圆柱体工件端面径向铣槽装置的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种圆柱体工件端面径向铣槽装置。

背景技术：

有不少圆柱体工件的端面在加工过程中沿径向方向开槽，开槽一般采用铣床，在铣床的工作台上安装用于夹持圆柱体工件的夹具，将圆柱体工件夹持到夹具上，操作铣床对圆柱体工件的端面进行铣槽作业。采用上述铣槽作业方式，将圆柱体工件安装到夹具上以及从夹具上拆卸下来的操作过程比较繁琐，浪费较多的时间，影响铣槽的作业效率。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种便于装夹、自动卸料、铣槽作业效率高的圆柱体工件端面径向铣槽装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：圆柱体工件端面径向铣槽装置，包括底座，底座上设置有驱动箱和位于驱动箱前侧的安装箱，驱动箱内设置有电机、变速器，驱动箱顶部沿前后水平方向固定设置有位于安装箱上方的悬臂梁，电机的主轴通过联轴器与变速器的动力输入轴传动连接，变速器的动力输出轴同轴向传动连接有一根驱动轴，驱动轴位于悬臂梁下方且与悬臂梁平行，驱动轴上固定安装有圆盘式铣刀，悬臂梁沿前后水平方向设置有燕尾槽导轨，燕尾槽导轨上滑动设置有稳定块，稳定块上开设有前后通透的稳定孔，稳定孔内设置有滑套，驱动轴的前端伸入并转动连接在滑套内，稳定块上螺纹连接有与燕尾槽导轨顶压的定位螺栓；

安装箱顶部开设有矩形孔，矩形孔的四周边缘处为台阶结构，矩形孔内的前侧和后侧分别第一滑道板和第二滑道板，第一滑道板和第二滑道板的上部分别与台阶结构配合并通过紧固螺栓连接，第一滑道板的后侧和第二滑道板的前侧之间形成左侧右侧宽、中间部分窄的直线滑孔，直线滑孔内滑动设置有圆柱体工件夹具组件，安装箱内设置有驱动圆柱体工件夹具组件沿直线滑孔左右移动的动力驱动机构。

圆柱体工件夹具组件包括夹具座和仿形夹具，夹具座上中间偏左一侧开设有开口向上的仿形夹具放置槽，仿形夹具放置槽的前后方向敞口；

仿形夹具包括两个夹持块和两个压缩弹簧，前侧夹持块的后侧壁上和后侧夹持块的前侧壁上均开设有上下通透的半圆槽孔，两个夹持块的半圆槽孔前后对应设置并围成工件夹持槽孔，两个夹持块的上于半圆槽孔的左右两侧均开设有开口向相对的弹簧安装槽，压缩弹簧的前端和后端分别安装在前侧夹持块的弹簧安装槽内后后侧夹持块的弹簧安装槽内；在压缩弹簧的作用下，前侧的夹持块的前侧与第一滑道板的后侧顶压接触，后侧的夹持块的后侧与第二滑道板的前侧顶压接触；

两个夹持块的下部设置在仿形夹具放置槽内，两个夹持块下部的左侧和右侧均与仿形夹具放置槽的左侧壁和右侧壁通过沿前后水平方向设置的燕尾槽结构滑动连接。

还包括自动落料机构，自动落料机构包括挡料板、复位弹簧、挡块和推杆组件，

夹具座在仿形夹具放置槽的底部向下开设有贯穿夹具座的第一落料孔，工件夹持槽孔与第一落料孔上下对应贯通，夹具座的内部沿左右水平方向开设有与第一落料孔连通的安装槽，安装槽的右端敞口左端封闭，挡料板安装在安装槽内，挡料板上于靠右一侧开设有第二落料孔，第二落料孔的直径大于第一落料孔的直径，第二落料孔与第一落料孔左右错开，挡料板的右端部于前后两侧的下表面分别向下固定连接有右端封堵的套管，在左右水平方向上套管的长度小于挡料板的长度；

复位弹簧于安装槽内沿左右水平方向设有两个并前后对称设置，复位弹簧的左端与安装槽内的左侧壁顶压接触，复位弹簧的右端伸入到套管内并与套管右端顶压配合；

夹具座的右侧壁上开设有固定槽，挡块设置在固定槽内并通过螺钉与夹具座右侧连接；在复位弹簧的作用下，挡料板的右侧边与挡块左侧面顶压接触；

推杆组件包括固定架和两根推杆，固定架固定连接在第一滑道板和第二滑道板的右端，两根推杆位于直线滑孔内且均沿左右方向水平设置，推杆的左端固定连接在固定架上，两根推杆的右端分别与一个套管具有同一中心线。

夹具座的前后两侧分别向前和向后固定连接有第一滑块，第一滑道板的后侧和第二滑道板的前侧均沿左右水平方向开设有第一导槽，夹具座通过第一滑块滑动连接在第一导槽内；后侧的夹持块的后侧和前侧的夹持块的前侧均固定连接有第二滑块，第一滑道板的后侧和第二滑道板的前侧均沿左右水平方向开设有第二导槽，第二导槽的位置高于第一导槽，第二滑块滑动连接在第二导槽内。

直线滑孔包括由左到右依次设置的第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽，第一滑槽和第三滑槽的宽度相等，第二滑槽的宽度小于第三滑槽的宽度，第一滑槽的右端前侧壁和后侧壁分别与第二滑槽左端前侧壁和后侧壁之间设置有第一过渡曲面，第三滑槽的左端前侧壁和后侧壁分别与第二滑槽右端前侧壁和后侧壁之间设置有第二过渡曲面；仿形夹具中在前后方向上对称设置的两个夹持块均设置有一个被夹持部，位于前侧的夹持块的被夹持部向前凸出设置于前侧夹持块的前侧面中部，被夹持部的左侧边沿和右侧边沿分别与位于前侧的夹持块的前侧面设置有第三过渡曲面，第一过渡曲面、第二过渡曲面和第三过渡曲面的曲率相同。

安装箱右侧敞口，底座上放置有位于安装箱内并位于直线滑孔下方的集料箱，集料箱的顶部敞口，集料箱的左侧和右侧部均固定设置有把手。

动力驱动机构为气缸，气缸的缸体通过左铰链转动连接在安装箱左侧板的右侧壁上，气缸的活塞杆右端通过右铰链与夹具座左侧底部连接，气缸的活塞杆右端下部固定连接有触碰杆，安装箱内设置有均与触碰杆下端触碰配合的机械式的第一限位开关和第二限位开关，第一限位开关和第二限位开关分别位于直线滑孔的左侧下方和右侧下方。

采用上述技术方案，本发明的铣槽作业过程为：本发明的安装箱不能上下、前后移动，因此在铣槽作业前需要对圆盘式铣刀进行选择和调节，圆盘式铣刀安装在驱动轴上且位于直线滑孔的第二滑槽前后方向的中心处，根据圆柱形工件要求铣槽的深度选择不同直径的圆盘式铣刀。

假定仿形夹具在开始时位于第一滑槽处，工人将待加工的圆柱形工件放入仿形夹具内，启动电机，通过变速器带动驱动轴和圆盘式铣刀高速旋转，同时也启动气缸，气缸的活塞杆伸长驱动仿形夹具沿直线滑孔向右移动，仿形夹具从第一滑槽移动到第二滑槽时，由于直线滑孔变窄，两个夹持块夹紧圆柱体工件，此时，压缩弹簧被压缩；由于第三过渡曲面与第一过渡曲面的配合，仿形夹具可在直线滑孔内平稳地由松开状态过渡到夹紧状态；随着圆盘式铣刀的高速旋转以及被夹持的圆柱体工件向右移动，圆盘式铣刀就将圆柱体工件的上端面沿径向铣削出来一道凹槽。

加工完成后，仿形夹具继续向前移动，从第二滑槽移动到第三滑槽内，直线滑孔变宽，两个夹持块之间的压缩弹簧将仿形夹具的两个夹持块弹开，已加工圆柱体工件被松开；由于第三过渡曲面与第二过渡曲面的配合，仿形夹具可在直线滑孔内平稳地由夹紧状态过渡到松开状态；

已加工圆柱体工件随仿形夹具移动到直线滑孔右端时，两根推杆左端抵住挡料板并将挡料板向左推开，此时，复位弹簧被压缩，挡料板上的第二落料孔也向左移动趋向对准第一落料孔，当第二落料孔正对第一落料孔时，已加工的圆柱体工件靠自身重力落入集料箱，此时活塞杆右端底部的触碰杆触碰到第二限位开关，气缸的活塞杆马上收缩，驱动仿形夹具向左回程到第一滑槽内，挡料板在在复位弹簧的作用下向右移动，第二落料孔和第一落料孔再次错位。

当气缸的活塞杆向左移动，直到触碰杆触碰到第一限位开关时，气缸停止几秒钟，为工人提供向工件夹持槽孔装入圆柱形工件的时间，然后气缸启动，气缸的活塞杆伸长重复上述作业过程。

气缸的活塞杆的伸缩速度可以通过压缩空气的压力进行调节，这样以适合不同硬度，不同加工尺寸的凹槽进行适应性调整，有效保护圆盘式铣刀的使用寿命。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明可通过气缸驱动使圆柱体工件夹具组件在直线滑孔内沿左右方向往复移动，仿形夹具在直线滑孔中部的较窄处自动夹紧圆柱形工件，在直线滑孔左侧和右侧的较宽处自动松开圆柱形工件，已加工圆柱形工件移动到直线滑孔右端时通过自动落料机构中的两根推杆抵住挡料板并克服复位弹簧的弹力将挡料板向左推，使第一落料孔与第二落料孔上下对应后，已加工圆柱体工件通过第一落料孔和第二落料孔向下自动落入集料箱内，具有结构简单、使用方便、减少人工和提高效率的优点。

本发明的挡料板上设置的套管不仅用于定位复位弹簧，而且可使推杆在不顶压挡料板右端时，使挡料板右端始终与挡块顶压，第一落料孔与第二落料孔错开，挡料板支撑着圆柱形工件。夹具座的后侧和前侧均固定连接有第一滑块，使夹具座在直线滑孔内滑动地更稳定，使被加工的圆柱形工件不晃动，以提高加工质量；

两个夹持块下部的左侧和右侧均与仿形夹具放置槽的左侧壁和右侧壁通过沿前后水平方向设置的燕尾槽结构滑动连接，这不仅可使两个夹持块在压缩弹簧的作用下可沿形夹具放置槽前后移动，而且在铣槽作业过程中能确保圆柱形工件的稳定性。另外，可根据待加工的圆柱形工件的外径大小更换不同内径大小的半圆槽孔的夹持块。

集料箱设置在底座上，当集料箱箱满时，可手持右侧的把手将集料箱拉出安装箱，两人抬着安装箱转移到下一个工位对圆柱形工件进行其他加工，方便实用。

本发明中直线滑孔设置的第一过渡曲面、第二过渡曲面和夹持块上设置的第三过渡曲面，可减少仿形夹具在直线滑孔中在夹紧与松开状态之间变换时产生的振动、顿挫，同时，由于这些过渡曲面是光滑面，还可减小仿形夹具和直线滑孔的磨损，延长使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是图1的右视结构示意图；

图4是图2中a处的局部放大示意图；

图5是图3中b处的局部放大示意图

图6是本发明中夹具座的立体结构示意图；

图7是本发明中挡料板和复位弹簧的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本发明的圆柱体工件端面径向铣槽装置，包括底座1，底座1上设置有驱动箱2和位于驱动箱2前侧的安装箱3，驱动箱2内设置有电机、变速器，驱动箱2顶部沿前后水平方向固定设置有位于安装箱3上方的悬臂梁4，电机的主轴通过联轴器与变速器的动力输入轴传动连接，变速器的动力输出轴同轴向传动连接有一根驱动轴5，驱动轴5位于悬臂梁4下方且与悬臂梁4平行，驱动轴5上固定安装有圆盘式铣刀6，悬臂梁4沿前后水平方向设置有燕尾槽导轨7，燕尾槽导轨7上滑动设置有稳定块8，稳定块8上开设有前后通透的稳定孔，稳定孔内设置有滑套，驱动轴5的前端伸入并转动连接在滑套内，稳定块8上螺纹连接有与燕尾槽导轨7顶压的定位螺栓50；由于驱动轴5前端为悬臂结构，因此设置稳定块8以确保圆盘式铣刀6在作业过程中的稳定性。

安装箱3顶部开设有矩形孔，矩形孔的四周边缘处为台阶结构，矩形孔内的前侧和后侧分别第一滑道板9和第二滑道板10，第一滑道板9和第二滑道板10的上部分别与台阶结构配合并通过紧固螺栓11连接，第一滑道板9的后侧和第二滑道板10的前侧之间形成左侧右侧宽、中间部分窄的直线滑孔，直线滑孔内滑动设置有圆柱体工件夹具组件，安装箱3内设置有驱动圆柱体工件夹具组件沿直线滑孔左右移动的动力驱动机构。

圆柱体工件夹具组件包括夹具座12和仿形夹具，夹具座12上中间偏左一侧开设有开口向上的仿形夹具放置槽13，仿形夹具放置槽13的前后方向敞口；

仿形夹具包括两个夹持块14和两个压缩弹簧15，前侧夹持块14的后侧壁上和后侧夹持块14的前侧壁上均开设有上下通透的半圆槽孔，两个夹持块14的半圆槽孔前后对应设置并围成工件夹持槽孔16，两个夹持块14的上于半圆槽孔的左右两侧均开设有开口向相对的弹簧安装槽17，压缩弹簧15的前端和后端分别安装在前侧夹持块14的弹簧安装槽17内后后侧夹持块14的弹簧安装槽17内；在压缩弹簧15的作用下，前侧的夹持块14的前侧与第一滑道板9的后侧顶压接触，后侧的夹持块14的后侧与第二滑道板10的前侧顶压接触；

两个夹持块14的下部设置在仿形夹具放置槽13内，两个夹持块14下部的左侧和右侧均与仿形夹具放置槽13的左侧壁和右侧壁通过沿前后水平方向设置的燕尾槽结构18滑动连接。

本发明还包括自动落料机构，自动落料机构包括挡料板19、复位弹簧20、挡块21和推杆组件，

夹具座12在仿形夹具放置槽13的底部向下开设有贯穿夹具座12的第一落料孔22，工件夹持槽孔16与第一落料孔22上下对应贯通，夹具座12的内部沿左右水平方向开设有与第一落料孔22连通的安装槽23，安装槽23的右端敞口左端封闭，挡料板19安装在安装槽23内，挡料板19上于靠右一侧开设有第二落料孔24，第二落料孔24的直径大于第一落料孔22的直径，第二落料孔24与第一落料孔22左右错开，挡料板19的右端部于前后两侧的下表面分别向下固定连接有右端封堵的套管25，在左右水平方向上套管25的长度小于挡料板19的长度；

复位弹簧20于安装槽23内沿左右水平方向设有两个并前后对称设置，复位弹簧20的左端与安装槽23内的左侧壁顶压接触，复位弹簧20的右端伸入到套管25内并与套管25右端顶压配合；

夹具座12的右侧壁上开设有固定槽26，挡块21设置在固定槽26内并通过螺钉27与夹具座12右侧连接；在复位弹簧20的作用下，挡料板19的右侧边与挡块21左侧面顶压接触；

推杆组件包括固定架28和两根推杆29，固定架28固定连接在第一滑道板9和第二滑道板10的右端，两根推杆29位于直线滑孔内且均沿左右方向水平设置，推杆29的左端固定连接在固定架28上，两根推杆29的右端分别与一个套管25具有同一中心线。

夹具座12的前后两侧分别向前和向后固定连接有第一滑块30，第一滑道板9的后侧和第二滑道板10的前侧均沿左右水平方向开设有第一导槽，夹具座12通过第一滑块30滑动连接在第一导槽内；后侧的夹持块14的后侧和前侧的夹持块14的前侧均固定连接有第二滑块31，第一滑道板9的后侧和第二滑道板10的前侧均沿左右水平方向开设有第二导槽，第二导槽的位置高于第一导槽，第二滑块31滑动连接在第二导槽内。

直线滑孔包括由左到右依次设置的第一滑槽32、第二滑槽33和第三滑槽34，第一滑槽32和第三滑槽34的宽度相等，第二滑槽33的宽度小于第三滑槽34的宽度，第一滑槽32的右端前侧壁和后侧壁分别与第二滑槽33左端前侧壁和后侧壁之间设置有第一过渡曲面，第三滑槽34的左端前侧壁和后侧壁分别与第二滑槽33右端前侧壁和后侧壁之间设置有第二过渡曲面；仿形夹具中在前后方向上对称设置的两个夹持块14均设置有一个被夹持部，位于前侧的夹持块14的被夹持部向前凸出设置于前侧夹持块的前侧面中部，被夹持部的左侧边沿和右侧边沿分别与位于前侧的夹持块的前侧面设置有第三过渡曲面，第一过渡曲面、第二过渡曲面和第三过渡曲面的曲率相同。

安装箱3右侧敞口，底座1上放置有位于安装箱3内并位于直线滑孔下方的集料箱35，集料箱35的顶部敞口，集料箱35的左侧和右侧部均固定设置有把手36。

动力驱动机构为气缸37，气缸37的缸体通过左铰链转动连接在安装箱3左侧板的右侧壁上，气缸37的活塞杆右端通过右铰链与夹具座12左侧底部连接，气缸37的活塞杆右端下部固定连接有触碰杆38，安装箱3内设置有均与触碰杆38下端触碰配合的机械式的第一限位开关39和第二限位开关，第一限位开关39和第二限位开关分别位于直线滑孔的左侧下方和右侧下方。

本发明的铣槽作业过程为：本发明的安装箱3不能上下、前后移动，因此在铣槽作业前需要对圆盘式铣刀6进行选择和调节，圆盘式铣刀6安装在驱动轴5上且位于直线滑孔的第二滑槽33前后方向的中心处，根据圆柱形工件要求铣槽的深度选择不同直径的圆盘式铣刀。

假定仿形夹具在开始时位于第一滑槽32处，工人将待加工的圆柱形工件放入仿形夹具内，启动电机，通过变速器带动驱动轴5和圆盘式铣刀高速旋转，同时也启动气缸37，气缸37的活塞杆伸长驱动仿形夹具沿直线滑孔向右移动，仿形夹具从第一滑槽32移动到第二滑槽33时，由于直线滑孔变窄，两个夹持块夹紧圆柱体工件，此时，压缩弹簧15被压缩；由于第三过渡曲面与第一过渡曲面的配合，仿形夹具可在直线滑孔内平稳地由松开状态过渡到夹紧状态；随着圆盘式铣刀6的高速旋转以及被夹持的圆柱体工件向右移动，圆盘式铣刀6就将圆柱体工件的上端面沿径向铣削出来一道凹槽。

加工完成后，仿形夹具继续向前移动，从第二滑槽33移动到第三滑槽34内，直线滑孔变宽，两个夹持块之间的压缩弹簧15将仿形夹具的两个夹持块弹开，已加工圆柱体工件被松开；由于第三过渡曲面与第二过渡曲面的配合，仿形夹具可在直线滑孔内平稳地由夹紧状态过渡到松开状态；

已加工圆柱体工件随仿形夹具移动到直线滑孔右端时，两根推杆29左端抵住挡料板19并将挡料板19向左推开，此时，复位弹簧20被压缩，挡料板19上的第二落料孔24也向左移动趋向对准第一落料孔22，当第二落料孔24正对第一落料孔22时，已加工的圆柱体工件靠自身重力落入集料箱，此时活塞杆右端底部的触碰杆38触碰到第二限位开关，气缸37的活塞杆马上收缩，驱动仿形夹具向左回程到第一滑槽32内，挡料板19在在复位弹簧20的作用下向右移动，第二落料孔24和第一落料孔22再次错位。

当气缸37的活塞杆向左移动，直到触碰杆38触碰到第一限位开关39时，气缸37停止几秒钟，为工人提供向工件夹持槽孔16装入圆柱形工件的时间，然后气缸37启动，气缸37的活塞杆伸长重复上述作业过程。

气缸37的活塞杆的伸缩速度可以通过压缩空气的压力进行调节，这样以适合不同硬度，不同加工尺寸的凹槽进行适应性调整，有效保护圆盘式铣刀6的使用寿命。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明可通过气缸37驱动使圆柱体工件夹具组件在直线滑孔内沿左右方向往复移动，仿形夹具在直线滑孔中部的较窄处自动夹紧圆柱形工件，在直线滑孔左侧和右侧的较宽处自动松开圆柱形工件，已加工圆柱形工件移动到直线滑孔右端时通过自动落料机构中的两根推杆29抵住挡料板19并克服复位弹簧20的弹力将挡料板19向左推，使第一落料孔22与第二落料孔24上下对应后，已加工圆柱体工件通过第一落料孔22和第二落料孔24向下自动落入集料箱内，具有结构简单、使用方便、减少人工和提高效率的优点。

本发明的挡料板19上设置的套管25不仅用于定位复位弹簧20，而且可使推杆29在不顶压挡料板19右端时，使挡料板19右端始终与挡块21顶压，第一落料孔22与第二落料孔24错开，挡料板19支撑着圆柱形工件。夹具座12的后侧和前侧均固定连接有第一滑块30，使夹具座12在直线滑孔内滑动地更稳定，使被加工的圆柱形工件不晃动，以提高加工质量；

两个夹持块14下部的左侧和右侧均与仿形夹具放置槽13的左侧壁和右侧壁通过沿前后水平方向设置的燕尾槽结构18滑动连接，这不仅可使两个夹持块14在压缩弹簧15的作用下可沿形夹具放置槽前后移动，而且在铣槽作业过程中能确保圆柱形工件的稳定性。另外，可根据待加工的圆柱形工件的外径大小更换不同内径大小的半圆槽孔的夹持块14。

集料箱设置在底座1上，当集料箱箱满时，可手持右侧的把手36将集料箱拉出安装箱3，两人抬着安装箱3转移到下一个工位对圆柱形工件进行其他加工，方便实用。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。