520之间几何位置关系的变化调节切削量大小，减少了装夹次数，不仅有利于降低装夹定位误差从而提高加工精度，还能大幅提高托辊轴的生产效率，从而提升托辊轴的产能并降低生产成本。

具体在本实施例中，针对不同尺寸要求的托辊轴，可相应的选择不同直径、不同厚度的第一铣刀510及第二铣刀520使用以实现加工要求。

进一步的，参照图1至图5，在本实施例中，驱动装置310与刀具组件之间通过传动装置相连，传动装置包括与第一铣刀510相连的第一传动轴421及与第二铣刀520相连的第二传动轴422，第一传动轴421和第二传动轴422穿设于一体主轴430内，一体主轴430能沿周向旋转以间接调节间距d。一体主轴430可沿图4和图5中空心箭头所示方向旋转。参照图3至图5，在一体主轴430沿周向旋转时，第一铣刀510与第二铣刀520之间在竖直方向z上的间距d逐渐减小，从而能使置于第一铣刀510与第二铣刀520之间的坯件900被铣削而在竖直方向z上获得设计厚度。一体主轴430有利于提高整体结构的稳定性并且不会过大增加整体结构所占体积，在保证第一铣刀510和第二铣刀520分别能转动以进行切削工作的同时，还能极大的提高第一铣刀510和第二铣刀520之间相对于周向旋转的操作便利性和精确性。

可选的，在本实施例中，一体主轴430设有用于安装第一传动轴421的第一通孔431及用于安装第二传动轴422的第二通孔432。这样的一体主轴430加工方便且有利于确保第一通孔431和第二通孔432的同轴度较好，相应的有利于提高第一铣刀510和第二铣刀520的安装位置精度，从而减少加工误差。

另一种可选的结构是，一体主轴430包括固定连接的第一轴套(未示出)和第二轴套(未示出)，第一传动轴421穿设于第一轴套内，第二传动轴422穿设于第二轴套内。采用固定连接的第一轴套和第二轴套作为一体主轴430能极大的节省材料，并且有利于减轻重量以提高安装的便利性。具体在本实施例中，第一轴套和第二轴套之间可以采用常见的焊接连接或其他连接结构固定连接，第一轴套和第二轴套外还优选设有用于定位的支架。

当然，参照图2，在实际应用时，第一传动轴421与第一通孔431之间以及第二传动轴422与第二通孔432之间设有轴承441、套筒442及轴挡圈443。

进一步的，参照图1，在本实施例中，一体主轴430还连接有用于调节一体主轴430周向旋转幅度的调节手柄610。调节手柄610可进一步提高操作的便利性。在该调节手柄610上还优选设有刻度盘620，在该刻度盘620上设有与周向旋转幅度相应的标尺。

进一步的，参照图1和图2，在本实施例中，传动装置包括连接于驱动装置310和第一传动轴421之间的第一传动部410及连接于第一传动轴421与第二传动轴422之间的第二传动部，第二传动部为同步齿轮组，同步齿轮组包括与第一传动轴421相连的主动轮423及与第二传动轴422相连并与主动轮423配合的从动轮424。这样的传动装置结构简单，并且可实现利用同一驱动装置310同时驱动第一传动轴421和第二传动轴422的目的。采用同步齿轮组作为第二传动部，主动轮423和从动轮424的啮合齿形带在工作时无相对滑动，传动比大且准确，传动精度高；传动平稳、噪声小，特别适合于高速传动；在安装时无需特别张紧，对第一传动轴421和第二传动轴422及在实际应用时与第一传动轴421和第二传动轴422对应配合的轴承441压力较小，传动效率高；使用时润滑次数相对较少，耐水耐腐蚀耐高温，维护保养方便。

参照图1，具体在本实施例中，第一传动部410为带传动机构。带传动机构还连接有现有的松紧度调节机构(未示出)，以在同步齿轮组相对于周向旋转后相应的进行带传动机构的皮带松紧度调节，以确保传动装置正常工作。

进一步的，参照图1和图2，在本实施例中，加工单元200还包括用于安装驱动装置310、传动装置及刀具组件的箱体700，床身100上还设有丝杠机构120及与坯件900轴向y平行的导轨110，箱体700与导轨110滑动配合并连接丝杠机构120以使刀具组件能借助丝杠机构120在与坯件900轴向y平行的方向上移动，即箱体可沿图1中实心箭头方向移动。在实际应用中，一体主轴430通常优选置于箱体700内。通过设置箱体700可提高整体结构紧凑性，导轨110和丝杠机构120的设置便于调节刀具组件与坯件900之间的轴向y相对距离。

具体在本实施例中，箱体700与丝杠机构120之间通过丝杆螺母121连接。

进一步的，参照图1、图6及图7，在本实施例中，装夹工装连接有能控制坯件900沿垂直于竖直方向z和轴向y的水平方向x作进给运动的动力装置320，装夹工装通过滑座140与动力装置320相连，床身100上设有与滑座140配合的滑轨130。动力装置320的设置，结构简单，并能方便的实现坯件900的进给运动，进给运动的方向可参照图7中空心箭头所示方向。这样的结构利用坯件900的进给运动和刀具组件的主运动进行铣削加工，相对于刀具组件同时作进给运动和主运动而言，能极大的简化加工单元200的结构。

进一步的，参照图6和图7，在本实施例中，装夹工装包括第一夹紧块810、第二夹紧块820和夹紧油缸830，夹紧油缸830与第二夹紧块820相连并能带动第二夹紧块820朝靠近或远离第一夹紧块810的方向运动以相应的夹持或释放置于第一夹紧块810与第二夹紧块820之间的坯件900。夹紧油缸830的运动方向参照图7中实心箭头所示方向。该装夹工装结构简单，制作方便。

具体在本实施例中，上述第一夹紧块810和第二夹紧块820优选为常见的v形块。具体在本实施例中，上述坯件900不限于圆柱棒料，通过更换装夹工装(具体为更换第一夹紧块810和第二夹紧块820)实现多种截面形状的棒料和管料的加工，适用范围广。

具体在本实施例中，参照图6，优选包括两组装夹工装和两个动力装置320，以提高夹紧定位的可靠性。该动力装置320为常见的伺服电机。

具体在本实施例中，第一铣刀510和第二铣刀520均为常见的片铣刀。该片铣刀呈圆盘状。

进一步的，参照图1，在本实施例中，该托辊轴加工机床包括两个对称设于坯件900轴向y两端的加工单元200。即采用双一体主轴430的结构分别对坯件900轴向y两端进行加工，这样只需一次装夹即可完成坯件900轴向y两端的扁口或槽口加工，生产效率成倍提高，劳动强度大幅降低。

上述驱动装置310优选为电机。

本发明实施例还提供了一种托辊轴加工方法，使用上述托辊轴加工机床并按照以下步骤加工：

将坯件900夹持于装夹工装上；

调整坯件900的应加工部位至第一铣刀510与第二铣刀520之间并进行对刀操作；

对刀完成后，启动加工单元200进行铣削加工，在进行铣削加工的过程中，通过使第一铣刀510和第二铣刀520之间相对于周向旋转以调节第一铣刀510与第二铣刀520在竖直方向z上的间距d从而在坯件900的应加工部位上加工出符合设计尺寸的扁口或槽口。

需要说明的是，上述托辊轴加工方法由于与本发明托辊轴加工机床实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明托辊轴加工机床实施例相同，具体内容可参见本发明托辊轴加工机床实施例中的叙述，此处不再赘述。

具体在本实施例中，是通过上述一体主轴430的周向旋转来间接调节间距d的。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。