一种棒料自动送料连续车削装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种棒料自动送料连续车削装置，主要技术方案为：在数控车床的刀架上安装带有牵引卡块的牵拉工具，牵引卡块前段带有边沿厚度略小于切断切槽刀的切削刃宽度的U形槽口；车床主轴后端安装有随车床主轴转动的尾管，尾管上设置有几组支承结构，每组支承结构由三个呈120°配置、顶端装有轴承、中间置有碟形弹簧的顶压组件构成。棒料送料时，刀架进给使牵引卡块上的U形槽口插入棒料上车出的牵引槽中、液压卡爪松开、刀架带动棒料前移至预定位置。有益效果是：无需配置液压站或伺服电机驱动装置，通过刀架进给带动实现自动送料，结构简单、成本低廉、工作可靠、操作容易，基本不会产生振动和噪音，不占用工作场地。
【专利说明】一种棒料自动送料连续车削装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种车床辅助装置，具体涉及一种数控车床的棒料自动送料装置。
【背景技术】
[0002]数控车床的自动送料装置，是指可用于配合数控车床连续循环加工物料时实现自动送料，从而能够显著提高设备的加工效率和自动化程度的送料机构或设备，可对各类较长的棒料(包括圆棒料以及六角料，管料等)进行加工来制造所需的产品零件。近年来随着人工成本的日益增加，企业所面临的运营费用和成本压力也越来越大，而走出这一困境的最有效的途径是更新和改造加工设备，提高设备的自动化程度和生产效率，降低劳动强度，并实现一人多机操作，在保证和提高零件的加工质量的前提下大幅度降低零件的生产成本，同时缩短产品的生产周期，以提高企业产品销售的市场竞争力和企业的经济效益。数控车床加工中，工件的装夹是制约加工效率提高的主要因素，因此数控车床配置自动送料装置对提高数控车床的生产效率具有重要意义。
[0003]目前数控车床配套的自动送料机定型产品主要有油浴送料机、储料式送料机、重锤式送料机等。储料式送料机储备料量大，能实现不停机连续送料，但送料直径范围小且价格较高；重锤式送料机结构相对简单、价格也比油浴送料机和储料式送料机要低，但只能用于精度要求不高的零部件加工，而且噪音和振动都比较大。油浴送料机是目前送料机产品中相对较为先进、应用也最为广泛的一种产品，油浴送料机由液压站向料管供油，推动活塞杆(推料杆)将棒料推入主轴，工作时棒料处于料管的液压油内，当棒料旋转时，在油液的阻尼反作应力下，棒料就会从料管内浮起，当转速较快时棒料就会自动悬浮在料管中央而转动，以减少棒料与送料管壁的碰撞与磨擦，降低工作时的振动和噪音。相对于前述的二种送料机，油浴送料机具有送料直径范围广、送料长度长、操作方便、稳定性好、棒料无磨损等优点，当应用于高转速、长棒料、精密工件的加工时，其优点能够得到更充分的显现。
[0004]上述几种自动送料机定型产品的不足之处是:由于需要配置复杂的送料驱动机构如液压站或伺服电机驱动装置，因而送料机的结构相对较为复杂，操作要求高，维护和维修难度大，设备购置的成本相对较高；送料机工作时的振动和噪音较大；一旦出现液压油泄漏时除了会影响送料机工作外还会造成工作场所的污染，当出现油路堵塞时也将会使送料机无法正常工作；由于被加工材料的长期旋转容易使推料杆与被加工材料接触端造成变形和损伤而产生跳动；送料机均为落地式结构，占用场地面积大。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的数控车床棒料自动送料装置所存在的上述的一些不足之处，本实用新型提出了一种无需配置送料驱动机构、结构简单、工作可靠、成本低廉、操作容易、工作时基本不产生振动和噪音、不需使用液压油因而也不会出现液压油泄漏或油路堵塞而使送料机无法正常工作以及污染工作场所的问题、维护维修简便、不占用工作场地的数控车床棒料自动送料连续车削装置。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种棒料自动送料连续车削装置，该自动送料装置用于工件加工的几个主要刀具一端面和外圆车刀、镗孔车刀、钻孔工具、切断切槽刀安装于数控车床的刀架上，加工工件的原料-棒料由安装在车床主轴前端的液压卡爪来夹紧，送料时，液压卡爪的松开和夹紧则由车床的数控系统控制。本技术方案的主要技术关键如下所述:在数控车床的刀架的一个刀位处安装牵拉工具，所述的牵拉工具由牵引卡块和卡块座通过螺钉连接和固定为一体；牵引卡块的前段带有U形的槽口，所述的U形槽口的边沿由半圆和与半圆两端相接的直边构成，U形槽口边沿的厚度略小于切断切槽刀的刀片切削刃宽度。在车床主轴后端安装有圆筒形的尾管，车床主轴转动时尾管随之一起转动；在尾管的多个不同的垂直于其轴线的剖面位置处，设置有几组用于支承棒料的支承结构，每组支承结构由三个呈120°配置的相同的顶压组件构成；所述的顶压组件包括轴承、销轴、支撑体、支撑座、碟形弹簧，轴承位于支撑体内端的开叉处、以圆柱形的销轴安装固定在支撑体上，支撑体则安装于支撑座内，支撑体以外圆与支撑座的内孔滑动配合，在支撑体上端的台阶平面与支撑座的内孔端面之间设置有碟形弹簧；棒料装入尾管和液压卡爪后，支撑体上的轴承在碟形弹簧的弹簧力作用下压贴在棒料表面。棒料前端在完成了一个工件的加工并被切断切槽刀割落后，切断切槽刀进给至棒料下一次的割落位置处再割出一个有一定深度的牵引槽；随着刀架的进给移动，牵引卡块前段的U形槽口插入牵引槽中，在液压卡爪松开后，刀架进给带动棒料向前移动至预定的位置。
[0008]本实用新型并附加下述进一步的技术方案:切断切槽刀与牵引卡块安装在刀架的同一个刀位，用于固定牵引卡块的卡块座放置在切断切槽刀的刀柄之上，由刀架上的刀架螺钉同时压紧两者。
[0009]本实用新型的有益效果是:本实用新型所提出的数控车床棒料自动送料连续车削装置，无需配置液压站或伺服电机驱动装置等送料驱动机构，而是通过安装在刀架上的牵引卡块利用刀架的进给来带动棒料前移，具有结构简单、成本低廉、工作可靠、操作容易、维护维修简便的优点，并且工作时基本不产生振动和噪音，也不需使用液压油因而不会出现液压油泄漏或油路堵塞而使送料机无法正常工作以及污染工作场所的问题；因为棒料的非夹紧端的支承为非落地式结构，因而不占用工作场地。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例所要加工的工件-小口径锻钢闸阀阀座的示意图。
[0011]图2是实施例要完成的阀座加工工序-粗车之一完成后的示意图。
[0012]图3是实施例技术方案的牵引送料和切削加工部分的结构示意图。
[0013]图4是阀座粗车之一的车端面、外圆、打镗孔完成后切断切槽刀割落工件的示意图。
[0014]图5是切断切槽刀车牵引槽的示意图。
[0015]图6是牵引卡块的U形槽口插入牵引槽中、带动棒料前移的示意图。
[0016]图7是图6中A-A剖面处的剖视图，该剖视图所显示的是牵拉工具的结构和安装方式。
[0017]图8是棒料完成自动进给、牵拉工具退出的示意图。
[0018]图9是实施例技术方案的棒料非夹紧端的支承结构示意图。
[0019]图10是图9中尾管的顶压组件处的局部放大图。
[0020]图11是图10中B-B剖面处的剖视图。
[0021]图中，1、车床主轴；2、液压卡爪；3、棒料；4、刀架；5、刀架螺钉；6、牵引卡块；7、卡块座；8、尾管；9、端面和外圆车刀；10、钻孔工具；11、中心钻夹头；12、钻夹头；13、中心钻；14、钻头；15、镗孔车刀；16、刀夹；17、切断切槽刀；18、牵引槽；19、螺钉；20、支撑座；21、支撑体；22、轴承；23、碟形弹簧；24、销轴；25、螺栓。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的阐述。
[0023]如图1所示是小口径锻钢闸阀阀座的示意图，阀座的第一道车削工序(粗车之一)为:以棒料为原料，车床夹头夹紧后，粗车端面、各级台阶外圆，打孔、镗孔，割落；粗车之一工序完成后的工件状态如图2所示。为了提高加工效率，该工序采用在数控车床上以本实用新型所提出的棒料自动送料连续车削装置进行高效率加工。本实施例中，钻孔、镗孔刀具系按照1/2”阀座的加工特点和要求进行配置的:阀座中间孔粗车时的打孔孔径为6.3mm,孔口镗至7.5+0.08mm,由于工件中间的6.3mm孔的孔径较小，打孔时容易打偏造成左端堆焊槽的内边沿一侧偏薄而影响堆焊，需要先用Φ6.3中心钻钻落刀孔后再用钻头打孔；由于镗孔直径较小，需要使用小直径的镗孔刀进行加工，因而在镗孔车刀(15)装夹时采用了刀夹(16)来装夹刀具(图3)。为了保证加工安全，钻孔工具(10)上的两个钻具夹头(11、12)采用带过力矩保护功能的钻夹头，当钻削出现问题时钻夹头可以打滑进行保护。为了实现全自动加工，棒料(3)由安装在车床主轴(I)前端的液压卡爪(2)夹紧，液压卡爪(2)的松开和夹紧由车床的数控系统控制，加工程序按加工工步的要求适时发出松开或夹紧指令；液压卡爪(2)的张开间隙按单侧0，75_配置。
[0024]如图3所示为本实施方案的牵引送料和切削加工部分的结构示意图。加工工件的原料-棒料(3)的长度按2m下料；用于粗车之一工序的几个刀具:端面和外圆车刀(9)、镗孔车刀(15)、钻孔工具(10)、切断切槽刀(17)，安装于数控车床的刀架(4)上:端面和外圆车刀(9)安装于①号刀位，包含有中心钻(13)和钻头(14)两件刀具的钻孔工具(10)安装于②号刀位，镗孔车刀(15)安装于③号刀位，而切断切槽刀(17)则安装于④号刀位。在数控车床刀架(4)的④号刀位，还安装有用于牵引送料的牵拉工具，牵拉工具由牵引卡块(6)和卡块座(7)两部分通过两个内六角螺钉(19)连接和固定为一体(见图7)，牵引卡块(6)的前段带有U形的槽口，该U形槽口的边沿由半圆和与半圆两端相接的直边构成，在U形槽口边沿的一定宽度范围内由铣刀铣出一连贯的台阶面使U形槽口边沿的厚度略小于切断切槽刀(17)的刀片切削刃宽度，而牵引卡块(6)的整体厚度大于上述的U形槽口边沿的厚度以保证牵引卡块(6)在牵引送料时具有足够的强度和刚性。U形槽口的中心高度设置为与车床主轴(I)的中心高度亦即棒料(3)装夹后的中心高度一致，而U形槽口的开档尺寸亦即槽口内侧的半圆的直径则设置为略大于后面所述的棒料(3)上所车出的牵引槽(18)的直径。上述对U形槽口的边沿厚度、中心高度、开档尺寸的设置保证了牵引卡块￠)的U形槽口能够插入牵引槽(18)中而带动棒料(3)前移。
[0025]为了使棒料(3)在伸出车床主轴(I)尾端的长度得到支承从而在转动时不会产生振动和噪音、能够保证机床运转和切削的稳定，在车床主轴(I)后端安装有圆筒形的尾管
(8)(如图9所示)，车床主轴(I)转动时，尾管(8)随之一起转动；在尾管(8)的多个不同的垂直于其轴线的剖面位置处等间距地设置有四组用于支承棒料(3)的支承结构，每组支承结构由三个呈120°配置的相同的顶压组件构成(见图10、图11)，所述的顶压组件主要零件包括轴承(22)、销轴(24)、支撑体(21)、支撑座(20)、碟形弹簧(23)，轴承(22)位于支撑体(21)内端的开叉处、以圆柱形的销轴(24)安装固定在支撑体(21)上，轴承(22)的轴线方向垂直于棒料(3)的轴线，支撑体(21)则安装于支撑座(20)内，支撑体(21)以外圆与支撑座(20)的内孔滑动配合；在支撑体(21)与支撑座(20)配合的圆柱面上端的台阶平面与支撑座(20)的内孔端面之间，设置有碟形弹簧(23);在尾管(8)安装顶压组件的部位加工有通透的窗口，轴承(22)以及支撑体(21)的前段从该窗口处伸入尾管(8)内，支撑座
(20)从尾管⑶的外侧以螺栓(25)安装固定在尾管⑶上。在棒料(3)装入尾管⑶和液压卡爪(2)后，支撑体(21)上的轴承(22)(四组共十二个)在碟形弹簧(23)的弹簧力作用下压贴在棒料(3)的表面。碟形弹簧(23)的作用，一是提供合适的压紧力，二是使顶压组件具有补偿能力，在棒料(3)有一定弯曲度或截面尺寸有偏差时能够妥贴压紧棒料。车床运转时，由于尾管(8)支承结构和棒料(3) —起转动、相互间无相对运动，因而加工过程中棒料支承机构基本无振动和噪音产生，也不存在现有技术的推送机构与高速转动的棒料尾端的磨损和损伤的问题。
[0026]加工时，刀位①的端面和外圆车刀(9)先进行端面和外圆台阶面的粗加工(图3)，继而刀位②的钻孔工具(10)和刀位③的镗孔车刀(15)依次进行钻孔加工、镗孔加工，接着刀位④的切断切槽刀(17)将完成了粗车之一工序的工件从位于前次加工的牵引槽(18)处割落(图4)。
[0027]棒料(3)前端在完成了一个工件的加工并被切断切槽刀(17)割落后，切断切槽刀
(17)的切削刃继续移至棒料(3)下一次的割落位置处并割出2.5mm深的牵引槽(18)(图5)，车床主轴(I)停止转动，刀架(4)继续进给使牵引卡块(6)的U形槽口插入牵引槽(18)中，U形槽口的槽口和两侧与牵引槽(18)的槽底圆柱面和槽两侧均有微小的间隙，接着机床数控系统发出指令使液压卡爪(2)松开，刀架(4)往前进给使牵引卡块(6)带动棒料(3)向前移动至预定位置(图6)，牵引卡块￠)的U形槽口随刀架(4)退出，液压卡爪(2)重新夹紧(图8)，完成了一个加工循环。
[0028]上述的刀架(4)往前进给带动棒料(3)前移的行程为工件的粗车厚度再加上U形槽口与牵引槽(18)前侧的间隙；棒料(3)后端的尾管⑶处的支承结构由于是以轴承(22)压贴在棒料(3)的表面，棒料(3)前移时轴承(22)能够随之转动，因而刀架(4)和牵引卡块(6)带动棒料(3)前移送料时所需要克服的阻力是很小的。
[0029]本实用新型的技术方案所述的刀架(4)，既可以采用数控四方刀架，也可以采用数控立式转塔刀架，还可以采用排刀架。当采用数控立式转塔刀架时，由于立式转塔刀架的刀位较多，因而可以在每个刀位只安装一个刀具或工具，如上述的中心钻和钻头，可以分开各安装在一个刀位上，牵拉工具和切断切槽刀也可各占用一个刀位分开安装。因为数控立式转塔刀架多数是应用于大、中型号的数控车床上，小型数控车床基本采用四方刀架或排刀架，所以本实施例的刀架(4)采用数控四方刀架。由于四方刀架只有4个刀位，因而部分刀具或工具需要合并使用一个刀位，但这并不影响加工，相反却减少了刀架转动换位的时间，因而更有利于提高加工效率。本实施例中，除了装夹中心钻(13)的中心钻夹头(11)和装夹钻头(14)的钻夹头(12)共同使用②号刀位外，如图3和图7所示，切断切槽刀(17)与牵引卡块(6)均安装在刀架⑷的④号刀位，用于固定牵引卡块(6)的卡块座(7)安装时放置在切断切槽刀(17)的刀柄之上，由刀架(4)上的刀架螺钉(5)同时将两者压紧。
[0030]综上所述，本实用新型的技术方案不需要像通常的自动送料机那样需要配置液压站或伺服电机驱动装置等送料驱动机构来进行送料，而是通过牵引卡块利用刀架的进给运动来实现送料，使得送料机构的结构大大简化，因而具有成本低廉、工作可靠、操作容易、维护维修简便的优点，同时因为无需使用液压油，因而不会出现液压油泄漏或者油路堵塞而使送料机无法正常工作以及污染工作场所的问题；棒料后端的独特的支承结构也使机床运转时基本不产生振动和噪音；此外，因为棒料末端的支承方式为非落地式结构，因而与通常的自动送料机相比本实用新型的技术方案具有不占用工作场地的优点。在数控车床的送料和切削加工实现了全自动化后，便可以实施一人多机操作，从而能够最大限度地提高生产效率、降低产品的制造成本。
[0031]以上结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作了具体的说明，但这些附图和说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本【技术领域】的技术人员应该知晓，本实用新型不受上述实施例和附图的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。
【权利要求】
1.一种棒料自动送料连续车削装置，用于工件加工的端面和外圆车刀(9)、镗孔车刀(15)、钻孔工具(10)、切断切槽刀(17)安装于数控车床刀架(4)上，加工工件的原料-棒料(3)由安装在车床主轴(I)前端的液压卡爪(2)夹紧，液压卡爪(2)的松开和夹紧由车床的数控系统控制，其特征在于:在数控车床刀架(4)的一个刀位安装有牵拉工具，所述的牵拉工具由牵引卡块(6)和卡块座(7)通过螺钉(19)连接和固定为一体，牵引卡块(6)前段带有U形的槽口，所述的U形槽口的边沿由半圆和与半圆两端相接的直边构成，U形槽口边沿的厚度略小于切断切槽刀(17)的刀片切削刃宽度；在车床主轴(I)后端安装有圆筒形的尾管(8)，车床主轴(I)转动时尾管(8)随之一起转动，尾管(8)的多个不同的垂直于其轴线的剖面位置处设置有几组用于支承棒料(3)的支承结构，每组支承结构由三个呈120°配置的相同的顶压组件构成，所述的顶压组件包括轴承(22)、销轴(24)、支撑体(21)、支撑座(20)、碟形弹簧(23)，轴承(22)位于支撑体(21)内端的开叉处、以圆柱形的销轴(24)安装固定在支撑体(21)上，支撑体(21)则安装于支撑座(20)内，支撑体(21)以外圆与支撑座(20)的内孔滑动配合，在支撑体(21)上端的台阶平面与支撑座(20)的内孔端面之间设置有碟形弹簧(23)，棒料(3)装入尾管(8)和液压卡爪(2)后，支撑体(21)上的轴承(22)在碟形弹簧(23)的弹簧力作用下压贴在棒料(3)表面；棒料(3)前端在完成了一个工件的加工并被切断切槽刀(17)割落后，切断切槽刀(17)在棒料(3)下一次的割落位置割出牵引槽(18)，随刀架(4)的进给移动牵引卡块(6)前段的U形槽口可以插入牵引槽(18)中，在液压卡爪(2)松开后刀架(4)可以带动棒料(3)向前移动至预定位置。
2.根据权利要求1所述的棒料自动送料连续车削装置，其特征在于:切断切槽刀(17)与牵引卡块(6)安装在刀架(4)的同一个刀位，用于固定牵引卡块(6)的卡块座(7)放置在切断切槽刀(17)的刀柄之上，由刀架(4)上的刀架螺钉(5)同时压紧两者。
【文档编号】B23B5/08GK204075238SQ201420502887
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】章华 申请人:章华