专利名称：自动球形件成型机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种成形机加工机床，特别是一种自动球形件成形机。
现在有一种用来加工有孔圆球的机械，如座垫木珠的成形机，采用的是车削加工原理。该机夹紧头为手动杠杆夹紧的楔块式夹头，刀具为一个两段小于180°的圆弧形成的成型车刀，钻头和切断车刀。成型车刀、钻头和切断车刀用一个手轮及手轮轴上的三个盘形凸轮分别控制，以实现程序加工。由于该机械为卧式，需用手工上料，并需用一只手操纵楔形夹头上的杠杆手柄，另一只手操纵控制切削刀具的手轮，因而生产效率低，工人劳动强度大。而且因为工件为一端夹紧，另一端呈悬臂状，木质材料的强度又低，往往不等车削到根部时，未完成的木珠便从木杆上扭断，并高速甩出，造成废品和伤人事故，所以一般只得采取缩小成型车刀的弧度的角度来克服，然而成品却已不是球形仅仅是鼓形而已。
本实用新型的目的是提出一种用双夹头夹持工件，用一组行星轮系完成主传动和凸轮传动，并通过凸轮实现工件的夹紧、切削、放开、复位等一系列自动控制程序的球形件成形加工设备的方案，以克服现有技术中的不足之处。
本实用新型是这样实现的自动球形件成形机包括机身1，由电机、齿轮和行星轮系组成的传动机构，由一个正锥弹簧夹头和一个倒锥弹簧夹头组成的夹紧机构，还有车削刀架，钻头以及由凸轮和滑块组成的控制机构。自动球形成形机的特征是传动机构是在电机2的传动轴3上安装一个大齿轮4，大齿轮上的两个输出齿轮与两个主传动齿轮5啮合，在大齿轮的空腹内有一个行星轮系的系杆6，其上装有一个行星轮7，行星轮一端与一个固定轮8啮合，另一端与太阳轮即凸轮轴齿轮9啮合。夹紧机构是在同一轴线上的两个弹簧夹头10、11的夹头管12、13上分别连接有耳环14、15，在两个弹簧夹头的耳环孔内穿有一根推杆16，在耳环与支架17、18之间的推杆上套装有夹紧簧19、20，夹头的主传动齿轮安装在夹头管外。车削机构是在与机身滑动连接的刀架板21上装有一个成型车刀22和一个刀架运动靠块23，在靠块的前端接触有一根导程长扁铁25，刀架板的后端装有弹性推进件24。成形机的钻削钻头26连接在一个滑轴27上，钻头位于下弹簧夹头的中心孔内。成形机的控制机构是在凸轮轴上装有一个柱形凸轮31，装于凸轮导程槽内的滑销32的另一端有一个与机床为滑动连接的滑块33，在滑块上装有夹紧推杆16、车削导程长扁铁25和滑轴27。
以下结合本实用新型的实施例和附图，对自动球形件成形机的结构与工作原理予以详细叙述。
图1成形机正剖视机构示意图；图2成形机侧剖视机构示意图；图3成形机凸轮展开图4成形机切削过程示意图；图5刀架板定位销锁合示意图。
图示中1机身；2电机；3传动轴；4大齿轮；5主传动齿轮；6系杆；7行星轮；8固定轮；9凸轮轴齿轮；10、11弹簧夹头；12、13夹头管；14、15耳环；16推杆；17、18支架；19、20夹紧簧；21刀架板；22成型车刀；23靠块；24弹性推进件；25导程长扁铁；26钻头；27滑轴；28滑块；29、30推块；31凸轮；32滑销；33开锁柄；34定位销；35定位簧；36定位块；37锁销；38弹簧；39锁销拉杆；40档块；41坯料；42定位篮。
成形机的主运动轴线与水平面垂直，即成形机为立式结构。
成形机夹紧机构的上弹簧夹头的内表面为圆柱形，下弹簧夹头的内表面为球形。
成形机夹紧机构的弹簧夹头的夹头管上连接的耳环是对称的双耳环。
成形机车削机构的刀架板有一个自锁装置，装置的定位销34安装在刀架板上，定位销是一根有两段不同直径的阶梯轴，在定位销大直径段的外端面作用有一定位簧35；装置的定位块36连接在刀架板的上护板的底面，定位块上有一个直径与定位销大直径段直径相同的圆弧面。
成形机刀架板上的成型车刀的形状，为两个等半径的其角度和为180°－190°的弧形相切而成。其中一个弧形大于90°，一个弧形小于90°。
成形机控制机构的凸轮有一段垂直于轴线的导程槽a－b，一段平行于轴线导程槽b－c及三段连接的倾斜于轴线的导程槽c－d－e－a，各导程槽依次完成过渡、夹紧和复位、快速进刀、切削、退刀与下活(同时进料)五个工作过程。
成形机控制机构中滑块上连接的夹紧推杆上有两个推块29、30。两推块分别位于两个弹簧夹头双耳环的下方。
成形机控制机构中滑块上连接的导程长扁铁上有垂直线A－B、斜线B－C、斜线C－D、垂直线D－E导程段。依次完成准备、切削、退刀、自锁四个工作过程。长扁铁的顶端有一个开锁柄33。
成形机控制机构中滑块上的滑轴27用锁销37及弹簧38安装在滑块上；在锁销移动轨迹上方，在下弹簧夹头外壳上连接有一个锁销拉杆39。
自动球形件成形机的工作原理是电机的动力通过大齿轮带动两个主传动齿轮即带动上、下弹簧夹头同速、同向转动；同时动力又通过大齿轮内的一套外啮合行星轮系，以70的速比传递给控制机构的凸轮。本实施例为结构安排需要，将传动轴从凸轮中孔内穿过，电机安置于下部。
在控制机构，凸轮每旋转一周机器完成一个工作循环，加工出一个球形工件。
当滑销32位于凸轮导程槽a－b段时，滑块28保持在上顶点位置，并停留一段时间。此刻，刀架板上的靠块23位于导程长扁铁的D－E段，使定位销34上的大直径段在定位簧35的作用下进入定位块36上的弧形槽内，从而刀架板被锁住(见图5)；同时两个弹簧夹头张开；滑轴27停落在档块40上；工件坯料落在夹头内。
当滑销位于凸轮导程槽b－c段时，滑块靠重力下落至下顶点位置。由于刀架板处于自锁状态，因而长扁铁顺利地随滑块落下，不会与靠块发生碰撞，当行至顶点时自锁装置上的定位销34被导程长扁铁顶端的开锁柄33推开，使靠块依靠在长扁铁的A－B段上；弹簧夹头上的夹紧簧19、20推动耳环使夹头夹紧；滑轴也在锁销37和弹簧38的作用下与滑块连接成一体。
当滑销位于凸轮导程槽c－d段时，滑块迅速上升，进入到切削前的时刻(见
图1)。
当滑销位于凸轮导程槽d－e段时，滑块则缓慢上升。其间，刀架板上的靠块随长扁铁上的B－C段导程前移，完成车削过程；同时滑块带动滑轴和钻头26完成钻孔，并在钻孔后固定滑轴的锁销38被锁销拉杆39拉开，使滑轴下落至底部档块上(见图4)。
当滑销位于凸轮导程槽e－a段时，滑块移动到上顶点位置。此时，刀架板上的靠块随长扁铁上的C－D段导程后退，完成退刀；而两个弹簧夹头则被推杆上的推块29、30推动耳环14、15打开，使下弹簧夹头夹持的成品工件从夹头中心孔落下，上弹簧夹头夹持的半成品工件及连接的原料，靠重力下落，停在定位篮42的位置上(上一循环加工的半成品工件正好位于下弹簧夹头内)。
此外，成型车刀的形状分为两段圆弧，上半大于90°圆弧，加工出大半个球面的半成品球，下半小于90°的圆弧，则将前一循环过程中加工出的半成品球完成。因而一个成品球形件分两步加工，每一循环出成品球一个。
本实用新型具有以下优点1、采用双弹簧夹头夹持工件的两端，可以避免加工过程中工件振动，提高产品的表面质量及精度，特别在加工非金属材料如木质球形件时，不会发生扭断现象。
2、成形机设计合理，生产效率高。通过凸轮与滑块的控制实现夹紧、钻孔、车削、退刀、放松、落料等程序自动化，大大降低了操作者的劳动强度，可实现一人同时看管多台机器。而且由于车削与钻孔同步进行，又减掉了切断工序，因而生产效率高，每3秒钟可完成成品一件。
3、采用两段弧形的成形车刀，使得球形件在外形完成的同时与另一球分离，省去了切断工序，既保证了外形规整，又可节约切断口的原料消耗。
4、成形机采用立式，可以实现靠重力自动上料、下活和滑块复位，简化了设备结构。
5、本实用新型的结构和原理，不仅适用于球形工件的加工，同样适用于其它异形工件的加工，而只需在成型车刀及下弹簧夹头上加以变动。
权利要求1.一种自动球形件成形机，包括机身、由电机、齿轮和行星轮系组成的传动机构，由一个正锥弹簧夹头和一个倒锥弹簧夹头组成的夹紧机构，还有车削刀架，钻头以及由凸轮和滑块组成的控制机构，所说的自动球形成形机的特征在于传动机构是在电机的传动轴上安装一个大齿轮，大齿轮上的两个输出齿轮与两个主传动齿轮啮合，在大齿轮内有一个行星轮系的系杆，其上装有一个行星轮，行星轮一端与一个固定轮啮合，另一端与太阳轮即凸轮轴齿轮啮合；夹紧机构是在同一轴线上的两个弹簧夹头的夹头管上分别连接有耳环，在两个弹簧夹头的耳环孔内穿有一根推杆，在耳环与支架之间的推杆上套装有夹紧簧，夹头的主传动齿轮安装在夹头管外；车削机构是在与机身滑动连接的刀架板上装有一个成型车刀和一个刀架运动靠块，在靠块的前端接触有一根导程长扁铁，刀架板的后端装有弹性推进件；成形机的钻削钻头连接在一个滑轴上；成形机的控制机构是在凸轮轴上装有一个柱形凸轮，装于凸轮导程槽内的滑销的另一端有一个与机床为滑动连接的滑块，在滑块上装有夹紧推杆、车削导程长扁铁和滑轴。
2.按照权利要求1所述的成形机，其特征在于主运动轴线与水平面垂直，即成形机为立式。
3.按照权利要求1或2所述的成形机，其特征在于夹紧机构的上弹簧夹头的内表面为圆柱形，下弹簧夹头的内表面为球形。
4.按照权利要求1或3所述的成形机，其特征在于夹紧机构的弹簧夹头的夹头管上连接的耳环是对称的双耳环。
5.按照权利要求1所述的成形机，其特征在于车削机构的刀架板有一个自锁装置，装置的定位销安装在刀架板上，定位销是一根有两段不同直径的阶梯轴，在定位销大直径段的外端面作用有定位簧；装置的定位块连接在刀架板的上护板的底面，定位块上有一个直径与定位销大直径段直径相同的圆弧面。
6.按照权利要求1或5所述的成形机，其特征在于刀架板上的成型车刀的形状，为两个等半径的其角度和为180°－190°的弧形相切而成，其中一个弧形大于90°，一个弧形小于90°。
7.按照权利要求1所述的成形机，其特征在于控制机构的凸轮有一段垂直于轴线的导程槽a－b，一段平行于轴线的导程槽b－c及三段连接的倾斜于轴线的导程槽c－d－e－a。
8.按照权利要求1或7所述的成形机，其特征在于控制机构中滑块上连接的夹紧推杆上有两个推块。
9.按照权利要求1或7所述的成形机，其特征在于控制机构中滑块上连接的导程长扁铁上有垂直线A－B，斜线B－C，斜线C－D和垂直线D－E导程段。
10.按照权利要求1或7所述的成形机，其特征在于控制机构中滑块上的滑轴用锁销及弹簧安装在滑块上；在锁销移动轨迹的上方，固定有一个锁销拉杆。
专利摘要本实用新型是一种自动球形件成型机。它由双弹簧夹头夹持工件的两端，用凸轮控制刀架板、钻头和夹头，实现夹紧、钻孔、车削、退刀、放松、落料等程序自动化。本实用新型的优点有(1)加工件用双夹头夹持，向双夹头输入动力，使工件同速、同向转动，可以避免加工过程的振动和防止工件扭断；(2)自动化程度高，可降低工人的劳动强度；(3)生产效率高，每3秒钟完成成品一件；(4)采用新型成型车刀，使球形件在外形完成的同时与另一球分离，省了去切断工序，节约了切口原料的消耗。
文档编号B23B5/40GK2053967SQ8921495
公开日1990年3月7日 申请日期1989年8月12日 优先权日1989年8月12日
发明者涂铭海 申请人:涂铭海