全凸輪自動車床的製作方法

2023-12-06 18:42:06

專利名稱：全凸輪自動車床的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機械加工設備，尤其是一種軸承套圈切削加工的全自動車床。
背景技術：
傳統的軸承套圈切削加工基本上是用手動的普通儀表臺車，比如用手扳動 夾頭使卡盤將工件夾緊或鬆開，用手扳動手柄來驅動大、小拖板的進或退，直 接用手上、下料， 一個工人只能操作一臺儀表臺車，勞動強度大，工作效率低， 加工質量因人而異，甚至不同的體能狀態和心情都會造成質量的不穩定，次品 率高，於是檢驗的工作量大大增加，刀具的調整頻繁，生產效率降低，產品成 本高。自動車床具有質量穩定、生產效率大幅提高、勞動強度大大降低， 一人 可以管兩臺以上等優點。目前軸承套圈的自動車床有液壓驅動的、氣壓驅動的、 伺服電機驅動的，雖然解決了自動化問題，但是存在製造成本高、使用成本高、 維護成本高、操作複雜、能耗增加好幾倍、對工人的素質要求高等缺點。實用新型內容本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有技術存在的成 本高、操作複雜、能耗大、對工人的素質要求高等缺點，提供一種可實現自動 上料、自動夾緊、自動切削、自動放鬆、自動下料的全凸輪自動車床。為此， 本實用新型採用以下技術方案全凸輪自動車床，包括床身、工件夾緊與運動裝置、刀具安裝與移動裝置， 其特徵在於所述的工件夾緊與運動裝置上連有用於提供若干個直線往復運動 或擺動的工件連杆機構組；所述的刀具安裝與移動裝置上連有用於提供若干個 直線往復運動或擺動的刀具連杆機構組；所述的工件夾緊與運動裝置和刀具安 裝與移動裝置的所有連杆機構全部由凸輪機構驅動；所述的床身上設有一固定杆作為所有連杆機構的固定點。所述的工件夾緊與運動裝置包括工件的夾緊裝置、與夾緊裝置對應的用於 上料的機械手和用於推料的機械手指以及驅動夾緊裝置的主軸迴轉系統。所述的刀具安裝與移動裝置包括刀架及刀具運動的縱向拖板、橫向拖板。所述的凸輪機構包括夾緊凸輪、機械手凸輪、手指凸輪、縱移凸輪、橫移 凸輪，所有凸輪都固定在分配軸上，分配軸與凸輪動力裝置相聯。所述的工件連杆機構組包括夾緊連杆機構、機械手連杆機構、手指連杆機 構；所述的夾緊連杆機構包括擺杆、滾動軸承、垂直拉杆、轉角槓桿、水平拉 杆，滾動軸承的外圈與夾緊凸輪接觸形成滾動摩擦，滾動軸承的內圈與擺杆的 中間固定，擺杆的一端與固定杆鉸接，擺杆的另一端與垂直拉杆的一端鉸接， 垂直拉杆的另一端與轉角槓桿的一端鉸接，轉角槓桿的另一端與水平拉杆的一 端較接，水平拉杆的另一端與夾緊裝置相連，轉角槓桿的支點固定在床身上； 所述的機械手連杆機構包括擺杆、滾動軸承、垂直拉杆、轉角槓桿，滾動軸承 的外圈與機械手凸輪接觸形成滾動摩擦，滾動軸承的內圈與擺杆的中間固定， 擺杆的一端與固定杆鉸接，擺杆的另一端與垂直拉杆的一端鉸接，垂直拉杆的 另一端與轉角槓桿的一端鉸接，轉角槓桿的另一端與機械手相連，轉角槓桿的 支點固定在床身上；所述的手指連杆機構包括擺杆、滾動軸承、鋼絲繩，滾動 軸承的外圈與手指凸輪接觸形成滾動摩擦，滾動軸承的內圈與擺杆的中間固定， 擺杆的一端與固定杆鉸接，擺杆的另一端與鋼絲繩的一端相連，鋼絲繩的另一 端與推料的機械手指相連。所述的刀具連杆機構組包括縱移連杆機構、橫移連杆機構；所述的縱移連 杆機構包括擺杆、滾動軸承、垂直拉杆、轉角槓桿、水平拉杆，滾動軸承的外 圈與縱移凸輪接觸形成滾動摩擦，滾動軸承的內圈與擺杆的中間固定，擺杆的 一端與固定杆鉸接，擺杆的另一端與垂直拉杆的一端鉸接，垂直拉杆的另一端 與轉角槓桿的一端鉸接，轉角槓桿的另一端與水平拉杆的一端鉸接，水平拉杆 的另一端與縱向拖板相連，轉角槓桿的支點固定在床身上；所述的橫向連杆機 構包括擺杆、滾動軸承、鋼絲繩，滾動軸承的外圈與橫移凸輪接觸形成滾動摩擦，滾動軸承內圈與擺杆的中間固定，擺杆的一端與固定杆鉸接，擺杆的另一 端與鋼絲繩的一端相連，鋼絲繩的另一端與橫向拖板相連。 本實用新型的有益效果是1、 由凸輪與連杆機構構成控制元件，從而形成機械式全自動軸承套圈車床， 每個動作要求的設計用凸輪的輪廓曲線為載體，多個凸輪共同固定在同一根分 配軸上，實現了動作之間相互配合的同步控制。2、 由機械結構之間的協調動作代替現有液壓驅動、氣壓驅動、伺服電機驅 動等方式，因此可以省略用於控制多個液壓、氣壓或者伺服電機裝置的電氣控 制裝置，因此可以降低製造成本和使用成本。3、 機械結構之間的協調動作工作更穩定，維護成本低；4、 車床的自動工作依靠機械結構之間的協調動作，因此只需要簡單的操作 即可操作使用車床，而不象現有技術那樣需要按照規程控制很多個電氣按鈕才 能令車床自動工作，因此，對工人的素質要求較低。5、 由於操作簡單，可以有效降低使用成本，同時可以由一人操作多臺車床， 提高生產效率，降低使用成本。


圖1為本實用新型的結構示意圖。 '圖2本實用新型相對圖l俯視方向的固定杆、分配軸與連杆機構、凸輪機 構之間的連接配合關係示意圖。圖3本實用新型的機械手結構示意圖。圖4本實用新型相對圖1俯視方向的工件夾緊與運動裝置和刀具安裝與移 動裝置的結構示意圖。圖中l-床身，2-工件夾緊與運動裝置，3-刀具安裝與移動裝置，4-工件 連杆機構組，5-刀具連杆機構組，6-凸輪機構，7-固定杆，8-工件的夾緊裝置， 9-機械手，10-機械手指，11-主軸迴轉系統，12-刀架，13-縱向拖板，14-橫向 拖板，15-夾緊凸輪，16-機械手凸輪，17-手指凸輪，18-縱移凸輪，19-橫移凸 輪，20-分配軸，21-凸輪動力裝置，22-擺杆，23-滾動軸承，24-垂直拉杆，25-轉角槓桿，26-水平拉杆，27-擺杆，28-滾動軸承，29-垂直拉杆，30-轉角槓桿， 31-擺杆，32-滾動軸承，33-鋼絲繩，34-擺杆，35-滾動軸承，36-垂直拉杆， 37-轉角槓桿，38-水平拉杆，39-擺杆，40-滾動軸承，41-鋼絲繩。
具體實施方式
以下結合說明書附圖通過一個較佳的實施例對本實用新型做詳細說明。 如圖1所示，該全凸輪自動車床包括床身1、工件夾緊與運動裝置2、刀具安裝與移動裝置3、工件連杆機構組4、刀具連杆機構組5、凸輪機構6、固定杆7，其中床身1為一個根據需要設置成的結構件，用於安裝承載車床的構成部件。 固定杆7設置在床身1上作為下文述及的所有連杆機構的固定支撐點。 刀具安裝與移動裝置3包括縱向拖板13、橫向拖板14以及由二者帶動的刀 架12。刀具安裝與移動裝置3上連有用於提供若干個直線往復運動或擺動的刀 具連杆機構組5，該連杆機構組5用於驅動縱向拖板13、橫向拖板14。凸輪機構6包括夾緊凸輪15、機械手凸輪16、手指凸輪17、縱移凸輪18、 橫移凸輪19，所有凸輪都固定在分配軸20上，分配軸20與凸輪動力裝置21 相聯；所述的工件夾緊與運動裝置2和刀具安裝與移動裝置3的所有連杆機構 全部由凸輪機構6驅動。工件夾緊與運動裝置2包括工件的夾緊裝置8、與夾緊裝置8對應的用於上 料的機械手9和用於推料的機械手指10以及主軸迴轉系統11;若干個用於提供 直線往復運動或擺動的工件連杆機構組4分別連接在夾緊裝置8、機械手9、機 械手指10上；主軸迴轉系統11驅動主軸帶著工件夾緊裝置8從而可以由夾緊 裝置8夾持著工件轉動實現車削。工件連杆機構組4包括夾緊連杆機構、機械手連杆機構、手指連杆機構 夾緊連杆機構包括擺杆22、滾動軸承23、垂直拉杆24、轉角槓桿25、水平拉 杆26，滾動軸承23的外圈與夾緊凸輪15接觸形成滾動摩擦，滾動軸承23的內 圈與擺杆22的中間固定，擺杆22的一端與固定杆7鉸接，擺杆22的另一端與 垂直拉杆24的一端鉸接，垂直拉杆24的另一端與轉角槓桿25的一端鉸接，轉角槓桿25的另一端與水平拉杆26的一端鉸接，水平拉杆26的另一端與夾緊裝 置8相連，轉角槓桿25的支點固定在床身1上；機械手連杆機構包括擺杆27、 滾動軸承28、垂直拉杆29、轉角槓桿30，滾動軸承28的外圈與機械手凸輪16 接觸形成滾動摩擦，滾動軸承28的內圈與擺杆27的中間固定，擺杆27的一端 與固定杆7鉸接，擺杆27的另一端與垂直拉杆29的一端鉸接，垂直拉杆29的 另一端與轉角槓桿30的一端鉸接，轉角槓桿25的另一端與機械手9相連，轉 角槓桿30的支點固定在床身1上；手指連杆機構包括擺杆31、滾動軸承32、 鋼絲繩33，滾動軸承32的外圈與手指凸輪17接觸形成滾動摩擦，滾動軸承32 的內圈與擺杆31的中間固定，擺杆31的一端與固定杆7鉸接，擺杆31的另一 端與鋼絲繩33的一端相連，鋼絲繩33的另一端與推料的機械手指10相連，在 機械手指IO上作用有復位元件如彈簧，該復位元件用於對機械手指施加與鋼絲 繩33的牽引力相反方向的力，以便機械手指被鋼絲繩牽引後能夠復位。刀具連杆機構組5包括縱移連杆機構、橫移連杆機構縱移連杆機構包括 擺杆34、滾動軸承35、垂直拉杆36、轉角槓桿37、水平拉杆38，滾動軸承35 的外圈與縱移凸輪18接觸形成滾動摩擦，滾動軸承35的內圈與擺杆34的中間 固定，擺杆34的一端與固定杆7鉸接，擺杆34的另一端與垂直拉杆36的一端 鉸接，垂直拉杆36的另一端與轉角槓桿37的一端鉸接，轉角槓桿37的另一端 與水平拉杆38的一端鉸接，水平拉杆38的另一端與縱向拖板13相連，轉角槓 杆37的支點固定在床身1上；橫向連杆機構包括擺杆39、滾動軸承40、鋼絲 繩41,滾動軸承40的外圈與橫移凸輪19接觸形成滾動摩擦，滾動軸承40的內 圈與擺杆39的中間固定，擺杆39的一端與固定杆7鉸接，擺杆39的另一端與 鋼絲繩41的一端相連，鋼絲繩41的另一端與橫向拖板14相連，橫向拖板14 上作用有復位元件如彈簧，該復位元件用於對橫向拖板施加與鋼絲繩41的牽引 力相反方向的力，以便橫向拖板被鋼絲繩牽引後能夠復位。工作時，啟動主軸迴轉系統11和凸輪動力裝置21，由主軸迴轉系統ll驅 動主軸，由凸輪動力裝置21驅動分配軸20，由分配軸20帶著夾緊凸輪15、機 械手凸輪16、手指凸輪17、縱移凸輪18、橫移凸輪19轉動，由此觸發以下動作夾緊凸輪15推動滾動軸承23，令擺杆22繞固定杆7擺動，則擺杆22的另 一端依次經垂直拉杆24、轉角槓桿25、水平拉杆26將動作傳遞給夾緊裝置8， 由夾緊裝置8夾緊或釋放工件；機械手凸輪16推動滾動軸承28，令擺杆27繞固定杆7擺動，則擺杆27 的另一端依次經垂直拉杆29、轉角槓桿30、將動作傳遞給機械手9，由機械手 9將工件送往夾緊裝置8;手指凸輪17推動滾動軸承32，令擺杆31繞固定杆7擺動，則擺杆31的另 一端拉動或放鬆鋼絲繩33，由鋼絲繩33與復位元件配合令機械手指10將夾緊 裝置8釋放的工件推向料鬥或者後續加工設備；縱移凸輪18推動滾動軸承35，令擺杆34繞固定杆7擺動，則擺杆34的另 一端依次經垂直拉杆36、轉角槓桿37、水平拉杆38將動作傳遞給縱向拖板13， 令縱向拖板13在縱向來回移動，控制刀架上的刀具在縱向進刀或者退刀；橫移凸輪19推動滾動軸承40，令擺杆39繞固定杆7擺動，則擺杆39的另 一端拉動或放鬆鋼絲繩41，由鋼絲繩41與復位元件配合令橫向拖板14在橫向 來回移動，控制刀架上的刀具在橫向進刀或者退刀。上述夾緊裝置8、機械手9、機械手指IO、縱向拖板13、橫向拖板14在裝 配完成後按照設計的動作協調工作，逐個完成對工件的輸送和車削，因此，在 操作該車床時，只需要控制主軸迴轉系統11和凸輪動力裝置21兩個動力即可， 體現在控制操作上，只需要配置兩個開關按鈕即可實現基本功能對工件進行車 削，為了提高效率，還可以分別為兩個開關按鈕再配置加速/減速按鈕即能夠達 到設定車削速度的功能，相對現有技術，操作按鈕大大減少，不需要高素質的 操作人員即可操作該車床。 '
權利要求1、全凸輪自動車床，包括床身(1)、工件夾緊與運動裝置(2)、刀具安裝與移動裝置(3)，其特徵在於所述的工件夾緊與運動裝置(2)上連有用於提供若干個直線往復運動或擺動的工件連杆機構組(4)；所述的刀具安裝與移動裝置(3)上連有用於提供若干個直線往復運動或擺動的刀具連杆機構組(5)；所述的工件夾緊與運動裝置(2)和刀具安裝與移動裝置(3)的所有連杆機構全部由凸輪機構(6)驅動；所述的床身(1)上設有一固定杆(7)作為所有連杆機構的固定點。
2、 如權利要求l所述的全凸輪自動車床，其特徵在於所述的工件夾緊與運動裝置(2)包括工件的夾緊裝置(8)、與夾緊裝置(8)對應的用於上料的 機械手(9)和用於推料的機械手指(10)以及驅動夾緊裝置(8)的主軸迴轉 系統(11)。
3、 如權利要求l所述的全凸輪自動車床，其特徵在於所述的刀具安裝與移動裝置(3)包括縱向拖板(13)、橫向拖板(14)以及由二者帶動的刀架(12)。
4、 如權利要求1所述的全凸輪自動車床，其特徵在於所述的凸輪機構(6) 包括夾緊凸輪(15)、機械手凸輪(16)、手指凸輪(17)、縱移凸輪(18)、橫 移凸輪(19)，所有凸輪都固定在分配軸(20)上，分配軸(20)與凸輪動力裝 置(21)相聯。
5、 如l-4任一權利要求所述的全凸輪自動車床，其特徵在於 所述的工件連杆機構組(4)包括夾緊連杆機構、機械手連杆機構、手指連杆機構；所述的夾緊連杆機構包括擺杆(22)、滾動軸承(23)、垂直拉杆(24)、轉 角槓桿(25)、水平拉杆(26)，滾動軸承(23)的外圈與夾緊凸輪(15)接觸 形成滾動摩擦，滾動軸承(23)的內圈與擺杆(22)的中間固定，擺杆(22) 的一端與固定杆(7)鉸接，擺杆(22)的另一端與垂直拉杆(24)的一端鉸接， 垂直拉杆(24)的另一端與轉角槓桿(25)的一端鉸接，轉角槓桿(25)的另一端與水平拉杆(26)的一端鉸接，水平拉杆(26)的另一端與夾緊裝置(8)相連，轉角槓桿(25)的支點固定在床身(1)上；所述的機械手連杆機構包括擺杆(27)、滾動軸承(28)、垂直拉杆(29)、 轉角槓桿(30)，滾動軸承(28)的外圈與機械手凸輪(16)接觸形成滾動摩擦， 滾動軸承(28)的內圈與擺杆(27)的中間固定，擺杆(27)的一端與固定杆 (7)鉸接，擺杆(27)的另一端與垂直拉杆(29)的一端鉸接，垂直拉杆(29) 的另一端與轉角槓桿(30)的一端鉸接，轉角槓桿(25)的另一端與機械手(9) 相連，轉角槓桿(30)的支點固定在床身(1)上；所述的手指連杆機構包括擺杆(31)、滾動軸承(32)、鋼絲繩(33)，滾動 軸承(32)的外圈與手指凸輪(17)接觸形成滾動摩擦，滾動軸承(32)的內 圈與擺杆(31)的中間固定，擺杆(31)的一端與固定杆(7)鉸接，擺杆(31) 的另一端與鋼絲繩(33)的一端相連，鋼絲繩(33)的另一端與推料的機械手 指(9)相連。
6、如l-4任一權利要求所述的全凸輪自動車床，其特徵在於所述的刀具 連杆機構組(5)包括縱移連杆機構、橫移連杆機構；所述的縱移連杆機構包括擺杆(34)、滾動軸承(35)、垂直拉杆(36)、轉 角槓桿(37)、水平拉杆(38)，滾動軸承(35)的外圈與縱移凸輪(18)接觸 形成滾動摩擦，滾動軸承(35)的內圈與擺杆(34)的中間固定，擺杆(34) 的一端與固定杆(7)鉸接，擺杆(34)的另一端與垂直拉杆(36)的一端鉸接， 垂直拉杆(36)的另一端與轉角槓桿(37)的一端鉸接，轉角槓桿(37)的另 一端與水平拉杆(38)的一端鉸接，水平拉杆(38)的另一端與縱向拖板(13) 相連，轉角槓桿(37)的支點固定在床身(1)上；所述的橫向連杆機構包括擺杆(39)、滾動軸承(40)、鋼絲繩(41)，滾動 軸承(40)的外圈與橫移凸輪(19)接觸形成滾動摩擦，滾動軸承(40)的內 圈與擺杆(39)的中間固定，擺杆(39)的一端與固定杆(7)鉸接，擺杆(39) 的另一端與鋼絲繩(41)的一端相連，鋼絲繩(41)的另一端與橫向拖板(14) 相連。
專利摘要全凸輪自動車床，屬於機械加工設備，技術存在成本高、操作複雜、能耗大、對工人的素質要求高等缺點，本實用新型包括床身、工件夾緊與運動裝置、刀具安裝與移動裝置，其特徵在於所述的工件夾緊與運動裝置上連有用於提供若干個直線往復運動或擺動的工件連杆機構組；所述的刀具安裝與移動裝置上連有用於提供若干個直線往復運動或擺動的刀具連杆機構組；所述的工件夾緊與運動裝置和刀具安裝與移動裝置的所有連杆機構全部由凸輪機構驅動；所述的床身上設有一固定杆作為所有連杆機構的固定點。由凸輪與連杆機構構成控制元件，從而形成機械式全自動軸承套圈車床，可以降低製造成本和使用成本，操作簡單，對工人的素質要求較低。
文檔編號B23Q3/00GK201094998SQ200720184499
公開日2008年8月6日 申請日期2007年10月25日 優先權日2007年10月25日
發明者謝英俊 申請人:新昌縣新和成精密機械有限公司