一种平衡梁轴垂直交叉油孔多工位同步加工机床的制作方法

本实用新型属于机床技术领域，具体涉及一种平衡梁轴垂直交叉油孔多工位同步加工机床。

背景技术：

平衡梁轴一类的工件含有垂直交叉的轴向孔和两个径向孔，并且在平衡梁轴的前端头部分攻油孔螺纹，对该类工件的常规的工艺流程是：先加工轴向孔，在轴向孔的前端攻端头油孔螺纹；然后重新装夹，依次加工两个径向孔，在一台机床上面只能够加工一刀工序，工件需要频繁更换机床及夹具，加工流程复杂，效率低，加工精度低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于加工平衡梁轴垂直交叉油孔的多工位同步加工机床，可同时加工轴向孔和径向孔，加工效率和加工精度高。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种用于加工平衡梁轴垂直交叉油孔的多工位同步加工机床，包括底座，底座上安装有伺服数控系统、用于切换工位的回转圆盘和分别均布于回转圆盘四周的第一工位、第二工位、第三工位和第四工位；回转圆盘的圆周外侧均布有四个用于装夹工件的夹具，每个夹具可依次转动至四个工位上；第一工位为上料位，第二工位上设有一组位于工件轴向上的一次轴心孔动力头和两个位于工件径向上的一次径向孔动力头，两个一次径向孔动力头相对地位于工件的前后两侧；一次径向孔动力头的尾端连接有用于驱动一次径向孔动力头前后移动的第一伺服电机，第一伺服电机可控制一次径向孔动力头退缩而避开转动的夹具；第三工位上安装有二次轴心孔动力头，第四工位上安装有一组位于工件轴向上的攻丝动力头和两个位于工件径向上的二次径向孔动力头，二次径向孔动力头的尾端连接有用于驱动二次径向孔动力头前后移动的第二伺服电机；伺服数控系统分别电连接回转圆盘、一次轴心孔动力头、一次径向孔动力头、第一伺服电机、二次轴心孔动力头、攻丝动力头、二次径向孔动力头和第二伺服电机。

优选的，一次径向孔动力头的侧壁上还连接有垂直于一次径向孔动力头的动力头驱动座，动力头驱动座靠近一次径向孔动力头的侧壁上安装有水平的滑槽，一次径向孔动力头的侧壁上安装有与滑槽匹配的滑块，滑块嵌入滑槽内，第一伺服电机可驱动一次径向孔动力头沿着滑槽前后移动。

优选的，滑槽为开口小、底部大的燕尾型槽。

优选的，底座上还安装有用于同时驱动动力头驱动座与一次径向孔动力头一起左右移动的丝杠组件，丝杠组件包括丝杠和驱动丝杠转动的第三伺服电机，动力头驱动座安装于丝杠上。

优选的，二次径向孔动力头也连接有可导向二次径向孔动力头前后移动的动力头驱动座和驱动二次径向孔动力头左右移动的丝杠组件，回转圆盘左右两侧的动力头驱动座和丝杠组件均以回转圆盘为中心对称设置。

优选的，夹具包括与回转圆盘固定连接的夹具底板、两个平行地安装于夹具底板上的支撑座和位于两个支撑座之间的转角液压缸和压条，每个支撑座上平行地设有两个用于固定工件的v型槽，两个工件可分别放置于v型槽上，压条固定安装于转角液压缸的活塞杆上，伺服数控系统可控制转角液压缸的活塞杆转动压条并且向下拉压条，从而将两个工件同时压紧于支撑座上。

优选的，转角液压缸的活塞杆上端设有扁状端头，扁状端头插入压条中央的扁状通孔内，压条与扁状端头通过螺丝固定连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的径向孔动力头和轴心孔动力头可分别对工件钻轴心孔和径向孔，攻丝动力头可对轴心孔的前端头攻丝，从而完成平衡梁轴垂直交叉油孔的加工；本实用新型的布局采用回转式结构，多个工位布置在回转圆盘四周，这样可以多个工位不同工序同时加工，省去重复装夹工件的时间，又可以避免二次装夹引起的误差，降低员工劳动强度，提升加工效率和加工精度。本实用新型的第一伺服电机和第二伺服电机可分别驱动一次径向孔动力头和二次径向孔动力头前后移动，从而避让转动的夹具，保证了机床工作的稳定性和可靠性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的平衡梁轴结构示意图；

图2是本实用新型的立体结构示意图；

图3是本实用新型的俯视示意图；

图4是本实用新型的主视示意图；

图5是图3中a部分的放大示意图；

图6是图3中b部分的放大示意图；

图7是图4中c-c部分的剖视示意图。

图中标记为：1.平衡梁轴；2.轴心孔；3.径向孔；4.底座；5.回转圆盘；6.第一工位；7.第二工位；8.第三工位；9.第四工位；10.一次轴心孔动力头；11.一次径向孔动力头；12.第一伺服电机；13.二次轴心孔动力头；14.攻丝动力头；15.二次径向孔动力头；16.第二伺服电机；17.动力头驱动座；18.滑槽；19.滑块；20.丝杠；21.第三伺服电机；22.夹具底板；23.支撑座；24.转角液压缸；25.压条；26.v型槽；27.扁状端头；28.扁状通孔。

具体实施方式

平衡梁轴通常需要利用数控机床加工轴心孔和径向孔，并在轴心孔的前端内攻丝。如图1所示，一根平衡梁轴1上间隔地设计有两个径向孔3，且径向孔3与轴心孔2垂直相交，轴心孔的前端头部分攻有油孔螺纹(图中未示出)。本实施例提供对以上平衡梁轴垂直交叉油孔加工的多工位同步加工机床，如图2至图4所示，该加工机床包括底座4，底座4上安装有伺服数控系统(图中未示出)、用于切换工位的回转圆盘5和分别均布于回转圆盘5四周的第一工位6、第二工位7、第三工位8和第四工位9；回转圆盘5的圆周外侧均布有四个用于装夹工件(即平衡梁轴1)的夹具，每个夹具可经回转圆盘5依次转动至四个工位上；第一工位6为上料位，在该工位上可将工件在夹具上装夹固定或者拆卸下来；第二工位7上设有一组位于工件轴向上的一次轴心孔动力头10和两个位于工件径向上的一次径向孔动力头11，两个一次径向孔动力头11相对地位于工件的前后两侧，一次径向孔动力头11可对工件接近后端的位置首次钻径向孔；一次轴心孔动力头10可对工件首次钻轴心孔，该轴心孔的深度控制到未到达首次径向孔的位置，可以是整个轴心孔深度的一半左右；需要说明的是，一组一次轴心孔动力头包含两个一次轴心孔动力头，从而同时对两个工件钻轴心孔，本实施例中的一组的数量均为两个。每组一次径向孔动力头11的尾端连接有用于驱动一次径向孔动力头11前后移动的第一伺服电机12，第一伺服电机12可控制一次径向孔动力头11退缩从而避开转动的夹具；第三工位8上安装有二次轴心孔动力头13，二次轴心孔动力头13可对工件二次钻轴心孔；第四工位9上安装有一组位于工件轴向上的攻丝动力头14和两个位于工件径向上的二次径向孔动力头15，攻丝动力头14对轴心孔的前端部分攻丝，攻丝动力头14上的电机为伺服电机，从而保证攻丝精度；二次径向孔动力头15对工件外圆上的第二个径向孔处钻孔；两个二次径向孔动力头15也相对地位于工件的前后两侧，与一次径向孔动力头相似的是，每个二次径向孔动力头15的尾端也连接有用于驱动二次径向孔动力头15前后移动的第二伺服电机16，从而避让转动的夹具；伺服数控系统分别电连接回转圆盘5、一次轴心孔动力头10、一次径向孔动力头11、第一伺服电机12、二次轴心孔动力头13、攻丝动力头14、二次径向孔动力头15和第二伺服电机16，一次轴心孔动力头10、一次径向孔动力头11、二次轴心孔动力头13、二次径向孔动力头15均包含有控制各自的动力头主轴运转的电机，伺服数控系统分别控制各个工位上动力头的直线运动行程、各个动力头主轴电机的启停及回转圆盘5对工件回转进料。伺服数控系统配置触摸屏，每个工件加工程序均预先编辑固化在伺服数控系统内的存贮器(或cf卡)中，只需要在触摸屏上调用相应程序号即可自动运行；考虑到刀具长期使用可能出现磨损而导致其长度变化，运行前只需要测量刀具长度，在触摸屏上设置相应的补偿坐标，即可实现加工过程全数控和一人多机操作。

如图6所示，一次径向孔动力头11的侧壁上还连接有垂直于一次径向孔动力头的动力头驱动座17，动力头驱动座17靠近一次径向孔动力头11的侧壁上安装有水平的滑槽18，一次径向孔动力头11的侧壁上安装有与滑槽18匹配的滑块19，滑块19嵌入滑槽18内，第一伺服电机12可驱动一次径向孔动力头11沿着滑槽18前后移动，从而对一次径向孔动力头11的前后移动进行精确地导向。

如图2、图3和图7所示，底座4上还安装有用于同时驱动动力头驱动座17以及一次径向孔动力头11左右移动的丝杠组件，丝杠组件包括丝杠20和驱动丝杠20转动的第三伺服电机21，动力头驱动座17安装于丝杠20上。第三伺服电机21驱动丝杠20转动，从而使动力头驱动座17沿着丝杠20作直线往复运动，动力头驱动座17带动一次径向孔动力头11一起直线运动，即相对于工件左右移动，使一次径向孔动力头11可分别对不同尺寸的工件以及不同坐标位置的径向孔钻孔，使用更加灵活。动力头驱动座17上的滑槽18为开口小、底部大的燕尾型槽，因此滑块19可稳定地嵌入燕尾型槽内而不会脱落，当动力头驱动座17左右移动时，滑块19可带动一次径向孔动力头11一起稳定地左右移动。

如图3所示，二次径向孔动力头15也连接有可导向二次径向孔动力头15前后移动的动力头驱动座17和驱动二次径向孔动力头15左右移动的丝杠组件，回转圆盘5左右两侧的动力头驱动座17和丝杠组件均以回转圆盘5为中心对称设置。

如图2和图5所示，夹具包括夹具底板22、两个平行地安装于夹具底板22上的支撑座23和位于两个支撑座23之间的转角液压缸24和压条25，夹具底板22与回转圆盘5固定连接，每个支撑座23上平行地设有两个用于固定工件的v型槽26，两个工件可分别放置于v型槽26上，v型槽26对工件进行水平向限位，防止工件沿着支撑座表面滚动；压条25固定安装于转角液压缸24的活塞杆上，压条25对工件进行纵向限位，伺服数控系统电连接转角液压缸24，使其驱动压条25转动或者上下移动，从而夹紧或者松开工件。具体的夹紧过程为，伺服数控系统控制转角液压缸24的活塞杆转动压条25，使其方向垂直于工件，并且利用控制转角液压缸24的活塞杆向下拉压条25，将两个工件同时压紧于支撑座23上。

转角液压缸24的活塞杆上端设有扁状端头27，扁状端头27插入压条25中央的扁状通孔28内，压条25与扁状端头27通过螺丝固定连接。

本机床工作时，首先在伺服数控系统上设置各工位动力头的直线运动行程、各个动力头主轴电机的启停时间以及回转圆盘运转的角度和节拍，在第一工位6上将两个工件并列地装夹于夹具上，回转圆盘5将工件转动至第二工位7上，丝杠组件将两个一次径向孔动力头11移动至工件上远离一次轴心孔动力头10一端(及后端)的径向孔的坐标处，一次轴心孔动力头10和一次径向孔动力头11同时对工件首次钻轴心孔和径向孔，一次轴心孔动力头10首次钻轴心孔的深度为整个轴心孔深度的1/2；然后回转圆盘5继续转动工件至第三工位8上，伺服数控系统启动二次轴心孔动力头13对工件二次钻轴心孔，二次钻轴心孔完成剩余深度的轴心孔加工，使工件内部形成通孔状的轴心孔；回转圆盘5再将该工件转动至第四工位9上，攻丝动力头14对工件轴心孔的前端部分攻丝，同时二次径向孔动力头15对工件上另一个径向孔处钻径向孔，攻丝动力头14的攻丝深度不到达该第二个径向孔的位置，因此不会与二次径向孔动力头15的加工产生干涉；加工完成后的工件由回转圆盘5再次转动至第一工位6上。以上过程中，回转圆盘5每转动一次，第一伺服电机12、第二伺服电机16都分别驱动一次径向孔动力头11和二次径向孔动力头15向后缩回，从而使它们不与夹具的转动产生干涉；当夹具转动到位时，第一伺服电机12、第二伺服电机16再分别复位一次径向孔动力头11和二次径向孔动力头15。回转圆盘5每转动一次，作业员在第一工位上先卸下已加工好的工件，再将待加工的工件装夹于该夹具上，实现连续化加工。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。