[发明专利]一种用于复杂阶梯深孔加工的装置

摘要

一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，该装置特别适合于带有复杂环槽的阶梯深孔的加工，尤其适合分瓣结构复杂阶梯深孔的整体加工，它采用工件转动并沿X向、Z向进给，刀具穿过工件固定不动的切削加工方式，在工件两侧增加了刀具随动支撑装置，随动支撑装置与刀具仅有Z向相对运动，与工件仅有X向相对运动，减少刀具弯曲变形，提高复杂细长通孔的加工精度及表面质量，装夹定位方式采用空心顶尖配合卡料环定位，传动方式是通过平键将动力传递到工件及卡料环，驱动工件高速旋转，实现主切削运动。

主权项

1.一种用于复杂阶梯深孔加工的装置，其特征在于：该装置包括：床身(1)、左侧刀具固定装置(2)、左侧随动支撑装置(3)、Z向进给系统(4)、Z向滑台(5)、X向进给系统(6)、X向滑台(7)、尾顶驱动系统(8)、主轴系统(9)、尾顶系统(10)、右侧随动支撑装置(11)、刀具(12)、右侧刀具固定装置(13)；左侧刀具固定装置(2)包括：左侧刀具底座(14)、左侧刀具固定座(15)、左刀具压板(16)，其特征在于：左侧刀具底座(14)底部与床身(1)固定，左侧刀具底座(14)上部与左侧刀具固定座(15)底部固定连接，左刀具压板(16)与左侧刀具固定座(15)上表面固定，刀具(12)一端通过左侧刀具固定座(15)上的V型槽定位，并利用左刀具压板(16)上的螺钉压紧，实现刀具(12)左侧夹紧定位；左侧随动支撑装置(3)包括：左侧随动支撑架(17)、左侧随动支撑滑套(18)、左侧随动支撑架压板(19)，左侧随动支撑滑套(18)安装在左侧随动支撑架(17)的一端，所述左侧随动支撑架(17)的另一端设置有矩形导轨槽，所述矩形导轨槽通过左侧随动支撑架压板19，实现与Z向滑台5立板上的矩形导轨之间的配合；Z向进给系统(4)包括：Z向伺服电机(20)、Z向联轴器(21)、Z向滚珠丝杠副(22)、Z向直线导轨副(23)；X向进给系统(6)包括:X向伺服电机(24)、X向联轴器(25)、X向滚珠丝杠副(26)、X向直线导轨(27)；尾顶驱动系统(8)包括：尾顶直线导轨(28)、双向驱动气缸(29)；主轴系统(9)包括：驱动电机(30)、小同步带轮(31)、同步带(32)、大同步带轮(33)、左侧空心顶尖(34)、左侧驱动平键(35)、左侧卡料环(36)、主轴左侧压盖(37)、主轴左侧密封圈(38)、主轴左侧机座(39)、主轴左侧轴承(40)、主轴平键(41)、主轴轴套(42)、主轴右侧机座(43)、主轴右侧轴承(44)、主轴(45)、主轴右侧密封圈(46)、主轴右侧压盖(47)；尾顶系统(10)包括：尾顶左侧压盖(48)、尾顶左侧密封圈(49)、尾顶左侧轴承(50)、尾顶机座(51)、尾顶右侧轴承(52)、尾顶右侧压盖(53)、尾顶右侧密封圈(54)、尾顶轴(55)、右卡料环(56)、右侧空心顶尖(57)、右侧从动平键(58)；右侧随动支撑装置(11)包括：右侧随动支撑滑套(59)、右侧随动支撑架(60)、拨叉(61)、右侧随动支撑架压板(62)，右侧随动支撑滑套(59)安装在右侧随动支撑架(60)的一端，所述右侧随动支撑架(60)的另一端也设置有矩形导轨槽，并通过右侧随动支撑架压板(62)，实现与Z向滑台5立板上的矩形导轨之间的配合；刀具(12)包括：刀杆(63)、压紧块(64)、刀块(65)、定位块(66)，刀块(65)安装在刀杆(63)的安装槽中，刀块(65)一侧安装有定位块(66)，另一侧安装有压紧块(64)，通过顶丝压紧；右侧刀具固定装置(13)包括：右侧刀具底座(67)、右侧刀具固定座(68)、右刀具压板(69)，右侧刀具底座(67)底部与床身(1)固定，右侧刀具底座(67)上部与右侧刀具固定座(68)底部固定连接，右刀具压板(69)与右侧刀具固定座(68)上表面固定，刀具(12)的另一端通过右侧刀具固定座(68)上的V型槽定位，并利用右刀具压板(69)上的螺钉压紧，实现刀具(12)右侧夹紧定位；左侧刀具固定装置(2)底部与床身(1)固定，采用V型槽定位，利用螺钉压紧，能够实现刀杆的快速定位夹紧，并且在拆卸刀具时有足够的让刀空间；左侧随动支撑装置(3)能够沿Z向滑台(5)立板上的矩形导轨移动，采用螺钉压紧，实现刀具(12)与左侧随动支撑滑套(18)仅沿轴向相对滑动；Z向进给系统(4)下方与床身(1)固定，上方与Z向滑台(5)固定，能够驱动Z向滑台(5)进行Z向进给运动；X向进给系统(6)下方与Z向滑台(5)固定，上方与X向滑台(7)固定,能够驱动X向滑台(7)进行X向进给运动；尾顶驱动系统(8)下方与X向滑台(7)固定，上方与尾顶系统(10)固定，能够驱动尾顶系统(10)沿主轴系统(9)中心轴向方向移动，实现上料及夹紧功能；主轴系统(9)采用驱动电机(30)通过同步带驱动主轴旋转，左侧驱动平键(35)驱动左侧卡料环工件(36)转动，保证了工件旋转的动力；尾顶系统(10)采用右卡料环(56)跟随主轴转动，通过右侧从动平键(58)带动尾顶轴(55)转动，避免了由于右侧空心顶尖(57)与右卡料环(56)相对旋转造成的基准磨损，提高装置使用寿命；右侧随动支撑装置(11)能够沿Z向滑台立板上的矩形导轨移动，采用螺钉压紧，实现刀具(12)与右侧随动支撑滑套(59)仅沿轴向相对滑动,拨叉(61)与尾顶机座(51)固定，当尾顶移动时能带动右侧随动支撑装置(11)一同移动，保证相对位置；刀具(12)分别通过顶丝压紧及压紧块(64)压紧刀块(65)，保证刀块(65)的位置精度；右侧刀具固定装置(13)底部与床身固定，采用V型槽定位，利用螺钉压紧，能够实现刀杆的快速定位夹紧，并且在拆卸刀具时有足够的让刀空间；主轴系统(9)安装在X向滑台(7)上，尾顶系统(10)通过尾顶驱动系统(8)安装在X向滑台(7)上，尾顶系统(10)在尾顶驱动系统(8)的驱动作用下可在X向滑台(7)上沿主轴系统(9)中心轴向方向移动，实现工件的上料及定位夹紧，同时带动右侧随动支撑装置(11)相对移动，X向滑台(7)通过X向进给系统(6)安装在Z向滑台(5)上，Z向滑台(5)通过Z向进给系统(4)安装在床身(1)上，左侧刀具固定装置(2)和右侧刀具固定装置(13)安装在床身(1)上，左侧随动支撑装置(3)和右侧随动支撑装置(11)安装在Z向滑台(5)的矩形导轨上，可相对移动；该装置采用工件转动并进给，刀具穿过工件固定不动的切削加工方式，在工件两侧增加了随动支撑装置，随动支撑装置与刀具仅有Z向相对运动，与工件仅有X向相对运动，具体工作过程包括：第一步：车工件两端外圆及中心通孔，安装左侧卡料环及右侧卡料环；第二步：将尾顶系统运动到距主轴系统最远端，将左侧卡料环及右侧卡料环分别与左侧空心顶尖、右侧空心顶尖对正，同时分别与左侧驱动平键、右侧从动平键对正，尾顶系统向主轴系统运动，夹紧工件；第三步：将刀具穿过工件中心，使刀块在合适位置，从两侧分别套上左侧随动支撑滑套、右侧随动支撑滑套，用螺钉压紧；将刀具与左侧刀具固定装置和右侧刀具固定装置，分别利用螺钉压紧；第四步：启动驱动电机，使工件达到设定转速；第五步：驱动数控程序，驱动工件进行插补运动，完成复杂阶梯深孔加工；第六步：关闭数控程序及驱动电机，松开左侧刀具固定装置及左侧随动支撑滑套的压紧用螺钉，取下左侧随动支撑滑套，然后将刀具从左侧抽出；第七步：运动尾顶系统至远端，取下工件；第八步：取下左侧卡料环及右侧卡料环，完成加工。