一种轴类零件加工工艺流程

摘要

本发明涉及轴类零件加工领域，其中公开了一种轴类零件加工工艺流程,该工艺通过两个及以上控制刀塔（排刀）来实现轴类零件的加工，达到轴件全序加工或关键部位加工的目的。将轴件放置定位于中驱主轴中，中驱主轴带动轴件转动，并通过一个或两个刀塔（排刀）完成轴件一端或两端的加工，提高轴件加工后的同轴度，并完成一端或两端的顶针孔，满足中间工序加工时的工艺要求，而后通过执行机构夹持轴件的一端，将轴件从中驱主轴中抽出并移动到设定的位置，实现对轴件一端的定位，并通过顶针对轴件有顶针孔的一端进行定位固定，控制刀塔（排刀）对轴件的中间端进行加工，减少了轴件装夹次数以及设备更换，实现一根轴件或两个轴件同时加工的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及轴类零件加工领域，特别涉及一种轴类零件加工工艺流程。

背景技术

轴，支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般轴为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，形成阶梯轴。

现有一种主轴包括左轴部、中轴部以及右轴部，且左轴部与中轴部之间设置有连接轴部一，中轴部与右轴部之间设置有连接轴部二，并且其中轴部的直径均小于连接轴部一和连接轴部二；当需要加工该主轴时，需要将轴件夹装于车床上后加工左轴部以及连接轴部一，而后将左轴部夹装于车床上后加工右轴部以及连接轴部二，最后将轴件转移至铣打机上加工中轴部。

如上述公开技术中，其中加工步骤为分别车削轴件两端以及在其中一端上铣打顶针孔，而后更换机床固定轴件，并车削轴件的中间段，其中涉及到三次轴件的夹装以及更换至少两台设备加工轴件，其中加工效率较低，存在待改进的不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴类零件加工工艺流程,夹装轴件的中间端，对轴件的两端同时进行铣打，在通过电主轴夹取轴件并与顶针配合限定轴件两端，再加工帮料的中间段，提升了轴件的加工效率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种轴类零件加工工艺流程，其特征在于：包括如下步骤：

S1.设备准备：用于夹持固定并带动轴件转动的中驱主轴、至少三个可移动且用于铣打和车削轴件的刀塔、可移动且用于夹取轴件并带动轴件转动的电主轴以及一个可避开电主轴移动轨迹用于抵接限定轴件的顶针；

S2.上料：将轴件插接于中驱主轴中，中驱主轴夹持固定轴件；

S3.轴件两端加工：中驱主轴带动轴件转动，驱动至少两个刀塔分别移动至中驱主轴的两侧，并控制刀塔同时车削轴件的两端以及在轴件一端铣打顶针孔；

S4.轴件中间加工：控制电主轴向中驱主轴移动直至夹持固定轴件未铣打顶针孔的一端，中驱主轴松开对轴件的夹持固定，电主轴向远离中驱主轴方向移动，将轴件从中驱主轴中抽出，而后顶针伸出抵接于轴件的顶针孔，电主轴带动轴件转动，控制至少一个刀塔车削轴件的中间；

S5.下料：电主轴松开对轴件的夹持，取下加工完成的轴件。

通过采用上述技术方案，轴件插接定位于中驱主轴中，中驱主轴带动轴件转动，并通过控制两个刀塔同时对轴件的两端进行加工，提高了轴件两端加工后的同轴度，并在轴件的一端铣打有顶针孔，提升对轴件两端加工的加工效率，而后通过电主轴夹持轴件一端，将轴件从中驱主轴中抽出的同时实现对轴件一端的定位，并通过伸缩的顶针对轴件有顶针孔的一端进行定位，控制刀塔对轴件的中间段进行加工，减少了轴件的装夹次数以及设备更换数量，极大的提升了轴件的加工效率。

本发明进一步设置为：轴件包括光轴与阶梯轴，步骤S2中：将阶梯轴直径较小的一端从中驱主轴靠近电主轴的一侧插接进入，中驱主轴夹持于阶梯轴直径较小的部位，且阶梯轴的阶梯面抵接于中驱主轴的夹持部。

通过采用上述技术方案，轴件从中驱主轴的左端插接进入，当轴件为阶梯轴时，中驱主轴夹持于阶梯轴直径较小的部位，且阶梯轴的阶梯面抵接于中驱主轴的夹持部，提升阶梯轴的转动稳定性，并且便于后道电主轴将阶梯轴从中驱主轴中抽出，提高阶梯轴装夹时的效率。

本发明进一步设置为：所述刀塔包括刀具以及定位板，步骤S2中：控制中驱主轴一侧的刀塔选取定位板，并控制刀塔移动至指定位置，定位板位于中驱主轴的一侧，插接轴件于中驱主轴至轴件抵接定位板，中驱主轴夹持固定轴件。

通过采用上述技术方案，在轴件插接于中驱主轴前，控制刀塔选取定位板，并控制刀塔移动至指定位置，再将轴件向中驱主轴中插接，直至轴件抵接于定位板上，定位板实现对轴件在中驱主轴中的定位，在实现对轴件定位的同时，减小刀塔后道移动对刀的过程和时间，进一步缩短对轴件加工时间，提升加工效率和加工精度。

本发明进一步设置为：步骤S4中：电主轴向中驱主轴移动夹取轴件前，刀塔选取定位板移动至轴件铣打有顶针孔的一侧。

通过采用上述技术方案，轴件在电主轴夹取的一端不加工顶针孔，减小加工步骤，并且在轴件抵接定位板的一侧铣打顶针孔，在电主轴夹取轴件时，通过刀塔选取定位板，并移动刀塔使得定位板推动轴件插接于电主轴中，控制定位板的移动距离，能够实现对轴件在电主轴中的插接深度的定位，进一步提升了轴件的定位精度。

本发明进一步设置为：步骤S4中：控制电主轴沿中驱主轴轴线方向滑动，并夹持拖动轴件远离中驱主轴，顶针沿垂直于电主轴滑动方向伸出，控制电主轴移动至顶针抵接于顶针孔中。

通过采用上述技术方案，电主轴沿中驱主轴轴线移动，使得电主轴与中驱主轴轴线始终保持共线设置，减少了电主轴与中驱主轴轴线对齐夹取轴件的时间，提升轴件中间段加工前的定位效率，进而提升轴件的整体的加工效率。

本发明进一步设置为：步骤S4中：控制电主轴沿中驱主轴轴线方向滑动，并夹持拖动轴件远离中驱主轴，顶针沿垂直于电主轴滑动方向伸出，顶针沿电主轴移动方向滑动并嵌设于顶针孔中。

通过采用上述技术方案，电主轴夹取轴件并从中驱主轴中抽出后，顶针通过垂直于电主轴轴线方向滑动与轴件顶针孔对齐，再沿轴件轴线伸出抵接于顶针孔中，减少电主轴的移动次数，提升轴件的定位效率。

本发明进一步设置为：S1步骤中：可移动且用于夹持轴件的卸料夹爪，步骤S5中：控制顶针与电主轴相对远离，顶针从顶针孔中脱离，移动卸料夹爪至夹持轴件并拖动轴件从电机主轴中脱离。

通过采用上述技术方案，在完成轴件中间段加工后，将顶针从顶针孔中抽出，控制卸料夹爪移动至夹取轴件，并将轴件从电主轴中抽出，完成卸料，便于电主轴移动夹取下一轴件，提高轴件连续生产的效率。

本发明进一步设置为：设置有用于安装顶针和卸料夹爪的尾座，步骤S5中：卸料夹爪夹持轴件后，尾座向远离电主轴滑动路径的方向移动。

通过采用上述技术方案，顶针与卸料夹爪同步移动，避免卸料夹爪与顶针之间发生干涉现象，并且当顶针移动定位轴件后，同时卸料夹爪同步移动，减少了后卸料夹爪移动夹取轴件所需要的时间，提高卸料效率，进而提高轴件的连续生产效率。

本发明进一步设置为：步骤S1中：设置有卸料滑道，步骤S5中：尾座收回后，卸料夹爪伸出至轴件插接于卸料滑道中，卸料夹爪松开，轴件沿卸料滑道移动。

通过采用上述技术方案，卸料夹爪在夹取轴件后，顶针收回的同时，实现将轴件从电主轴移动路径带走，避免干涉电主轴的移动，并且，卸料夹爪再次伸出，将轴件插接卸载于卸料滑道中，卸料夹爪回到空载，实现轴件连续快速卸料的目的。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、轴件两端同时加工，提升轴件加工效率以及同轴度；

2、电主轴将轴件从中驱主轴中抽出时，完成一次轴件的装夹过程，提升了轴件的定位效率，进而提升加工效率；

3、将轴件从中驱主轴右侧装入，提升阶梯轴的装夹稳定性以及效率，并且便于电主轴稳定快速的将轴件从中驱主轴中取出。

附图说明

图1是轴件的加工工艺流程图；

图2是实施例中的总装机构示意图；

图3是供料机构的爆炸结构示意图；

图4是顶料机构的结构示意图；

图5是图3中在A处的放大示意图，用于体现输送机构与供料机构连接结构；

图6是图3中在B处的放大示意图，用于体现输送机构结构；

图7是图2中在C处的放大示意图，用于体现输送机构与上料机构的连接机构示意图；

图8是用于体现引导板结构的示意图；

图9是用于体现驱动组件结构的示意图；

图10是用于体现铣打机构与卸料总成结构的示意图。

附图标记：1、机架；11、支架一；12、支架二；13、限位轨；2、供料机构；21、立架；22、储料斗；221、架体；222、底板；223、凸块；224、第二调节杆；225、斗部；226、侧板；23、端板；24、隔板；25、桥部；26、滑轨；27、滑座；28、固定块；3、顶料组件；31、顶料板；32、顶料杆；33、摆杆；34、驱动电机；35、安装孔；4、输送机构；41、输送架；42、传送带；43、输送料道；44、限位板；45、纠偏板；46、抵接板；5、引导板；51、第一支板；511、挡板一；52、第二支板；521、挡板二；53、耳板；6、推料机构；61、推料气缸；62、推板；7、上料机构；71、升降架；72、接料斗；73、推动气缸；8、铣打机构；81、左刀塔；82、右刀塔；83、中驱主轴；9、驱动组件；91、丝杠一；92、电机一；93、滑移座；931、传动块一；932、滑道；94、丝杠二；95、电机二；96、安装板；961、传动块二；15、车削机构；16、车削刀塔；17、尾座；171、限位座；172、顶针；18、电主轴；19、轨道；191、导轨座；192、导轨；193、螺杆；194、电机三；195、支撑板；196、连接块；20、卸料总成；201、卸料夹爪；202、卸料滑道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，S1.设备准备：用于夹持固定并带动轴件转动的中驱主轴、至少三个可移动且用于铣打和车削轴件的刀塔、可移动且用于夹取轴件并带动轴件转动的电主轴以及一个可避开电主轴移动轨迹用于抵接限定轴件的顶针；

S2.上料: 轴件为光轴从中驱主轴的右端或左端插接进入，当轴件为阶梯轴从中驱主轴右端插接进入，中驱主轴夹持固定轴件中间段；

S3.轴件两端加工：控制至少两台刀塔移动车削轴件两端，并在轴件左端铣打顶针孔；

S4.轴件中间加工：电主轴移动抓取轴件，顶针伸出抵接轴件左端顶针孔，控制至少一个刀塔车削轴件中间段；

S5.下料：顶针收回，电主轴松开对轴件的夹持，取下加工完成的轴件。

实施例一：

S1设备准备，根据加工顺序依次设置的上料总成、铣打机构、车削机构以及下料总成；上料总成用于将轴件逐个推送至铣打机构中的，铣打机构至少包括两个可移动刀塔以及一台中驱主轴，中驱主轴包括电动主轴以及皮带轴，中驱主轴用于夹持固定轴件并带动轴件转动，刀塔分布于中驱主轴的两侧，位于中驱主轴右侧的为右刀塔用于铣打轴件的右端，位于中驱主轴左侧的为左刀塔用于铣打轴件的左端；铣打机构至少包括一个可移动刀塔、一套执行机构以及一个可避开执行机构移动轨迹用于抵接限定轴件的顶针，执行机构包括电主轴以及驱动电主轴移动驱动组件，同时电主轴夹取并带动轴件转动，位于电主轴和顶针上方的刀塔为车削刀塔。

S2上料，如图2和图3所示，上料总成包括供料机构2、将轴件转移至中驱主轴83的上料机构7以及连接于供料机构2和上料机构7之间的输送机构4；上料时，供料机构2通过输送机构4将轴件运送至上料机构7中，上料机构7将轴件从中驱主轴83右侧送入，当轴件为阶梯轴时，将阶梯轴直径较小的一端从中驱主轴83靠近电主轴18的一侧插接进入，中驱主轴83夹持于阶梯轴直径较小的部位，且阶梯轴的阶梯面抵接于中驱主轴83的夹持部，增加了中驱主轴83带动阶梯轴转动时的稳定性，并能够便于后道电主轴18将阶梯轴从中驱主轴83抽出。

如图3和图4所示，供料机构2包括立架21、储料斗22、阻挡于储料斗22末端的端板23以及顶料组件3；储料斗22的内腔倾斜设置并在其内固定有隔板24，隔板24的底端与储料斗22的内腔底部设置有仅供一根轴件通过的间隔，顶料组件3将轴件逐一顶出储料斗22的容腔至端板23的顶部，端板23的顶部设置有延伸至输送机构4的桥部25，可以引导轴件滚落至输送机构4内。

如图3和图4所示，其中顶料组件3包括滑移嵌设于储料斗22与端板23之间的顶料板31、铰接于顶料板31的顶料杆32、铰接于顶料杆32的一端的摆杆33以及带动摆杆33以另一端为圆心转动的驱动电机34，其中摆杆33的转动平面和顶料杆32的摆动平面均平行于顶料板31，驱动电机34转动传递至顶料板31将呈现为周期性的上下运动。

如图3和图4所示，立架21的顶部设置有滑轨26、滑移连接于滑轨26上的滑座27、固定于顶架的固定块28以及转动连接于滑座27并螺纹连接于固定块28的第一调节杆，储料斗22和端板23均固定于滑座27上，顶料板31的表面上穿设有多个安装孔35。

如图3和图4所示，储料斗22包括固定于滑座27的架体221、固定于的架体221上的底板222和侧板226、架设于底板222上的斗部225；其中斗部225夹持于侧板226之间，斗部225的底部设置有凸块223，凸块223上可转动的穿设有与底板222螺纹连接的第二调节杆224。在调节出料斗与端板23的间距后，可以通过安装孔35增加或减少板，以改变顶料板31的顶部厚度。

如图2和图5所示，输送机构4包括输送架41、输送料道43以及设置于输送料道43中的传送带42，在输送架41上且位于传送带42远离顶料组件3一侧设置有阻挡轴件的限位板44，当轴件从桥部25滚落时，限位板44阻挡轴件通过，使得轴件稳定的滚落于传送带42上，并在输送料道43靠近顶料组件3的一端向远离传送带42方向延伸有引导轴件的纠偏板45（结合图5所示）；当轴件倾斜落于传送带42上时，传送带42带动轴件移动，轴件抵接于纠偏板45，纠偏板45引导轴件转动并稳定的进入输送料道43中。

结合图7所示，在输送架41上且位于输送料道43的末端设置有抵接板46，在输送料道43与抵接板46之间留有大于一个轴件长都且小于两个轴件长度的间隔，轴件在传送带42上移动至抵触于抵接板46上，并在输送架41上且位于输送料道43远离上料机构7一侧的间隔处设置有推料机构6，推料机构6包括推料气缸61以及固定于推料气缸61伸缩端的推板62，并靠近上料机构7一侧的间隔出设置有与上料机构7连接的引导板5，推料气缸61驱动推板62推动轴件掉落至引导板5上，轴件沿引导板5倾斜方向滚落至上料机构7上。

如图7所示，上料机构7设置于中驱主轴83的右侧，上料机构7包括升降架71、设置于升降架71上的接料斗72以及推动气缸73，轴件掉落至接料斗72中，升降架71抬升接料斗72，使得轴件与中驱主轴83中心平齐，而后推动气缸73推动轴件固定于铣打机构8中，实现完整的上料过程。

如图8所示，其中引导板5包括铰接于接料斗72上的第一支板51以及铰接于输送料道43上的第二支板52，第一支板51与第二支板52之间抵接贴合设置，第一支板51宽度方向的两侧设置有挡板一511，第二支板52宽度方向两端设置挡板二521，挡板一511延伸有耳板53，耳板53抵接于挡板二521之间相背的一侧，耳板53与挡板二521之间设置有铰接轴；耳板53的铰接轴线位于第一支板51和第二支板52的上方，使得第一支板51和第二支板52能够转动至上端平齐抵接，使得轴件能够稳定的从第二支板52上滚动至第一支板51上，且挡板一511和挡板二521避免轴件从引导板5上掉落，进而稳定的滚动至接料斗72中，提升上料的稳定性。

S3轴件两端加工，如图2所示，控制左刀塔81与右刀塔82选择车削轴件外圆的刀具，而后再控制左刀塔81与右刀塔82竖直方向移动，确定对轴件直径方向的切削深度，并控制左刀塔81与右刀塔82水平方向移动，对轴件进行车外圆，当车外圆完成后，控制左刀塔81选择用于铣打顶针孔的刀具，并控制左刀塔81移动实现对轴件的左端铣打顶针孔。

如图2所示，铣打机构8包括机架1以及沿水平方向依次设置于机架1上的左刀塔81、用于定位并驱动轴件转动的中驱动主轴以及右刀塔82，还包括驱动左刀塔81和右刀塔82进刀或退刀的驱动组件9，驱动组件9包括沿水平方向设置于机架1上的限位轨13、滑动设置于限位轨13上的滑移座93以及用于固定左刀塔81或右刀塔82的安装板96,安装板96沿竖直方向滑移设置，机架1上设置有用于驱动滑移座93移动的动力组件一，滑移座93上设置有用于驱动安装板96移动的动力组件二；动力组件一与动力组件二分别控制滑移座93和安装板96的移动，安装板96带动左刀塔81或右刀塔82在竖直方向升降，控制左刀塔81或右刀塔82在轴件径向的切削深度，滑移座93带动左刀塔81或右刀塔82水平方向的滑动，控制左刀塔81或右刀塔82在长度方向的切削长度，并通过控制左刀塔81更换刀具，对轴件的左端铣打出顶针孔，实现对轴件的两端快速的铣打与切削作业。

如图9所示，机架1上设置有支架一11与支架二12，动力组件一包括沿水平方向延伸设置的丝杠一91以及设置于丝杠一91一端的电机一92，丝杠一91两端分别转动设置于支架一11和支架二12上，且电机一92固定于支架一11上，滑移座93上固定有螺纹套设于丝杠一91上的传动块一931，电机一92驱动丝杠一91转动，进而使得传动块一931带动滑移座93在水平方向稳定的移动；且滑移座93上沿竖直方向开设有滑道932，安装板96上固定有滑移嵌设于滑道932中的传动块二961，动力组件二包括沿竖直方向设置于滑道932中的丝杠二94以及固定于滑移座93上端的驱动丝杠二94转动的电机二95，传动块二961螺纹套设于丝杠二94上，电机二95驱动丝杠二94转动，进而使得传送块二带动安装板96在竖直方向的升降。

S4轴件中间加工，如图2和图10所示，控制电主轴18沿中驱主轴83轴线方向滑动，并夹持拖动轴件远离中驱主轴83，顶针172沿垂直于电主轴18滑动方向伸出，控制电主轴18与顶针172相对靠近，使得顶针172嵌设于顶针孔中；在实现将轴件从中驱主轴83卸料的同时，实现对轴件中间段加工的定位，减小轴件装夹的时间浪费，提升轴件整体加工的效率。

如图2和图10所示，车削机构15包括车削刀塔16以及用于定位轴件的定位机构，机架1与车削刀塔16之间设置有驱动组件9，通过驱动组件9带动车削刀塔16对轴件的中间端进行加工；其中定位机构包括限定轴件两端的电主轴18以及尾座17，在机架1上开设有垂直于轨道19长度发方向的滑槽，尾座17包括滑动嵌设于滑槽中的限位座171以及用于抵接轴件的顶针172，顶针172沿轴件的轴线方向伸缩设置于限位座171中，在机架1上且位于电主轴18和中驱主轴83之间设置有轨道19，电主轴18滑动设置于轨道19上；当轴件的两端完成加工后，电主轴18沿轨道19滑动至夹取轴件的右端，再将轴件从中驱主轴83中抽出，而后尾座17伸出至尾座17上顶针172与顶针孔对齐，顶针172通过液压驱动伸出抵接于顶针孔中，电主轴18与顶针172限定了轴件的两端，实现轴件中间端的稳定的加工。

如图2和图10所示，其中轨道19包括设置于底座上的导轨座191以及一对设置于导轨座191上的导轨192，导轨192上设置有用于支撑电主轴18的支撑板195，提升支撑板195在水平方向的滑动的稳定性，并导轨192座191上且位于导轨192之间设置有螺杆193，支撑板195的下端设置有螺纹套设于螺杆193上的连接块196，导轨192座191上设置有驱动螺杆193转动的电机三194；当电机三194驱动螺杆193转动时，使得连接块196沿螺杆193的长度方向移动，进而支撑板195带动电主轴18的移动。

S5下料, 如图2和图10所示，卸料总成20包括设置于限位座171上的卸料夹爪201以及设置于机架1上的卸料滑道202，通过液压控制卸料夹爪201沿轴件的周向方向伸缩，在轴件中间段完成加工后，限位座171滑动至卸料夹爪201与轴件对齐，且卸料夹爪201伸出并夹持固定轴件，而后卸料夹爪201收缩将轴件从电主轴18中抽出，且限位座171收缩，使得卸料夹爪201与卸料滑道202入口对齐，卸料夹爪201再次伸出，将轴件推送至卸料滑道202入口，卸料夹爪201松开对轴件的夹持固定，轴件沿卸料滑道202滑动，完成卸料作业。

实施例二：

其中在刀塔上安装有包括加工轴件的刀具组以及用于抵接轴件的定位板，在步骤S2中：在上料机构7将轴件推动于中驱机构中前，控制中驱主轴83左侧的左刀塔81选取定位板，并控制刀塔移动至指定位置，定位板位于中驱主轴83的一侧，而后上料机构7推动轴件插接于中驱主轴83至轴件抵接定位板，实现对轴件插接位置的限定，最后驱动中驱主轴83夹持固定轴件。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。