齿圈类零件自动加工设备及方法技术

本发明专利技术公开了齿圈类零件自动加工设备及方法，包括基座、床身、加工装置、装夹机构、数控装置、排料机构、顶料机构；床身设置在基座上一侧，数控装置设置在基座上另一侧，加工装置设置在床身上，装夹机构设置在加工装置对面，排料机构设置在加工装置上方，顶料机构设置在排料机构一端；顶料机构包括一个可旋转的机械手臂，机械手臂活动于排料机构前与加工装置前。本发明专利技术的有益效果:利用数控装置全程自动控制，包括自动排料、自动送料、自动装夹、自动切削、自动出料，整个过程有条不紊的进行，节约了人力成本、大大提高了生产效率，进而增加了经济效益。

Automatic machining equipment and method for gear ring parts

The invention discloses an automatic processing equipment and method for gear ring parts, including a base, a bed, a processing device, a clamping mechanism, a numerical control device, a discharging mechanism and a ejecting mechanism; a bed is arranged on one side of the base, a numerical control device is arranged on the other side of the base, a processing device is arranged on the bed, and a clamping mechanism is arranged on the processing body. Opposite to the device, the discharging mechanism is arranged above the processing device, and the ejecting mechanism is arranged at one end of the discharging mechanism; the ejecting mechanism comprises a rotatable manipulator which moves in front of the discharging mechanism and the processing device. The beneficial effect of the invention is that the whole process of automatic control by the numerical control device, including automatic discharging, automatic feeding, automatic clamping, automatic cutting and automatic discharging, is carried out in an orderly manner, thus saving the labor cost, greatly improving the production efficiency, and thereby increasing the economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
齿圈类零件自动加工设备及方法
本专利技术涉及一种自动加工设备及方法，尤其涉及的是一种齿圈类零件自动加工设备及方法。
技术介绍
计算机数字控制(CNC)技术和可编程逻辑控制(PLC)技术，在机械制造领域得到了普遍应用。例如，通用型数控车床就是应用此技术的机床，实现了自动切削加工，它适用于复杂形状零件的加工、和小批量零件的加工。而对于一些汽车零部件，例如气门导管，气门座圈，ABS齿圈。这些零件的特点是：1.结构简单，加工内容少，切削时间短，单件切削时间在几秒到几十秒，一般不超过一分钟；2.批量非常大，动辄几十万几百万件。目前大部分ABS齿圈生产企业还是采用通用型数控车床加工，需要人工上料、人工夹紧和人工出料等很多的人工干预过程，自动化程度及加工效率低下，严重影响了企业的经济效益，制约了企业的快速发展。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种自动化程度高的齿圈类零件自动车床及自动加工方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术包括包括基座、床身、加工装置、用于装夹和定位待加工件的装夹机构、控制整个自动加工过程的数控装置、用于待加工件排列和进给的排料机构、用于将待加工件送到加工装置前的顶料机构；床身设置在基座上一侧，数控装置设置在基座上另一侧，加工装置设置在床身上，装夹机构设置在加工装置对面，排料机构设置在加工装置上方，顶料机构设置在排料机构一端；顶料机构包括一个可旋转的机械手臂，机械手臂活动于排料机构前与加工装置前。优选的，所述装夹机构包括可旋转的夹头部、装夹在夹头部中心轴线位置的内撑夹头总成，所述内撑夹头总成包括拉管、主轴、连接法兰、依次套在连接法兰内的连接套、内撑夹头、弹簧、带有弹簧片的弹簧器、拉杆，所述主轴被夹持在夹头部，拉管设置在主轴尾端，连接法兰设置在主轴另一端。优选的，所述排料机构包括放料槽、用于齿圈进给的进给机构、用于防止齿圈移出放料槽的限位机构，所述进给机构包括第一气缸、以及连接在第一气缸上的推板，第一气缸设置在放料槽底部、推板处于放料槽内；所述限位机构包括第二气缸、以及连接在第二气缸上的挡板，所述挡板设置在放料槽端部，并与放料槽间隔排列。优选的，所述排料机构还包括用于接住从放料槽掉落的齿圈的接料槽、用于将齿圈拨到接料槽的拨料机构，所述接料槽设置在挡板下方，所述拨料机构包括第三气缸、连接在第三气缸上的拨叉，所述第三气缸垂直设置在放料槽一端，所述拨叉活动于齿圈上与齿圈上方之间。优选的，所述机械手臂包括摇臂、套料器、芯轴、弹簧、套料筒、顶料推板；所述摇臂底端为长臂状结构，所述安装套料器、芯轴、弹簧、套料筒、顶料推板由一对螺栓和螺母依次固定在摇臂的底端，所述顶料推板为圆环状结构，其上均匀设有三个安装柱，安装柱端部设有螺纹，将顶料盖板套在安装柱上，并采用三个螺母限位于摇臂另一侧；所述摇臂的顶端为扇形结构，所述顶料机构还包括顶料气缸，顶料气缸放置在床身上。优选的，还包括两个环扇结构的平衡块，固定在摇臂的扇形结构的两侧。优选的，所述加工装置为刀架以及安装在刀架上的刀具。优选的，所述床身上设置一个拖板，所述刀架可竖直方向水平活动安装在拖板上，拖板固定安装在基座上，顶料气缸放置在刀架一侧且与装夹机构对立设置。优选的，还包括用于将加工结束的加工件排出加工设备的出料槽，所述出料槽为截面为封闭矩形的通槽结构，固定在基座侧面，起始于装夹机构正下方，终止于基座底端。本专利技术还提供一种采用所述齿圈类零件自动加工设备的加工方法，加工步骤为：(1)放料槽中放满齿圈，经排料机构按加工节拍自动推进和回退，再经放料机构、推料机构将齿圈卡入套料器；(2)机械手臂旋转，将齿圈送至装夹机构前，与内撑夹头对齐，顶料气缸将料件从套料器上退出，同时被套上内撑夹头，并被撑紧；(3)顶料气缸回位，机械手臂回位，进入自动切削加工；(4)切削加工完成，夹头自动松开，料件成品自动弹出，再经出料槽滚入成品篮；(5)进入下一循环。本专利技术相比现有技术具有以下优点：(1)利用数控装置全程自动控制，包括自动排料、自动送料、自动装夹、自动切削、自动出料，整个过程有条不紊的进行，节约了人力成本、大大提高了生产效率，进而增加了经济效益；(2)因齿圈毛坯是将粉末经过压制、烧结和整形而得到的，毛坯表面有很多毛刺，并且轮齿互相咬合，需要切削加工的是一个端面和圆锥齿面，机械手臂难以接取料件毛坯的圆锥齿面，因此采用机械手臂上的套料器进行内孔接取，避免破坏圆锥齿面，保证加工精度，且机械手臂满足对齿圈的顶紧力的大小和方向的要求。(3)此加工过程，齿圈加工切削过程同样要求内孔装夹，必须使用内撑夹头。本专利技术中的内撑夹头能实现自动定位、自动撑紧、自动松开、料件自动弹出等特点，能够保证自动生产的可靠性和稳定性，且更换内撑夹头方便。附图说明图1是本专利技术齿圈类零件自的加工设备的结构示意图；图2是本专利技术齿圈类零件自的加工设备的内部结构示意图；图3是本专利技术中机械手臂结构示意图；图4是本专利技术中内撑夹头结构示意图。基座1、床身2、拖板21、加工装置3、刀架31、装夹机构4、夹头部41、内撑夹头总成42、拉管421、主轴422、连接法兰423、连接套424、内撑夹头425、弹簧426、弹簧器427、弹簧片4271、拉杆428、数控装置5、排料机构6、放料槽61、进给机构62、第一气缸621、推板622、限位机构63、第二气缸631、挡板632、顶料机构7、机械手臂71、摇臂711、安装套料器712、芯轴713、弹簧714、套料筒715、顶料推板716、顶料盖板717、平衡块718、顶料气缸72出料槽8、齿圈9具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本专利技术齿圈类零件自动车床，包括基座1、床身2、加工装置3、用于装夹和定位待加工件的装夹机构4、控制整个自动加工过程的数控装置5、用于待加工件排列和进给的排料机构6、用于将待加工件送到加工装置3前的顶料机构7；床身2设置在基座1上一侧，数控装置5设置在基座1上另一侧，加工装置3设置在床身2上，装夹机构4设置在加工装置3对面，排料机构6设置在加工装置3上方，顶料机构7设置在排料机构6一端；顶料机构7包括一个可旋转的机械手臂71，机械手臂71活动于排料机构6前与加工装置3前，在整个加工设备后侧还设有一个护罩，用于保护、隔绝加工现场。如图2所示，所述装夹机构4包括可旋转的夹头部41、夹头部41可以为三爪卡盘、四爪卡盘等，安装在主轴箱上，装夹在夹头部41中心轴线位置的内撑夹头总成42，结合图4所示，所述内撑夹头总成42包括拉管421、主轴422、连接法兰423、依次套在连接法兰423内的连接套424、内撑夹头425、弹簧426、带有弹簧片4271的弹簧器427、拉杆428，所述主轴422被夹持在夹头部41，拉管421设置在主轴422尾端，连接法兰423设置在主轴422另一端，内撑夹头的精度要求，保证齿圈两端面的平行度0.03mm，内孔与齿面的同轴度0.05mm(直径)。如图2所示，所述加工装置3为刀架31以及安装在刀架31上的刀具。所述床身2上设置拖板21，刀架31可竖直方向水平活动安装在拖板21上，拖板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.齿圈类零件自动加工设备，其特征在于，包括基座、床身、加工装置、用于装夹和定位待加工件的装夹机构、控制整个自动加工过程的数控装置、用于待加工件排列和进给的排料机构、用于将待加工件送到加工装置前的顶料机构；床身设置在基座上一侧，数控装置设置在基座上另一侧，加工装置设置在床身上，装夹机构设置在加工装置对面，排料机构设置在加工装置上方，顶料机构设置在排料机构一端；顶料机构包括一个可旋转的机械手臂，机械手臂活动于排料机构前与加工装置前。

【技术特征摘要】
1.齿圈类零件自动加工设备，其特征在于，包括基座、床身、加工装置、用于装夹和定位待加工件的装夹机构、控制整个自动加工过程的数控装置、用于待加工件排列和进给的排料机构、用于将待加工件送到加工装置前的顶料机构；床身设置在基座上一侧，数控装置设置在基座上另一侧，加工装置设置在床身上，装夹机构设置在加工装置对面，排料机构设置在加工装置上方，顶料机构设置在排料机构一端；顶料机构包括一个可旋转的机械手臂，机械手臂活动于排料机构前与加工装置前。2.根据权利要求1所述的齿圈类零件自动加工设备，其特征在于，所述装夹机构包括可旋转的夹头部、装夹在夹头部中心轴线位置的内撑夹头总成，所述内撑夹头总成包括拉管、主轴、连接法兰、依次套在连接法兰内的连接套、内撑夹头、弹簧、带有弹簧片的弹簧器、拉杆，所述主轴被夹持在夹头部，拉管设置在主轴尾端，连接法兰设置在主轴另一端。3.根据权利要求1所述的齿圈类零件自动加工设备，其特征在于，所述排料机构包括放料槽、用于齿圈进给的进给机构、用于防止齿圈移出放料槽的限位机构，所述进给机构包括第一气缸、以及连接在第一气缸上的推板，第一气缸设置在放料槽底部、推板处于放料槽内；所述限位机构包括第二气缸、以及连接在第二气缸上的挡板，所述挡板设置在放料槽端部，并与放料槽间隔排列。4.根据权利要求3所述的齿圈类零件自动加工设备，其特征在于，所述排料机构还包括用于接住从放料槽掉落的齿圈的接料槽、用于将齿圈拨到接料槽的拨料机构，所述接料槽设置在挡板下方，所述拨料机构包括第三气缸、连接在第三气缸上的拨叉，所述第三气缸垂直设置在放料槽一端，所述拨叉活动于齿圈上与齿圈上方之间。5.根据权利要求1所述的齿圈类零件自动加工设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫东节，王玉生，王琳，王毅，唐永勇，程小龙，孙爱四，
申请(专利权)人：安庆世昌自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34