用于轴类零件生产的加工机床

技术领域

本发明属于轴类零件生产设备技术领域，尤其涉及用于轴类零件生产的加工机床。

背景技术

在工业产品中，轴类零件适用于一个或多个数控机床加工零件维护操作中，是机械设备加工和生产过程中的常用零配件，它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷；

轴类零件是通过机床来加工的，中国专利CN113084212A公开一种长轴类零件加工用的数控加工机床，包括机台、三爪卡盘及定位夹持机构，定位夹持机构包含基座、定位主缸、定位顶杆、固定圆盘、夹持副缸及夹持组件。定位顶杆与主活塞杆固定连接，固定圆盘与定位顶杆同轴心布置，定位顶杆可滑移地穿置于固定圆盘的中心处，副缸体固定于固定圆盘，副缸体与主缸体相连通，副活塞沿固定圆盘的径向布置，夹持组件与副活塞杆固定连接，主活塞在推动主活塞杆与定位顶杆一起向前滑移的同时还将油液压入夹持副缸内，以使副活塞驱动副活塞杆与夹持组件一起做靠近定位顶杆的滑移，从而实现在对长轴类零件进行定位的同时还同步夹持该长轴类零件，使得本发明的数控加工机床加工长轴类零件更加精准；

上述专利中仅仅从轴的两端对轴进行装夹固定，轴大部分处于悬空状态，在重力或者离心力等其他因素的影响下，轴在加工时可能会发生变形，从而影响加工的精度。

发明内容

本发明提供用于轴类零件生产的加工机床，旨在解决仅从轴的两端对轴进行装夹固定，轴大部分处于悬空状态，在重力或者离心力等其他因素的影响下，轴在加工时可能会发生变形，影响加工的精度的问题。

本发明是这样实现的，用于轴类零件生产的加工机床，包括机架、工作台和夹具单元，所述工作台安装于机架上，所述夹具单元安装于工作台上用于装夹轴的两端，还包括有安装于工作台上的支撑单元，所述支撑单元包括：

设于工作台上方的安装板，所述安装板上方并排间隔设有多个支撑件，所述支撑件用于支撑轴；

安装于安装板上的调节组件，用于调节相邻支撑件的间距；

安装于工作台上的移动组件，用于带动安装板移动。

优选地，所述夹具单元包括：

设于工作台上的卡盘组件，用于固定轴一端；

设于工作台上的顶尖组件，用于固定轴另一端。

优选地，所述卡盘组件包括：

卡盘本体；

用于安装卡盘本体的第一支撑板，所述第一支撑板滑动安装于工作台上；

安装于第一支撑板上的动力件，所述动力件用于带动卡盘本体转动；

安装于工作台上的位移机构，用于带动第一支撑板移动。

优选地，所述位移机构包括第四电机、转盘和销轴，所述第四电机固定于工作台上，第四电机的输出轴上固定有转盘，所述转盘上偏心固定有销轴，所述第一支撑板上开设有供销轴插入并活动的活动槽。

优选地，所述顶尖组件包括：

顶尖本体；

用于安装顶尖本体的第二支撑板，第二支撑板上位于顶尖本体上侧或下侧开设有供轴穿过的穿孔，第二支撑板通过第三电动推杆固定安装于工作台上。

优选地，所述调节组件包括：

固定于工作台上的固定板，所述固定板上固定安装有一个支撑件；

贯穿并转动安装于固定板上的双向丝杆，双向丝杆的两螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套；

一条竖直线上的两个铰接点分别与两个内螺纹套铰接的剪叉杆件，剪叉杆件的对称轴上的每个铰接点分别铰接有一个支撑件，剪叉杆件上铰接的支撑件与安装板滑动连接。

优选地，所述支撑件包括：

同心设置的内套筒和外套筒，内套筒与外套筒转动连接；

环向间隔穿设于内套筒上的多根安装杆，所述安装杆位于内套筒内侧的一端转动安装有支撑辊，安装杆另一端固定有球面凸，所述安装杆上位于球面凸与内套筒之间套装有第一弹簧；

环向间隔固定于外套筒内侧壁上的多个第一半球凸出，第一半球凸出数量与安装杆数量相等且一一对应，所述第一半球凸出与对应安装杆上的球面凸配合；

固定于内套筒外侧壁上的棘齿圈，所述外套筒上转动安装有与棘齿圈配合的棘爪，所述棘爪与外套筒之间固定连接有第二弹簧，自然状态下，第二弹簧的弹力使棘爪与棘齿圈保持啮合。

优选地，所述外套筒上插入式安装有刷套，所述刷套的内侧壁上设有用于除毛刺的刷子。

优选地，还包括有安装于机架上且位于工作台上方的加工单元，所述加工单元包括：

第二电机，所述第二电机的输出轴上固定有安装壳，所述安装壳远离第二电机的侧壁上固定安装有打磨盘，所述安装壳内环向间隔固定安装有多个第二电动推杆，每个第二电动推杆的伸缩端均安装有加工件，所述安装壳上开设有供加工件运动的通孔；

进给组件，用于带动第二电机在X向和Z向运动。

优选地，还包括有清屑单元，所述清屑单元包括：

工作台一端铰接的支撑杆，所述支撑杆固定于机架上；

工作台另一端铰接的第三连杆，第三连杆与圆盘偏心铰接，圆盘固定于第六电机的输出轴上，第六电机固定于机架上；

环向间隔固定于圆盘靠近第三连杆的端面上的多个第二半球凸出；

转动安装于第三连杆靠近圆盘的侧面上的摆杆，摆杆与第三连杆之间连接有扭簧，圆盘转动时，第二半球凸出跟随运动能够推动摆杆转动；

固定于摆杆顶端的敲击球，用于敲击工作台。

与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：

本发明所提供的用于轴类零件生产的加工机床通过设置机架、工作台、夹具单元和支撑单元，所述支撑单元包括安装板、多个支撑件、调节组件和移动组件，加工时，通过多个支撑件，能够充分对轴进行多点支撑，减少轴因发生变形影响加工精度，通过调节组件调节相邻支撑件的间距，适应不同长度的轴；

本发明的夹具单元包括卡盘组件和顶尖组件，所述卡盘组件包括卡盘本体、第一支撑板、动力件和位移机构，所述顶尖组件包括顶尖本体、第二支撑板和第三电动推杆，在加工时，能够装夹固定不同长度的轴；

本发明的支撑件包括内套筒、外套筒、安装杆、支撑辊、球面凸、第一弹簧、第一半球凸出、棘齿圈、棘爪和第二弹簧，使用时，通过转动内套筒，内套筒带动安装杆转动，安装杆上的球面凸与第一半球凸出接触配合，第一半球凸出推动球面凸从而推动安装杆以及支撑辊运动，调整支撑辊的位置，能够对不同直径的轴进行支撑；

本发明设有清屑单元，所述清屑单元包括支撑杆、第三连杆、圆盘和第六电机，带动工作台往复倾斜摆动，有助于工作台上碎屑从工作台掉落，避免碎屑堆积影响加工质量和机床部件的寿命。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1中卡盘组件的位移机构的结构示意图；

图3是本发明实施例1中顶尖组件的结构示意图；

图4是本发明实施例1中支撑单元的调节组件的结构示意图；

图5是本发明实施例1中支撑单元的支撑件的结构示意图；

图6是图5中的局部放大图；

图7是本发明实施例1中刷套与外套筒的安装示意图；

图8是本发明实施例2的结构示意图；

图9是本发明实施例3的结构示意图；

图10是本发明实施例3中清屑单元的结构示意图。

附图标记注释：1、机架；2、支撑杆；3、工作台；4、第二支撑板；5、安装板；6、顶尖本体；7、支撑件；8、剪叉杆件；9、第二电机；10、第一电动推杆；11、第一螺纹杆；12、第一活动座；13、安装壳；14、打磨盘；15、第三电机；16、动力件；17、卡盘本体；18、销轴；19、滑块；20、转盘；21、第四电机；22、第二螺纹杆；23、内螺纹套；24、第二活动座；25、双向丝杆；26、第五电机；27、外套筒；28、第一半球凸出；29、内套筒；30、安装杆；31、支撑辊；32、棘爪；33、球面凸；34、刷套；35、第二电动推杆；36、清屑单元；37、敲击球；38、第三连杆；39、圆盘；40、第二半球突出；41、摆杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

本发明实施例提供了用于轴类零件生产的加工机床，如图1所示，包括机架1、工作台3和夹具单元，所述工作台3安装于机架1上，本实施例中，优选所述工作台3通过多根间隔的支撑杆2与机架1固定连接，支撑杆2两端可通过焊接分别与机架1和工作台3固定，所述夹具单元安装于工作台3上用于装夹轴的两端，具体的，所述夹具单元包括：

设于工作台3上的卡盘组件，用于固定轴一端；

设于工作台3上的顶尖组件，用于固定轴另一端；

所述用于轴类零件生产的加工机床还包括有安装于工作台3上的支撑单元，所述支撑单元包括：

设于工作台3上方的安装板5，所述安装板5上方并排间隔设有多个支撑件7，所述支撑件7用于支撑轴；

安装于安装板5上的调节组件，用于调节相邻支撑件7的间距；

安装于工作台3上的移动组件，用于带动安装板5移动，本实施例中，优选所述移动组件包括第二螺纹杆22、第二活动座24和第一电机，所述第二螺纹杆22水平转动安装于工作台3上，第一电机固定于工作台3上用于带动第二螺纹杆22转动，第二螺纹杆22上螺纹连接有第二活动座24，第二活动座24与工作台3滑动连接且与安装板5固定连接，第一电机带动第二螺纹杆22转动，第二螺纹杆22带动第二活动座24移动，第二活动座24带动安装板5移动；

加工时，通过多个支撑件7，能够充分对轴进行多点支撑，减少轴因发生变形影响加工精度，通过调节组件调节相邻支撑件7的间距，适应不同长度的轴，通过移动组件带动安装板5移动，能够进一步调整支撑件7的位置，方便加工。

其中，所述卡盘组件包括：

卡盘本体17，可采用现有技术中的三爪卡盘；

用于安装卡盘本体17的第一支撑板，卡盘本体17可通过轴承与第一支撑板转动连接，所述第一支撑板滑动安装于工作台3上，本实施例中，优选第一支撑板上固定有滑块19，所述滑块19与工作台3上开设的滑槽滑动连接；

安装于第一支撑板上的动力件16，所述动力件16用于带动卡盘本体17转动，本实施例中，优选动力件16为第七电机、主动齿轮和从动齿轮，所述第七电机固定于第一支撑板上，第七电机的输出轴上固定有主动齿轮，所述卡盘本体17上固定有与主动齿轮啮合的从动齿轮，第七电机带动主动齿轮转动，主动齿轮通过从动齿轮带动卡盘本体17转动，卡盘本体17带动轴转动；

安装于工作台3上的位移机构，用于带动第一支撑板移动；

在具体实施中，如图2所示，优选所述位移机构包括第四电机21、转盘20和销轴18，所述第四电机21固定于工作台3上，第四电机21的输出轴上固定有转盘20，所述转盘20上偏心固定有销轴18，所述第一支撑板上开设有供销轴18插入并活动的活动槽，通过第四电机21带动转盘20转动，转盘20带动销轴18公转，销轴18在活动槽内运动并带动第一支撑板移动，调整卡盘本体17的位置，适应不同长度的轴；

较佳的，如图3所示，所述顶尖组件包括：

顶尖本体6；

用于安装顶尖本体6的第二支撑板4，第二支撑板4上位于顶尖本体6上侧或下侧开设有供轴穿过的穿孔，第二支撑板4通过第三电动推杆固定安装于工作台3上，第三电动推杆两端优选通过螺丝分别与第二支撑板4和工作台3固定连接，第三电动推杆优选为对称间隔设置的两根；

在加工时，通过第三电动推杆调节第二支撑板4高度，使穿孔与三爪卡盘中心高度一致，将轴一端依次转过穿孔以及多个支撑件7至完全穿过穿孔，然后通过卡盘本体17夹紧，接着第三电动推杆调节第二支撑板4高度至顶尖与三爪卡盘中心高度一致，通过位移机构调整第一支撑板的位置，使顶针本体能够装夹轴的另一端，能够装夹固定不同长度的轴，通过动力件16带动卡盘本体17转动，卡盘本体17带动轴转动，可以进行部分轴段的车削加工、台阶加工等等。

进一步的，如图4所示，所述调节组件包括：

固定于工作台3上的固定板，所述固定板上固定安装有一个支撑件7，可采用焊接固定的方式；

贯穿并转动安装于固定板上的双向丝杆25，双向丝杆25的两螺纹段上分别螺纹连接有内螺纹套23，本实施例中，优选双向丝杆25一端连接有用于带动其转动的第五电机26；

一条竖直线上的两个铰接点分别与两个内螺纹套23铰接的剪叉杆件8，剪叉杆件8的对称轴上的每个铰接点分别铰接有一个支撑件7，与剪叉杆件8铰接的支撑件7与安装板5滑动连接，剪叉杆件8可直接采用现有技术中类似剪叉升降机等设备的剪叉机构，不进行赘述；

在具体实施中，通过转动双向丝杆25，双向丝杆25带动两个内螺纹套23相互靠近或远离，两个内螺纹套23带动剪叉杆件8伸长或缩短，剪叉杆件8带动与其铰接的支撑件7同步运动，从而调整相邻支撑件7的间距，一方面，能够根据轴的长度不同调整支撑件7的支撑位置，另一方面，能够通过支撑件7的运动避免轴加工时加工位置被支撑件7挡住。

更进一步的，如图5-6所示，所述支撑件7包括：

同心设置的内套筒29和外套筒27，内套筒29与外套筒27转动连接，内套筒29的直径大于轴的直径，加工时，将轴穿过内套筒29；

环向间隔穿设于内套筒29上的多根安装杆30，优选安装杆30沿内套筒29径向设置，所述安装杆30位于内套筒29内侧的一端转动安装有支撑辊31，安装杆30另一端固定有球面凸33，所述安装杆30上位于球面凸33与内套筒29之间套装有第一弹簧，第一弹簧为压缩弹簧；

环向间隔固定于外套筒27内侧壁上的多个第一半球凸出28，第一半球凸出28数量与安装杆30数量相等且一一对应，所述第一半球凸出28与对应安装杆30上的球面凸33配合；

固定于内套筒29外侧壁上的棘齿圈，所述外套筒27上转动安装有与棘齿圈配合的棘爪32，所述棘爪32与外套筒27之间固定连接有第二弹簧，自然状态下，第二弹簧的弹力使棘爪32与棘齿圈保持啮合；

使用时，通过转动内套筒29，内套筒29带动安装杆30转动，安装杆30上的球面凸33与第一半球凸出28接触配合，第一半球凸出28推动球面凸33从而推动安装杆30以及支撑辊31运动，调整支撑辊31的位置，能够对不同直径的轴进行支撑，棘爪32与棘齿圈保持啮合能够防止内套筒29回转。

在具体实施中，如图7所示，所述外套筒27上插入式安装有刷套34，所述刷套34的内侧壁上设有用于除毛刺的刷子，如果需要对轴进行去毛刺，可以将刷套34拉出，刷套34上的刷子弹性恢复至竖直状态与轴接触，然后通过动力件16、移动组件、位移组件、调节组件的配合，使得支撑件7与轴能够相对转动并且往复运动，方便进行去毛刺。

实施例2

在具体实施中，如图1和图8所示，用于轴类零件生产的加工机床还包括有安装于机架1上且位于工作台3上方的加工单元，所述加工单元包括：

第二电机9，所述第二电机9的输出轴上固定有安装壳13，所述安装壳13远离第二电机9的侧壁上固定安装有打磨盘14，所示打磨盘14的尺寸大于安装壳13的尺寸，打磨盘14可采用螺钉与安装壳13固定连接，通过第二电机9带动安装壳13从而带动打磨盘14转动，从而能够对轴表面进行打磨；

所述安装壳13内环向间隔固定安装有多个第二电动推杆35，每个第二电动推杆35的伸缩端均安装有加工件，本实施例中，加工件可以是钻头以及带动砖头转动的钻孔电机，也可以是车削用的刀具等，所述安装壳13上开设有供加工件运动的通孔，在需要进行加工时，可以使第二电机9带动安装壳13转动，安装壳13带动加工件转动至轴的正上方，然后通过第二电动推杆35伸长，使加工件运动出安装壳13外部，进行加工，当然，为了方便对加工件进行维护更换，所述安装壳13由两个可拆卸连接的半壳体构成，可采用螺栓连接两个半壳体；

进给组件，用于带动第二电机9在X向和Z向运动，本实施例中，优选所述进给组件包括第一螺纹杆11、第一活动座12、第三电机15和第一电动推杆10，所述第一螺纹杆11水平转动安装于机架1上，第三电机15固定于机架1上用于带动第一螺纹杆11转动，第一螺纹杆11上与第一活动座12螺纹连接，第一活动座12与机架1滑动连接，所述第一电动推杆10竖直固定于第一活动座12上，第二电机9固定于第一电动推杆10的伸缩端，通过第三电机15带动第一螺纹杆11转动，第一螺纹杆11带动第一活动座12移动，第一活动座12带动第一电动推杆10和第二电机9移动，第一电动推杆10能够带动第二电机9升降，当然，进给机构还可以是其他的移动、升降的结构，能够实现功能即可，不进行过多限制。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于，还包括有清屑单元36，所述清屑单元36包括：

工作台3一端铰接的支撑杆2，所述支撑杆2固定于机架1上；

工作台3另一端铰接的第三连杆38，第三连杆38与圆盘39偏心铰接，圆盘39固定于第六电机的输出轴上，第六电机固定于机架1上，通过第六电机带动圆盘39转动，圆盘39带动第三连杆38运动，第三连杆38带动工作台3往复倾斜摆动，有助于工作台3上碎屑从工作台3掉落，避免碎屑堆积影响加工质量和机床部件的寿命；

环向间隔固定于圆盘39靠近第三连杆38的端面上的多个第二半球凸出；

转动安装于第三连杆38靠近圆盘39的侧面上的摆杆41，摆杆41与第三连杆38之间连接有扭簧，优选摆杆41上部与第三连杆38转动连接，圆盘39转动时，第二半球凸出跟随运动能够推动摆杆41转动，所述摆杆41为弹性材质；

固定于摆杆41顶端的敲击球37，用于敲击工作台3，本实施例中，优选所述所述摆杆41呈Y型，摆杆41顶部的两个端头均固定有敲击球37；

进一步的，圆盘39转动时，带动第二半球凸出公转，第二半球凸出逐个与摆杆41接触，推动摆杆41转动直至第二半球凸出与摆杆41分离，在扭簧作用下摆杆41回转，从而摆杆41上的敲击球37反复敲击工作台3，工作台3振动，有助于碎屑的掉落。

综上所述，本发明提供了用于轴类零件生产的加工机床，通过设置机架1、工作台3、夹具单元和支撑单元，所述支撑单元包括安装板5、多个支撑件7、调节组件和移动组件，加工时，通过多个支撑件7，能够充分对轴进行多点支撑，减少轴因发生变形影响加工精度，通过调节组件调节相邻支撑件7的间距，适应不同长度的轴；所述夹具单元包括卡盘组件和顶尖组件，所述卡盘组件包括卡盘本体17、第一支撑板、动力件16和位移机构，所述顶尖组件包括顶尖本体6、第二支撑板4和第三电动推杆，在加工时，能够装夹固定不同长度的轴；所述支撑件7包括内套筒29、外套筒27、安装杆30、支撑辊31、球面凸33、第一弹簧、第一半球凸出28、棘齿圈、棘爪32和第二弹簧，使用时，通过转动内套筒29，内套筒29带动安装杆30转动，安装杆30上的球面凸33与第一半球凸出28接触配合，第一半球凸出28推动球面凸33从而推动安装杆30以及支撑辊31运动，调整支撑辊31的位置，能够对不同直径的轴进行支撑；设有清屑单元36，所述清屑单元36包括支撑杆2、第三连杆38、圆盘39和第六电机，带动工作台3往复倾斜摆动，有助于工作台3上碎屑从工作台3掉落，避免碎屑堆积影响加工质量和机床部件的寿命。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。