專利名稱：一種可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械加工專用機床技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于大型鑄件加工機床，尤其適用于鋁合金車輪鑄造毛坯切冒口加工機床和鉆中心孔鉆床。
背景技術(shù)：
鋁合金車輪以其重量輕、節(jié)能、散熱好、美觀、耐腐蝕、加工性好等優(yōu)點不斷被認(rèn)可，采用鋁合金車輪成為替代鋼質(zhì)車輪的最佳選擇，使得汽車鋁合金輪圈需求急劇增長。汽車的高速化，迫使鋁合金車輪向大直徑、寬輪輞方向發(fā)展，目前主流的iri6in，逐步被17 20in代替，甚至出現(xiàn)21-28in車輪裝在汽車上。目前國內(nèi)因為設(shè)備價格因素，鋁合金車輪鑄造方式近一半以重力鑄造方式生產(chǎn)，重力鑄造生產(chǎn)的鋁合金車輪在其中心安裝盤和內(nèi)輪緣位置留有補縮冒口(見附圖1)，需后序加加工切除。其中20in (英寸)大直徑、寬輪輞的鑄造毛坯重量達(dá)20KG以上。目前國內(nèi)較自動化的切冒機為臥式切冒機，現(xiàn)有臥式切冒機 裝夾模式為臥式裝夾，員工裝卸工件工時裝夾高度高、降低了加工效率且勞動強度高；切削斷下的輪輞冒口直接掉在小刀主軸上，需全部加工完后人工取出，并會有安全隱患；同時不易實現(xiàn)與簡易機械手聯(lián)動，實現(xiàn)自動裝卸工件。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，是在設(shè)備的兩側(cè)設(shè)有二套滾道、二個機械手、鉤爪機構(gòu)、切屑進(jìn)給機構(gòu)和排屑機構(gòu)，使得一臺機床能同時實現(xiàn)自動化裝卸工件，實現(xiàn)無人化作業(yè)。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，包括工件、床身、床身的中部設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的主軸卡盤，與主軸卡盤對應(yīng)的同軸處設(shè)有切屑進(jìn)給機構(gòu)，床身的兩側(cè)設(shè)有一套進(jìn)料滾道、一套出料滾道、一個裝料機械手和一個卸料機械手，二個機械手同時完成裝料和卸料，床身的頂部設(shè)有鉤爪機構(gòu)，切屑進(jìn)給機構(gòu)中的絲杠帶動刀具沿著床身的軌道左或右移動，其特征在于所述的鉤爪機構(gòu)將工件冒口移出設(shè)備入收集箱內(nèi)。所述的鉤爪機構(gòu)包括鉤爪、鉤爪氣缸、鉤爪機構(gòu)橫移平臺和進(jìn)出設(shè)備移動平臺，床身的上部的橫移軌道上活動設(shè)有進(jìn)出設(shè)備移動平臺，進(jìn)出設(shè)備移動平臺上設(shè)有鉤爪機構(gòu)橫移平臺和鉤爪氣缸，鉤爪與鉤爪氣缸連接，鉤爪在鉤爪氣缸的帶動下實現(xiàn)上下移動，在鉤爪機構(gòu)橫移平臺的帶動下實現(xiàn)左右移動。所述的床身中的翻轉(zhuǎn)主軸卡盤的正下方還設(shè)有排屑機構(gòu)，通過排屑機構(gòu)將切削加工產(chǎn)生的鋁屑和冒頭排入集屑車內(nèi)。所述的切屑進(jìn)給機構(gòu)包括刀具、切屑刀具主軸、絲杠和伺服電機，伺服電機控制絲杠的行程，并決定連接在絲杠上的切屑刀具主軸帶動刀具進(jìn)給量，伺服電機中的可編程控制器PLC控制絲杠的行程。所述的裝料機械手或卸料機械手上連接有升降導(dǎo)軌和機械手升降氣缸，升降導(dǎo)軌沿著橫移導(dǎo)軌橫向移動，裝料機械手和卸料機械手在0-360°旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)，自動化程度高，裝料機械手和卸料機械手同時完成的工件的抓起和卸料，鉤爪機構(gòu)可將毛坯冒口自動裝夾移出，可實現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存入多個車輪的加工參數(shù)，每次加工根據(jù)輪型、規(guī)格，直接調(diào)用對應(yīng)的加工程式即可，降低了員工裝卸工件的難度和勞動強度，提高了產(chǎn)品的加工效率、品質(zhì)及成品率，同時便于排屑。方便與機械手之間的配合實現(xiàn)自動化裝卸工件，實現(xiàn)無人化加工。


圖I是重力鑄造鋁合金車輪毛坯圖。圖2是本發(fā)明裝卸位置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明加工位置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明與機械手配合裝料示意圖。圖5是本發(fā)明與機械手配合卸料示意圖。圖中1工件、2主軸卡盤、3刀具、4切屑刀具主軸、絲杠5、伺服電機6、排屑機構(gòu)7、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動油缸8、輪輞冒口鉤爪9、鉤爪氣缸10、鉤冒口機構(gòu)橫移平臺11、進(jìn)出設(shè)備移動平臺12、切下的輪輞冒口 13、切下的中心冒口、14床身、15橫移軌道、16進(jìn)料滾道、17出料滾道、18裝料機械手、19卸料機械手、20升降導(dǎo)軌、21機械手升降氣缸、22橫移導(dǎo)軌。
具體實施例方式一種可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，包括工件I、床身14、床身的中部設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的主軸卡盤2，主軸卡盤2夾緊或松開工件1，與主軸卡盤2對應(yīng)的同軸處設(shè)有切屑進(jìn)給機構(gòu)，床身7的兩側(cè)設(shè)有一套進(jìn)料滾道6、一套出料滾道8、一個裝料機械手和一個卸料機械手4，二個機械手同時完成裝料和卸料，床身14的頂部設(shè)有鉤爪機構(gòu)，切屑進(jìn)給機構(gòu)中的絲杠5帶動刀具3沿著床身的軌道左或右移動，鉤爪機構(gòu)將工件冒口移出設(shè)備入收集箱內(nèi)。床身中的翻轉(zhuǎn)主軸卡盤的正下方還設(shè)有排屑機構(gòu)，通過排屑機構(gòu)將切削加工產(chǎn)生的鋁屑和冒頭排入集屑車內(nèi)。所述的切屑進(jìn)給機構(gòu)包括刀具3、切屑刀具主軸4、絲杠5和伺服電機6，可編程控制器(PLC)控制，伺服電機6控制絲杠5的行程，并決定連接在絲杠5上的切屑刀具主軸4帶動刀具3進(jìn)給量。由圖2知，是本發(fā)明裝卸位置結(jié)構(gòu)示意圖。鉤爪機構(gòu)在車輪裝夾好，主軸卡盤2直立，將工件I車輪裝入到主軸卡盤2內(nèi)，鉤爪機構(gòu)遠(yuǎn)離切削機構(gòu)。鉤爪機構(gòu)包括鉤爪9、鉤爪氣缸10、鉤爪機構(gòu)橫移平臺11和進(jìn)出設(shè)備移動平臺12，床身14的上部活動設(shè)有進(jìn)出設(shè)備移動平臺12，進(jìn)出設(shè)備移動平臺12上設(shè)有鉤爪機構(gòu)橫移平臺11和鉤爪氣缸10，鉤爪9與鉤爪氣缸10連接，鉤爪9在鉤爪氣缸10的帶動下實現(xiàn)上下移動，在鉤爪機構(gòu)橫移平臺11的帶動下實現(xiàn)左右移動。由圖3知，是本發(fā)明加工位置結(jié)構(gòu)示意圖。鉤爪機構(gòu)在工件I車輪裝夾好，主軸卡盤2翻轉(zhuǎn)到加工位置后，鉤爪9進(jìn)入車輪內(nèi)，輪輞冒口切斷后掉在鉤爪9上，鉤爪機構(gòu)橫移平臺11將輪輞冒口鉤爪9和輪輞冒口 13向遠(yuǎn)離鋁合金車輪方向移動，然后鉤爪氣缸10將切下的輪輞冒口 13提升高度，通過進(jìn)出設(shè)備移動平臺12將輪輞冒口送出設(shè)備、并放入專用收集箱內(nèi)。由圖4知，是本發(fā)明與機械手配合裝料示意圖。與自動裝卸料機械手配合實現(xiàn)無人化裝料，在車身14兩側(cè)增加兩套輸送滾道，一套用于進(jìn)料滾道16，一套用于出料滾道17，兩套機械手，一套用于裝料機械手18，一套用于卸料機械手19。工作時，裝料機械手18抓取一個待加工毛坯，卸料機械手19同時將加工完成的車輪抓起，兩個機械手同時提升，向左側(cè)移動到裝料機械手18到車身14裝料位置進(jìn)入進(jìn)料滾道16。裝料機械手18或卸料機械手19上連接有升降導(dǎo)軌20和機械手升降氣缸21，升降導(dǎo)軌20沿著橫移導(dǎo)軌22橫向移動。裝料機械手18和卸料機械手19通過升降導(dǎo)軌20上下升降。
由圖5知，是本發(fā)明與機械手配合卸料示意圖。裝料機械手18抓取一個待加工毛坯，卸料機械手19同時將加工完成的車輪抓起，兩個機械手同時提升，卸料機械手19到出料滾道17位置，兩機械手將待加工車輪放在車身14的主軸卡盤2上，將加工好的車輪放在出料滾道17上，向下道工序移動。本發(fā)明的立式裝夾臥式加工切冒機采用可翻轉(zhuǎn)主軸卡盤和對原機床刀具主軸驅(qū) 動數(shù)控化改造，實現(xiàn)立式裝卸工件，臥式加工的工藝。裝卸工件時可翻轉(zhuǎn)主軸卡盤處于水平位置(立式裝夾位置)，將車輪鑄造毛坯放置在卡盤上，夾緊車輪，翻轉(zhuǎn)機構(gòu)將主軸卡盤翻轉(zhuǎn)90度，刀具主軸就可以進(jìn)行加工。加工完,刀具主軸回原點,翻轉(zhuǎn)機構(gòu)再降主軸卡盤翻轉(zhuǎn)為水平裝卸位置。本發(fā)明的電控系統(tǒng)采用可編程控制器(PLC)控制，刀具主軸進(jìn)給驅(qū)動用油缸驅(qū)動，行程采用行程開關(guān)控制，每次更換車輪加工時，需調(diào)節(jié)行程開關(guān)位置。通過將原設(shè)備控制系統(tǒng)更換為數(shù)控系統(tǒng)，刀具主軸驅(qū)動方式改為伺服馬達(dá)和滾珠絲杠，這樣即可實現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存入多個車輪的加工參數(shù)，每次加工根據(jù)輪型、規(guī)格，直接調(diào)用對應(yīng)的加工程式即可，加工效率高，而且加工精度、品質(zhì)穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，包括工件(I)、床身(14)、床身(14)的中部設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的主軸卡盤(2)，與主軸卡盤(2)同軸處設(shè)有切屑進(jìn)給機構(gòu)，床身(14)的兩側(cè)設(shè)有一套進(jìn)料滾道(6)、一套出料滾道(8)、一個裝料機械手(18)和一個卸料機械手(19)，二個機械手同時完成裝料和卸料，床身(14)的頂部設(shè)有鉤爪機構(gòu)，切屑進(jìn)給機構(gòu)中的絲杠(5)帶動刀具(3)沿著床身的軌道向左或向右移動，其特征在于所述的鉤爪機構(gòu)的鉤爪(9)進(jìn)入工件內(nèi)，工件冒口切斷后掉在鉤爪(9)上，鉤爪機構(gòu)將工件冒口移出并進(jìn)入收集箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，其特征在于所述的鉤爪機構(gòu)包括鉤爪(9 )、鉤爪氣缸(10 )、鉤爪機構(gòu)橫移平臺(11)和進(jìn)出設(shè)備移動平臺(12)，床身上部的橫移軌道(15)上活動連接有進(jìn)出設(shè)備移動平臺(12)，進(jìn)出設(shè)備移動平臺(12)上設(shè)有鉤爪機構(gòu)橫移平臺(11)和鉤爪氣缸(10)，鉤爪(9)與鉤爪氣缸(10)連接，鉤爪(9)在鉤爪氣缸(10)的帶動下實現(xiàn)上下移動、在鉤爪機構(gòu)橫移平臺(11)的帶動下實現(xiàn)左右移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，其特征在于所述的主軸卡盤(2)的正下方還設(shè)有排屑機構(gòu)(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，其特征在于所述的切屑進(jìn)給機構(gòu)包括刀具(3)、切屑刀具主軸(4)、絲杠(5)和伺服電機(6)，絲杠(5)上設(shè)有切屑刀具主軸(4)和刀具(3)、伺服電機(6)中的可編程控制器(PLC)控制絲杠(5)的行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，其特征在于所述的裝料機械手(18)或卸料機械手(19)上均連接有升降導(dǎo)軌(20)和機械手升降氣缸(21 )，升降導(dǎo)軌(20)沿著橫移導(dǎo)軌(22)橫向移動，裝料機械手和卸料機械手在0-360°旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
可切毛坯冒口和鉆中心孔的立式裝夾臥式機床，包括工件(1)、床身(14)、床身(14)的中部設(shè)有可翻轉(zhuǎn)的主軸卡盤(2)，與主軸卡盤(2)同軸處設(shè)有切屑進(jìn)給機構(gòu)，其特征在于所述的鉤爪機構(gòu)的鉤爪(9)進(jìn)入工件內(nèi)，工件冒口切斷后掉在鉤爪(9)上，鉤爪機構(gòu)將工件冒口移出并進(jìn)入收集箱內(nèi)。本發(fā)明，自動化程度高，裝料機械手和卸料機械手同時完成的工件的抓起和卸料，鉤爪機構(gòu)可將毛坯冒口自動裝夾移出，降低了員工裝卸工件的難度和勞動強度，提高了產(chǎn)品的加工效率、品質(zhì)及成品率，同時便于排屑，實現(xiàn)無人化加工。
文檔編號B23Q7/04GK102672468SQ20121007590
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者葉松軍, 張培軍, 張秋白, 張達(dá)鑫, 潘益琴, 酈君俊 申請人:江蘇天宏機械工業(yè)有限公司