一種適用於軸類零件的自動上料數控車床的製作方法
2023-12-02 19:39:01 2
一種適用於軸類零件的自動上料數控車床的製作方法
【專利摘要】一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，包括車床本體，車床本體上設有空心主軸，車床本體上沿前後水平方向設有滑軌，滑軌上滑動設有刀架，空心主軸前端同軸向固定連接有空心卡盤，刀架上設有電磁吸附機構，車床本體後方設有自動上料裝置；自動上料裝置包括料箱基座，料箱基座上固定連接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定連接有儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱，波紋管伸縮節左右兩側外壁分別設有一個振動電機，下料箱下部設有擋料機構，料箱基座上表面固定連接有位於下料箱正下方的推料座。本實用新型操作簡便、自動化程度高、工作穩定、能夠實現自動上料、有效縮短輔助時間、提高工作效率。
【專利說明】
一種適用於軸類零件的自動上料數控車床
技術領域
[0001]本實用新型屬於機械零件加工技術領域，尤其涉及一種適用於軸類零件的自動上料數控車床。
【背景技術】
[0002]數控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化工具機。配備多工位刀塔或動力刀塔，工具機就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸杆等複雜工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，並在複雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。數控車床加工工件需先將工件在主軸夾具上夾緊，然後主軸旋轉刀具進給進行工件切削。夾緊前的工件上料有人工和自動兩種，人工上料效率低下。現有的數控車床一般採用的是空心主軸帶動中空卡盤轉動，採用上述結構便於加工長棒料，並且可連續進行加工，長棒料可以在工具機外增加專用的送料器以保證加工的連續進行，也可以在工具機刀架上設計上料裝置，完成連續上料。現有的上料裝置存在以下不足或缺陷:結構複雜、成本高、上料效率低、容易發生卡料現象，並且無法實現持續上料。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供一種操作簡便、自動化程度高、工作穩定、能夠實現自動上料並且上料效率高的適用於軸類零件的自動上料數控車床。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案:一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，包括車床本體，車床本體上設有空心主軸，空心主軸沿前後水平方向設置，車床本體上沿前後水平方向設有滑軌，滑軌上滑動設有刀架，空心主軸前端同軸向固定連接有空心卡盤，刀架上設有切割機構和電磁吸附機構，電磁吸附機構位於空心卡盤正前方，車床本體後方設有自動上料裝置；自動上料裝置包括料箱基座，料箱基座上固定連接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定連接有儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱，儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱均上下敞口，波紋管伸縮節呈上寬下窄結構，波紋管伸縮節上部與儲料箱下部固定連接，波紋管伸縮節下部與下料箱上部固定連接，儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱的內部連通並形成料倉，料倉內放置有金屬棒料，料倉的豎直截面呈漏鬥結構，下料箱內部沿左右方向的寬度稍大於單個金屬棒料的直徑，波紋管伸縮節左右兩側外壁分別設有一個振動電機，下料箱左右兩側內壁上對稱設有緩衝板，緩衝板通過扭簧鉸接在下料箱的內壁上，下料箱下部設有擋料機構，料箱基座上表面固定連接有位於下料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前後水平方向開設有推料槽，推料槽橫截面呈V形結構，推料槽底部沿前後方向均勻間隔設置有導向輪，導向輪頂部凸出於推料槽底面，推料座上表面固定連接有位於推料槽左右兩側的擋料板，料箱基座上水平設有位於推料座正後方的推料氣缸，推料氣缸的中心線、推料槽的中心線和空心主軸的中心線重合；
[0005]電磁吸附機構包括基體，基體呈圓柱形結構並沿前後水平方向設置，基體前端部與刀架連接，基體後端同軸向固定連接有絕緣套筒，絕緣套筒的中心線與空心主軸的中心線重合，絕緣套筒內設有吸盤式電磁鐵，絕緣套筒內壁上沿軸向均勻間隔設有定位槽，每個定位槽內均轉動設有滾珠，吸盤式電磁鐵的外殼上沿前後方向對應開設有與滾珠相適配的導向槽，吸盤式電磁鐵通過滾珠與絕緣套筒內壁滾動連接，絕緣套筒後端部外壁上設有螺紋並螺紋連接有緊固螺母，緊固螺母后側固定連接有與緊固螺母呈一體結構的限位環，吸盤式電磁鐵的外徑大於限位環的內徑，限位環的內徑大於金屬棒料的外徑，絕緣套筒內設有前後兩端分別與基體後端和吸盤式電磁鐵前側面頂壓配合的緩衝彈簧，限位環的前側面與吸盤式電磁鐵的後側面接觸。
[0006]電磁吸附機構的基體設置在刀架的刀位孔中，通過數控車床的控制系統控制電磁吸附機構的軸向運動。
[0007]擋料機構包括均沿左右水平方向設置的第一擋料氣缸、第二擋料氣缸、第三擋料氣缸和第四擋料氣缸，第一擋料氣缸和第二擋料氣缸對稱分布在下料箱的左右兩側，第三擋料氣缸位於第一擋料氣缸的正下方並與第一擋料氣缸平行，第四擋料氣缸位於第二擋料氣缸的正下方並與第三擋料氣缸關於下料箱左右對稱，第一擋料氣缸中心線與第三擋料氣缸中心線之間的豎直距離與單個金屬棒料的直徑相等，各個擋料氣缸的缸體分別固定在料箱支架上並通過加強杆支撐，下料箱的左右兩側壁上對應固定連接有四塊固定塊，每塊固定塊沿左右水平方向開設有導向孔，下料箱的左右兩側壁上開設有與各個擋料氣缸的活塞杆相對應的通孔，各個擋料氣缸的活塞杆對應由外向內依次穿過固定塊上的導向孔和下料箱側壁上的通孔伸入到下料箱內，每個擋料氣缸的活塞杆內端上側開設有弧形缺口，弧形缺口上通過沉頭螺栓固定連接有弧形橡膠墊。
[0008]空心卡盤下方設有位於車床本體上的接料鬥。
[0009]採用上述技術方案，本實用新型具有如下有益效果:
[0010]1、本實用新型的自動上料裝置可以實現自動上料並且上料效率高，其具體工作原理為:控制第一至第四擋料氣缸的活塞杆伸入到下料箱內，操作人員從儲料箱上口一次將一定數量的金屬棒料倒入料倉內，金屬棒料在自身重力作用下下落，落入下料箱內時，位於下料箱內壁上的緩衝板對金屬棒料具有緩衝的效果，避免金屬棒料下落過快對擋料氣缸形成巨大衝擊，位於最下方的金屬棒料落在第一擋料氣缸和第二擋料氣缸的弧形橡膠墊上，控制第一擋料氣缸和第二擋料氣缸的活塞杆收回，最下方的金屬棒料落在第三擋料氣缸和第四擋料氣缸的弧形橡膠墊上，然後控制第一擋料氣缸和第二擋料氣缸的活塞杆伸入到下料箱內支撐起其上所有的金屬棒料，控制第三擋料氣缸和第四擋料氣缸的活塞杆收回，位於其上的一個金屬棒料下落於推料座上的推料槽內，然後控制第三擋料氣缸和第四擋料氣缸的活塞杆伸入到下料箱內，上述操作使得每次只有一根金屬棒料下落在推料槽內，推料槽兩側設有擋料板，避免金屬棒料在下落時飛出；料倉內的金屬棒料在在從波紋管伸縮節內下落到下料箱內時，容易發生阻塞，堵塞時，開啟波紋管伸縮節兩側的振動電機，帶動波紋管伸縮節振動，使得金屬棒料順利下落;啟動推料氣缸，推料氣缸的活塞杆將位於推料槽內的金屬棒料推送入空心主軸和空心卡盤內，並使金屬棒料的前端頭伸出空心卡盤前側，並使空心卡盤夾緊金屬棒料，推動的過程中金屬棒料通過導向輪滾動連接在推料槽內，減少推動過程中的摩擦。
[0011]2、本實用新型的電磁吸附機構基於一般的金屬材料都具有導磁性這一特點，利用電磁吸附機構中安裝的吸盤式電磁鐵與金屬棒料的自然吸力，帶動金屬棒料沿數控車床坐標軸方向移動，將金屬棒料拉出設定好的距離，以便進行下一工件的加工，使得加工過程連續尚效。
[0012]3、電磁吸附機構內採用吸盤式電磁鐵，具有體積小、吸附力大、牢固可靠等優點，可進行遠程操作，動作簡單靈敏，功能穩定可靠;為避免吸盤式電磁鐵與金屬棒料剛性接觸時將吸盤式電磁鐵擠壓破裂，在電磁吸附機構的套管內設有緩衝彈簧，以消除自動上料過程中的剛性衝擊和振動;套管內壁設有滾珠，使得吸盤式電磁鐵通過滾珠與絕緣套筒內壁滾動連接，減少吸盤式電磁鐵的磨損，在緊固螺母的後側面設置的限位環可以有效的避免吸盤式電磁鐵在吸附的過程中從基體後端滑出，使得工作穩定。
[0013]4、本實用新型在加工完一個工件後，對加工好的工件切斷，切斷後的工件下落至接料鬥內，利用電磁吸附機構將金屬棒料拉出設定好的距離，開始進行下一個工件的加工，當剩餘的金屬棒料不夠加工一個工件時，利用電磁吸附機構將剩餘的金屬棒料吸出，利用自動上料裝置重新裝填新的金屬棒料，重複上述動作，實現連續加工。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0015]圖2是圖1中A-A視圖；
[0016]圖3是圖1中B處的放大圖；
[0017]圖4是圖2中C處的放大圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1-4所示，本實用新型的一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，包括車床本體I，車床本體I上設有空心主軸2，空心主軸2沿前後水平方向設置，車床本體I上沿前後水平方向設有滑軌，滑軌上滑動設有刀架3，空心主軸2前端同軸向固定連接有空心卡盤4，刀架3上設有切割機構5和電磁吸附機構6，電磁吸附機構6位於空心卡盤4正前方，車床本體I後方設有自動上料裝置；自動上料裝置包括料箱基座7，料箱基座7上固定連接有料箱支架8，料箱支架8上自上而下依次固定連接有儲料箱9、波紋管伸縮節10和下料箱11，儲料箱9、波紋管伸縮節10和下料箱11均上下敞口，波紋管伸縮節10呈上寬下窄結構，波紋管伸縮節10上部與儲料箱9下部固定連接，波紋管伸縮節10下部與下料箱11上部固定連接，儲料箱9、波紋管伸縮節10和下料箱11的內部連通並形成料倉12，料倉12內放置有金屬棒料13，料倉12的豎直截面呈漏鬥結構，下料箱11內部沿左右方向的寬度稍大於單個金屬棒料13的直徑，波紋管伸縮節10左右兩側外壁分別設有一個振動電機14，下料箱11左右兩側內壁上對稱設有緩衝板15，緩衝板15通過扭簧16鉸接在下料箱11的內壁上，下料箱11下部設有擋料機構，料箱基座7上表面固定連接有位於下料箱11正下方的推料座17，推料座17上表面沿前後水平方向開設有推料槽，推料槽橫截面呈V形結構，推料槽的高度可調或可更換，以適應不同直徑金屬棒料13的定心，推料槽底部沿前後方向均勻間隔設置有導向輪18，導向輪18頂部凸出於推料槽底面，推料座17上表面固定連接有位於推料槽左右兩側的擋料板19，料箱基座7上水平設有位於推料座17正後方的推料氣缸20，推料氣缸20的中心線、推料槽的中心線和空心主軸2的中心線重合；
[0019]擋料機構包括均沿左右水平方向設置的第一擋料氣缸21、第二擋料氣缸22、第三擋料氣缸23和第四擋料氣缸24，第一擋料氣缸21和第二擋料氣缸22對稱分布在下料箱11的左右兩側，第三擋料氣缸23位於第一擋料氣缸21的正下方並與第一擋料氣缸21平行，第四擋料氣缸24位於第二擋料氣缸22的正下方並與第三擋料氣缸23關於下料箱11左右對稱，第一擋料氣缸21中心線與第三擋料氣缸23中心線之間的豎直距離與單個金屬棒料13的直徑相等，各個擋料氣缸的缸體分別固定在料箱支架8上並通過加強杆25支撐，下料箱11的左右兩側壁上對應固定連接有四塊固定塊26，每塊固定塊26沿左右水平方向開設有導向孔，下料箱11的左右兩側壁上開設有與各個擋料氣缸的活塞杆相對應的通孔，各個擋料氣缸的活塞杆對應由外向內依次穿過固定塊26上的導向孔和下料箱11側壁上的通孔伸入到下料箱11內，每個擋料氣缸的活塞杆內端上側開設有弧形缺口，弧形缺口上通過沉頭螺栓27固定連接有弧形橡膠墊28。
[0020]電磁吸附機構6包括基體29，基體29呈圓柱形結構並沿前後水平方向設置，基體29前端部與刀架3連接，基體29後端同軸向固定連接有絕緣套筒30，絕緣套筒30的中心線與空心主軸2的中心線重合，絕緣套筒30內設有吸盤式電磁鐵31，絕緣套筒30內壁上沿前後水平方向均勻間隔設有定位槽，每個定位槽內均轉動設有滾珠32，吸盤式電磁鐵31的外殼上沿前後方向對應開設有與滾珠32相適配的導向槽，吸盤式電磁鐵31通過滾珠32與絕緣套筒30內壁滾動連接，絕緣套筒30後端部外壁上設有螺紋並螺紋連接有緊固螺母33，緊固螺母33後側固定連接有與緊固螺母33呈一體結構的限位環34，吸盤式電磁鐵31的外徑大於限位環34的內徑，限位環34的內徑大於金屬棒料13的外徑，絕緣套筒30內設有前後兩端分別與基體29後端和吸盤式電磁鐵31前側面頂壓配合的緩衝彈簧35，限位環34的前側面與吸盤式電磁鐵31的後側面接觸。
[0021]電磁吸附機構6的基體29設置在刀架3的刀位孔中，通過數控車床的控制系統控制電磁吸附機構6的軸向運動。
[0022]空心卡盤4下方設有位於車床本體I上的接料鬥47。
[0023]本實用新型的工作過程為:控制第一至第四擋料氣缸的活塞杆伸入到下料箱11內，操作人員從儲料箱9上口一次將一定數量的金屬棒料13倒入料倉12內，金屬棒料13在自身重力作用下下落，落入下料箱11內時，位於下料箱11內壁上的緩衝板15對金屬棒料13具有緩衝的效果，避免金屬棒料13下落過快對擋料氣缸形成巨大衝擊，位於最下方的金屬棒料13落在第一擋料氣缸21和第二擋料氣缸22的弧形橡膠墊28上，控制第一擋料氣缸21和第二擋料氣缸22的活塞杆收回，最下方的金屬棒料13落在第三擋料氣缸23和第四擋料氣缸24的弧形橡膠墊28上，然後控制第一擋料氣缸21和第二擋料氣缸22的活塞杆伸入到下料箱11內支撐起其上所有的金屬棒料13，控制第三擋料氣缸23和第四擋料氣缸24的活塞杆收回，位於其上的一個金屬棒料13下落於推料座17上的推料槽內，然後控制第三擋料氣缸23和第四擋料氣缸24的活塞杆伸入到下料箱11內，上述操作使得每次只有一根金屬棒料13下落在推料槽內，推料槽兩側設有擋料板19，避免金屬棒料13在下落時飛出；料倉12內的金屬棒料13在在從波紋管伸縮節10內下落到下料箱11內時，容易發生阻塞，堵塞時，開啟波紋管伸縮節10兩側的振動電機14，帶動波紋管伸縮節10振動，使得金屬棒料13順利下落;啟動推料氣缸20，推料氣缸20的活塞杆將位於推料槽內的金屬棒料13推送入空心主軸2和空心卡盤4內，並使金屬棒料13的前端頭伸出空心卡盤4前側，並使空心卡盤4夾緊金屬棒料13，推動的過程中金屬棒料13通過導向輪18滾動連接在推料槽內，減少推動過程中的摩擦;控制刀架3移動電磁吸附機構6至金屬棒料13前端面處，使得吸盤式電磁鐵31後側面與金屬棒料13前端面接觸，開啟吸盤式電磁鐵31，並使空心卡盤4鬆開金屬棒料13，利用吸盤式電磁鐵31吸附金屬棒料13，控制刀架3沿數控車床坐標軸方向移動，並帶動電磁吸附機構6及其吸附的金屬棒料13位移設定好的距離，然後，使空心卡盤4夾緊金屬棒料13，關閉吸盤式電磁鐵31，控制刀架3帶動電磁吸附機構6退回，然後按照設定好的程序對金屬棒料13進行加工，加工完成一個工件後，對加工好的工件切斷，切斷後的工件下落至接料鬥47內；再次控制刀架3移動電磁吸附機構6至金屬棒料13前端面處，使得吸盤式電磁鐵31後側面與金屬棒料13前端面接觸，開啟吸盤式電磁鐵31，並使空心卡盤4鬆開金屬棒料13，利用吸盤式電磁鐵31吸附金屬棒料13，控制刀架3沿數控車床坐標軸方向移動，並帶動電磁吸附機構6及其吸附的金屬棒料13位移設定好的距離，然後，使空心卡盤4夾緊金屬棒料13，關閉吸盤式電磁鐵31，控制刀架3帶動電磁吸附機構6退回，然後按照設定好的程序對下一個工件進行加工；當剩餘的金屬棒料13不夠加工一個工件時，利用電磁吸附機構6將剩餘的金屬棒料13吸出，利用自動上料裝置重新裝填新的金屬棒料13，重複上述動作，實現連續加工。
[0024]本實施例並非對本實用新型的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬於本實用新型技術方案的保護範圍。
【主權項】
1.一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，包括車床本體，車床本體上設有空心主軸，空心主軸沿前後水平方向設置，車床本體上沿前後水平方向設有滑軌，滑軌上滑動設有刀架，空心主軸前端同軸向固定連接有空心卡盤，其特徵在於:刀架上設有電磁吸附機構，電磁吸附機構位於空心卡盤正前方，車床本體後方設有自動上料裝置；自動上料裝置包括料箱基座，料箱基座上固定連接有料箱支架，料箱支架上自上而下依次固定連接有儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱，儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱均上下敞口，波紋管伸縮節呈上寬下窄結構，波紋管伸縮節上部與儲料箱下部固定連接，波紋管伸縮節下部與下料箱上部固定連接，儲料箱、波紋管伸縮節和下料箱的內部連通並形成料倉，料倉內放置有金屬棒料，料倉的豎直截面呈漏鬥結構，下料箱內部沿左右方向的寬度稍大於單個金屬棒料的直徑，波紋管伸縮節左右兩側外壁分別設有一個振動電機，下料箱左右兩側內壁上對稱設有緩衝板，緩衝板通過扭簧鉸接在下料箱的內壁上，下料箱下部設有擋料機構，料箱基座上表面固定連接有位於下料箱正下方的推料座，推料座上表面沿前後水平方向開設有推料槽，推料槽橫截面呈V形結構，推料槽底部沿前後方向均勻間隔設置有導向輪，導向輪頂部凸出於推料槽底面，推料座上表面固定連接有位於推料槽左右兩側的擋料板，料箱基座上水平設有位於推料座正後方的推料氣缸，推料氣缸的中心線、推料槽的中心線和空心主軸的中心線重合； 電磁吸附機構包括基體，基體呈圓柱形結構並沿前後水平方向設置，基體前端部與刀架連接，基體後端同軸向固定連接有絕緣套筒，絕緣套筒的中心線與空心主軸的中心線重合，絕緣套筒內設有吸盤式電磁鐵，絕緣套筒內壁上沿軸向均勻間隔設有定位槽，每個定位槽內均轉動設有滾珠，吸盤式電磁鐵的外殼上沿前後方向對應開設有與滾珠相適配的導向槽，吸盤式電磁鐵通過滾珠與絕緣套筒內壁滾動連接，絕緣套筒後端部外壁上設有螺紋並螺紋連接有緊固螺母，緊固螺母后側固定連接有與緊固螺母呈一體結構的限位環，吸盤式電磁鐵的外徑大於限位環的內徑，限位環的內徑大於金屬棒料的外徑，絕緣套筒內設有前後兩端分別與基體後端和吸盤式電磁鐵前側面頂壓配合的緩衝彈簧，限位環的前側面與吸盤式電磁鐵的後側面接觸。2.根據權利要求1所述的一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，其特徵在於:電磁吸附機構的基體設置在刀架的刀位孔中，通過數控車床的控制系統控制電磁吸附機構的軸向運動。3.根據權利要求2所述的一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，其特徵在於:擋料機構包括均沿左右水平方向設置的第一擋料氣缸、第二擋料氣缸、第三擋料氣缸和第四擋料氣缸，第一擋料氣缸和第二擋料氣缸對稱分布在下料箱的左右兩側，第三擋料氣缸位於第一擋料氣缸的正下方並與第一擋料氣缸平行，第四擋料氣缸位於第二擋料氣缸的正下方並與第三擋料氣缸關於下料箱左右對稱，第一擋料氣缸中心線與第三擋料氣缸中心線之間的豎直距離與單個金屬棒料的直徑相等，各個擋料氣缸的缸體分別固定在料箱支架上並通過加強杆支撐，下料箱的左右兩側壁上對應固定連接有四塊固定塊，每塊固定塊沿左右水平方向開設有導向孔，下料箱的左右兩側壁上開設有與各個擋料氣缸的活塞杆相對應的通孔，各個擋料氣缸的活塞杆對應由外向內依次穿過固定塊上的導向孔和下料箱側壁上的通孔伸入到下料箱內，每個擋料氣缸的活塞杆內端上側開設有弧形缺口，弧形缺口上通過沉頭螺栓固定連接有弧形橡膠墊。4.根據權利要求2或3所述的一種適用於軸類零件的自動上料數控車床，其特徵在於:空心卡盤下方設有位於車床本體上的接料鬥。
【文檔編號】B23Q7/10GK205702460SQ201620492221
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】範彩霞, 王紅, 陳幫軍
【申請人】黃河科技學院