轴类零件加工组合机床及轴类零件的加工方法.pdf

本发明涉及一种轴类零件加工组合机床及轴类零件的加工方法，包括床身、及多个机加单元，机加单元包括加工装置和夹紧机构，夹紧机构包括相对设置的工件主轴箱和尾座，工件主轴箱和尾座的中心轴向连线形成夹紧机构的主轴，多个夹紧机构并排设置于床身上、及其主轴相对平行设置。本发明依次利用各个机加单元完成轴类零件各道加工工序，每道工序之间的周转时间，生产效率高，且使用一个机床即可完成轴类零件的加工，因此设备投入少、占地面积小，且减少人工的投入成本。且在加工过程中，本发明还可以利用各个机加单元同时执行多个轴类零件的不同加工工序，因此适用于大批量的生产，进一步提高了生产效率。

权利要求书
1.  一种轴类零件加工组合机床，其特征在于，包括床身、及多个机加单元，每个所述机加单元包括抓料装置、加工装置和夹紧机构，所述夹紧机构包括相对设置的工件主轴箱和尾座，所述工件主轴箱和所述尾座的中心轴向连线形成所述夹紧机构的主轴，多个所述夹紧机构并排设置于所述床身上、及其主轴相对平行设置。

2.  根据权利要求1所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，还包括设于所述床身上的横梁，所述横梁设有与所述抓料装置滑动连接的第一导轨，所述第一导轨沿多个所述夹紧机构的排列方向布置。

3.  根据权利要求2所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，还包括多个与所述第一导轨滑动连接的第一滑块，所述第一滑块设有与所述第一导轨垂直布置的第二导轨，所述第二导轨与所述抓料装置滑动连接。

4.  根据权利要求3所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，所述第一滑块设有与所述第二导轨滑动连接的第二滑块，所述加工装置和所述抓料装置均设置于所述第二滑块上。

5.  根据权利要求3或4所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，还包括滑座，所述滑座与所述第一导轨滑动连接，多个所述第一滑块均与所述滑座固定连接。

6.  根据权利要求5所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，至少其中两个相邻的所述抓料装置的间距均为a，至少其中两个相邻的所述主轴的间距均为b，且a＝b。

7.  根据权利要求1所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，还包括多个与所述夹紧机构一一对应的第三导轨，所述第三导轨沿所述主轴方向布置，所述工件主轴箱和所述尾座分别与所述第三导轨滑动连接。

8.  根据权利要求7所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，所述第三导轨包括与所述工件主轴箱滑动连接的第一滑轨、及与所述尾座滑动连接的第二滑轨。

9.  根据权利要求6至8任一项所述的轴类零件加工组合机床，其特征在于，还包括驱动装置、及与所述驱动装置联接的传动连杆，所述传动连杆上联接有 所述工件主轴箱和所述尾座。

10.  一种轴类零件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
安装待机加的轴类零件，采用工件主轴箱和尾座分别对轴类零件的两端进行装夹固定；
对轴类零件进行机加；
机加完成后，采用抓料装置将轴类零件平移至下一个夹紧机构上，轴类零件沿垂直于工件主轴箱和尾座的中心轴向连线方向平移；
执行轴类零件的下一道机加工序。

说明书轴类零件加工组合机床及轴类零件的加工方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种轴类零件加工组合机床及轴类零件的加工方法。
背景技术
目前，对于轴类零件加工，一般需要经过车、镗、铣、钻孔、攻螺纹等工序，因此从毛坯到成品一般需要多台单独的设备对零件进行加工，且每个设备均需要配置一个以上操作人员，因此造成设备数量多、占用场地面积大、人工成本高，不仅增加了物流、控制及管理上的难度，而且每道工序之间的周转时间长、生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轴类零件加工组合机床，能达到周转时间短、占地面积小和人工成本低的目的。
本发明的目的还在于提供一种轴类零件的加工方法。
为实现本发明的目的，采取的技术方案是：
一种轴类零件加工组合机床，包括床身、及多个机加单元，机加单元包括抓料装置、加工装置和夹紧机构，夹紧机构包括相对设置的工件主轴箱和尾座，工件主轴箱和尾座的中心轴向连线形成夹紧机构的主轴，多个夹紧机构并排设置于床身上、及其主轴相对平行设置。
一个机床上设有多个机加单元，多个机加单元的夹紧机构并排设置于床身上。加工前，沿机加单元的排列方向依次确定各道加工工序对应的机加单元；机加时，依次利用各个机加单元完成轴类零件各道加工工序，因此大大缩短了每道工序之间的周转时间，生产效率高，且使用一个机床即可完成轴类零件的加工，因此设备投入少、占地面积小，不仅减少厂房的投入成本，还减少人工的投入成本。且在加工过程中，本发明还可以利用各个机加单元同时执行多个 轴类零件的不同加工工序，因此适用于大批量的生产，进一步提高了生产效率。
下面对技术方案进一步说明：
进一步的是，轴类零件加工组合机床还包括设于床身上的横梁，横梁设有与抓料装置滑动连接的第一导轨，第一导轨沿多个夹紧机构的排列方向布置。对于轴类零件的大批量生产，机加时，紧挨上料区的抓料装置将第一个待机加轴类零件装夹至对应的夹紧机构上，启动程序，机床执行对第一个轴类零件的第一道加工工序；机加完成后，机床退刀，第二道加工工序对应的抓料装置沿第一导轨移动至第一个轴类零件的装夹位置，同时第一道加工工序对应的抓料装置沿第一导轨移动至第二个待加工轴类零件的放置位置；然后第二道加工工序的抓料装置将第一个轴类零件移动至对应的夹紧机构上，同时第一道加工工序的抓料装置将第二个待加工轴类零件移动至对应的夹紧机构上；机床执行第一个轴类零件的第二道加工工序，同时执行对第二个轴类零件的第一道加工工序，机加均完成后，再将工件进行传递，最后完成轴类零件的批量生产。通过在每个机加单元上设置一个抓料装置，使发明可以同时对各个机加单元上的工件进行转移，进一步缩短了周转时间，提供生产效率。
进一步的是，轴类零件加工组合机床还包括多个与第一导轨滑动连接的第一滑块，第一滑块设有与第一导轨垂直布置的第二导轨，第二导轨与抓料装置滑动连接。通过第一滑块实现抓料装置和第一导轨的滑动连接，并通过第一滑块上的第二导轨，实现抓料装置的上下移动。在实际生产过程中，根据加工工艺的需要，如需要在轴类零件上沿轴向机加斜面或配合刀具的机加角度等其他需要，第一导轨可与第二导轨存在夹角。
进一步的是，第一滑块设有与第二导轨滑动连接的第二滑块，加工装置和抓料装置均设置于第二滑块上。将机床的加工装置和抓料装置设置在同一滑块上，实现加工装置和抓料装置的联动，提高工作效率。
进一步的是，轴类零件加工组合机床还包括滑座，滑座与第一导轨滑动连接，多个第一滑块均与滑座固定连接。通过滑座可以同时控制各机加单元的加工装置和抓料装置的移动，使机床的控制程序更简单有效，进一步提高生产效率。
进一步的是，至少其中两个相邻的抓料装置的间距均为a，至少其中两个相邻的主轴的间距均为b，且a＝b。保证滑座在同时控制各机加单元的加工装置和抓料装置移动的情况下，还可对至少其中两个相邻的机加单元上的工件进行同步转移。
进一步的是，轴类零件加工组合机床还包括多个与夹紧机构一一对应的第三导轨，第三导轨沿主轴方向布置，工件主轴箱和尾座分别与第三导轨滑动连接。通过第三导轨，使夹紧机构实现在主轴方向的移动，刀具对工件机加过程中，夹紧机构可沿第三导轨滑动，增大工件的加工面积，使同一个机加单元的完成量增多，进一步提高生产效率。
进一步的是，第三导轨包括与工件主轴箱滑动连接的第一滑轨、及与尾座滑动连接的第二滑轨。工件主轴箱和尾座分别通过第一滑轨和第二滑轨实现在沿主轴方向的移动，且由于第三导轨分为两部分，工件装夹位置未设置导轨，更利于工件在机加过程中铁屑的排出，也防止铁屑掉落在导轨中，造成工件主轴箱和尾座无法移动，减少机械故障。
进一步的是，轴类零件加工组合机床还包括驱动装置、及与驱动装置联接的传动连杆，传动连杆上联接有工件主轴箱和尾座。工件主轴箱和尾座通过传动连杆实现联动，使工件主轴箱和尾座同步移动，使零件在机加过程中更稳定，提高产品的质量。
本发明还提供一种轴类零件的加工方法，包括以下步骤：
安装待机加的轴类零件，采用工件主轴箱和尾座分别对轴类零件的两端进行装夹固定；
对轴类零件进行机加；
机加完成后，采用抓料装置将轴类零件平移至下一个夹紧机构上，轴类零件沿垂直于工件主轴箱和尾座的中心轴向连线方向平移；
执行轴类零件的下一道机加工序。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明依次利用各个机加单元完成轴类零件各道加工工序，大大缩短了每道工序之间的周转时间，生产效率高，且使用一个机床即可完成轴类零件的加 工，因此设备投入少、占地面积小，不仅减少厂房的投入成本，还减少人工的投入成本。且在加工过程中，本发明还可以利用各个机加单元同时执行多个轴类零件的不同加工工序，因此适用于大批量的生产，进一步提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明实施例轴类零件加工组合机床的结构示意图；
图2是图1的A向视图。
附图标记说明：
10.床身，110.第三导轨，111.第一滑轨，112.第二滑轨，20.横梁，210.第一导轨，30.加工装置，40.抓料装置，50.第一滑块，510.第二导轨，60.第二滑块，710.工件主轴箱，720.尾座，80.传动连杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
如图1和图2所示，一种轴类零件加工组合机床，包括床身10、及多个机加单元，且设有X轴、Y轴和Z轴方向，其中Y轴和Z轴位于水平平面上，且Y轴和Z轴相互垂直,X轴垂直于Y轴和Z轴所在的水平平面，机加单元包括加工装置30、抓料装置40和夹紧机构，夹紧机构包括相对设置的工件主轴箱710和尾座720，工件主轴箱710和尾座720的中心轴向连线形成所述夹紧机构的主轴，多个夹紧机构沿Y轴方向并排设置于床身10上及其主轴沿Z轴方向布置、并相对平行，。
在本实施例中，轴类零件加工组合机床设置了三个机加单元，轴类零件加工组合机床还可以根据实际需要设置两个以上机加单元。加工装置30既可以设置为带有主轴控制的加工模块，也可以直接设置为动力头。
如图1所示，轴类零件加工组合机床还包括设于床身10上的横梁20和第一滑块50，横梁20设有与第一滑块50滑动连接的第一导轨210，第一导轨210沿Y轴方向布置，抓料装置40通过第一滑块50和第一导轨210实现Y轴方向的移动。对于轴类零件的大批量生产，机加时，紧挨上料区的抓料装置40将第 一个待机加轴类零件装夹至对应的夹紧机构上，启动程序，机床执行对第一个轴类零件的第一道加工工序；机加完成后，机床退刀，第二道加工工序对应的抓料装置40沿第一导轨210移动至第一个轴类零件的装夹位置，同时第一道加工工序对应的抓料装置40沿第一导轨210移动至第二个待加工轴类零件的放置位置；然后第二道加工工序的抓料装置40将第一个轴类零件移动至对应的夹紧机构上，同时第一道加工工序的抓料装置40将第二个待加工轴类零件移动至对应的夹紧机构上；机床执行第一个轴类零件的第二道加工工序，同时执行对第二个轴类零件的第一道加工工序，机加均完成后，再将工件进行传递，最后完成轴类零件的批量生产。通过在每个机加单元上设置一个抓料装置40，使发明可以同时对各个机加单元上的工件进行转移，进一步缩短了周转时间，提供生产效率。
如图1所示，第一滑块50设有沿X轴方向布置的第二导轨510，第二导轨510与抓料装置40滑动连接。通过第一滑块实现抓料装置和第一导轨的滑动连接，并通过第一滑块上的第二导轨，实现抓料装置的上下移动。在实际生产过程中，根据加工工艺的需要，如需要在轴类零件上沿轴向机加斜面或配合刀具的机加角度等其他需要，第一导轨510可与第二导轨520存在夹角。
如图1所示，轴类零件加工组合机床还包括滑座(附图未标识)，滑座与第一导轨210滑动连接，多个第一滑块50均与滑座固定连接，且在本实施例中，相邻的两个抓料装置40的间距与相邻的两个主轴的间距相同。通过滑座可以同时控制各机加单元的加工装置30和抓料装置40的移动，使机床的控制程序更简单有效，进一步提高生产效率，且保证滑座在同时控制各机加单元的加工装置30和抓料装置40移动的情况下，还可以对床身上任何位置的各个机加单元上的工件进行同步转移。
在其他实施例中，轴类零件加工组合机床还可以根据实际需要保证至少其中两个相邻的抓料装置的间距均为a，至少其中两个相邻的主轴的间距均为b，且a＝b，保证相邻两组的机加单元可以实现工件的同步传递。
轴类零件加工组合机床还可以根据实际需要将每个第一滑块50单独与第一导轨210连接，机床对每个第一滑块50的移动轨迹进行单独控制。
如图1所示，轴类零件加工组合机床还包括第二滑块60，第二滑块60通过第二导轨510滑动连接于第一滑块50上，加工装置30和抓料装置40均设置于第二滑块60上。将机床的加工装置30和抓料装置40设置在同一滑块上，实现加工装置30和抓料装置40的联动，提高工作效率。
轴类零件加工组合机床还可以根据实际情况将加工装置30直接设置于床身10上、并位于工件主轴箱710和尾座720之间。通过在加工装置30上安装刀具，对夹紧机构上的工件进行机加；且在加工过程中，通过工件主轴箱710带动工件进行转动，增大工件的加工面积，使同一个机加单元的完成量增多，进一步提高生产效率。
如图1和图2所示，轴类零件加工组合机床还包括多个与夹紧机构一一对应的第三导轨110，第三导轨110沿Z轴方向布置，工件主轴箱710和尾座720分别与第三导轨110滑动连接。通过第三导轨110，使夹紧机构实现在Z轴方向的移动，刀具对工件机加过程中，夹紧机构带动工件沿第三导轨110滑动，增大工件的加工面积，使同一个机加单元的完成量增多，进一步提高生产效率。
如图1和图2所示，第三导轨110包括与工件主轴箱710滑动连接的第一滑轨111、及与尾座720滑动连接的第二滑轨112。工件主轴箱710和尾座720分别通过第一滑轨111和第二滑轨112实现在Z轴方向的移动，且由于第三导轨110分为两部分，工件所在位置未设置导轨，更利于工件在机加过程中铁屑的排出，也防止铁屑掉落在导轨中，造成主轴箱或尾座无法移动，减少机械故障。
如图1和图2所示，轴类零件加工组合机床还包括驱动装置(附图未标识)、及与驱动装置联接的传动连杆80，传动连杆80上联接有工件主轴箱710和尾座720。工件主轴箱710和尾座720通过传动连杆80实现联动，使工件主轴箱710和尾座720同步移动，使工件在机加过程中更稳定，提高产品的质量。
其中，驱动装置为伺服电机，传动连杆80为丝杆机构，精确完成每道加工工序的装夹、输送及卸下等工作。
在本实施例中，第一导轨沿Y轴方向布置，第二导轨沿X轴方向布置，第三导轨沿Z轴方向布置,X轴、Y轴和Z轴之间相互垂直，有利于机加程序的简 化，使编程更为简单。但应当指出，本发明并不要求第一导轨、第二导轨、第三导轨之间必须相互垂直，根据工件机加形状和刀具角度等实际需要，X轴、Y轴和Z轴之间可存在夹角，这些都属于本发明的保护范围。
本发明还提供一种轴类零件的加工方法，包括以下步骤：
安装待机加的轴类零件，采用工件主轴箱710和尾座720分别对轴类零件的两端进行装夹固定；
对轴类零件进行机加；
机加完成后，采用抓料装置40将轴类零件平移至下一个夹紧机构上，轴类零件沿垂直于工件主轴箱710和尾座720的中心轴向连线方向平移；
执行轴类零件的下一道机加工序。
本发明在一个机床上设有多个机加单元，多个机加单元的夹紧机构并排设置于床身10上。加工前，沿机加单元的排列方向依次确定各道加工工序对应的机加单元；机加时，依次利用各个机加单元完成轴类零件各道加工工序，因此大大缩短了每道工序之间的周转时间，生产效率高，且使用一个机床即可完成轴类零件的加工，因此设备投入少、占地面积小，不仅减少厂房的投入成本，还减少人工的投入成本。且在加工过程中，本发明还可以利用各个机加单元同时执行多个轴类零件的不同加工工序，因此适用于大批量的生产，进一步提高了生产效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。