一種鏜削機(jī)械臂軸向伸縮控制段結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)雜孔壁形狀的鏜削加工領(lǐng)域,具體涉及一種鏜削機(jī)械臂軸向伸縮控制段結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]鏜削是一種用刀具擴(kuò)大孔或其它圓形輪廓的內(nèi)徑切削工藝,其應(yīng)用范圍一般從半粗加工到精加工,所用刀具通常為鏜刀或鏜桿。鏜孔是對(duì)鍛出,鑄出或鉆出孔的進(jìn)一步加工,屬于鏜削方式的一種。鏜孔可擴(kuò)大孔徑,提高精度,減小表面粗糙度,還可以較好地糾正原來孔軸線的偏斜。
[0003]普通的鏜刀結(jié)構(gòu),一般包括刀柄和設(shè)置在刀柄前端的刀具,刀柄后端安裝在機(jī)床上,使用時(shí)靠機(jī)床提供動(dòng)力進(jìn)行鏜削加工。但對(duì)于一些不適合靠機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工的情況,例如在一些已安裝好的較大設(shè)備上進(jìn)行技改需要擴(kuò)孔鏜削加工等情況,則很難采用現(xiàn)有的加工設(shè)備實(shí)現(xiàn)加工。
[0004]另外,現(xiàn)有的鏜刀,鏜削加工性能有限,對(duì)于深度大于直徑6倍以上的深孔鏜削加工,以及一些比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)例如螺旋式斷隔槽、直槽、斜槽、圓弧槽、螺紋、螺旋面、圓弧面、內(nèi)孔的局部擴(kuò)大等加工時(shí),也難以保證精度和加工效率。
[0005]為了解決上述現(xiàn)有鏜刀難以加工復(fù)雜型面和難以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立加工的問題,申請(qǐng)人考慮設(shè)計(jì)了一種鏜削加工三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)械臂,包括整體呈圓柱狀的刀柄和刀具,刀具安裝在刀柄前端的切削段內(nèi),其特點(diǎn)在于,所述刀柄上切削段后端向后依次形成有用于控制刀具徑向進(jìn)給的徑向進(jìn)給控制段、用于控制刀具切削段周向旋轉(zhuǎn)的周向旋轉(zhuǎn)控制段和用于控制刀具切削段軸向伸縮的軸向伸縮控制段,刀柄上還設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)在被加工孔內(nèi)支撐的刀具穩(wěn)定支撐裝置。這樣,該機(jī)械臂能夠靠刀具穩(wěn)定支撐裝置支撐在被加工孔內(nèi)部,然后加工過程中能夠產(chǎn)生三軸聯(lián)動(dòng),靠周向旋轉(zhuǎn)控制段控制旋轉(zhuǎn)鏜削的同時(shí)能夠控制刀具沿徑向進(jìn)給或伸縮運(yùn)動(dòng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鏜削獨(dú)立加工的同時(shí),能夠完成復(fù)雜結(jié)構(gòu)和深孔結(jié)構(gòu)的鏜削加工。具有鏜削加工范圍大,適用性廣的特點(diǎn)。
[0006]但其中,對(duì)于鏜削機(jī)械臂軸向伸縮控制段及其前端銜接結(jié)構(gòu)應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì),才具有結(jié)構(gòu)簡單,控制可靠,利于控制且控制精度高等效果成為有待進(jìn)一步考慮的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單,控制可靠,利于控制且控制精度高的鏜削機(jī)械臂軸向伸縮控制段結(jié)構(gòu)。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種鏜削機(jī)械臂軸向伸縮控制段結(jié)構(gòu),其特征在于,所述軸向伸縮控制段,包括一個(gè)同軸設(shè)置在機(jī)械臂后部的軸向伸縮控制段筒體,軸向伸縮控制段筒體后端內(nèi)腔中安裝有軸向伸縮控制電機(jī),所述軸向伸縮控制電機(jī)輸出軸向前設(shè)置并通過轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端連接且能夠帶動(dòng)周向旋轉(zhuǎn)控制段前后伸縮運(yùn)動(dòng)。[0009 ]這樣,結(jié)構(gòu)簡單且方便實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具的軸向伸縮控制。
[0010]作為優(yōu)化,所述轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一根和機(jī)械臂同軸設(shè)置的絲杠,絲杠后端和軸向伸縮控制電機(jī)輸出軸相連,絲杠前端插入到一個(gè)同軸設(shè)置的螺母筒體內(nèi),螺母筒體后端內(nèi)腔設(shè)置有內(nèi)螺紋和絲杠嚙合,螺母筒體前端和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端連接,轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括用于防止周向旋轉(zhuǎn)控制段旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。這樣,依靠絲杠螺母傳動(dòng)副的設(shè)置,采用簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了將軸向伸縮控制電機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)化為周向旋轉(zhuǎn)控制段的軸向平移,結(jié)構(gòu)簡單且控制可靠。
[0011]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包括位于軸向伸縮控制段筒體前端向前延伸至周向旋轉(zhuǎn)控制段后半部外的導(dǎo)向段,包括沿軸向設(shè)置在周向旋轉(zhuǎn)控制段外表面后半部的導(dǎo)向槽,還包括配合在導(dǎo)向槽內(nèi)的一個(gè)固定在導(dǎo)向段內(nèi)表面的導(dǎo)向滑塊。這樣,將導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)置在周向旋轉(zhuǎn)控制段后半部外,可以在方便裝配的同時(shí),更好地提高整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0012]進(jìn)一步地,所述螺母筒體前端和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端之間設(shè)置有浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu),所述浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在螺母筒體前端沿周向外凸的掛接盤和固定在周向旋轉(zhuǎn)控制段后端的一個(gè)掛接環(huán),掛接環(huán)后端內(nèi)表面向內(nèi)凸起并掛接在掛接盤后側(cè)面上;浮動(dòng)連接結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)設(shè)置在螺母筒體前端端面中部和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端端面中部之間位置的十字連接塊,十字連接塊的前側(cè)面和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端端面之間沿徑向形成有第一凹凸配合結(jié)構(gòu),十字連接塊的后側(cè)面和螺母筒體前端端面之間沿徑向形成有第二凹凸配合結(jié)構(gòu),第一凹凸配合結(jié)構(gòu)和第二凹凸配合結(jié)構(gòu)設(shè)置方向相互垂直且使得配合后十字連接塊的前側(cè)面和周向旋轉(zhuǎn)控制段后端端面之間以及十字連接塊的后側(cè)面和螺母筒體前端端面之間均留有浮動(dòng)間隙。
[0013]這樣,螺母筒體靠十字連接塊傳遞動(dòng)力推動(dòng)周向旋轉(zhuǎn)控制段前進(jìn),靠掛接環(huán)和掛接盤掛接傳遞動(dòng)力帶動(dòng)周向旋轉(zhuǎn)控制段后退,在前進(jìn)走刀過程中,十字連接塊兩側(cè)的凹凸配合結(jié)構(gòu)能夠傳遞扭矩和推力,同時(shí)靠浮動(dòng)間隙可以容許十字連接塊產(chǎn)生一定角度的偏擺而不影響推力和扭矩的傳遞,進(jìn)而就消除了絲杠螺母傳動(dòng)副傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng),保證了前端傳動(dòng)的穩(wěn)定性。
[0014]更好的選擇是第一凹凸配合結(jié)構(gòu)和第二凹凸配合結(jié)構(gòu)中各自凹槽和凸起配合的頂接面為順凹槽長度方向的弧形。這樣弧形配合能夠使得十字連接塊擺動(dòng)過程中順弧形轉(zhuǎn)動(dòng)而不產(chǎn)生碰撞,更好地提高傳動(dòng)穩(wěn)定性。
[0015]作為優(yōu)化,軸向伸縮控制段筒體上還設(shè)置有刀具穩(wěn)定支撐裝置,包括形成于軸向伸縮控制段筒體外表面的一段小直徑的外撐機(jī)構(gòu)安裝段,外撐機(jī)構(gòu)安裝段上沿周向均勻安裝有多組外撐機(jī)構(gòu),外撐機(jī)構(gòu)包括能夠被控制沿徑向向外伸出的支撐件。
[0016]這樣方便實(shí)現(xiàn)對(duì)刀柄自身在被加工孔內(nèi)的支撐。實(shí)施時(shí)作為優(yōu)選,外撐機(jī)構(gòu)安裝段可以設(shè)置在軸向伸縮控制段筒體外表面并位于內(nèi)部絲杠所在位置,該位置能夠起到更好地支撐穩(wěn)定刀柄的效果。
[0017]進(jìn)一步地,所述外撐機(jī)構(gòu)可以為連桿式外撐機(jī)構(gòu),所述連桿式外撐機(jī)構(gòu)包括沿軸向設(shè)置的液壓缸和二連桿結(jié)構(gòu),二連桿結(jié)構(gòu)包括第一連桿、第二連桿和支撐件,第一連桿的一端鉸接在液壓缸伸縮臂前方的外撐機(jī)構(gòu)安裝段上,第二連桿的一端鉸接在液壓缸伸縮臂前端位置,第一連桿和第二連桿的另一端均共同鉸接在支撐件內(nèi)側(cè)同一鉸軸上使得液壓缸伸縮臂向外伸出時(shí)能夠帶動(dòng)第一連桿和第二連桿較遠(yuǎn)端相對(duì)移動(dòng)并將支撐件沿徑向向外頂起。這樣具有結(jié)構(gòu)簡單,控制方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)二連桿結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步地使得將支撐件撐出頂緊在被加工孔內(nèi)壁后連桿盡量呈現(xiàn)接近徑向方向頂緊,這樣產(chǎn)生自鎖效果,液壓缸不用承擔(dān)較大的抵緊反作用力,保證支撐效果穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步地,所述液壓缸為雙桿液壓缸,所述二連桿結(jié)構(gòu)對(duì)稱布置于液壓缸兩端的伸縮臂前。這樣,實(shí)現(xiàn)前后兩處支撐點(diǎn)更好地提高支撐穩(wěn)定性。作為優(yōu)化,液壓缸伸縮臂前端連接有一個(gè)同軸套設(shè)在外撐機(jī)構(gòu)安裝段上的同步套環(huán),第二連桿鉸接在同步套環(huán)上。這樣能夠更好地保證各組外撐機(jī)構(gòu)一致性。
[0018]另外,所述外撐機(jī)構(gòu)還可以為楔塊式外撐機(jī)構(gòu),所述楔塊式外撐機(jī)構(gòu)包括沿軸向設(shè)置的液壓缸,依次設(shè)置在液壓缸伸縮臂前方的楔塊和支撐件,支撐件整體呈弧形塊狀結(jié)構(gòu)且弧形方向的一端鉸接在外撐機(jī)構(gòu)安裝段上構(gòu)成內(nèi)端,另一端在一個(gè)復(fù)位彈簧作用下抵接在楔塊上構(gòu)成外端,楔塊和支撐件接觸的該側(cè)表面為朝支撐件方向沿徑向向里傾斜的斜面,楔塊遠(yuǎn)離支撐件一端和液壓缸伸縮臂前端連接。這樣,控制液壓缸伸縮臂伸出可以帶動(dòng)楔塊靠其斜面配合帶動(dòng)支撐件外端向外伸出抵接在被加工孔內(nèi)壁上;故具有結(jié)構(gòu)簡單,裝配方便,控制反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)支撐時(shí)支撐件的反作用力大部分傳遞到楔塊上形成沿楔塊徑向向內(nèi)的分力進(jìn)而被抵消,液壓缸不用承擔(dān)較大的抵緊反作用力,保證支撐效果穩(wěn)定可靠。進(jìn)一步地,所述支撐件外端設(shè)置有支撐滾輪并靠支撐滾輪表面和楔塊以及被加工孔內(nèi)壁接觸實(shí)現(xiàn)支撐,這樣靠滾動(dòng)降低了摩擦力,提高支撐穩(wěn)定性。進(jìn)一步地,所述液壓缸為雙桿液壓缸,且兩端的伸縮臂前均布置有配合的楔塊和支撐件結(jié)構(gòu)。這樣,實(shí)現(xiàn)前后兩處支撐點(diǎn)更好地提高支撐穩(wěn)定性。作為優(yōu)化,各組外撐機(jī)構(gòu)中對(duì)應(yīng)的楔塊沿周向連接為環(huán)狀的整體形成同步滑環(huán)。這樣能夠更好地保證各組外撐機(jī)構(gòu)一致性。進(jìn)一步地,所述復(fù)位