一种环形工件加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及钻孔加工装置技术领域，尤其涉及一种环形工件加工设备。


背景技术：

2.金属件一般通过车床进行加工，一些常见结构的环形工件，如图1所示，环形工件(100)具有内孔(200)，其内孔(200)的内壁上设有环槽(400)，该些环形工件(100)在加工时，需要对环形工件的端面(300)进行铣削，从而确保端面的平整度；需要对其内壁进行铣削，从而确保其内孔的圆度；还需要在内壁上开设所述环槽；而上述加工工序一般需要数台不同的车床完成，导致加工效率低下。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出一种环形工件加工设备，可以解决环形工件需要采用数台车床才能完成加工而导致加工效率低下的问题。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种环形工件加工设备，包括：
6.底座；
7.装夹装置，包括可转动设置的主轴，所述主轴的轴向沿第一方向设置，第一方向为水平方向；所述主轴的一端设有用于夹紧所述环形工件的装夹机构，所述环形工件与所述主轴同轴设置；
8.加工机构，包括刀架、沿纵向间隔设置在所述刀架上的多个刀座、设置在所述刀座上的刀具；
9.位移驱动装置，包括用于驱动所述刀架沿纵向移动的第一驱动机构、用于驱动所述刀架沿第二方向移动的第二驱动机构、用于驱动所述刀架沿第一方向移动的第三驱动机构；所述第二方向为水平方向且与所述第一方向垂直。
10.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述装夹装置包括固定在所述底座上的安装座、用于驱动所述主轴转动的驱动电机，所述主轴通过轴承可转动地设置在所述安装座上，所述驱动电机通过同步带带动所述主轴转动。
11.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述第一驱动机构包括第一移动台、竖直设置在所述第一移动台侧面的第一导轨、可转动地设置在所述第一移动台上的第一螺杆以及用于驱动所述第一螺杆转动的第一伺服电机；所述第一导轨和所述第一螺杆平行设置；所述刀架与所述第一螺杆螺纹连接，所述刀架上设有与所述第一导轨滑动连接的第一滑块。
12.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述第二驱动机构包括第二移动台、沿第二方向设置在所述第二移动台上方的第二导轨、可转动地设置在所述第二移动台上的第二螺杆以及用于驱动所述第二螺杆转动的第二伺服电机；所述第二导轨和所述第二螺杆平行设置；所述第一移动台与所述第二螺杆螺纹连接，所述第一移动台底部设有与所
述第二导轨滑动连接的第二滑块。
13.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述第三驱动机构包括沿第一方向设置在所述底座上的第三导轨、可转动地设置在所述底座上的第三螺杆以及用于驱动所述第三螺杆转动的第三伺服电机；所述第三导轨和所述第三螺杆平行设置；所述第二移动台与所述第三螺杆螺纹连接，所述第二移动台底部设有与所述第三导轨滑动连接的第三滑块。
14.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述刀架上包括竖直设置的卡梁，所述卡梁的侧面具有燕尾榫接部，所述燕尾榫接部的水平截面呈梯形；所述刀座包括卡接在所述燕尾榫接部上的燕尾槽，所述燕尾槽的两侧壁之间往槽底的方向延伸出弹性夹槽，所述弹性夹槽的一侧壁上开设有螺纹孔，另一侧壁的对应位置开设有通孔，一锁紧螺栓穿过所述通孔并与所述螺纹孔螺纹连接，所述锁紧螺栓的螺帽挤压所述刀座的外侧壁，从而实现缩小所述燕尾槽的宽度。
15.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述刀具包括：第一刀具，用于铣削所述环形工件的端面；第二刀具，用于铣削所述环形工件的内壁面；第三刀具，用于按顺时针铣削所述环形工件内的环槽；第四刀具，用于按逆时针铣削所述环形工件内的环槽。
16.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述位移驱动装置具有两个，两个所述位移驱动装置沿所述主轴的轴线对称设置在所述底座上；所述加工机构安装在所述位移驱动装置上；所述第一刀具、第二刀具、第三刀具和第四刀具中的其中两个安装在一加工机构上，另外两个安装在另一加工机构上。
17.作为所述环形工件加工设备的进一步可选方案，所述底座上形成有一倾斜流道，所述倾斜流道较高一端的开口位于所述底座顶部，且对应位于所述环形工件的下方；所述倾斜流道较低一端的开口位于所述底座的侧面。
18.本实用新型的有益效果有：通过装夹装置对环形工件进行固定，且利用可转动的主轴带动环形工件进行同轴转动；另外通过在加工机构上设置多个竖直间隔排列的刀座，每个刀座上可设置用于加工不同部位的刀具；再利用位移驱动装置使刀具在三维空间中移动，使得在需要加工环形工件的某一部位时，能够使相应的刀具移动至环形工件处以进行铣削。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为环形工件的结构示意图；
21.图2为本实用新型的一种环形工件加工设备的结构示意图之一；
22.图3为本实用新型的一种环形工件加工设备的结构示意图之二；
23.图4为所述装夹装置的爆炸示意图；
24.图5为所述位移驱动装置的爆炸示意图；
25.图6为所述加工机构的结构示意图；
26.图7为图6中a的放大图；
27.图8为第一刀具对环形工件进行加工的示意图；
28.图9为第二刀具对环形工件进行加工的示意图；
29.图10为第三刀具对环形工件进行加工的示意图；
30.图11为第四刀具对环形工件进行加工的示意图。
31.图中：100、环形工件；200、内孔；300、环形工件的端面；400、环槽；1、底座；11、倾斜流道；
32.2、装夹装置；21、主轴；22、装夹机构；23、安装座；24、驱动电机；25、同步带；
33.3、加工机构；31、刀架；311、卡梁；312、燕尾榫接部；32、刀座；321、燕尾槽；322、弹性夹槽；323、通孔；33、刀具；33a、第一刀具；33b、第二刀具；33c、第三刀具；33d、第四刀具；
34.4、位移驱动装置；41、第一驱动机构；411、第一移动台；412、第一导轨；413、第一螺杆；414、第一伺服电机；415、第一滑块；42、第二驱动机构；421、第二移动台；422、第二导轨；423、第二螺杆；424、第二伺服电机；425、第二滑块；43、第三驱动机构；431、第三导轨；432、第三螺杆；433、第三伺服电机；
35.x、第一方向；y、第二方向。
具体实施方式
36.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。
39.参考图2-7，示出了一种环形工件加工设备，包括底座1，所述底座1上设有装夹装置2，所述装夹装置2包括可转动设置的主轴21，所述主轴21的轴向沿第一方向x设置，第一方向x为水平方向；所述主轴21的一端设有用于夹紧所述环形工件的装夹机构22，所述环形工件与所述主轴21同轴设置；所述底座1上还设有加工机构3，所述加工机构3包括刀架31、沿纵向间隔设置在所述刀架31上的多个刀座32、设置在所述刀座32上的刀具33；所述底座1上还设有位移驱动装置4，所述位移驱动装置4包括用于驱动所述刀架31沿纵向移动的第一驱动机构41、用于驱动所述刀架31沿第二方向y移动的第二驱动机构42、用于驱动所述刀架31沿第一方向x移动的第三驱动机构43；所述第二方向y为水平方向且与所述第一方向x垂直。
40.简单而言，通过装夹装置2对环形工件进行固定，且利用可转动的主轴21带动环形工件进行同轴转动；另外通过在加工机构3上设置多个竖直间隔排列的刀座32，每个刀座32
上可设置用于加工不同部位的刀具33；再利用位移驱动装置4使刀具33在三维空间中移动，使得在需要加工环形工件的某一部位时，能够使相应的刀具33移动至环形工件处以进行铣削。其中，所述装夹机构22可采用常规车床上的装夹结构。
41.上述方案具体的，为便于实现所述主轴21带动所述环形工件转动，参考图4，所述装夹装置2包括固定在所述底座1上的安装座23、用于驱动所述主轴21转动的驱动电机24，所述主轴21通过轴承可转动地设置在所述安装座23上，所述驱动电机24通过同步带25带动所述主轴21转动。其中，所述同步带25传动时，传动比准确，对所述主轴21的作用力小，使得所述装夹装置2整体结构紧凑。
42.在一些具体的实施方式中，为实现所述刀具33在三维空间内准确位移，参考图5，所述第一驱动机构41包括第一移动台411、竖直设置在所述第一移动台411侧面的第一导轨412、可转动地设置在所述第一移动台411上的第一螺杆413以及用于驱动所述第一螺杆413转动的第一伺服电机414；所述第一导轨412和所述第一螺杆413平行设置；所述刀架31与所述第一螺杆413螺纹连接，所述刀架31上设有与所述第一导轨412滑动连接的第一滑块415。其中，当所述第一伺服电机414驱动所述第一螺杆413转动时，所述刀架31在所述第一导轨412的限位下，所述刀架31沿所述第一螺杆413的轴向移动，即所述刀架31沿纵向移动，从而实现刀具33在纵向上调整位置。
43.另外，所述第二驱动机构42包括第二移动台421、沿第二方向y设置在所述第二移动台421上方的第二导轨422、可转动地设置在所述第二移动台421上的第二螺杆423以及用于驱动所述第二螺杆423转动的第二伺服电机424；所述第二导轨422和所述第二螺杆423平行设置；所述第一移动台411与所述第二螺杆423螺纹连接，所述第一移动台411底部设有与所述第二导轨422滑动连接的第二滑块425。其中，当所述第二伺服电机424驱动所述第二螺杆423转动时，所述第一移动台411在所述第二导轨422的限位下，所述第一移动台411沿所述第二螺杆423的轴向移动，即所述第一移动台411沿第二方向y移动。
44.另外，所述第三驱动机构43包括沿第一方向x设置在所述底座1上的第三导轨431、可转动地设置在所述底座1上的第三螺杆432以及用于驱动所述第三螺杆432转动的第三伺服电机433；所述第三导轨431和所述第三螺杆432平行设置；所述第二移动台421与所述第三螺杆432螺纹连接，所述第二移动台421底部设有与所述第三导轨431滑动连接的第三滑块。其中，当所述第三伺服电机433驱动所述第三螺杆432转动时，所述第二移动台421在所述第三导轨431的限位下，所述第二移动台421沿所述第三螺杆432的轴向移动，即所述第二移动台421沿第一方向x移动。
45.如此，通过所述第一伺服电机414、第二伺服电机424和第三伺服电机433精确控制刀具33的三维坐标，能够将多把刀具33中的其中之一移动至环形工件处进行加工。
46.在一些具体的实施方式中，为便于实现所述刀座32在所述刀架31上的固定，参考图6和图7，所述刀架31上包括竖直设置的卡梁311，所述卡梁311的侧面具有燕尾榫接部312，所述燕尾榫接部312的水平截面呈梯形；所述刀座32包括卡接在所述燕尾榫接部312上的燕尾槽321，所述燕尾槽321的两侧壁之间往槽底的方向延伸出弹性夹槽322，所述弹性夹槽322的一侧壁上开设有螺纹孔(未图示)，另一侧壁的对应位置开设有通孔323，一锁紧螺栓(未图示)穿过所述通孔323并与所述螺纹孔螺纹连接，所述锁紧螺栓的螺帽挤压所述刀座32的外侧壁，从而实现缩小所述燕尾槽321的宽度。换而言之，当拧紧所述锁紧螺栓时，所
述锁紧螺栓往所述螺纹孔的深处移动，而所述锁紧螺栓的螺帽挤压所述刀座32的外侧壁，使得所述弹性夹槽322被夹逼，令所述燕尾槽321的宽部变小，使得所述燕尾槽321能够紧紧夹持在所述卡梁311的燕尾榫接部312上；相对的，拧松所述锁紧螺栓即可实现所述刀座32的拆卸；操作简便快捷。
47.在一些具体的实施方式中，为对环形工件进行完善的加工，参考图8-11，所述刀具33包括：第一刀具33a，用于铣削所述环形工件的端面；第二刀具33b，用于铣削所述环形工件的内壁面；第三刀具33c，用于按顺时针铣削所述环形工件内的环槽；第四刀具33d，用于按逆时针铣削所述环形工件内的环槽。其中，所述第三刀具33c和所述第四刀具33d分别针对所述环形工件在顺时针转动和逆时针转动时的铣削。为避免所述加工机构3需要在纵向上位移的时间太长，且避免所述加工机构3在纵向上位移所需的空间太多；本实施例中，参考图1和图6，所述位移驱动装置4具有两个，两个所述位移驱动装置4沿所述主轴21的轴线对称设置在所述底座1上；所述加工机构3安装在所述位移驱动装置4上；所述第一刀具33a、第二刀具33b、第三刀具33c和第四刀具33d中的其中两个安装在一加工机构3上，另外两个安装在另一加工机构3上。并且，两个加工机构3能够同时对环形工件进行加工，提高加工效率。
48.在一些具体的实施方式中，为便于收集环形工件加工时所产生的碎屑，参考图1和图2，所述底座1上形成有一倾斜流道11，所述倾斜流道11较高一端的开口位于所述底座1顶部，且对应位于所述环形工件的下方；所述倾斜流道11较低一端的开口位于所述底座1的侧面。如此，环形工件加工时所产生的碎屑会跌落到所述倾斜流道11较高一端的开口，碎屑沿所述倾斜流道11滑落，并从所述倾斜流道11较低一端的开口流出；可以在所述倾斜流道11较低一端的开口处设置废料箱收集碎屑。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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。