搅拌缸体双头车镗装置的制作方法

本发明涉及加工设备领域，具体涉及搅拌缸体双头车镗装置。

背景技术：

搅拌缸是生产混凝土或稳定土的大型搅拌设备的核心部件，搅拌缸体安装搅拌主轴的两端主轴承座的内孔精度、同轴度和与端面的垂直度的好坏直接决定主轴承的密封性和轴承使用寿命。因此对两端的主轴承座内孔的孔壁和端面的加工要求较高，目前的加工设备和加工工艺大多采用多次换刀、重复对刀及粗加工和精加工分开完成，因此无法避免累计误差带来的对精度和位置度的影响；另外大型搅拌缸常常采用双排或多排搅拌主轴平行设置，两端的主轴承座内孔往往有两排或多排需要用相同的工序进行重复加工，如果两次或多次手工移动搅拌缸体或加工设备来满足重复加工，效率较低。

技术实现要素：

为克服现有技术中的不足，本发明公开的搅拌缸体双头车镗装置，包括切削单元、纵移座架、横移座架和电控系统。本发明是将锁固在纵移座架上的切削单元设为左右对称的两组并置于锁固有待加工的搅拌缸体的横移座架的两侧，将装有多把可粗镗、精镗和端面车削的刀具的刀盘组件锁固在切削单元的进给组件和旋转组件上，利用旋转组件的旋转驱动和刀盘组件的可实现90°换向的齿条齿轮传动副机构将进给组件的轴向运动转换成车刀的径向运动，使两侧的刀具既可旋转也可同步实现径向进给；同时利用纵移座架和横移座架的纵向和横向移动，同步实现刀具的进刀、退刀和轴向进给，另外还能使搅拌缸体作横向快速移动，完成相同工序的多排孔重复加工。本发明可在搅拌缸体的两侧一次安装若干把不同刀具同步完成两端同轴孔的镗削或端面车削加工，避免多次换刀和对刀的累计误差带来的对加工精度和位置度的影响，可提高加工精度和加工效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

搅拌缸体双头车镗装置，其特征在于：包括切削单元、纵移座架、横移座架和电控系统，所述的切削单元设为两组，其对称布设在待加工的搅拌缸体的左右两侧且可对搅拌缸体左右两侧的同轴通孔的孔壁或端面进行同步镗削加工或车削加工，且加工过程由一次安装的若干把不同刀具共同完成，所述的纵移座架为两组分设在搅拌缸体的左右两侧,所述的两个切削单元分别锁固在左右两个纵移座架的活动部分上，切削单元可随纵移座架的活动部分沿纵向进行左右移动，所述的横移座架布设在左右两个纵移座架的中间，待加工的搅拌缸体锁固在横移座架的活动部分上且可随横移座架的活动部分沿横向进行前后移动，所述的电控系统与切削单元、纵移座架和横移座架进行电性连接且对各执行单元进行动作控制。

所述的切削单元包括动力组件、进给组件、旋转组件和刀盘组件，所述的旋转组件包括设有轴向贯通孔的旋转主轴和主箱体，所述的刀盘组件锁固在旋转组件的旋转主轴的后端，所述的动力组件锁固在旋转组件的主箱体上且与旋转主轴的前段用键连接，动力组件给旋转主轴提供旋转动力且可驱使刀盘组件旋转，所述的进给组件包括推拉杆和与推拉杆前端相连接的电动缸，电动缸可驱使推拉杆进行直线往复运动，所述的进给组件固接在动力组件的一侧，其推拉杆穿过旋转主轴的轴向贯通孔，所述的推拉杆可在旋转主轴的轴向贯通孔中作轴向往复运动同时亦可与旋转主轴一同旋转，所述的刀盘组件包括可沿径向移动的车刀固定杆和可实现90°换向的齿条齿轮传动副机构，刀盘组件的换向齿条齿轮传动副机构锁固在推拉杆的后端，推拉杆在轴向往复运动时可驱使车刀固定杆进行径向移动。

所述的刀盘组件还包括第一齿条、齿轮、第二齿条、刀盘箱体、镗刀固定盘和刀具组，所述的第一齿条、第二齿条和齿轮的齿形结构及齿形参数均相同，第一齿条沿轴向布设并锁固在推拉杆后端的齿条固定面上且可随推拉杆沿轴向运动时进行轴向左右移动，所述的第二齿条沿径向布设，其非齿一侧设有导向滑板且嵌入在刀盘箱体端部箱壁的导向滑槽内，并可在导向滑槽内作径向滑动且只能作径向滑动，所述的第一齿条和第二齿条均与齿轮啮合并形成可实现90°换向的齿条齿轮传动副，所述的第一齿条和第二齿条均置于刀盘箱体内，所述的齿轮置于刀盘箱体内且用轴承支撑，齿轮在刀盘箱体内可转动，所述的车刀固定杆锁固在第二齿条的非齿一侧的导向滑板上且可随第二齿条作径向移动，所述的镗刀固定盘锁固在刀盘箱体上，所述的刀盘箱体锁固在旋转主轴的后端，镗刀固定盘和车刀固定杆可与旋转主轴一同旋转，所述的刀具组包括粗镗刀、精镗刀和端面车刀，粗镗刀和精镗刀均锁固在镗刀固定盘的刀杆上，端面车刀锁固在车刀固定杆上。

所述的进给组件还包括缸杆连接件、滑动套和固定座，所述的滑动套为带内台阶通孔的圆环套，其外壁圆周上设有第一外花键，所述的固定座为带轴向贯通圆孔的座体，其内壁圆周上设有与第一外花键匹配的第一内花键槽，所述的滑动套置于固定座的贯通圆孔中且可依靠第一外花键与第一内花键槽的滑动配合使滑动套可在固定座的贯通圆孔中作轴向滑动，所述的推拉杆的前端置于滑动套的内台阶通孔内，推拉杆通过在前杆端设置的轴承使推拉杆可在滑动套内转动，并可与滑动套一同作轴向滑动，所述的缸杆连接件一端与电动缸的缸杆锁固，其另一端锁固在滑动套的端部且可与滑动套一同在固定座的贯通圆孔中作轴向滑动。

所述的电动缸为的电动推杆，优选带伺服电机的电动推杆。

所述的动力组件包括电机和减速箱，电机优选伺服电机，所述的电机与减速箱的输入轴用联轴器进行连接，所述的减速箱的输出轴为轴向设有贯通孔的空心轴，且在空心轴孔的内壁上设有平键槽，所述的旋转组件的旋转主轴的前段穿过减速箱的输出轴的空心轴孔且与空心轴孔静配合，旋转主轴的前段的外圆上设有与减速箱的输出轴孔中的平键槽相对应的平键槽，并配以平键连接。

所述的进给组件的推拉杆的后段圆周上设有第二外花键，所述的旋转主轴的轴向贯通孔的后段圆周上设有与第二外花键匹配的第二内花键槽，所述的推拉杆置于旋转主轴的轴向贯通孔内且可依靠第二外花键与第二内花键槽的滑动配合使推拉杆可在旋转主轴的轴向贯通孔中作轴向滑动且可随旋转主轴一起转动，所述的旋转主轴穿过主箱体并用两端所设置的轴承进行支撑和限制轴向窜动，旋转主轴可在主箱体中旋转但不能作轴向移动。

所述的纵移座架包括可纵向移动的底板和固定支架，底板与支架之间用电机带动丝杆螺母副进行传动及用线性导轨作支撑和导向，电机优选伺服电机，丝杆螺母副优选滚珠丝杆螺母副，所述的两个切削单元分别锁固在左右两个纵移座架的纵向移动的底板上且可随底板沿纵向进行左右移动。

所述的横移座架包括可横向移动的底板和固定支架，底板与支架之间用电机带动丝杆螺母副进行传动及用线性导轨作支撑和导向，电机优选伺服电机，丝杆螺母副优选滚珠丝杆螺母副，待加工的搅拌缸体锁固在横移座架的横向移动的底板上且可随底板沿横向进行前后移动。

所述的电控系统优选伺服控制系统，可自动控制切削单元、纵移座架和横移座架的所有执行机构的运行动作顺序，并指令切削单元、纵移座架和横移座架协同驱使刀具组进行进刀、退刀、旋转、径向进给、轴向进给和待加工的搅拌缸体横向前后移动。

由以上描述可知，本发明提供的搅拌缸体双头车镗装置的优点在于：一是将刀盘组件安装在切削单元的进给组件和旋转组件上并将有多把用于不同工序的刀具一次性安装在同一刀盘组件上，将两套切削单元和纵移座架安装在搅拌缸体的左右两侧，并与横移座架集成在一套设备上协同作业，使搅拌缸体两侧的刀具可同步实现进刀、退刀、径向进给、轴向进给等，一次对刀后可连续完成多道工序，从而避免多次换刀和对刀的累计误差带来的对加工精度和位置度的影响；二是利用横移座架快速横向移动，可解决搅拌缸体上需要完成相同工序的多排平行孔的重复加工需要多次手工移动搅拌缸体或加工设备带来的加工效率低下的问题。本发明设计合理，结构简单，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1为本发明所述的搅拌缸体双头车镗装置的主视图。

图2为本发明所述的搅拌缸体双头车镗装置的俯视图。

图3为本发明所述的搅拌缸体双头车镗装置的原理示意图。

图4为切削单元放大示意图

图5为旋转主轴放大示意图

图6为推拉杆放大示意图

图7为a部放大示意图

图8为c向放大示意图

图9为d-d放大示意图

图10为b部放大示意图

图11为搅拌缸体端部示意图

图12为e-e放大及刀具组安装示意图

附图标记：

1切削单元；11动力组件；111电机；112减速箱；12进给组件；121电动缸；122缸杆连接件；123滑动套；1231第一外花键；124推拉杆；1241第二外花键；1242齿条固定面；125固定座；1251第一内花键槽；13旋转组件；131旋转主轴；1311第二内花键槽；1312平键槽；1313轴向贯通孔；132主箱体；14刀盘组件；141第一齿条；142齿轮；143第二齿条；1431导向滑板；144刀盘箱体；1441导向滑槽；145镗刀固定盘；146车刀固定杆；147刀具组；1471粗镗刀；1472精镗刀；1473端面车刀；2纵移座架；3横移座架；4电控系统。

900搅拌缸体。

p1待加工孔；p2待加工台阶端面。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1至图3所示，本发明所述的搅拌缸体双头车镗装置包括切削单元1、纵移座架2、横移座架3和电控系统4。所述的切削单元1和纵移座架2均为两组，均对称安装在待加工的搅拌缸体900的左右两侧；所述的横移座架3安装在左右两个纵移座架2的中间，待加工的搅拌缸体900用螺栓锁固在横移座架3上。所述的纵移座架2包括可纵向移动的底板和固定支架，底板与支架之间用电机带动丝杆螺母副进行传动及用线性导轨作支撑和导向，所述的两个切削单元1分别用螺栓锁固在左右两个纵移座架2的纵向移动的底板上且可随底板沿纵向进行左右移动，如图3中的y2-y1方向为纵向左右移动方向。所述的横移座架3包括可横向移动的底板和固定支架，底板与支架之间用电机带动丝杆螺母副进行传动及用线性导轨作支撑和导向，待加工的搅拌缸体900用螺栓锁固在横移座架3的横向移动的底板上且可随底板沿横向进行前后移动，如图3中的x2-x1方向为横向前后移动方向。所述的电控系统4与切削单元1、纵移座架2和横移座架3进行电性连接且对各执行单元进行动作控制。

如图3至图10所示，本发明所述的切削单元1包括动力组件11、进给组件12、旋转组件13和刀盘组件14。所述的动力组件11包括电机111和减速箱112，所述的电机111与减速箱112的输入轴用联轴器进行连接，所述的减速箱112的输出轴为轴向设有贯通孔的空心轴，且在空心轴孔的内壁上设有平键槽。所述的旋转组件13包括旋转主轴131和主箱体132，所述的动力组件11用螺栓锁固在旋转组件13的主箱体132上，旋转主轴131的前段穿过减速箱112的输出轴的空心轴孔且与空心轴孔静配合，旋转主轴131的前段的外圆上设有与减速箱112的输出轴孔中的平键槽相对应的平键槽1312，并配以平键连接。所述的旋转主轴131设有轴向贯通孔1313，所述的旋转主轴131穿过主箱体132并用两端所设置的轴承进行支撑和限制轴向窜动，旋转主轴131可在主箱体132中旋转但不能作轴向移动。所述的进给组件12包括电动缸121、缸杆连接件122、滑动套123、推拉杆124和固定座125，所述的滑动套123为带内台阶通孔的圆环套，其外壁圆周上设有第一外花键1231，所述的固定座125为带轴向贯通圆孔的座体，其内壁圆周上设有与第一外花键1231匹配的第一内花键槽1251，所述的滑动套123置于固定座125的贯通圆孔中且可依靠第一外花键1231与第一内花键槽1251的滑动配合使滑动套123可在固定座125的贯通圆孔中作轴向滑动，所述的推拉杆124的前端置于滑动套123的内台阶通孔内，推拉杆124通过在前杆端设置的轴承使推拉杆124可在滑动套123内转动，并可与滑动套123一同作轴向滑动，所述的缸杆连接件122一端与电动缸121的缸杆锁固，其另一端锁固在滑动套123的端部且可与滑动套123一同在固定座125的贯通圆孔中作轴向滑动。所述的推拉杆124的后段圆周上设有第二外花键1241，所述的旋转主轴131的轴向贯通孔1313的后段圆周上设有与第二外花键1241匹配的第二内花键槽1311，所述的推拉杆124置于旋转主轴131的轴向贯通孔1313内且可依靠第二外花键1241与第二内花键槽1311的滑动配合使推拉杆124可在旋转主轴131的轴向贯通孔1313中作轴向滑动且可随旋转主轴131一起转动。所述的刀盘组件14包括第一齿条141、齿轮142、第二齿条143、刀盘箱体144、镗刀固定盘145、车刀固定杆146和刀具组147，所述的第一齿条141、第二齿条143和齿轮142的齿形结构及齿形参数均相同，第一齿条141沿轴向布设并用螺栓锁在推拉杆124后端的齿条固定面1242上且可随推拉杆124沿轴向运动时进行轴向左右移动，所述的第二齿条143沿径向布设，其非齿一侧设有导向滑板1431且嵌入在刀盘箱体144端部箱壁的导向滑槽1441内，并可在导向滑槽1441内作径向滑动且只能作径向滑动，所述的第一齿条141和第二齿条143均与齿轮142啮合并形成可实现90°换向的齿条齿轮传动副，所述的第一齿条141和第二齿条143均置于刀盘箱体144内，所述的齿轮142置于刀盘箱体144内且用轴承支撑，齿轮142在刀盘箱体144内可转动，所述的车刀固定杆146锁固在第二齿条143的非齿一侧的导向滑板1431上且可随第二齿条143作径向移动，所述的镗刀固定盘145锁固在刀盘箱体144上，所述的刀盘箱体144锁固在旋转主轴131的后端，镗刀固定盘145和车刀固定杆146可与旋转主轴131一同旋转，所述的刀具组147包括粗镗刀1471、精镗刀1472和端面车刀1473，，其中粗镗刀1471和精镗刀1472锁固在镗刀固定盘145的刀杆上，端面车刀1473锁固在车刀固定杆146上。本文案中的所述的“轴向”是指与旋转主轴的旋转中心线平行的方向，所述的“径向”是指与旋转主轴的旋转中心线垂直的方向。

如图10和图11所示，本实例中的待加工的搅拌缸体900有两组平行且左右同轴的通孔待加工，包括p1内孔待粗镗和精镗，p2台阶端面待车削和p1内孔孔口待倒角。所述的刀具组147的粗镗刀1471和精镗刀1472用于对p1内孔进行粗镗和精镗，端面车刀1473用于对p2台阶端面进行车削和p1内孔孔口倒角。

本发明所述的搅拌缸体双头车镗装置使用方法如下：

将待加工的搅拌缸体900吊装到横移座架3上并调整定位，使第一组左右两侧待镗削的内孔p1的中心线与左右两侧切削单元1的旋转主轴131的中心线重合，再用螺栓将搅拌缸体900与横移座架3的横向移动的底板锁紧。

将粗镗刀1471和精镗刀1472均安装到镗刀固定盘145的刀杆上，将端面车刀1473安装在车刀固定杆146上。粗镗刀1471和精镗刀1472处于同一侧且粗镗刀1471置于精镗刀1472的前方，端面车刀1473处于另一侧且置于精镗刀1472的背向后方。安装后再分别对刀，将所有刀具的位置和角度调整到位。

启动电控系统4，系统指令搅拌缸体900两侧的纵移座架2及锁固在其上的切削单元1同步向中间纵向快速移动，使粗镗刀1471的刀尖靠近搅拌缸体900待镗削的内孔p1的端部时停止；系统指令横移座架3及锁固在其上的搅拌缸体900横向移动，使粗镗刀1471的刀尖与内孔p1的孔壁平齐时停止；系统指令切削单元1的进给组件12动作，驱使推拉杆124沿轴向向车刀固定杆146的方向推进并带动车刀固定杆146上的端面车刀1473沿径向向刀尖所面向的p1孔壁方向移动，使端面车刀1473刀尖与内孔p1的孔壁平齐后停止。系统指令动力组件11和两侧的纵移座架2动作，驱使旋转主轴131带动镗刀固定盘145和车刀固定杆146上的刀具组147旋转，同时锁固在左右两侧纵移座架2上的左右两侧的切削单元1同步向中间纵向缓慢移动，使粗镗刀1471和精镗刀1472在旋转和轴向工进的过程中同步实现对p1内孔的粗镗和精镗加工，此时端面车刀1473处于空转状态。

当粗镗和精镗同步完成后，粗镗刀1471和精镗刀1472继续向中间纵向缓慢移动使端面车刀1473的刀尖接触到内孔p1的孔口且满足p2端面待切削的进给量，此时粗镗刀1471和精镗刀1472已超出内孔p1的另一端面并空转。端面车刀1473继续在旋转的同时，系统指令切削单元1的进给组件12动作，驱使推拉杆124沿轴向向车刀固定杆146的方向推进并带动车刀固定杆146上的端面车刀1473沿径向在p2端面上向外移动并车削。直到将p2端面全部车削完成后，系统指令纵移座架2上的左右两侧的切削单元1同步纵向向远离搅拌缸体900的方向缓慢移动后退，完成退刀。

当两侧的p2台阶端面车削完成后，端面车刀1473利用纵移座架2和横移座架3的同步纵向移动和横向移动的相互配合，即可完成p1内孔的孔口倒角车削加工。

当第一组左右同轴的p1内孔、p2台阶端面和内孔倒角均加工完成后，系统指令横移座架3及锁固在其上的搅拌缸体900横向快速移动，使第二组待镗削的左右p1内孔的中心线与两侧切削单元1的旋转主轴131的中心线重合，依照第一组的p1内孔、p2台阶端面和内孔倒角的加工工序，即可完成第二组p1内孔、p2台阶端面和内孔倒角的加工。

本发明在搅拌缸体的两侧一次安装若干把不同刀具同步完成两端同轴孔的镗削或端部车削加工，避免多次换刀和对刀的累计误差带来的对加工精度和位置度的影响，可提高加工精度和加工效率。

在本发明文案的阐述中，所使用的术语如“左”、“右”、“前”、“后”等指示性的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了方便简化描述，不是明示或暗指必须具有的特定方位或位置关系，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

在本发明的阐述中，使用了“第一”、“第二”等词语来限定位置。“第一”、“第二”的使用仅仅是为了方便简化描述，无先后的特定含义，除非对“第一”、“第二”进行了特别声明。

上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。