一种八工位曲轴箱定子组合加工设备的制作方法

本发明属于加工机床技术领域，更具体地，涉及一种八工位曲轴箱定子组合加工设备。

背景技术：

曲轴箱定子的加工需要依次完成下列工序，分别为：锪定子脚、车轴外圆φ19.5x17.5和刀检φ110x30、钻沉孔、钻底孔、攻丝、车轴外圆φ18x16，如果是用普通机床加工，需要七道工序来完成，至少需要用到铣床、车床、钻床，还需要攻丝，并且每换一道工序或换一种机床时均需要在一台机床上完成加工后，需要把工件拆下再转移到另一台机床上进行装夹、定位，每次对工件进行装夹和定位都会产生累计定位误差，导致工件加工精度降低，废品率高，并且一整套工序完成后仅能完成一件工件的加工，生产效率低。

因此，本领域亟待对现有曲轴箱定子的加工装置做出改进，以实现对曲轴箱不同部位的同时连续加工，提高不同部位加工的针对性，保证加工的精度和效率。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种八工位曲轴箱定子组合加工设备，其中结合曲轴箱定子自身的特征及其组合加工设备的工艺特点，相应设计了一种八工位曲轴箱定子组合加工设备，并对其关键组件如八工位转盘机构、曲轴箱定子组合加工机构、移动滑台机构、冷却机构和控制机构的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可实现对曲轴箱不同部位的同时连续加工，提高不同部位加工的针对性，保证加工的连续性，因而具有加工效率高、精度高和定位误差小等特点。

为实现上述目的，本发明提供了一种八工位曲轴箱定子组合加工设备，包括用于放置待加工工件的八工位转盘机构，所述八工位转盘机构包括回转架以及设于所述回转架上的转盘，所述转盘与所述回转架可旋转连接，所述转盘的周向呈阵列设置有个工件工装，所述工件工装用于固定工件；

曲轴箱定子组合加工机构，所述曲轴箱定子组合加工机构沿所述转盘的周向呈阵列布置；

移动滑台机构，所述移动滑台机构设于所述曲轴箱定子组合加工机构的底部，用于驱动所述曲轴箱定子组合加工机构沿所述转盘的径向移动；

冷却机构，所述冷却机构用于为所述曲轴箱定子组合加工机构以及工件降温；

控制机构，用于根据工件加工需要调整所述曲轴箱定子组合加工机构与所述转盘的距离，以及通过控制所述转盘的转动以调整所述曲轴箱定子组合加工机构与所述工件的对准位置，以此方式，实现多工件、多工序的同时连续加工。

作为进一步优选的，8个所述工件工装中，有一个所述工件工装用于人工安装固定工件；

每个工件工装至少可固定两个工件。

作为进一步优选的，所述八工位转盘机构还包括转动驱动装置，所述转动驱动装置的转动轴与所述转盘的中心轴固定连接，且该转动驱动装置与控制机构通信连接，并在控制机构的控制作用下驱动所述转盘转动。

作为进一步优选的，所述曲轴箱定子组合加工机构包括依次呈阵列均匀排布的锪定子脚装置a、第一车轴外圆装置、钻沉孔装置、钻底孔装置、锪定子脚装置b、攻丝装置以及第二车轴外圆装置，所述转盘转动指定角度，所述锪定子脚装置a、第一车轴外圆装置、钻沉孔装置、钻底孔装置、锪定子脚装置b、攻丝装置以及第二车轴外圆装置均能与所述工件工装固定的工件一一对应。

作为进一步优选的，所述锪定子脚装置与所述锪定子脚装置结构相同，均包括依次连接的第一电机、第一输动力传输结构、第一转动轴以及第一刀盘，其中，所述第一转动轴底部与所述移动滑台机构固定连接；

所述第一输动力传输结构包括第一主动轮、第一传动轮以及第一被动轮，所述第一主动轮与所述第一电机的动力输出轴固定连接，所述第一传动轮用于张紧所述第一主动轮和第一被动轮，所述第一被动轮与所述第一转动轴固定连接。

作为进一步优选的，所述第一车轴外圆装置与第二车轴外圆装置相同，均包括依次连接的第二电机、第二输动力传输结构、第二转动轴以及第二刀盘，其中，所述第二转动轴底部与所述移动滑台机构固定连接；

所述第二输动力传输结构包括第二主动轮、第二传动轮以及第二被动轮，所述第二主动轮与所述第二电机的动力输出轴固定连接，所述第二传动轮用于张紧所述第二主动轮和第二被动轮，所述第二被动轮与所述第二转动轴固定连接。

作为进一步优选的，所述钻沉孔装置与所述钻底孔装置相同，均包括依次连接的第三电机、第三输动力传输结构、第三转动轴以及第三刀盘，其中，所述第三转动轴底部与所述移动滑台机构固定连接；

所述第三输动力传输结构包括第三主动轮、第三传动轮以及第三被动轮，所述第三主动轮与所述第三电机的动力输出轴固定连接，所述第三传动轮用于张紧所述第三主动轮和第三被动轮，所述第三被动轮与所述第三转动轴固定连接。

作为进一步优选的，所述移动滑台机构设置有7个，7个所述移动滑台机构与所述曲轴箱定子组合加工机构一一对应设置，每个所述移动滑台机构均包括滑动轨道、滑板以及滑动驱动组件，所述滑动轨道沿所述转盘的径向布置，所述滑板用于支撑和固定所述曲轴箱定子组合加工机构，所述滑动驱动组件用于驱动所述滑板沿所述滑动轨道直线运动。

作为进一步优选的，所述冷却机构包括依次连接的冷却水箱、冷却管以及喷嘴，所述冷却管上设有电控阀，所述电控阀与所述控制机构通信连接。

作为进一步优选的，所述冷却机构还包括冷却液收集槽以及过滤组件，所述冷却液收集槽设于所述回转架底部，用于回收所述喷嘴喷出的冷却液，所述冷却液收集槽通过水管与所述冷却水箱连接，所述冷却液收集槽的水出口处还设有过滤组件。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明可实现每一工件工装具移至下一个工位，从而实现多个工件的同步加工，而工位在加工过程中，可通过上下料位不断下料和上料，从而实现了本装置的无停机加工，加工效率高；通过转盘本体的转动便可依次实现工件不同部位的依次加工，工件的加工只需上下料一次，无需因加工多个部位而进行多次拆装，保证了加工精度、加工效率以及成品率，同时保证了本装置生产的工件的质量统一性和一致性。本装置实现了智能化一体式工件的多量化、同步化、高效率、高精度、高质量、高一致性加工。同时本装置还能对曲轴箱定子组合加工机构以及工件降温，提高了装置的使用寿命，降低了工件因高温而产生的性能改变和变形，提高了产品合格率。

附图说明

图1为本发明实施例一种八工位曲轴箱定子加工组合机床结构示意图；

图2为图1中a-a剖视图；

图3为图1中b-b剖视图；

图4为图1中c-c剖视图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-八工位转盘机构、11-工件工装、12-转盘、13-回转架、14-a工件、15-b工件、16-滑板、17-滑动轨道、18-支撑架、2-锪定子脚装置、21-第一电机、22-第一输动力传输结构、23-第一转动轴、24-第一刀盘、3-第一车轴外圆装置、31-第二电机、32-第二输动力传输结构、33-第二转动轴、34-第二刀盘、4-钻沉孔装置、41-第三电机、42-第三输动力传输结构、43-第三转动轴、44-第三刀盘、、5-电控柜、6-液压站、7-钻底孔装置、8-冷却水箱、9-攻丝装置、91-第四电机、92-第四输动力传输结构、93-第四转动轴、94丝锥组件、10-第二车轴外圆装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，本发明一种八工位曲轴箱定子组合加工设备包括固定设于基座上的八工位转盘机构1，其中，八工位转盘机构1与基座可采用焊接、螺栓连接等方式固定。八工位转盘机构1包括固定设于基座上的回转架13，一般而言，回转架13的横截面为旋转对称结构，更具体的，在本发明中，回转架13的横截面为圆形或者正多边形。回转架13的上方设置有转盘12，回转架13与转盘12通过旋转轴连接，旋转轴一端与回转架13的中心轴连接，另一端于转盘12的中心轴连接，并通过转动驱动装置驱动旋转。在本发明中，转动驱动装置设于回转架13上，更具体而言，回转架13内部为中空结构，转动驱动装置设置于该中空结构中，且其动力输出轴与旋转轴固定连接。在本发明中，为了实现整体设备加工的智能调控，转动驱动装置通过通信与控制机构连接，并在控制机构的控制作用下带动转盘12转动。转盘12为以回转架13中心轴为中心轴的旋转对称结构，其包括转盘本体以及设置于转盘本体上的多个工装工位。由于本发明为了实现曲轴箱定子组合加工，因此，根据曲轴箱定子加工的工序在转盘本体上设置有8个工装工位，其中一个用于人工上料，即手工安装需要加工的工件，剩下的7个工装工位分别与一个加工装置一一对应设置，以此方式，在加工装置在对工件进行加工时，可同时进行手动上料，一方面可节省加工时间，提高工作效率，另一方面，以实现工件的依次安装对准，无需每次进入下个程序的时候，均需要安装对准，减小了工件安装对准的误差，提高工件的加工精度。

更具体而言，在本发明中，转盘12与回转架13可旋转连接，所述转盘12的周向呈阵列设置有8个工件工装11，工件工装11用于固定工件。工件工装11包括工装本体以及固定设置于工装本体上的夹具，其中，8个工件工装11均沿转盘12的周向呈阵列均匀布置，即每两个工件工装之间的夹角为45°。夹具夹持工件，使得工件的加工位置与曲轴箱定子组合加工机构的刀盘精准对齐，方便曲轴箱定子组合加工机构对工件进行相应的加工。最为本发明的优选方案，每个工件工装11至少可固定两个工件，即夹具上设有两个可夹持工件的安装孔，该两个安装孔的位置与刀盘上的刀具位置一一对应，进而可根据需要进行多工件的同时加工。同时，夹具本体上还设有夹具转动驱动装置，用于驱动夹具本体旋转以带动工件的旋转，以此方式，可交换工件的加工位置。

如图1、图2、图3以及图4所示，在本发明中，转盘12的周向还设置有曲轴箱定子组合加工机构，曲轴箱定子组合加工机构包括依次呈阵列均匀排布的锪定子脚装置2a、第一车轴外圆装置3、钻沉孔装置4、钻底孔装置7、锪定子脚装置2b、攻丝装置9以及第二车轴外圆装置10，所述转盘12转动指定角度，所述锪定子脚装置2a、第一车轴外圆装置3、钻沉孔装置4、钻底孔装置7、锪定子脚装置2b、攻丝装置9以及第二车轴外圆装置10均能与所述工件工装11固定的工件一一对应。

具体而言，所述锪定子脚装置2a与所述锪定子脚装置2b结构相同，均包括依次连接的第一电机21、第一输动力传输结构22、第一转动轴23以及第一刀盘24，其中，所述第一转动轴23底部与所述移动滑台机构固定连接；所述第一输动力传输结构22包括第一主动轮、第一传动轮以及第一被动轮，所述第一主动轮与所述第一电机21的动力输出轴固定连接，所述第一传动轮用于张紧所述第一主动轮和第一被动轮，所述第一被动轮与所述第一转动轴固定连接。所述第一车轴外圆装置3与第二车轴外圆装置10相同，均包括依次连接的第二电机31、第二输动力传输结构32、第二转动轴33以及第二刀盘34，其中，所述第二转动轴33底部与所述移动滑台机构固定连接；所述第二输动力传输结构32包括第二主动轮、第二传动轮以及第二被动轮，所述第二主动轮与所述第二电机31的动力输出轴固定连接，所述第二传动轮用于张紧所述第二主动轮和第二被动轮，所述第二被动轮与所述第二转动轴固定连接。所述钻沉孔装置4与所述钻底孔装置7相同，均包括依次连接的第三电机41、第三输动力传输结构43、第三转动轴42以及第三刀盘44，其中，所述第三转动轴42底部与所述移动滑台机构固定连接；所述第三输动力传输结构43包括第三主动轮、第三传动轮以及第三被动轮，所述第三主动轮与所述第三电机41的动力输出轴固定连接，所述第三传动轮用于张紧所述第三主动轮和第三被动轮，所述第三被动轮与所述第三转动轴固定连接。所述攻丝装置9包括依次连接的第四电机91、第四输动力传输结构93、第四转动轴92以及第四刀盘94，其中，所述第四转动轴92底部与所述移动滑台机构固定连接；所述第四输动力传输结构93包括第四主动轮、第四传动轮以及第四被动轮，所述第四主动轮与所述第四电机91的动力输出轴固定连接，所述第四传动轮用于张紧所述第四主动轮和第四被动轮，所述第四被动轮与所述第四转动轴固定连接。

在本发明中，曲轴箱定子组合加工机构中的各个刀盘所含有的刀具可根据需要设置有多个，可实现多工件的同时加工，同时，在一个刀具损坏时，其他刀具可马上代替该刀具进行加工，从而提高整体装置加工的连贯性，提高产品的合格率。

如图2所示，在曲轴箱定子组合加工机构于基座之间还设有移动滑台机构，所述移动滑台机构设于所述曲轴箱定子组合加工机构的底部，用于驱动所述曲轴箱定子组合加工机构沿所述转盘12的径向移动。更具体而言，移动滑台机构设置有7个，7个所述移动滑台机构与所述曲轴箱定子组合加工机构一一对应设置，每个所述移动滑台机构均包括滑动轨道17、滑板16以及滑动驱动组件，所述滑动轨道17沿所述转盘12的径向布置，所述滑板16用于支撑和固定所述曲轴箱定子组合加工机构，所述滑动驱动组件用于驱动所述滑板16沿所述滑动轨道17直线运动。即曲轴箱定子组合加工机构中的各装置，可根据加工需要或者检修需要或者避让需要，通过驱动滑板16沿滑动轨道17做直线运动，以此方式，调整刀盘与工件之间的距离。

作为本发明的优选方案，滑板16上还设有固定套筒，该固定套筒一侧与滑板16固定连接，另一侧与曲轴箱定子组合加工机构中各装置固定连接，以此方式，提高整体装置在运动和加工过程中的稳定性。

本发明涉及的设备还包括冷却机构，该冷却机构用于为曲轴箱定子组合加工机构以及工件降温。为了提高曲轴箱定子组合加工机构以及工件降温中各装置的刀盘的使用寿命以及较小因温度造成的工件性能降低或者变形，在基座上设置有冷却水箱4，在回转架13的底部设置有冷却液收集槽，冷却水箱4与冷却液收集槽通过水管连接，其中在水管上还设置有泵和电磁阀，电磁阀通过通信与控制机构连接，并在控制机构的作用下控制水路的关闭和开启，泵用于在水路开启的状态下，将冷却液收集槽中的冷却液输送至冷却水箱4中。作为本发明的优选方案，在冷却液收集槽的出水口处，还设置有过滤组件，用于过滤冷却液中的杂质。冷却机构还包括多根与冷却水箱4连接的冷却管，冷却管的另一端装有喷嘴，喷嘴通过喷嘴固定件安装于夹具的旁侧，用于在曲轴箱定子组合加工机构对工件加工作业时向刀盘和工件喷洒冷却液，实现降温功能。

本发明的控制机构设置于电控柜5中，用于根据工件加工需要调整所述曲轴箱定子组合加工机构与所述转盘12的距离，以及通过控制所述转盘12的转动以调整所述曲轴箱定子组合加工机构与所述工件的对准位置，以此方式，实现多工件、多工序的同时连续加工，同时，还用于控制冷却机构中的电磁阀以及泵的工作。

作为本发明的优选方案，移动滑台机构通过液压驱动机构进行驱动。更具体的，滑动驱动组件为液压驱动组件，相应的，在基座上还设置有为滑动驱动组件供油的液压站6。

作为本发明的优选方案，为了更精确的获取曲轴箱定子组合加工机构中各装置的位置，在滑动轨道17上还设有传感器，在滑板16上设置有传感器识别件，传感器识别件的位置相对于曲轴箱定子组合加工机构的位置是固定的。传感器与控制机构实现通信连接。一般而言，在本发明中，控制机构控制曲轴箱定子组合加工机构的运动方向，当传感器识别件经过传感器时，传感器向控制机构发送位置信息指令，控制机构根据该位置指令信息以及工件的加工信息规划曲轴箱定子组合加工机构的运动距离，从而实现曲轴箱定子组合加工机构与工件的精准对准。同时，当工件完成加工后，控制机构根据曲轴箱定子组合加工机构的运动距离以及曲轴箱定子组合加工机构的初始位置与传感器之间的距离规划曲轴箱定子组合加工机构的回程距离，使得曲轴箱定子组合加工机构完成加工后能精确回位，方便下次工件加工时，曲轴箱定子组合加工机构的运动距离的规划。以此方式，进一步保证和提高了工件的加工精度。

作为本发明的优选方案，为了防止曲轴箱定子组合加工机构过运动而导致的曲轴箱定子组合加工机构与工件的碰撞，在滑动轨道17上还设置有限位块，该限位块用于限制曲轴箱定子组合加工机构与所述转盘(12)之间的距离。该限位块与所述转盘(12)之间的距离是根据加工种类以及工件的种类来设定的，同时，还可根据加工种类以及工件的种类来调整限位块与所述转盘(12)之间的距离，从而提高整体设备的适用性。

参照本发明的一个优选实施例：本发明一种八工位曲轴箱定子组合加工设备包括八个工位，均布设置在八工位转盘机构1的边缘，每个工位固定两个曲轴箱定子，即a工件14和b工件15，当八工位转盘机构1旋转一圈时，可完成14个曲轴箱定子的加工。其中，八工位转盘机构1边缘依次是第一工位、第二工位、第三工位、第四工位、第五工位、第六工位、第七工位和第八工位，每个工位处设置一个工件工装。八工位转盘机构1位于旋转中心，包括工件工装11、转盘12和回转架13，其中工件工装11共有16个，转盘12是一个正八边形的形状，工件工装11均布设置在转盘12的边缘位置。转盘12与回转架13转动连接，回转架13用于驱动转盘12旋转。曲轴箱定子的加工需要依次完成以下工序：锪定子脚、车轴外圆φ19.5x17.5和刀检φ110x30、钻沉孔、钻底孔、攻丝、车轴外圆φ18x16。参照图1和图2，第一工位为人工上料工位，用于将a工件14和b工件15分别装夹固定在转盘12上的夹具11上，使得a工件14和b工件15的加工面朝向转盘12的外侧便于加工。参照图2，第二工位和第六工位上均安装锪定子脚装置2，第二工位用于锪a工件14的定子脚，第六工位用于锪b工件15的定子脚，锪定子脚装置2包括第一转动轴和第一刀盘，第一转动轴一端通过第一输动力传输结构与第一电机连接，第一转动轴另一端与第一刀盘连接，其高度与a工件14或b工件15的加工面等高。第一转动轴的轴身固定在滑板上，滑板与滑动轨道滑动连接，第一转动轴一方面在滑动轨道的驱动下朝向a工件14或b工件15前进，另一方面在第一电机的驱动下带动刀盘旋转，这样加工一次成型，加工精度高。参照图3，第三工位安装第一车轴外圆装置3，用于粗车a工件14和b工件15的轴外圆φ19.5x17.5和刀检φ110x30。第一车轴外圆装置3包括第二电机、第二输动力传输结构、第二转动轴、第二刀盘，第二输动力传输结构与第二转动轴连接固定，第二转动轴与第二刀盘固定，第二转动轴同时固定在滑板的上方，第二刀盘通过第二电机驱动第二输动力传输结构转动使得第二转动轴转动来带动旋转，同时通过滑板的滑动使其向前移动，通过第二刀盘的旋转和前进完成对轴外圆的加工。参照图4，第四工位安装钻沉孔装置4，用于同时钻a工件14和b工件15上的沉孔。钻沉孔装置4包括第三电机、第三转动轴、第三输动力传输结构、齿轮传动机构和第三刀盘。其中，第三输动力传输结构包括第三主动轮、第三被动轮和第三传动轮，第三主动轮与第三电机的动力输出轴固定连接，第三被动轮和第三转动轴的一端固定，第三传动轮两端分别套装在第三主动轮1和第三被动轮上。齿轮传动机构包括齿轮轴、齿轮箱和端盖，齿轮轴的一端与第三转动轴的另一端固定连接并且同轴心，齿轮轴的另一端固定有主齿轮，齿轮箱内设有副齿轮，主齿轮与副齿轮啮合。齿轮轴的外侧套装有端盖，端盖与齿轮轴之间通过轴承转动连接，端盖位于第三转动轴与齿轮箱之间，端盖一端与第三转动轴的轴肩相抵触，端盖的另一端与齿轮箱固定。齿轮箱内的副齿轮有多个，副齿轮分别与第三刀盘中钻刀固定连接。通过滑动机构带动第三转动轴前进，并通过第三电机驱动其转动，从而实现钻第三刀盘的转动和滑动来完成钻孔。参照图4，第五工位安装钻底孔装置7，用于同时钻a工件14和b工件15上的底孔。钻底孔装置7与钻沉孔装置4的结构基本相同，只需在钻沉孔装置4的基础上更换刀盘即可对底孔进行加工。第七工位安装攻丝装置9，用于同时对a工件14和b工件15上的底孔进行攻丝，加工a工件14和b工件15上的螺纹孔。攻丝装置9包括第四电机91、第四输动力传输结构92、攻牙主轴头93和丝锥组件94，第四电机91和攻牙主轴头93通过第四输动力传输结构92固定，攻牙主轴头93的另一端固定丝锥组件94，攻牙主轴头93的下方与滑板固定，通过滑板与移动滑轨的相对滑动和第三电机91驱动攻牙主轴头93的转动实现丝锥组件94的攻丝动作。参照图3，第八工位安装第二车轴外圆装置10，用于a工件14和b工件15的轴外圆φ19.5x17.5的加工。第二车轴外圆装置10除刀具外与第一车轴外圆装置3结构基本相同，在第一车外圆装置的基础上更换刀具即可对φ19.5x17.5进行加工。参照图1，在整机的周围还设置有一个电控柜5、两个液压站6和冷却水箱8，电控柜5用于控制八工位转盘机构1的旋转以及各个工位中的动作，液压站6主要是为液压滑轨94等液压驱动元器件提供动力，冷却水箱8主要是为各个工位加工过程中为a工件14、b工件15和刀具降温。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。