气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法与流程

1.本发明涉及气缸护套加工设备技术领域，涉及气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法。


背景技术：

2.现有气缸护套加工成型前，需进行铣平面、铣槽、钻孔及倒角等多个工位的加工，实际加工时加工人员多采用更换不同的加工车床进行不同部位结构的加工，不同加工车床间更换增加了人为劳动力；不同车床加工时需重复定位，延长了气缸护套加工成型的所需时间，加工效率降低；且车间中加工时，为提高加工效率，同一部位结构的加工会备有多台加工车床，增加了加工设备的占用空间。
3.现提供一种减少劳动力、缩短成型所需时间且缩小机床占用平面空间的气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种减少劳动力、缩短成型所需时间且缩小机床占用平面空间的气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：气缸护套钻铣倒角的一体加工设备，其特征在于，包括设有安装台的机床主体，以及能控制安装台移动的控制系统，所述安装台上设有夹持工位和顶紧工位，且所述机床主体上设有独立设置的铣面工位、铣槽工位、钻孔工位及倒角工位，所述夹持工位夹持待加工件，控制系统控制顶紧工位配合夹持工位顶紧待加工件固定，所述控制系统控制夹持工位上的待加工件转动，所述机床主体上设有安装铣面工位的第一安装部、安装铣槽工位的第二安装部、安装钻孔工位的第三安装部和安装倒角工位的第四安装部，所述第一安装部和第二安装部位于安装台的左右两侧，且所述机床主体上设有位于安装台上方的v形架，所述第三安装部和第四安装部分别设于v形架两相交的侧面上，所述控制系统控制各加工工位上的加工刀具转动工作，且控制系统控制各加工工位在对应安装部上可滑动调节，所述各加工工位除铣面工位外的加工刀具转动轴心线均垂直并能连接至夹持工位上待加工件的转动轴心线，且所述钻孔工位加工刀具的转动轴心线与倒角工位加工刀具的转动轴心线位于平面一上，当待加工件夹持固定并加工时，控制系统控制各加工工位转动加工，且当控制系统控制待加工件转动调节角度时，所述控制系统控制顶紧工位及各加工工位移动远离待加工件。
6.进一步的，所述安装台与各加工工位上各连接有位移装置，所述控制系统控制位移装置驱动安装台/各加工工位移动。
7.进一步的，所述铣槽工位上加工刀具的转动轴心线与夹持工位上待加工件的转动轴心线始终位于平面二上，且铣槽工位的移动方向与铣槽工位上加工刀具的转动轴心线同向。
8.进一步的，所述夹持工位上待加工件的转动轴心线与安装台的移动方向平行，且
安装台的移动方向与待加工件的转动轴心线同向。
9.进一步的，所述铣面工位具有两个移动方向，其中方向一垂直于平面二，方向二与铣面工位上加工刀具的转动轴心线同向。
10.进一步的，所述钻孔工位的移动方向与钻孔工位上加工刀具的转动轴心线同向，且倒角工位的移动方向与倒角工位上加工刀具的转动轴心线同向。
11.进一步的，所述v形架上设有第三安装部与第四安装部连接成型的尖角端，所述尖角端靠近钻孔工位/倒角工位加工刀具的刀头。
12.进一步的，所述尖角端处连接有能导出冷却液的冷却装置，当钻孔工位及倒角工位加工待加工件时，控制系统控制冷却装置导出冷却液。
13.进一步的，所述v形架上设有能储物的置物格，所述置物格位于第三安装部与第四安装部之间。
14.进一步的，当各加工工位加工待加工件的位置沿待加工件轴向变化时，控制系统控制安装台移动调节；且当各加工工位加工待加工件的位置沿待加工件径向变化时，控制系统控制顶紧工位松离待加工件，并转动待加工件转动调节。
15.与现有技术相比，本发明的优点在于集铣面、铣槽、钻孔及倒角一体，气缸护套加工便捷，减少人为更换工位或自动换刀所需时间；通过v形架结构合理分布铣面、铣槽、钻孔及倒角四个工位的位置，缩小机床主体的平面占用空间。
附图说明
16.以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制，此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
17.图1为一体加工设备的结构示意图；图2为一体加工设备的剖视图之一；图3为一体加工设备的剖视图之二；图4为一体加工设备的剖视图之三；图5为夹持、铣槽、钻孔与倒角工位间转动轴心线连接的结构示意图；图6为各加工工位移动方向的示意图；图7为v形架、钻孔工位与倒角工位间的爆炸图；图8为装有钻孔工位与倒角工位的v形架的仰视图；图9为夹持、铣槽、钻孔与倒角工位间转动轴心线所在平面的示意图；图10为气缸护套的结构示意图；图11为气缸护套的局部剖视图。
18.图中：1、机床主体，11、第一安装部，12、第二安装部，13、v形架，13a、第三安装部，13b、第四安装部，13c、滑轨，13d、置物格，13e、尖角端，14、储水腔；2、安装台，21、位移装置一，22、滑板；3、夹持工位，31、机箱一，32、卡盘，33、工作电机一；4、顶紧工位，41、伸缩装置，42、伸缩头；5、铣面工位，51、位移装置二，51a、伸缩杆一，52、安装板，53、位移装置三，54、机箱二，55、加工刀具一，56、工作电机二；6、铣槽工位，61、机箱三，62、移动板，63、加工刀具
二，64、位移装置四，64a、伸缩杆三；7、钻孔工位，71、位移装置五，71a、伸缩杆四，72、机箱四，73、滑动架一，74、加工刀具三，75、工作电机三；8、倒角工位，81、位移装置六，81a、伸缩杆五，82、机箱五，83、滑动架二，84、加工刀具四，85、工作电机四；9、冷却装置，91、导液管；10、气缸护套，10a、外平面，10b、长槽，10c、穿孔一，10d、穿孔二，10e、夹持部，10f、顶紧端；a、平面一；b、平面二；c、平面三；d、平面四。
具体实施方式
19.以下将参考附图来详细描述本发明的优选实施例，本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本发明的保护范围。
20.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可能不再对其进行进一步定义和解释。
21.现有气缸护套加工成型前，需进行铣平面、铣槽、钻孔及倒角等多个工位的加工，实际加工时加工人员多采用更换不同的加工车床进行不同部位结构的加工，不同加工车床间更换增加了人为劳动力；不同车床加工时需重复定位，延长了气缸护套加工成型的所需时间，加工效率降低；且车间中加工时，为提高加工效率，同一部位结构的加工会备有多台加工车床，增加了加工设备的占用空间。
22.本实施例主要对减少劳动力、缩短成型所需时间且缩小机床占用平面空间的气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法进行阐述，具体如下：如图1~8所示，气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法，包括机床主体1，机床主体1连接控制系统，机床主体1上设有安装台2，且安装台2上设有前后分布的夹持工位3和顶紧工位4，机床主体1上设有独立设置的铣面工位5、铣槽工位6、钻孔工位7及倒角工位8，铣面工位5与铣槽工位6位于安装台2的左右两侧，且钻孔工位7与倒角工位8设于安装台2上方，机床主体1内还能导出冷却液的冷却装置9，控制系统控制安装台2及各加工工位移动，且控制系统控制安装台2、冷却装置9及各加工工位工作。
23.优选的，机床主体1设有储水腔14，安装台2及冷却装置9等设于储水腔14内安装。
24.安装台2连接有位移装置一21，位移装置一21固定于机床主体1上，控制系统能通过位移装置一21控制安装台2平移，优选的，位移装置一21包括驱动电机和连接驱动电机电机轴的螺杆，螺杆转动连接机床主体1，且安装台2上设有与螺杆配合的螺纹套，当控制系统控制驱动电机正转/翻转，螺杆上转动并带动安装台2前进/后退，优选的，待加工件的转动轴心线与安装台2的移动方向平行，且安装台2的移动方向与待加工件的转动轴心线同向。
25.安装台2上的夹持工位3与顶紧工位4件间具有安装间距，且夹持工位3与顶紧工位4间的安装间距可调，便于安装不同长度的待加工件。
26.本实施例中，夹持工位3固定于安装台2上，安装台2上设有滑动安装的滑板22，顶紧工位4固定于滑板22上，且滑板22在安装台2上可通过螺栓等方式定位限制滑动。
27.夹持工位3包括机箱一31，以及设于机箱一31上的卡盘32和工作电机一33，卡盘32夹持待加工件固定，且工作电机一33受控制系统控制并能驱动卡盘32转动工作，优选的，工作电机一33通过控制系统能控制卡盘32的转动角度，工作电机一33包括步进电机。
28.顶紧工位4包括伸缩装置41，伸缩装置41固定于滑板22上，伸缩装置41受控制系统控制，伸缩装置41设有的伸缩头42，控制系统控制伸缩头42伸缩，伸缩装置41包括液压缸/
气缸等装置。
29.当待加工件一端通过卡盘32夹持固定后，控制系统才能控制伸缩装置41的伸缩头42抵止在待加工件的另一端顶紧，优选的，伸缩装置41的伸缩头42顶紧后能限制卡盘32及待加工件转动。
30.机床主体1的储水腔14内设有安装铣面工位5的第一安装部11和安装铣槽工位6的第二安装部12，第一安装部11与第二安装部12分别位于安装台2的左右两侧。
31.第二安装部12上设有滑动安装的移动板62，铣槽工位6包括固定在滑动板上的机箱三61，机箱三61朝向安装台2的一侧设有转动安装的刀具夹头，刀具夹头夹持加工刀具二63固定，且设有工作电机安装在机箱三61内或机箱三61外，工作电机驱动刀具夹头转动工作，优选的，加工刀具二63包括铣槽刀或普通铣刀。
32.机箱三61上设有位移装置四64，位移装置四64固定于机床主体1上，且位移装置四64设有伸缩杆三64a，伸缩杆三64a连接机箱三61，控制系统通过控制位移装置四64调节伸缩杆三64a伸缩，来控制机箱三61上的加工刀具二63靠近待加工件。
33.优选的，加工刀具二63的转动轴心线垂直连接待加工件即卡盘32的转动轴心线，铣槽工位6的移动方向与铣槽工位6上加工刀具二63的转动轴心线同向，且铣槽工位6上加工刀具二63的转动轴心线与夹持工位3上待加工件的转动轴心线始终位于平面二b上，而安装台2的移动方向垂直于铣槽工位6上加工刀具二63的转动轴心线。
34.铣面工位5包括位移装置二51、位移装置三53、机箱二54、工作电机二56和加工刀具一55，加工刀具一55包括面铣刀盘，位移装置二51固定安装在第一安装部11上，位移装置二51包括升降台等，且位移装置二51上方设有能通过控制系统升降控制的伸缩杆一51a，伸缩杆一51a上端固定有安装板52，位移装置三53设于安装板52上固定安装，位移装置三53朝向安装台2的一侧设有能通过控制系统伸缩控制的伸缩杆二，机箱二54连接伸缩杆二，且机箱二54朝向安装台2的一侧设有转动安装的刀头夹具，加工刀具一55固定连接带头夹具，机箱二54上固定有能控制刀头夹具转动工作的工作电机二56。
35.优选的，铣面工位5具有两个移动方向，其中位移装置二51驱动的方向一垂直于平面二b，且位移装置三53驱动的方向二与铣面工位5上加工刀具一55的转动轴心线同向，位移装置三53驱动的方向二平行且垂直于待加工件的转动轴心线。
36.机床主体1上设有位于安装台2上方的v形架13，如图6所示，v形架13左右两侧相交的侧面上设有安装钻孔工位7的第三安装部13a和安装倒角工位8的第四安装部13b，v形架13上设有第三安装部13a与第四安装部13b连接成型的尖角端13e，尖角端13e靠近钻孔工位7/倒角工位8加工刀具的刀头，冷却装置9设有导液管91，导液管91从v形架13后方的尖角端13e处通出，且v形架13的前侧设有能储物的置物格13d，置物格13d位于第三安装部13a与第四安装部13b之间。
37.优选的，当钻孔工位7及倒角工位8加工待加工件时，控制系统控制冷却装置9导出冷却液。
38.本实施例中第三安装部13a位于v形架13的左侧，第四安装部13b位于v形架13的右侧，第三安装部13a与第四安装部13b上均设有能滑轨13c，滑轨13c限制钻孔工位7与倒角工位8的滑动方向。
39.钻孔工位7包括位移装置五71、机箱四72、工作电机三75和加工刀具三74，加工刀
具三74包括钻孔刀等，位移装置五71固定于v形架13第三安装部13a上端的位置处，位移装置五71上设有能通过控制系统伸缩控制的伸缩杆四71a，伸缩杆四71a固定连接机箱四72，且机箱四72上设有与滑轨13c配合的滑动架一73，机箱四72朝向安装台2的一侧设有能固定安装加工刀具三74的刀具夹头，工作电机三75固定于机箱四72上，伸缩杆四71a受控制系统控制伸缩时，机箱四72通过滑动架一73滑动连接第三安装部13a处的滑轨13c，滑动架一73与滑轨13c配合限制机箱四72掉落，优选的，机箱四72的移动方向与加工刀具三74的转动轴心线同向，且加工刀具三74的转动轴心线垂直并能连接至待加工件的转动轴心线。
40.倒角工位8包括位移装置六81、机箱五82、工作电机四85和加工刀具四84，加工刀具四84包括倒角刀等，位移装置六81固定于v形架13第三安装部13a上端的位置处，位移装置六81上设有能通过控制系统伸缩控制的伸缩杆五81a，伸缩杆五81a固定连接机箱五82，且机箱五82上设有与滑轨13c配合的滑动架二83，机箱五82朝向安装台2的一侧设有能固定安装加工刀具四84的刀具夹头，工作电机四85固定于机箱五82上，伸缩杆五81a受控制系统控制伸缩时，机箱五82通过滑动架二83滑动连接第三安装部13a处的滑轨13c，滑动架二83与滑轨13c配合限制机箱五82掉落，优选的，机箱五82的移动方向与加工刀具四84的转动轴心线同向，且加工刀具四84的转动轴心线垂直并能连接至待加工件的转动轴心线。
41.优选的，加工刀具三74的转动轴心线与加工刀具四84的转动轴心线位于平面一a上，且待加工件的转动轴心线垂直于平面一a；而加工刀具三74的转动轴心线与待加工件的转动轴心线始终位于平面三c上，加工刀具四84的转动轴心线与待加工件的转动轴心线始终位于平面四d上，且平面二b、平面三c及平面四d均垂直于平面一a。
42.当各加工工位加工待加工件的位置沿待加工件轴向变化时，控制系统控制安装台2移动调节；且当各加工工位加工待加工件的位置沿待加工件径向变化时，控制系统控制顶紧工位4松离待加工件，并转动待加工件转动调节。
43.如图9~10所示，本实施例中待加工件加工成型的气缸护套10上各设有三个外平面10a、长槽10b、穿孔一10c及穿孔二10d，且三个外平面10a/长槽10b/穿孔一10c/穿孔二10d绕待加工件的转动轴心线120
°
阵列分布，其中外平面10a与穿孔一10c分布一致，长槽10b与穿孔二10d分布一致，外平面10a中心至待加工件转动轴心线的中心线与相邻长槽10b中心至待加工件转动轴心线的中心线间的夹角为60
°
，待加工件/气缸护套10设有夹持部10e和顶紧端10f，夹持部10e与顶紧端10f位于待加工件/气缸护套10的轴向两侧，外平面10a连接至顶紧端10f，长槽10b与穿孔一10c靠近顶紧端10f，且穿孔二10d靠近夹持部10e。
44.待加工件加工成气缸护套10的加工方法如下：步骤一（待加工件安装）：夹持工位3上的卡盘32夹持在待加工件的夹持部10e固定，且控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42伸出，伸缩头42抵止并顶紧在待加工件的顶紧端10f，限制卡盘32及待加工件转动。
45.步骤二（外平面10a加工）：a、控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动，调整待加工件上外平面10a的加工位置对准加工刀具一55，控制系统控制工作电机二56转动，并控制铣面工位5位移装置三53的伸缩杆二伸出，加工刀具一55靠近待加工件，此时加工刀具一55位于待加工件径向外侧的下方；b、控制系统控制位移装置二51的伸缩杆一51a上升，加工刀具一55转动切削待加工件的径向壁面并上移，外平面10a切削完成后，位移装置二51的伸缩杆一51a受控制系统
控制下降，加工刀具一55下移复位；c、控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离待加工件的顶紧端10f，夹持工位3的工作电机一33受控制系统控制正转120
°
，重复步骤b加工；优选的，步骤c重复两次后，控制系统控制位移装置三53的伸缩杆二回缩，加工刀具一55远离待加工件，且控制系统控制工作电机二56即加工刀具一55停止转动，三个外平面10a加工完成。
46.步骤三（长槽10b加工）：a、控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动，调整待加工件上长槽10b其中一点的加工位置对准加工刀具二63，控制系统控制铣槽工位6的工作电机工作，并控制位移装置四64的伸缩杆三64a伸出，加工刀具二63转动并靠近待加工件；b、加工刀具二63继续靠近待加工件并加工待加工件，控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2往复移动一次，加工刀具二63在待加工件上加工出长槽10b后，控制系统控制位移装置四64的伸缩杆三64a回缩，加工刀具二63略微远离待加工件；c、控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离待加工件的顶紧端10f，夹持工位3的工作电机一33受控制系统控制正转120
°
，重复步骤b加工；优选的，步骤c重复两次后，控制系统控制位移装置四64的伸缩杆三64a回缩，加工刀具二63远离待加工件，且控制系统控制工作电机即加工刀具二63停止转动，三个长槽10b加工完成。
47.步骤四（穿孔二10d钻孔倒角加工）：a、控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动，调整待加工件上穿孔二10d的打孔中心位于平面一a上；控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离待加工件的顶紧端10f，夹持工位3的工作电机一33受控制系统控制正转60
°
，使得倒角工位8的加工刀具四84对准加工位置；控制系统控制钻孔工位7的工作电机三75与倒角工位8的工作电机四85工作，加工刀具三74与加工刀具四84转动；控制系统控制位移装置五71的伸缩杆四71a与位移装置六81的伸缩杆五81a伸出，且加工刀具三74与加工刀具四84靠近待加工件；控制系统控制冷却装置9抽取机床主体1储水腔14内的冷却液，通过导液管91导出冷却液；b、控制系统控制位移装置六81的伸缩杆五81a继续伸出，加工刀具四84加工待加工件，且控制系统控制位移装置六81的伸缩杆五81a回缩，加工刀具四84略微远离待加工件；控制系统控制位移装置五71的伸缩杆四71a继续伸出，加工刀具三74加工待加工件，且控制系统控制位移装置五71的伸缩杆四71a回缩，加工刀具三74略微远离待加工件，优选的，该步骤先倒角再钻孔，实际加工时亦可先钻孔再倒角加工；c、控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离待加工件的顶紧端10f，夹持工位3的工作电机一33受控制系统控制正转，转动角度为平面三c与平面四d间的夹角，重复步骤b加工；优选的，步骤c重复两次后，三个穿孔二10d加工完成。
48.步骤五（穿孔一10c钻孔倒角加工）：a、控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动，调整待加工件上穿孔一10c的打孔中心位于平面一a上；且安装台2在移动过程中，控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离待加工件的顶紧端10f，夹持工位3的工作电机一33受控制系统控制正转60
°
，使得倒角工位8的加工刀具四84
对准加工位置；重复步骤四中的步骤b与步骤c三次，三个穿孔一10c加工完成后，在步骤c的第三次实施中，控制系统控制位移装置五71的伸缩杆四71a和位于装置六的伸缩杆五81a回缩，加工刀具三74与加工刀具四84远离待加工件，且控制系统控制工作电机三75与工作电机四85停止工作，加工刀具三74与加工刀具四84停止转动；控制系统控制冷却装置9停止导出冷却液。
49.步骤六（取出加工成型的气缸护套10）：控制系统控制顶紧工位4伸缩装置41的伸缩头42回缩，伸缩头42松离气缸护套10的顶紧端10f，即可操作卡盘32松离并取出气缸护套10。
50.优选的，当穿孔一10c/穿孔二10d具有两个轴向分布呈一字型且靠近的孔时，为节省加工时间，先通过加工刀具四84加工孔一，控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动至孔二处加工；再通过加工刀具三74加工孔二，控制系统通过控制位移装置一21驱动安装台2移动至孔一处加工。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
52.以上对本发明所提供的气缸护套钻铣倒角的一体加工设备及加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。