一种锥套铣面及钻孔的九工位机床的制作方法

本发明涉及锥套加工的技术领域，特别是一种锥套铣面及钻孔的九工位机床。

背景技术：

锥套是一种欧美国家普遍使用的新型机械传动联接部件，具有标准化程度高、精度高、结构紧凑、安装拆卸方便等特点。通过8度外锥面与皮带轮、链轮及其他传动件内锥面压紧联接，使各种传动件的定心精度大大提高。锥套尺寸为系列标准设计。通用性互换性很好，适用各种场合. 当传动件经过长时间运转时，内孔及链槽就可能发生损坏，如果使用锥套作为传动件，发生这种情况时，只需更换同一规格锥套就可以恢复使用。因而大大提高传动件使用寿命，降低维修费用，节省时间。

如图1所示，为锥套的结构示意图，锥套与皮带轮相配合处的孔都是半边的，并且锥套上的两个半形光孔50与带轮上的两个半形螺纹孔分别组成了一个完整的孔，锥套上的一个半形螺纹孔51又与皮带轮上的一个半形光孔组成了一个完整的孔，半形螺纹孔51位于两个半形光孔50之间。在装配时，将两个螺钉旋进在皮带轮的两个螺纹孔与半形光孔50所形成的完整孔中，随着螺钉在皮带轮上的螺纹孔中不断拧紧，螺纹作用将螺钉推向皮带轮上锥孔的小端，而锥形套上的两个光孔并没有完全加工穿，这样，当螺钉的头部抵住光孔的底部时，就将力传递给了锥套，锥套就相对于皮带轮向皮带轮锥孔的小端运动，这时因为锥度的原因，锥套的就不断包紧轴，而轴又反作用于锥套，再作用于皮带轮。这样皮带轮、锥套以及轴就紧密的组装在一起了。

为实现锥套上两个半形光孔50和一个半形螺纹孔51的加工，通常采用单工序进行加工，即先利用钻床在毛坯的大端面上钻出三个孔，再利用攻丝机对其中一个孔进行攻丝，随后进入端面铣削加工，最后进行镗孔，然而每道工序都需要重新工装定位，很难保证孔与孔之间的位置精度，最终导致加工后的锥套无法匹配到皮带轮上，此外还存在操作繁琐，很难实现连续生产，降低了生产产量，无法满足市场的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种加工精度高、自动化程度高、提高锥套生产效率、减轻工人劳动强度、提高锥套生产产量的锥套铣面及钻孔的九工位机床。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种锥套铣面及钻孔的九工位机床，它包括机体和旋转安装于机体顶部的油压齿式分割台，所述的油压齿式分割台的外边缘上均匀设置有九个毛坯工装夹具，机体的顶部上、以油压齿式分割台为圆心沿顺时针方向依次设置有面粗铣加工单元、粗镗孔加工单元、半精镗孔加工单元、面精铣加工单元、精镗孔加工单元、钻孔单元、倒角单元和攻丝单元；

所述的面粗铣加工单元包括十字型液压滑台、铣刀安装座A、电机A以及旋转安装于动力头A内的铣刀轴A，铣刀轴A沿油压齿式分割台径向方向设置，铣刀轴A上顺次连接有铣刀柄和粗铣刀盘，铣刀安装座A固定安装于十字型液压滑台的台面上，电机A平行于动力头A设置，电机A与铣刀轴A之间连接有传动机构；

所述的粗镗孔加工单元、半精镗孔加工单元和精镗孔加工单元均包括液压滑台、动力头、电机C以及旋转安装于动力头内的镗刀轴，镗刀轴沿油压齿式分割台径向方向设置，镗刀轴上连接有镗刀柄，电机C平行于动力头设置，电机C与镗刀轴之间连接有传动机构；所述的粗镗孔加工单元的镗刀柄上连接有粗镗刀；所述的半精镗孔加工单元的镗刀柄上连接有半精镗刀，所述的精镗孔加工单元的镗刀柄上连接有精镗刀；

所述的面精铣加工单元包括工字型立式油压滑台、动力头B、电机B以及旋转安装于动力头B内的铣刀轴B，铣刀轴B沿油压齿式分割台径向方向设置，铣刀轴B上顺次连接有铣刀柄和精铣刀盘，动力头B固定安装于工字型立式油压滑台的台面上，电机B平行于动力头B设置，电机B与铣刀轴B之间连接有传动机构；

所述的钻孔单元和倒角单元均包括多孔钻孔机和连接于多孔钻孔机输出轴的多轴动力头，输出轴沿油压齿式分割台径向方向设置；所述的钻孔单元的多轴动力头上安装有三个呈三角形布置的钻头；所述的倒角单元的多轴动力头上安装有三个呈三角形布置的倒角刀；

所述攻丝单元包括卧式攻丝机和顺次连接于卧式攻丝机主轴上的攻丝主轴头和丝锥，主轴沿油压齿式分割台径向方向设置；

所述的毛坯工装夹具包括夹具主体、液压缸、杠杆、支撑杆和连杆，夹具主体固定安装于油压齿式分割台的边缘上，夹具主体的前端面上且从上往下顺次设置有导轨和下爪，下爪呈V形结构，V形结构的两侧均设置有橡胶垫，液压缸垂向设置于夹具主体内且位于下爪的后侧，支撑杆一端铰接于夹具主体的顶部，支撑杆的另一端铰接于杠杆上，杠杆的一端与液压缸的活塞杆铰接，杠杆的另一端与连杆的一端铰接，连杆的另一端铰接有安装于导轨上的滑块，该九工位机床还包括控制系统，所述的控制系统与电机A、电机B、电机C、液压滑台、十字型液压滑台、工字型立式油压滑台、液压缸、卧式攻丝机、多孔钻孔机和油压齿式分割台连接。

所述的传动机构由主动同步带轮、从动同步带轮和同步带组成，主动同步带轮和从动同步带轮之间安装有同步带，所述的镗刀轴、铣刀轴A和铣刀轴B上均安装有从动同步带轮，所述的电机A、电机B和电机C的输出端均安装有主动同步带轮。

所述的机体的顶部设置有围栏，围栏的前侧开设有通槽。

所述的电机A、电机B和电机C均为三相异步交流电机。

所述的十字型液压滑台、工字型立式油压滑台和液压滑台均固定安装于机体的顶部。

本发明具有以下优点：本发明加工精度高、提高锥套生产效率、减轻工人劳动强度、提高锥套生产产量。

附图说明

图1 为锥套的结构示意图；

图2 为本发明的主视图；

图3 为本发明的俯视图；

图4 为面粗铣加工单元的结构示意图；

图5 为面精铣加工单元的结构示意图；

图6 为精镗孔加工单元的结构示意图；

图7 为钻孔单元的结构示意图；

图8 为毛坯工装夹具的结构示意图；

图9 为图8的剖视图；

图中，1-机体，2-油压齿式分割台，3-毛坯工装夹具，4-面粗铣加工单元，5-粗镗孔加工单元，6-半精镗孔加工单元，7-面精铣加工单元，8-精镗孔加工单元，9-钻孔单元，10-倒角单元，11-攻丝单元，12-十字型液压滑台，13-动力头A，14-电机A，15-铣刀轴A，16-粗铣刀盘，17-液压滑台，18-动力头，19-电机C，20-镗刀轴，21-粗镗刀，22-半精镗刀，23-精镗刀，24-工字型立式油压滑台，25-动力头B，26-电机B，27-铣刀轴B，28-精铣刀盘，29-多孔钻孔机，30-输出轴，31-多轴动力头，32-钻头，33-倒角刀， 35-主轴，36-攻丝主轴头，37-丝锥，38-夹具主体，39-液压缸，40-杠杆，41-支撑杆，42-连杆，43-导轨，44-下爪，45-滑块，46-主动同步带轮，47-从动同步带轮，48-围栏， 50-半形光孔，51-半形螺纹孔，52-控制系统，53-橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图2和图3所示，一种锥套铣面及钻孔的九工位机床，它包括机体1和旋转安装于机体1顶部的油压齿式分割台2，所述的油压齿式分割台2的外边缘上均匀设置有九个毛坯工装夹具3，机体1的顶部上、以油压齿式分割台2为圆心沿顺时针方向依次设置有面粗铣加工单元4、粗镗孔加工单元5、半精镗孔加工单元6、面精铣加工单元7、精镗孔加工单元8、钻孔单元9、倒角单元10和攻丝单元11；

如图2~4所示，所述的面粗铣加工单元4包括十字型液压滑台12、动力头A13、电机A14以及旋转安装于动力头A13内的铣刀轴A15，铣刀轴A15沿油压齿式分割台2径向方向设置，铣刀轴A15上顺次连接有铣刀柄和粗铣刀盘16，动力头A13固定安装于十字型液压滑台12的台面上，电机A14平行于动力头A13设置，电机A14与铣刀轴A15之间连接有传动机构；

如图2、3、6所示，所述的粗镗孔加工单元5、半精镗孔加工单元6和精镗孔加工单元8均包括液压滑台17、动力头18、电机C19以及旋转安装于动力头18内的镗刀轴20，镗刀轴20沿油压齿式分割台2径向方向设置，镗刀轴20上连接有镗刀柄，电机C19平行于动力头18设置，电机C19与镗刀轴20之间连接有传动机构；所述的粗镗孔加工单元5的镗刀柄上连接有粗镗刀21；所述的半精镗孔加工单元6的镗刀柄上连接有半精镗刀22，所述的精镗孔加工单元8的镗刀柄上连接有精镗刀23；

如图2、3、5所示，所述的面精铣加工单元7包括工字型立式油压滑台24、动力头B25、电机B26以及旋转安装于动力头B25内的铣刀轴B27，铣刀轴B27沿油压齿式分割台2径向方向设置，铣刀轴B27上顺次连接有铣刀柄和精铣刀盘28，动力头B25固定安装于工字型立式油压滑台24的台面上，电机B26平行于动力头B25设置，电机B26与铣刀轴B27之间连接有传动机构；

如图2、3、7所示，所述的钻孔单元9和倒角单元10均包括多孔钻孔机29和连接于多孔钻孔机29输出轴30的多轴动力头31，输出轴30沿油压齿式分割台2径向方向设置；所述的钻孔单元9的多轴动力头31上安装有三个呈三角形布置的钻头32；所述的倒角单元10的多轴动力头31上安装有三个呈三角形布置的倒角刀33；

如图2和图3所示，所述攻丝单元11包括卧式攻丝机和顺次连接于卧式攻丝机主轴35上的攻丝主轴头36和丝锥37，主轴35沿油压齿式分割台2径向方向设置；

如图2、3、8、9所示，所述的毛坯工装夹具3包括夹具主体38、液压缸39、杠杆40、支撑杆41和连杆42，夹具主体38固定安装于油压齿式分割台2的边缘上，夹具主体38的前端面上且从上往下顺次设置有导轨43和下爪44，下爪44呈V形结构，V形结构的两侧均设置有橡胶垫53，V形结构两侧的橡胶垫53起到了保护放置于其上毛坯的作用，避免了滑块45将毛坯挤压变形，所述的液压缸39垂向设置于夹具主体38内且位于下爪44的后侧，支撑杆41一端铰接于夹具主体38的顶部，支撑杆41的另一端铰接于杠杆40上，杠杆40的一端与液压缸39的活塞杆铰接，杠杆40的另一端与连杆42的一端铰接，连杆42的另一端铰接有安装于导轨43上的滑块45。

如图1所示，该九工位机床还包括控制系统52，控制系统52安装于围栏48上，以便于工人进行操作，所述的控制系统52与电机A14、电机B26、电机C19、液压滑台17、十字型液压滑台12、工字型立式油压滑台24、液压缸39、卧式攻丝机、多孔钻孔机29和油压齿式分割台2连接，通过控制系统52能够控制电机A14、电机B26和电机C19的启动或关闭，以及电机的转速；控制系统52能控制工字型立式油压滑台24的滑台前后或上下运动；控制系统52能控制十字型液压滑台12的滑台左右或前后运动；控制系统52能够控制液压滑台17的滑台前后运动，从而只需一个人编程或手动进行操作即可，具有自动化程度高的特点，且相比传统的单工位加工，极大减轻了工人的劳动强度，降低了人工成本。

所述的传动机构由主动同步带轮46、从动同步带轮47和同步带组成，主动同步带轮46和从动同步带轮47之间安装有同步带，所述的镗刀轴20、铣刀轴A15和铣刀轴B27上均安装有从动同步带轮47，所述的电机A14、电机B26和电机C19的输出端均安装有主动同步带轮46。

所述的机体1的顶部设置有围栏48，围栏48的前侧开设有通槽，电机A14、电机B26和电机C19均为三相异步交流电机；所述的十字型液压滑台12、工字型立式油压滑台24和液压滑台17均固定安装于机体1的顶部。

如图2~9所示，所述的锥套铣面及钻孔的九工位机床加工锥套的工艺，它包括以下步骤：

S1、毛坯的工装，将毛坯放置于下爪44的V形结构上，再控制液压缸39的活塞杆伸出，杠杆40的右端部向下运动从而带动滑块45向下运动，从而使毛坯抵压于下爪44和滑块45之间，从而实现了毛坯的快速工装，通过一次工装即可完成锥套的加工，无需反复进行工装，保证了孔与孔之间的位置精度，从而提高了锥套的加工精度；

S2、粗铣端面，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到面粗铣加工单元4，随后控制电机A14启动，电机A14带动铣刀轴A15转动，铣刀轴A15带动粗铣刀盘16转动，再经十字型液压滑台12控制粗铣刀盘16进给到毛坯的前端面后，十字型液压滑台12控制粗铣刀盘16左右移动，实现了毛坯的粗铣端面；

S3、粗镗孔，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到粗镗孔加工单元5，随后控制电机C19启动，电机C19带动镗刀轴20转动，镗刀轴20带动粗镗刀21转动，同时经液压滑台17控制粗镗刀21以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的镗孔；

S4、半精镗孔，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到半精镗孔加工单元6，随后控制电机C19启动，电机C19带动镗刀轴20转动，镗刀轴20带动半精镗刀22转动，同时经液压滑台17控制半精镗刀22以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的半精镗孔；

S5、精铣端面，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到面精铣加工单元7，随后控制电机B26启动，电机B26带动铣刀轴B27转动，铣刀轴B27带动精铣刀盘28转动，再经工字型立式油压滑台24控制精铣刀盘28以进给速度铣削毛坯前端面，同时经工字型立式油压滑台24控制精铣刀盘28上下移动，实现了毛坯的精铣端面；

S6、精镗孔，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到精镗孔加工单元8，随后控制电机C19启动，电机C19带动镗刀轴20转动，镗刀轴20带动精镗刀23转动，同时经液压滑台17控制精镗刀23以进给速度镗毛坯中心孔，实现了对毛坯中心孔的精镗孔；

S7、钻孔，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到钻孔单元9，多孔钻孔机29带动多轴动力头31上的钻头32同时转动，随后控制输出轴30以进给速度在毛坯三个角处钻孔，形成一个光孔和两个盲孔，从而实现了毛坯的钻孔；

S8、倒角，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到倒角单元10，多孔钻孔机29带动多轴动力头31上的倒角刀33同时转动，倒角刀33对盲孔和光孔的边缘进行倒角；

S9、攻丝，控制油压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到攻丝单元11，卧式攻丝机的主轴35带动丝锥37进给和转动联动，随后控制卧式攻丝机的主轴35伸出使丝锥37进入光孔内，从而实现了毛坯的攻丝；最终实现了锥套的加工；

S10、拆卸锥套，控制液压齿式分割台2旋转40°使毛坯转到最开始的上料工位，随后控制液压缸39的活塞杆缩回，连杆42带动滑块45向上运动，滑块45与锥套分离，从而工人即可将产品。因此，在一个毛坯刚好送入粗铣工位后，下一个毛坯又进行工装，因此该九工位机床实现了连续生产锥套，提高了锥套的生产产量。该九工位机床无需反复对毛坯进行工装定位，消除了累计误差，提高了锥套的加工精度，同时极大节省了工人的劳动强度，此外在面粗铣加工单元4中实现了横向铣削毛坯端面，而在面精铣加工单元7中实现了纵向铣削毛坯端面，极大提高了产品的光洁度和平面度。