弯曲类工件表面高精度车削加工工艺及其加工设备制造技术

本发明专利技术公开了一种弯曲类工件表面高精度车削加工工艺，包括以下步骤：A.弯曲工件装夹，B.弯曲工件车削，C.弯曲工件余量切除，D.取废料，E.成品出料；一种弯曲类工件表面高精度车削加工设备，包括机架，机架上设有弯曲工件夹持固定装置及弯曲工件车削装置，弯曲工件夹持固定装置包括，安装架，安装架上设有卡盘一，机架上设有支撑件，支撑件包括双轴气缸，双轴气缸的安装板上方设有平板，平板的两端为设有竖板，平板的下方设有手指气缸，平板上开有通道孔，弯曲工件车削装置包括，包括滑块一，滑块一固定有支杆，所述支杆上设有滑座，滑座上设有切削机构。本发明专利技术结构设计巧妙、合理，能够对弯管类工件表面进行高精度车削加工，值得推广应用。

High precision turning technology and equipment for bending workpiece surface

The invention discloses a high-precision turning process for the surface of bending workpieces, which comprises the following steps: A. clamping of bending workpieces, B. turning of bending workpieces, C. excision of bending workpiece margin, D. scrap removal, E. finished product discharge, and a high-precision turning equipment for the surface of bending workpieces, including a frame with a bender on the frame. The fixing device for clamping parts and the turning device for bending parts include a mounting rack, a chuck on the mounting rack, a supporting part on the rack, a supporting part including a double-axis cylinder, a flat plate above the mounting plate of a double-axis cylinder, a vertical plate at both ends of the flat plate, and finger gas at the bottom of the flat plate. The cylinder and the flat plate are provided with passage holes, and the turning device for bending workpiece comprises a slider, a slider and a supporting rod fixed with a sliding seat and a cutting mechanism on the sliding seat. The invention has ingenious and reasonable structure design, and can carry out high-precision turning on the surface of bending pipe workpiece, which is worth popularizing and applying.

【技术实现步骤摘要】
弯曲类工件表面高精度车削加工工艺及其加工设备
本专利技术涉及一种高端的弯曲类工件表面加工工艺及其加工设备，尤其是一种弯曲类工件表面高精度车削加工工艺及其加工设备。
技术介绍
车削即车床加工，车床加工时机械加工的一部分，车床加工主要是用车刀对旋转的工件进行车削加工，即刀具不动、工件高速旋转，这对于直的工件来说是可行的，但是对于弯曲类工件的表面车削加工就不能实现，由于会产生巨大的偏心力，使得卡盘无法夹持住弯曲的工件，但是，对于壁厚的弯管、对于塑料材质的弯管等弯曲类工件均不能够进行车削加工，如果在工况下必须要对弯曲类工件的表面进行加工时该怎么办呢，传统做法会利用五轴数控机床进行工件与铣刀同时运动工作，从而把弯曲类工件的表面加工完成，由于五轴数控机床加工弯曲类工件效率低、成本极高，不适合大批量加工使用。对于弯管类零件的表面机械加工，鉴于其曲面的复杂性，一直是零件加工的难点，多数弯管类零件的加工方法是，先制造直管，然后通过弯管机来进行弯曲最终成型，这种加工方式免去了对弯管的复杂曲面加工，简化了制造过程，但是，弯曲过程对表面质量有很大的损伤，对表面质量要求高的弯管类零件，必须通过最终的表面机械加工来获取预期的表面质量，这类弯管类零件的制造方式有两种，一种是先制造弯管毛坯件，然后进行表面机械加工，另一种是先制造直管，然后弯制，最后再进行表面机械加工，最终得到预期的表面质量，例如核电站主管道的加工制造，就是通过铸造成型或通过锻造弯曲后再进行表面机械加工来实现的。CN102156441B公开了一种弯管外表面的三轴数控铣削加工方法(申请号：201010620477.1)，这种加工方法基于UG软件、采用三轴数控加工设备和球头刀具进行加工，加工前对弯管零件外表面进行加工区域的划分、刀具轨迹的规划和切削进给方式的优化；对被加工的弯管零件共进行两次装夹定位；利用UG的CAM模块编制外表面加工程序；四个加工区域均采用沿弯管母线平行往复走刀方式和由下到上的进给方式；该专利技术专利对弯管类工件弯曲外表面的加工方式还是需要三轴数控加工设备进行加工，只不过解决了加工弯管外表面加工干涉问题，降低了切削冲击载荷，切削状态稳定的问题，加工的效率上并没有很大的提高，还是不能够实现对弯曲类工件外表面加工能大批量生产、成本低的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种能够大批量、成本低的对弯曲类工件表面进行高精度车削加工的加工工艺及其加工设备，满足了生产企业对弯曲类工件表面高精度加工，批量大、成本低的需求。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：这种弯曲类工件表面高精度车削加工工艺，包括以下步骤：A.工件装夹：把工件上直夹持段放置在卡盘一处，把工件的弧形部分放置在右侧的支撑件的平板上，然后，卡盘一上的卡爪一夹住直夹持段，利用手指气缸上的手指对工件的弧形段进行夹紧；B.工件车削：启动伺服电机一带动卡盘二高速旋转，启动伺服电机二，带动滑块一移动，利用弧形导轨、滑块二及连接杆对转动连接在滑座上的框形架进行旋转角度引导，从而适应工件的弧度，当切削机构被输送的过程中，右侧的支撑件下移让切削机构通过，当切削机构通过右侧的支撑件后，右侧的支撑件上移并夹持住车削后的工件部分，这时，左侧的支撑件下移，用于切削机构的通过，并对剩余的工件部分进行车削加工，当切削机构通过左侧的支撑件时、左侧的支撑件也对车削后的工件部分进行夹持住；C.切削机构复位：通过伺服电机二带动切削机构复位，在复位的过程中，左侧的支撑件先松开工件然后向下复位，等切削机构通过左侧的支撑件后，左侧的支撑件向上移动对工件支撑并夹住工件，然后右侧的支撑件松开工件并下移，切削机构向右复位完成后，右侧的支撑件向上移动对工件支撑并夹住工件；D.工件余量切除：启动切割机构上的伺服电机三并带动切割片高速旋转，并利用电动升降杆带动切割片上移并对直夹持段进行切割；E.取废料：利用内六角扳手拧松卡盘一，从而把直夹持段从卡盘一处拿出；F.成品出料：控制两支撑件上的手指气缸并对手指进行张开，从而把加工好的成品从两支撑件处拿出。这种弯曲类工件表面高精度车削加工设备，包括机架，机架上设有弯曲工件夹持固定装置及弯曲工件车削装置；弯曲工件夹持固定装置包括固定在机架上的安装架，安装架上固定有卡盘一，机架上设置有一对支撑件，支撑件包括固定在机架上的双轴气缸，双轴气缸的安装板上方设有平板，平板的两端为与平板一体设置并折弯向下固定在安装板上的竖板，平板的下方设有固定在安装板上的手指气缸，平板上开有通道孔，手指气缸上的手指经过通过孔穿出；弯曲工件车削装置包括沿“X”方向滑动连接在机架上的滑块一，滑块一上固定有沿“Y”方向长度设置的支杆，支杆上设有沿“Y”方向滑动连接的滑座，滑座上设有切削机构，切削机构包括转动连接在滑座上的框形架，框形架上开有横向通道孔，横向通道孔处设有滚动轴承，滚动轴承的外圈固定在横向通道孔处，框形架上转动连接有一组沿横向通道孔中心均布设置的齿轮一，框形架上固定有一组分别驱动各齿轮一转动的伺服电机一，框形架的侧部设有带横向通道孔的卡盘二，卡盘二的各卡爪二上都固定有切削刀头，卡盘二与滚动轴承之间设有连接件，连接件包括开有横向通孔的齿轮二及固定在齿轮二左、右两端的套管，左侧的套管固定在卡盘二外端处、右侧套管固定在滚动轴承的内圈处，各齿轮一均与齿轮二啮合一起，卡盘二、齿轮二、两套管、滚动轴承的中心均在一条轴线上，机架上固定有驱动滑块一沿“X”方向往复移动的伺服电机二；机架上固定有位于切削机构上方并与弯曲工件弧度一致的弧形导轨，弧形导轨上滑动连接有滑块二，框形架的侧面与滑块二之间固定有连接杆，滑块二的位置与切削刀头的位置匹配。这里弯曲工件夹持固定装置的作用是，用于对弯曲类工件进行夹持固定作用；这里弯曲工件车削装置的作用是，跟随弯曲类工件的弧度来对弯曲类工件的弧形表面进行车削加工；这里两支撑件的作用是，用于对弯曲类工件弧形段的夹持固定；这里双轴气缸的作用是，抬升手指气缸时，由于有两个活塞杆，所以不会发生位置旋转偏移的情况；这里滑块一、支杆、滑座的作用是，在切削机构移动时、可以使切削机构能够在“Y”方向移动，从而切削机构在移动时、能够“X”、“Y”方向移动，从而能够沿着弧形导轨方向移动，从而能够准确的对弯曲工件的弧形表面进行精准车削；这里切削刀头采用斜口刀，从而车削弯曲工件时更省力；这里连接件的作用是，用于传力作用，把各伺服电机一所产生的动力，通过齿轮一传递到连接件的齿轮二处，然后，在传力给卡盘二上，带动卡盘二高速旋转，从而带动切削刀头高速旋转；这里滚动轴承的作用是，用于固定连接件，从而带动卡盘二高速旋转时、摩擦力小，只有滚动轴承上的滚动摩擦，从而大大降低能耗，卡盘二长时间旋转，也不会发生位置偏移的情况，从而切削弯曲工件时精度也更准确；这里的卡盘一、卡盘二采用市面上现有的卡盘，卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动，把工件夹紧和定位的机床附件，卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构三部分组成，卡盘体直径最小为65毫米，最大可达1500毫米，中央有通孔，以便通过工件或棒料；这里滑块二的中心位置与切削刀头中心的位置对齐，从而确保切削刀头在车削弯曲工件的外表面时、弧形导轨带动切削刀头移动和旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弯曲类工件表面高精度车削加工工艺，其特征包括以下步骤：A.工件装夹：把工件上的直夹持段放置在卡盘一(2‑2)处，把工件的弧形部分放置在右侧支撑件(2‑3)的平板(2‑3c)上，然后，卡盘一(2‑2)上的卡爪一(2‑2a)夹住直夹持段，利用手指气缸(2‑3e)上的手指(2a‑3e)对工件的弧形段进行夹紧；B.工件车削：启动伺服电机一(3‑4d)带动卡盘二(3‑4e)高速旋转，启动伺服电机二(3‑5)，带动滑块一(3‑1)移动，利用弧形导轨(3‑6)、滑块二(3‑7)及连接杆(3‑8)对转动连接在滑座(3‑3)上的框形架(3‑4a)进行旋转角度引导，从而适应工件的弧度，当切削机构(3‑4)被输送的过程中，右侧的支撑件(2‑3)下移让切削机构(3‑4)通过，当切削机构(3‑4)通过右侧的支撑件(2‑3)后，右侧的支撑件(2‑3)上移并夹持住车削后的工件部分，这时，左侧的支撑件(2‑3)下移，用于切削机构(3‑4)的通过，并对剩余的工件部分进行车削加工，当切削机构(3‑4)通过左侧的支撑件(2‑3)时、左侧的支撑件(2‑3)也对车削后的工件部分进行夹持住；C.切削机构复位：通过伺服电机二(3‑5)带动切削机构(3‑4)复位，在复位的过程中，左侧的支撑件(2‑3)先松开工件然后向下复位，等切削机构(3‑4)通过左侧的支撑件(2‑3)后，左侧的支撑件(2‑3)向上移动并对工件支撑并夹住工件，然后右侧的支撑件(2‑3)松开工件并下移，切削机构(3‑4)向右复位完成后，右侧的支撑件(2‑3)向上移动对工件支撑并夹住工件；D.工件余量切除：启动切割机构(4)上的伺服电机三(4‑4)并带动切割片(4‑5)高速旋转，并利用电动升降杆(4‑2)带动切割片(4‑5)上移并对直夹持段进行切割；E.取废料：利用内六角扳手拧松卡盘一(2‑2)，从而把直夹持段从卡盘一(2‑2)处拿出；F.成品出料：控制两支撑件(2‑3)上的手指气缸(2‑3e)并对手指(2a‑3e)进行张开，从而把加工好的成品从两支撑件(2‑3)处拿出。...

【技术特征摘要】
1.一种弯曲类工件表面高精度车削加工工艺，其特征包括以下步骤：A.工件装夹：把工件上的直夹持段放置在卡盘一(2-2)处，把工件的弧形部分放置在右侧支撑件(2-3)的平板(2-3c)上，然后，卡盘一(2-2)上的卡爪一(2-2a)夹住直夹持段，利用手指气缸(2-3e)上的手指(2a-3e)对工件的弧形段进行夹紧；B.工件车削：启动伺服电机一(3-4d)带动卡盘二(3-4e)高速旋转，启动伺服电机二(3-5)，带动滑块一(3-1)移动，利用弧形导轨(3-6)、滑块二(3-7)及连接杆(3-8)对转动连接在滑座(3-3)上的框形架(3-4a)进行旋转角度引导，从而适应工件的弧度，当切削机构(3-4)被输送的过程中，右侧的支撑件(2-3)下移让切削机构(3-4)通过，当切削机构(3-4)通过右侧的支撑件(2-3)后，右侧的支撑件(2-3)上移并夹持住车削后的工件部分，这时，左侧的支撑件(2-3)下移，用于切削机构(3-4)的通过，并对剩余的工件部分进行车削加工，当切削机构(3-4)通过左侧的支撑件(2-3)时、左侧的支撑件(2-3)也对车削后的工件部分进行夹持住；C.切削机构复位：通过伺服电机二(3-5)带动切削机构(3-4)复位，在复位的过程中，左侧的支撑件(2-3)先松开工件然后向下复位，等切削机构(3-4)通过左侧的支撑件(2-3)后，左侧的支撑件(2-3)向上移动并对工件支撑并夹住工件，然后右侧的支撑件(2-3)松开工件并下移，切削机构(3-4)向右复位完成后，右侧的支撑件(2-3)向上移动对工件支撑并夹住工件；D.工件余量切除：启动切割机构(4)上的伺服电机三(4-4)并带动切割片(4-5)高速旋转，并利用电动升降杆(4-2)带动切割片(4-5)上移并对直夹持段进行切割；E.取废料：利用内六角扳手拧松卡盘一(2-2)，从而把直夹持段从卡盘一(2-2)处拿出；F.成品出料：控制两支撑件(2-3)上的手指气缸(2-3e)并对手指(2a-3e)进行张开，从而把加工好的成品从两支撑件(2-3)处拿出。2.一种弯曲类工件表面高精度车削加工设备，包括机架(1)，其特征是：所述机架(1)上设有弯曲工件夹持固定装置(2)及弯曲工件车削装置(3)；所述弯曲工件夹持固定装置(2)包括固定在机架(1)上的安装架(2-1)，所述安装架(2-1)上固定有卡盘一(2-2)，所述机架(1)上设置有一对支撑件(2-3)，所述支撑件(2-3)包括固定在机架(1)上的双轴气缸(2-3a)，所述双轴气缸(2-3a)的安装板(2-3b)上方设有平板(2-3c)，所述平板(2-3c)的两端为与平板(2-3c)一体设置并折弯向下固定在安装板(2-3b)上的竖板(2-3d)，所述平板(2-3c)的下方设有固定在安装板(2-3b)上的手指气缸(2-3e)，所述平板(2-3c)上开有通道孔(2a-3c)，所述手指气缸(2-3e)上的手指(2a-3e)经过通过孔(2a-3c)穿出；所述弯曲工件车削装置(3)包括沿“X”方向滑动连接在机架(1)上的滑块一(3-1)，所述滑块一(3-1)上固定有沿“Y”方向长度设置的支杆(3-2)，所述支杆(3-2)上设有沿“Y”方向滑动连接的滑座(3-3)，所述滑座(3-3)上设有切削机构(3-4)，所述切削机构(3-4)包括转动连接在滑座(3-3)上的框形架(3-4a)，所述框形架(3-4a)上开有横向通道孔(3a-4a)，所述横向通道孔(3a-4a)处设有滚动轴承(3-4b)，所述滚动轴承(3-4b)的外圈固定在横向通道孔(3a-4a)处，所述框形架(3-4a)上转动连接有一组沿横向通道孔(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖旭亮，纪涂剑，
申请(专利权)人：赖旭亮，
类型：发明
国别省市：浙江,33