气浮自动定心半自动镗缸机的制作方法

本实用新型涉及机械加工机床领域，具体涉及一种气浮自动定心半自动镗缸机。

背景技术：

镗缸机是专门加工发动机缸体、油缸、汽缸、液压缸体孔工件的设备，也可以加工机床的主轴孔、盲孔及阶梯孔。目前，现有的镗缸机在加工工件时采用的定心定位方法主要是人工轮表找正定心，即通过人工转动测量表定心后再加以调节定位，用该方法定心定位导致工件加工时效率低、技术复杂等问题；此外，传统的镗缸机不能实现自动或半自动功能，频繁的需要手动控制导致存在加工效率低等问题，同时，对于主轴箱的移动多采用机械滑动或液压方式，机械滑动与液压移动的方式存在移动时不够灵活，结构复杂等问题，液压移动方式还存在废油、废气等环境安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种主轴箱移动轻便且能够自动定心的气浮自动定心半自动镗缸机。

气浮自动定心半自动镗缸机，包括工作台、底座、立柱、横梁、主轴箱、主轴、夹具、气动系统、刀柄、定心销、主电机。其中：工作台与底座为增加镗缸机工作时稳定性的一体设计；工作台上表面的前半部分设置有用于夹持被加工工件的夹具，工作台上表面的后侧设置有用于支撑横梁的立柱；横梁设置于立柱的上端，横梁的上方设置有用于安装主轴的主轴箱；主轴箱内设置有主轴、用于带动主轴旋转的主电机和用于气动浮起和夹紧主轴箱的气动系统，主轴箱表面的下半部分设置有用于进行控制操作的控制装置；主轴设置在主轴箱的底板上，主轴的下端与刀柄连接；刀柄的下端设置有用于自动定心的定心销；控制装置分别于气动系统、主电机、电气系统连接；电气系统设置在气浮自动定心半自动镗缸机的右侧。

优选的，立柱的数量为三个，分别设置在工作台上表面后侧的两端及中间；主轴箱分为上下两部分，气动系统设置在主轴的上半部分，主轴及其支撑设置在主轴箱的下半部分；夹具包括夹紧支杆、压板和等高垫铁，夹具设置为左右两部分；控制装置包括信息处理模块和控制操作面板，气动系统、主电机、电气系统、控制操作面板分别与信息处理模块连接，控制操作面板设置为无触点开关；气动系统的过滤器、减压阀设置在镗缸机的左后侧，通过输气管与主轴箱内的气动系统连接；刀柄的下端设置有定心销通孔。

优选的，气浮自动定心半自动镗缸机还设置有进给伺服电机，进给伺服电机驱动滚珠丝杠，并由滚珠丝杠带动主轴实现Z轴方向的上下移动（Z轴），Z轴设置有手动或机动的用于选定坐标并对坐标进行定位的电子手轮，主轴上端设置有主轴平衡气缸，以保证主轴在Z轴移动时的平衡；横梁上端后侧设置有X轴移动导板，X轴移动导板移动导板上设置有四个导向轴承，主轴箱气动浮起时手动的拉动主轴箱做X轴方向的左右移动（X轴））；主轴箱内设置有两个装有直线滚动轴承的导杆，主轴箱沿导杆做Y轴方向的前后移动（Y轴）。

优选的，定心销通孔设置在刀柄的下端，分布均匀的设置在同一纵切面上，定心销设置在定心销孔内，定心销的包括固定端和伸缩端，固定端通过拉缩弹簧固定，拉缩弹簧首尾衔接形成一个弹簧圈，定心销的固定端设置有钩槽，以将定心销钩在弹簧圈上，刀柄内还设置有锥体槽，拉缩弹簧和三个定心销的固定端设置在锥体槽内，锥体槽内还设置有锥体，锥体的近主轴端直径大于远主轴端直径；刀柄内设置有刀柄顶杆通孔，刀柄顶杆通孔内设置有刀柄顶杆，刀柄顶杆的一端与主轴顶杆连接，另一端与锥体连接；主轴设置有主轴顶杆通孔，主轴顶杆通孔内设置有主轴顶杆，主轴顶杆的一端与顶杆气缸连接，另一端与刀柄顶杆连接；气动系统工作时通过顶杆气缸带动主轴顶杆运动，并以此带动刀柄顶杆运动致使锥体运动，将定心销顶出进行定心，同时使拉缩弹簧拉伸产生弹力，当继续运动并使锥体归位后，定心销通过拉缩弹簧的弹力收缩回定心销通孔内。

优选的，夹具具体包括夹具体、快速夹紧手柄、夹紧手柄、等高垫铁、夹紧支杆、压板、压脚、调整螺杆，夹具体的下端设置有快速夹紧手柄，夹具体的上端设置有用以安装夹紧支杆505的支架孔，通过T型螺母固定夹紧支杆505并通过紧固螺母予以加固，夹紧支杆505的上端内侧设置有齿形槽，压板设置有与夹紧支杆505上齿形槽相配合的齿形槽，以与夹紧支杆505紧固连接，压板的内侧顶端设置有螺杆通孔，调整螺杆通过螺杆通孔与压板连接，压脚设置在调整螺杆的下端，夹紧手柄设置在压板的外侧。

优选的，气动系统还设置有真空发生器，利用真空原理通过主轴箱浮起气孔和主轴箱夹紧气孔将主轴箱夹紧在横梁的平面上，气浮自动定心半自动镗缸机还设置有压力继电器，在夹紧压力低于工作需要的压力时将锁死主轴使主轴不能旋转工作。

优选的，镗缸机还包括主电机，主电机设置在主轴箱内，通过齿形带、光杠与主轴连接，主电机驱动光杠、齿形带运动，进而带动主轴旋转。

本实用新型涉及的气浮自动定心半自动镗缸机，包括工作台、底座、立柱、横梁、主轴箱、主轴、夹具、气动系统、刀柄、定心销、主电机、控制装置和电气系统。其中，控制装置、气动系统、电气系统、主电机的配合可以实现镗缸机的半自动循环，定心销与主轴及刀柄内的顶杆、弹簧配合，可以实现自动定心的功能，同时，所采用的三点定心原理可以保证定心的精度，采用气动系统与压力继电器配合，使主轴箱在气动浮起时可以轻松的移动和定位，同时能够保证主轴箱在夹紧压力低于工作需要的压力时将锁死主轴使主轴不能旋转工作，进而保证镗缸机工作的安全性。此外，气浮自动定心半自动镗缸机采用气动系统驱动和夹紧，没有废油废液有害气体的排放，不会对环境造成危害。

附图说明

图1是气浮自动定心半自动镗缸机的结构示意图。

图2是X，Y方向移动导向示意图。

图3是图2的A-A向剖视图。

图4是图3的A向视图。

图5是图3的D-D向剖视图。

图6是自动定心装置结构示意图。

图7是图6的A向视图。

图8是工件夹具的结构示意图。

图9是主轴箱气动浮起、夹紧结构示意图。

图中：气浮自动定心半自动镗缸机10、工作台101、底座102、立柱103、横梁104、主轴箱20、控制装置201、X轴移动导板202、导向轴承203、直线滚动轴承204、进给伺服电机205、滚珠丝杠206、主电机207、光杠208、齿形带209、导杆210、主轴30、主轴顶杆301、气动系统40、过滤器和减压阀401、主轴平衡气缸402、顶杆气缸403、主轴箱浮起气孔404、主轴箱夹紧气孔405、夹具50、夹具体501、快速夹紧手柄502、夹紧手柄503、等高垫铁504、夹紧支杆505、压板506、压脚507、调整螺杆508、紧固螺母509、T型螺母510、定心销60、刀柄70、刀柄顶杆701、拉缩弹簧702、锥体703、电气系统80。

具体实施方式

请参照图1，气浮自动定心半自动镗缸机10，包括工作台101、底座102、立柱103、横梁104、主轴箱20、主电机207、主轴30、夹具50、气动系统40、电器柜60、定心销60、刀柄70和电气系统80。其中：工作台101与底座102是可以增加镗缸机工作时稳定性的一体设计；工作台101上表面的前半部分设置有用于夹持被加工工件的夹具50，夹具50包括夹紧支杆505、压板506和等高垫铁504，夹具50分为左右两部分，设置在工作台101上，工作台101上表面的后侧设置有用于支撑横梁104的立柱403，立柱103的数量为三个，设置于工作台101上表面后侧的两端及中间；横梁104设置于立柱103的上端，横梁104的上方设置有用于安装主轴30的主轴箱20；主轴箱20分为上下两部分，主轴箱20的下半部分的表面设置有用于控制镗缸机工作进程及工作状态的控制装置201，控制装置201包括信息处理模块和控制操作面板，气动系统40、主电机207、电气系统80、控制操作面板分别与信息处理模块连接，控制操作面板设置为无触点开关；主轴30设置在主轴箱20的底板上，主轴30及其支撑在主轴箱20的下半部分，主轴箱20的上半部分设置有用于气动浮起和夹紧主轴箱20的气动系统40和用于驱动主轴旋转的主电机207，气动系统40的过滤器和减压阀401设置在镗缸机的左后侧，通过输气管与主轴箱20内的气动系统40连接；主轴30的下端与刀柄70连接，刀柄70的下端设置有用于自动定心的定心销60；镗缸机的右后侧设置有用于放置电器的电器柜60。

请参照图2至图5，气浮自动定心半自动镗缸机10还设置有进给伺服电机205，进给伺服电机205驱动滚珠丝杠206，并由滚珠丝杠206带动主轴30实现主轴30的做Z轴方向的上下移动（Z轴）；Z轴设置有手动或机动的用于选定坐标并对坐标进行定位的电子手轮，主轴30上端设置有主轴平衡气缸402，以保证主轴30在Z轴移动时的平衡；横梁104上端后侧设置有X轴移动导板202，X轴移动导板202上设置有四个导向轴承203，主轴箱20气动浮起时手动的拉动主轴箱20做X轴做方向的左右移动（X轴）；主轴箱20内设置有两个装有直线滚动轴承204的导杆210，主轴箱20可以沿导杆210做Y轴方向的前后移动（Y轴）；主轴箱20内的主电机207通过齿形带209、光杠208与主轴30连接，主电机207驱动光杠208、齿形带209运动，进而带动主轴30旋转。

气浮自动定心半自动镗缸机10在工作时，完成定心定位后即可通过控制操作面板设置加工过程中主轴30的零位、行程、转速等加工参数，并通过对控制操作面板的操作开始对待加工缸体的半自动镗削加工，待加工缸体其余各孔的加工在半自动加工过程中逐一进行，控制装置201、伺服电机205、主电机207、气动系统40、电气系统80相互配合，在控制装置201的信息处理模块的指挥下实现气浮自动定心半自动镗缸机10的半自动加工功能。

请参照图6和图7，定心销通孔设置在刀柄70的下端，分布均匀的设置在同一纵切面上，定心销60设置在定心销通孔内，定心销60包括固定端和伸缩端，固定端通过拉缩弹簧702固定，拉缩弹簧702首尾衔接形成一个弹簧圈，定心销60的固定端设置有钩槽，以将定心销60钩在弹簧圈上，刀柄70内还设置有锥体槽，拉缩弹簧702和三个定心销60的固定端设置在锥体槽内，锥体槽内还设置有锥体703，锥体703的近主轴端直径大于远主轴端直径；刀柄70内设置有刀柄顶杆通孔，刀柄顶杆通孔内设置有刀柄顶杆701，刀柄顶杆701的一端与主轴顶杆301连接，另一端与锥体703连接；主轴30设置有主轴顶杆通孔，主轴顶杆通孔内设置有主轴顶杆301，主轴顶杆301的一端与顶杆气缸403连接，另一端与刀柄顶杆701连接；气动系统40工作时通过顶杆气缸403带动主轴顶杆301运动，并以此带动刀柄顶杆701运动致使锥体703运动，将定心销60顶出进行定心，同时使拉缩弹簧702拉伸产生弹力，当继续运动并使锥体703归位后，定心销60通过拉缩弹簧702的弹力收缩回定心销通孔内。

请参照图8，夹具50具体包括夹具体501、快速夹紧手柄502、夹紧手柄503、等高垫铁504、夹紧支杆505、压板506、压脚507、调整螺杆508，夹具体501的下端设置有快速夹紧手柄502，夹具体501的上端设置有用以安装夹紧支杆505的支架孔，通过T型螺母510固定夹紧支杆505并通过紧固螺母509予以加固，夹紧支杆505的上端内侧设置有齿形槽，压板506设置有与夹紧支杆505上齿形槽相配合的齿形槽，以与夹紧支杆505紧固连接，压板506的内侧顶端设置有螺杆通孔，调整螺杆508通过螺杆通孔与压板506连接，压脚507设置在调整螺杆508的下端，夹紧手柄503设置在压板506的外侧。

请参照图9，气动系统40还设置有真空发生器，利用真空原理通过主轴箱浮起气孔404和主轴箱夹紧气孔405将主轴箱20夹紧在横梁104的平面上，气浮自动定心半自动镗缸机10还设置有压力继电器，在夹紧压力低于工作需要的压力时将锁死主轴30使主轴30不能旋转工作。