[发明专利]一种自动加工钢筋连接套筒的金属切削机床

摘要

本发明涉及一种自动加工钢筋连接套筒的金属切削机床，包括回转工作台、主轴箱和液压工作台依次排列组装在机架的上部，液压站及冷却站安装在机架的下部。本发明将传统的对套筒胚料单机分别进行钻孔、攻丝和车削的单工序集成于自动连续工序，从输入套筒胚料到套筒成品输出都在本机床中全部自动加工完成；取代了多人、多台单机作业，能节约设备、场地及人工，提高工效、降低生产成本；本发明采用无油管板式集成油缸技术，省去了传统的大量外露油管,结构紧凑，维修方便,油路通道短，减少油流阻力和泄漏；本机设有液控螺杆离合器和旋转油缸摩擦片离合器，实现刚性攻丝，可减少丝锥承受的轴向力，提高螺纹精度；还采用压气喷雾供液吹屑冷却技术。

主权项

一种自动加工钢筋连接套筒的金属切削机床，包括机架、电动机，其特征在于：[1] 自动加工钢筋连接套筒的金属切削机床的回转工作台（2）、主轴箱（3）和液压工作台（4）依次沿直线排列组装在机架（1）的上部，液压站（5）及冷却站（6）安装在机架（1）的下部；[2] 回转工作台；蜗轮蜗杆箱（211）的出轴侧安装轴承套筒（216），轴承套筒（216）的另一端固定安装在墙板（220）的套筒孔（230）中，底面平齐的蜗轮蜗杆箱（211）和墙板（220）依靠轴承套筒（216）连接成一体，组成回转工作台（2）的台架；两个1#圆锥轴承（215）分别安装在轴承套筒（216）的两端，安装在两个1#圆锥轴承（215）中的回转轴（214）的一端紧固蜗轮（212）和编码器（210），回转轴（214）的另一端紧定安装圆盘形回转盘（203），圆盘形回转盘（203）位于墙板（220）的外侧；蜗杆（234）由一对2#园锥推力轴承支承在蜗轮蜗杆箱（211）内，安装在蜗轮蜗杆箱左端盖（232）的步进电机（231）通过传动套（233）驱动蜗杆（234），并带动与蜗杆（234）啮合的蜗轮（212）、编码器（210）及圆盘形回转盘（203）一起转动；六个径向开口的定心凹槽（228）沿圆盘形回转盘（203）周边均匀分布，定心凹槽（228）底部安装用于定心支承套筒胚料（202）的90°V形垫铁（204）； 固定在墙板（220）一侧的喂料滑槽（201）的出口对准圆盘形回转盘（203）水平直径端头、处于进料工位（209）的定心凹槽（228）, 第一个套筒胚料（202）进入进料工位（209）的定心凹槽（228）；当面向圆盘形回转盘（203）顺时针旋转60°，使第一个套筒胚料（202）向上转入钻孔工位（218）； 当面向圆盘形回转盘（203）顺时针再旋转60°，第一个套筒胚料（202）便转入旁侧的攻丝工位（219）；当面向圆盘形回转盘（203）顺时针再旋转60°，第一个套筒胚料（202）即转入位于圆盘形回转盘（203）水平直径另一端头的车削工位（229）； 位于定心凹槽（228）底部90°V形垫铁（204）内的套筒胚料（202）的圆心都与钻孔工位（218）、攻丝工位（219）和车削工位（229）的圆心分别对位吻合；圆盘形回转盘（203）及编码器（210）同步旋转60°，位于定心凹槽（228）内的套筒胚料（202）进入下一个工位，编码器（210）发出指令，液压阀操纵压紧油缸（207）及顶料油缸（238）按设定程序动作；回转工作台（2）的起始工步是在第一道工位、即进料工位（209）上进行，由喂料滑槽（201）将1#套筒胚料（202）输入处于停止状态的圆盘形回转盘（203）内的径向开口的定心凹槽（228），当接近开关确认1#套筒胚料到达第一道进料工位（209）后, 由步进电机（231）驱动的圆盘形回转盘（203）旋转60°,将1#套筒胚料（202）送入第二道工位、即钻孔工位（218），同时2#套筒胚料（202）由喂料滑槽（201）滑入进料工位（209）的定心凹槽（228）；当接近开关确认1#套筒胚料（202）到达钻孔工位（218），圆盘形回转盘（203）停止运动，压紧油缸（207）得指令自动将1#套筒胚料（202）压紧，钻孔主轴（32）启动旋转进给运动，钻孔开始；钻孔毕，接近开关的信号传给编码器（210）发出指令，钻孔主轴（32）退到位，压紧油缸（207）将1#套筒胚料（202）松开；当接近开关确认确认2#套筒胚料（202）进入第一道进料工位（209）后, 由步进电机（231）驱动的圆盘形回转盘（203）旋转60°，将1#套筒胚料（202）送入第三道工位、即攻丝工位，与此同时将2#套筒胚料（202）送入第二道工位钻孔（218）；1#套筒胚料（202）及2#套筒胚料（202）到位，圆盘形回转盘（203）停此运动，两压紧油缸（207）得指令自动将两套筒胚料（202）压紧；攻丝主轴（36）对准攻丝工位顺时针旋转，丝锥进给，攻丝开始；攻丝结束后，攻丝主轴（36）反时针旋转，丝锥退出；当行程开关确认3#套筒胚料进入第一道进料工位（209）后，2#套筒胚料（202）钻孔毕，1#套筒胚料（202）攻丝毕，钻孔主轴（32）、攻丝主轴（36）退到位，步进电机（231）又驱动圆盘形回转盘（203），旋转60°，分别将套筒胚料（202）输入不同工位后停止；其中，1#套筒胚料（202）进入第四道工位、即车削工位（229），顶料油缸（238）推动顶料滑轴将套筒胚料（202）从圆盘形回转盘（203）中推入车削主轴（34）的两端涨弹簧夹头（344）上,进入第四道车削工序（229）作业；车毕，两端涨弹簧夹头（344）松开,套筒胚料（202）自动退出，从第一道‑‑进料工位（209）到第四道‑‑车削工位（229）后的退料，包括喂料、钻孔、攻丝及车削的每－工位同时都在作业；集成压紧油缸和顶料油缸；两个压紧油缸（207）和顶料油缸（238）以及它们的油道和相匹配的液压阀都不用外接油管,集成安装在墙板（220）上，位于圆盘形回转盘（203）顶面上方的导向块（205）以及与导向块（205）连接为一体两个压紧油缸（207）紧定在墙板（220）上，导向块（205）内部设有两个竖立的矩形空心导轨（227），与矩形空心导轨（227）滑动配合的方断面压块（206）能在其中滑动；两个压紧油缸（207）分别与位于竖立的矩形空心导轨（227）中的方断面压块（206）一一对位，两个压紧油缸（207）的活塞（208）分别顶住所对应的方断面压块（206）；墙板（220）内部加工有与压紧油缸（207）连通的1#油道（a）、与顶料油缸（238）连通的竖油道（236）以及与液压站（5）连通的2#油道（b）; 开启液压阀通以油压时，压紧油缸（207）推动方断面压块（206）向下压紧位于钻孔工位（218）和或者攻丝工位（219）的定心凹槽（228）中的套筒胚料（202）；顶料油缸（238）安装在墙板套筒孔（230）水平一侧的顶料油缸座（237）中，顶料油缸（238）与位于车削工位（229）的定心凹槽（228）中的套筒胚料（202）共有同一条水平中心线；在顶料油缸（238）后端装有高压气开关,顶料油缸（238）左腔通过顶料缸密封圈（241）与高压气开关隔开,当丝攻与钻头工作时，高压气开,工作毕高压气关；作业时，液压阀开启，顶料油缸（238）左腔进油，左腔油压升高，右腔回油，顶尖滑轴（239）向右移，推动滑动顶尖（240）将位于车削工位（229）的定心凹槽（228）中的套筒胚料（202）顶出，推入车削主轴的两端涨弹簧夹头（344）上并将套筒胚料（202）夹紧；气液喷雾冷却及排屑；在顶料油缸（238）后端装有高压气开关,顶料油缸（238）左腔通过密封圈（241）与高压气开关隔开,当丝攻与钻头工作时高压气开启,工作毕，高压气关闭；作业时，顶料油缸左腔升高的油压，克服弹簧（242）的压力将阀蕊（243）顶开，压缩气体从1#气孔（c）进入，通过被顶开的阀蕊（243）的前锥孔，从2#气孔（d）输出经过连接软管从冷却喷嘴（221）尾端的压气入口进入冷却喷嘴（221），与冷却液汇合向位于钻孔工位（218）或者攻丝工位（219）的套筒胚料（202）喷射冷却，攻丝及钻孔工作开始；当攻丝与钻孔工作结束，液压阀换向，顶料油缸左腔回油，压力下降，阀蕊（243）在弹簧（242）作用下向右移，进入阀体锥孔，关闭高压气，喷射冷却停止；四根直线滑杆（224）固定在与墙板（220）连为一体的支承块（225）上，两块活动板（222）的四角装有分别与四根直线滑杆（224）滑动配合的滑动轴承（223），活动板（222）能沿各自对应的两根直线滑杆（224）滑动，两套冷却喷嘴（221）分别安装在活动板（222）的上下两个滑动轴承（223）之间，拉簧（226）连接活动板（222）与支承块（225），两套冷却喷嘴（221）分别被拉向墙板（220）上的两个直径为50mm的圆孔（235），接近钻头或丝锥，有利冷却及排屑；与钻头或丝锥进给相连的顶杆，推动冷却喷嘴随着钻头或丝锥进给进给向左移动，确保对钻头或丝锥的喷射冷却； 冷却喷嘴（221）、圆孔（235）分别与位于钻孔工位（218）或者攻丝工位（219 ）的定心凹槽（228）中的套筒胚料（202）共有同一条水平中心线；与顶料油缸后端的高压气开关连接的软管将高压气从冷却喷嘴尾端的入口输入冷却喷嘴，高压气与从冷却喷嘴的冷却液入口进入的冷却液汇合，由冷却喷嘴的喷头小孔喷出，形成雾状气液流喷向正在钻孔或者攻丝的套筒胚料（202）喷射冷却及排屑； [3] 主轴箱； 位于回转工作台（2）一侧的主轴箱（3）设有水平的钻孔主轴（32）、车削主轴（34）和攻丝主轴（36），钻孔主轴（32）、车削主轴（34）和攻丝主轴（36）分别各自与的钻孔工位（218）、攻丝工位（219）和车削工位（229）的中心、即对应工位的定心凹槽（228）中的套筒胚料（202）共有同一条水平中心线；电动机经皮带轮（31）传动主轴箱一轴（302），经旋转油缸摩擦片离合器（307）带动三联齿轮，将动力传至攻丝主轴（36），同时主轴箱一轴齿轮（301）带动主轴箱二轴大齿轮（305）、主轴箱二轴小齿轮（303）和主轴箱二轴（304），主轴箱二轴小齿轮（303）驱动车削主轴齿轮（310）；二轴小齿轮（303）同时驱动主轴箱三轴大齿轮（309）、主轴箱三轴（311）、主轴箱三轴小齿轮（312）、钻孔主轴齿轮（330）及钻孔主轴（32），这样主轴箱的钻孔主轴（32）、攻丝主轴（36）和车削主轴（34）都得到所需的转速与转向，三个工位能同时作业；① 钻孔主轴（32）通过3#轴承（321）、4#轴承（324）、5#轴承（325）支承在钻攻轴滑套（322）上,钻孔时，钻孔主轴（32）在钻攻轴滑套（322）内旋转，钻攻轴滑套（322）在钻攻支承座（323）上轴向滑动；钻轴齿轮（330）固定在钻轴空心轴（334）上,钻轴空心轴（334）通过6#轴承（333）与轴承套（331）、端盖（332）支承在主轴箱（3）内；钻轴齿轮（330）带动钻轴空心轴（334）与传动轴（329）旋转,同时传动轴（329）能在钻轴空心轴（334）内轴向滑动；紧定螺母（326）将4#轴承（324）、5#轴承（325）固定在钻孔主轴（32）上，并调整轴承的间隙，防松套（327）与钻孔主轴（32）键联接，间隙调整后防松套（327）通过传动圈（328）将紧定螺母（326）顶紧、依靠螺纹固定在钻孔主轴（32）上；传动轴（329）与传动圈（328）键联接，传动轴（329）、传动圈（328）与钻孔主轴（32）一同旋转；钻孔进给油缸（401）通过传动轴（329）带动钻孔主轴（32）与钻攻轴滑套（322）轴向滑动，在传动轴（329）轴伸端孔莫氏三号锥度安装钻头；    ② 攻丝主轴（36）与钻孔主轴（32）一样除了旋转运动外还需轴向进给,攻丝主轴（36）轴伸端安装丝锥弹簧夹头（344）夹住丝锥的园柱柄与方头，攻丝毕，攻丝主轴（36）反转，丝锥从套筒胚料（202）中退出；本发明采用刚性攻丝，丝锥弹簧夹头夹住丝锥的园柱柄以方头定位，攻丝的自始至终进给量与螺距完全相等，这种方法攻丝是通过减少丝锥承受的轴向力，而提高螺纹精度；当丝锥主轴（36）正转，丝锥进给前进；当攻丝主轴（36）反转，丝锥从套筒胚料（202）中退出；当圆盘形回转盘运转，攻丝主轴（36）等待工作又不能停转时，攻丝主轴（36）进给必须停止；为此，本机设有控制攻丝进给的液控螺杆离合器（306）和控制攻丝主轴（36）正反转的旋转油缸操纵的摩擦片离合器（307）；③ 车削主轴（34）通过三个轴承支承在车轴套（342）上，车轴套（342）装在主轴箱（3）内，车削主轴（34）为空心轴，夹头螺母（349）装在车削主轴（34）的轴伸端,端头螺钉将涨圈（343）及两端涨弹簧夹头（344）装在弹簧夹头涨杆（347）上；一端与弹簧夹头压紧油缸（403）连接的拉杆（348），穿过空心车削主轴（34）后的另一端与弹簧夹头涨杆（347）螺纹联接，依靠弹簧夹头压紧油缸（403）作用，涨圈（343）及两端涨弹簧夹头（344），能在夹头螺母（349）内轴向移动；车刀（345）装在刀架（346）上，并支承在支承板上，由车削进给油缸（402）驱动刀架进给杆（341）控制车削进给；圆盘形回转盘（203）把套筒胚料（202）输到第四道工位、即车削工位（229）时，顶料油缸（238）得指令,推动顶芯滑轴（239）将套筒胚料（202）从圆盘形回转盘（203）中顶出；与此同时，车削主轴（34）在旋转，弹簧夹头压紧油缸（403）得指令将涨圈（343）及两端涨弹簧夹头（344）从夹头螺母（349）内推出；旋转的两端涨弹簧夹头（344）接住从圆盘形回转盘（203）中顶出的套筒胚料（202），并带其旋转；因顶芯滑轴（239）端装有轴承，顶芯（240）也随其旋转，套筒胚料（202）不停机地从圆盘形回转盘（203）装到旋转的涨圈（343）及两端涨弹簧夹头（344）上；顶料油缸（238）继续推动顶芯滑轴（239）向右移，套筒胚料（202）将被顶靠夹头螺母（349）端面，顶料油缸（238）从左面顶住弹簧夹头涨杆（347），顶料油缸（238）从右顶住涨圈（343）；这样两端涨弹簧夹头（344）左右两端受轴向力而涨开夹紧套筒胚料（202），车削套筒胚料（202）的外园工作得以进行；当车削工作完成，弹簧夹头压紧油缸（403）带顶芯滑轴（239）向左移，两端涨弹簧夹头（344）回弹松开，套筒胚料（202）松驰，弹簧夹头压紧油缸（403）向右移使两端涨弹簧夹头（344）退缩入夹头螺母（349）内；套筒（202）因自重落入成品箱，这样就完成了不停机自动装卸工作；[4] 液压操纵台; 液压操纵台（4）装有油缸集成块（409）和集成块盖板（410），钻孔进给油缸（401）、车削进给油缸（402）、弹簧夹头压紧油缸（403）和螺杆离合器油缸（363）都集成安装在油缸集成块（409）上，在集成块盖板（408）上装有控制钻孔进给油缸（401）的钻孔液压换向阀（404）、控制车削进给油缸（402）的车削液压换向阀（405）、控制弹簧夹头压紧油缸（403）的夹头液压换向阀（406）和控制螺杆离合器油缸（363）的螺杆液压换向阀（407）；油缸集成块（409）及集成块盖板（410）内部钻油道，替代传统的外接油管，使得所述油缸与对应的液压换向阀都能集成安装在油缸集成块（409）和集成块盖板（410）上；钻孔进给油缸（401）的油路与钻孔调速阀（412）串连，通过钻孔调速阀（412）形成回油节流控制钻孔进给速度；因传动轴（411）驱动钻孔主轴（32）一同旋转又需钻孔主轴（32）轴向进给，而活塞杆（413）不可旋转只能轴向进给，故活塞杆（413）通过防转套（414）、推力球轴承与传动轴（411）联接；车削进给油缸（402）、弹簧夹头压紧油缸（403）与钻孔进给油缸（401）结构相同，车削进给油缸（402）的进给速度由另一只调速阀控制。