圆铝锭全自动加工装置及加工方法
【专利摘要】本发明公开了圆铝锭全自动加工装置及加工方法，包括：一封闭框架，一自动输送辊道，一外翻料架，一设置于封闭框架内部的V型支撑架，用于承接翻进封闭框架内的待加工圆铝锭，并将待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致，一设置于封闭框架一侧的动力部件，为装置提供加工动力。以及一设置于加工区域另一侧的倒置式尾架，同时对待加工圆铝锭施加作用力，牢固夹持待加工圆铝锭，一沿封闭框架纵向移动的倒置式刀架，用于对待加工圆铝锭外表面加工，一嵌入设置于自动输送辊道内的内翻料架，所述内翻料架将加工完毕的圆铝锭翻出封闭框架进入自动输送辊道上，主要用于圆铝锭的大批量加工生产，以提高生产效率、增强操作安全。
【专利说明】圆铝锭全自动加工装置及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及圆铝锭自动加工设备和采用该设备进行圆铝锭全自动加工的方法，尤其是大中型圆铝锭的自动加工设备和方法。
【背景技术】
[0002]圆铝锭是铝及铝合金制品挤压生产所必需原料，挤压前其表面必须采用金属切削的方法把铸态表面转变成切削表面，目前多采用通用机床完成切削加工，流程包括:待加工圆铝锭送料、定位、对中、夹紧、切削、成品下料，均为人工完成，其生产效率非常低，特别是对于大中型圆铝锭由于其体积大、操作困难不能满足大批量生产所需，需要一条有效的解决途径以解决该问题。本自动加工设备和方法可实现圆铝锭外表面的一次性加工，适用于成批和大量生产之用。机床采用整体封闭框架结构，全自动运转，工件上下料、对中、夹紧均可全部实现自动化，免人工调整，自动出屑、安全性高。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供圆铝锭自动加工设备，以及采用该设备进行圆铝锭自动加工的方法，主要用于圆铝锭的大批量加工生产，以提高生产效率、增强操作安全。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0005]圆招锭全自动加工装置，包括:
[0006]一封闭框架，
[0007]—设置于封闭框架外侧，用于传输待加工圆铝锭的自动输送辊道，
[0008]一嵌入设置于自动输送辊道内的外翻料架，所述外翻料架将待加工圆铝锭翻进封闭框架内，
[0009]一设置于封闭框架内部的V型支撑架，用于承接翻进封闭框架内的待加工圆铝锭，并将待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致，
[0010]一设置于加工区域一侧的倒置式尾架，所述倒置式尾架的端部安装旋转顶盘，旋转顶盘对待加工圆铝锭施加作用力，牢固夹持待加工圆铝锭，
[0011]一沿封闭框架纵向移动的倒置式刀架，用于对待加工圆铝锭外表面加工，
[0012]一嵌入设置于自动输送辊道内的内翻料架，所述内翻料架将加工完毕的圆铝锭翻出封闭框架进入自动输送辊道上，
[0013]以及一设置于封闭框架一侧的动力部件，所述动力部件为装置提供加工动力。
[0014]在本发明的一个优选实施例中，所述封闭框架包括一底座，一设置底座上的中间座和上座，所述中间座以及上座之间设置一可开合的防护门。
[0015]在本发明的一个优选实施例中，所述外翻料架包括一承接待加工圆铝锭的第一托臂，一设置第一托臂下方的第一伸缩油缸，所述第一托臂端部绕一转轴转动。
[0016]在本发明的一个优选实施例中，所述内翻料架包括一承接加工完毕的圆铝锭的第二托臂，所述第二托臂端部轴接一摇臂，所述第二摇臂端部固定连接第二伸缩油缸。[0017]在本发明的一个优选实施例中，所述V型支撑架包括一垂直连接杆，所述垂直连接杆两端连接上传动链和下传动链，以及一同时驱动上传动链和下传动链的电机，
[0018]所述上传动链包括一上涡轮，一与上涡轮连接的上连杆，以及一与上连杆联动的定位杆，
[0019]所述下传动链包括一下涡轮，一与下涡轮连接的下连杆，以及一与下连杆联动的若干支撑架，
[0020]所述定位杆和支撑架同时联动夹持待加工圆铝锭，保证待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致。
[0021]在本发明的一个优选实施例中，所述倒置式尾架包括:
[0022]一设置于上座的第一导轨，一沿第一导轨移动的滑座，所述滑座由一贯通倒置式尾架上端的第一丝杆驱动，
[0023]一油缸控制往复运动的套筒座，一设置于套筒座上的下压板和顶紧压板，所述下压板和顶紧压板配合将套筒座固定于滑座上，
[0024]以及一设置于套筒座内的夹持部件,所述夹持部件包括一旋转套筒，所述旋转套筒端部连接一旋转顶盘。
[0025]在本发明的一个优选实施例中，还包括一设置于滑座上的T型螺栓，T型螺栓由一锁紧油缸驱动，锁紧油缸通过T型螺栓将滑座与上座固定连接。
[0026]在本发明的一个优选实施例中，所述倒置式刀架包括一第二丝杆，一套设于第二丝杆上的切削套管，所述切削套管上固定连接一刀具组件。
[0027]—种圆铝锭全自动加工方法，包括以下步骤:
[0028]第一，待加工圆铝锭沿自动输送辊道移动，至设定位置，通过外翻料架旋转把待加工圆铝锭翻进设备内部，定位于V型支撑架上；
[0029]第二，V型支撑架带动待加工圆铝锭上升，与上顶杆接触后停止，倒置式尾架的套筒座带动旋转顶盘移动并作用于待加工圆铝锭端面，与传动箱顶盘共同作用达到设定顶紧压力后停止移动，保证加工过程中牢固夹持待加工圆铝锭并保持压力恒定；尾架顶盘与传动箱顶盘均安装于轴承上，可单独旋转或共同旋转带动待加工园铝锭旋转；
[0030]第三，防护门下降到位停止后，倒置式尾架的旋转顶盘与传动箱顶盘中任意一个单独旋转或共同旋转，带动待加工园铝锭旋转，倒置式刀架的刀具组件前移接触待加工圆铝锭后，轴向加工待加工圆铝锭全长直至加工结束，加工结束的圆铝锭停止旋转，防护门上升;
[0031]第四，V型支撑架上升托住圆铝锭成品后，倒置式尾架移动脱离工件，V型支撑架开始下降，由内翻料架翻转后滚进辊道，并由辊道带动至成品区。
[0032]在本发明的一个优选实施例中，在第二步中，V型支撑架与上顶杆夹紧工件时，同时进行驱动和同步动作，当电机达到夹紧扭矩要求后，V型支撑架停止移动，保证圆铝锭待加工圆铝锭中心与加工中心重合。
[0033]通过上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0034]本发明由于采用了上述的方法、装置，通过电气技术的控制协调，达到了下列目标:圆铝锭待加工圆铝锭在加工循环中，待加工圆铝锭上料、定位、对中、夹紧、切削、成品下料均为自动控制。因此，本发明能取代人工上下料、调整、夹紧放松的传统方法，可大幅度提高生产效率、增强操作安全，为圆铝锭的自动加工提供了一条有效的解决途径。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1a是本发明所述的圆铝锭全自动加工设备的立面布局结构示意图；
[0037]图1b是本发明所述的圆铝锭全自动加工设备的侧面布局结构示意图；
[0038]图1c是本发明所述的圆铝锭内、外翻料架结构图。
[0039]图2a是本发明所述的倒置式尾架结构图；
[0040]图2b是本发明所述的倒置式尾架侧面结构图；
[0041]图3a是本发明所述的倒置式刀架结构图；
[0042]图3b是本发明所述的倒置式刀架断面结构图；
[0043]图4a是本发明所述的V型支撑架结构图；
[0044]图4b是本发明所述的V型支撑架断面结构图；
[0045]图5是本发明所述的圆铝锭全自动加工过程中圆铝锭自动进料结构示意图。【具体实施方式】
[0046]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0047]参照图la, Ib所示，圆招锭全自动加工装置，包括:
[0048]一封闭框架100，
[0049]一设置于封闭框架100外侧，用于传输待加工圆铝锭的自动输送辊道200，
[0050]一嵌入设置于自动输送辊道200内的外翻料架300，外翻料架300将待加工圆铝锭翻进封闭框架100内，
[0051]一设置于封闭框架内部的V型支撑架400，用于承接翻进封闭框架内的待加工圆铝锭，并将待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致，
[0052]一对称设置于加工区域一侧的倒置式尾架500，，其上安装旋转顶盘512，对待加工圆铝锭施加作用力，牢固夹持待加工圆铝锭，
[0053]一沿封闭框架纵向移动的倒置式刀架600，用于对待加工圆铝锭外表面加工，
[0054]一嵌入设置于自动输送辊道内的内翻料架700，所述内翻料架将加工完毕的圆铝锭翻出封闭框架进入自动输送辊道上，
[0055]以及一设置于封闭框架一侧的动力部件800，为装置提供加工动力；动力部件800包括一电机801，以及一与电机801轴接的传动箱802，传动箱802上安装传动箱顶盘；
[0056]其中封闭框架100包括一底座101，一设置底座101上的中间座102和上座103，该中间座102以及上座103之间设置一可开合的防护门104 ；
[0057]参照图lc，其中外翻料架300包括一承接待加工圆铝锭的第一托臂301，一设置第一托臂301下方的第一伸缩油缸302，其中第一托臂301端部绕一转轴303转动。[0058]其中内翻料架700包括一承接加工完毕的圆铝锭的第二托臂701，该第二托臂701端部轴接一摇臂702，所述摇臂702端部固定连接第二伸缩油缸703。
[0059]当待加工圆铝锭由辊道输送至翻料位置，外翻料架300由第一伸缩油缸302顶起，带动待加工圆铝锭滚动至设备内部V型输送架；
[0060]内翻料架700通过摇臂702由第二伸缩油缸703驱动，把成品圆铝锭由内往外输
送至辊道。
[0061 ] 参照图2a，图2b所示，该V型支撑架400包括一垂直连接杆401，该垂直连接杆401两端连接上传动链410和下传动链420,以及一同时驱动上传动链和下传动链的电机402,
[0062]上传动链410包括一上涡轮411，一与上涡轮411连接的上连杆412，以及一与上连杆412联动的定位杆413，
[0063]下传动链420包括一下涡轮421，一与下涡轮421连接的下连杆422，以及一与下连杆422联动的若干支撑架423，若干支撑架423中间设置有齿轮424相互联动，
[0064]上下传动链同时动作后，定位杆413和支撑架423同步移动后，保证圆铝锭待加工圆铝锭中心与回转中心重合，当电机达到设定的驱动扭矩后停止工作，定位杆413和支撑架423对待加工圆铝锭处于夹持状态。
[0065]参照图3a，图3b所示，该倒置式尾架500包括:
[0066]一设置于上座103的第一导轨501，一沿第一导轨501移动的滑座502，滑座502由一贯通倒置式尾架上端的第一丝杆503驱动，
[0067]一油缸控制往复运动的套筒座504，一设置于套筒座504上的下压板505和顶紧压板506，下压板505和顶紧压板506配合将套筒座固定于滑座502上，
[0068]以及一设置于套筒座504内的夹持部件510，夹持部件510包括一旋转套筒511，所述旋转套筒511端部连接一旋转顶盘512 ；
[0069]还包括一设置于滑座502上的T型螺栓507，T型螺栓507由一锁紧油缸508驱动，锁紧油缸508通过T型螺栓507将滑座与上座固定连接。
[0070]滑座502根据圆铝锭长度定位于上座103，整个加工循环中位置一直保持不变；在每个加工循环中，套筒座504由油缸控制往复运动，产生顶紧作用力。
[0071]参照图4a，图4b所示，该倒置式刀架600包括一第二丝杆601，一套设于第二丝杆601上的切削套管602，其中切削套管602上固定连接一刀具组件603，刀具组件603包括一刀座604，以及一固定刀座604上的刀具605，
[0072]其中第二丝杆601端部通过连接一同步带轮606转动，滑座4在上座I上沿导轨移动，由丝杆2驱动；
[0073]上述刀具组件603整体安装于滑座体607与压盖608在内部共同形成与圆铝锭轴线垂直的八面型内孔上，
[0074]其内部安装由丝杆7驱动的切削套筒8，套筒内安装切削刀座9，其上安装刀具10用于圆铝锭的外表面加工。
[0075]参照图5所示，为工艺过程，一种圆铝锭全自动加工方法，包括以下步骤:
[0076]第一，待加工圆铝锭沿自动输送辊道移动，至设定位置，通过外翻料架旋转把待加工圆铝锭翻进设备内部，定位于V型支撑架上；
[0077]第二，V型支撑架带动待加工圆铝锭上升，与上顶杆接触后停止，倒置式尾架的套筒座带动旋转顶盘移动并作用于待加工圆铝锭端面，与传动箱顶盘共同作用达到设定顶紧压力后停止移动，保证加工过程中牢固夹持待加工圆铝锭并保持压力恒定；
[0078]第三，防护门下降到位停止后，倒置式尾架的旋转顶盘与传动箱顶盘中任意一个单独旋转或共同旋转，带动待加工园铝锭旋转，倒置式刀架的刀具组件前移接触待加工圆铝锭后，轴向加工待加工圆铝锭全长直至加工结束，加工结束的圆铝锭停止旋转，防护门上升;
[0079]第四，V型支撑架上升托住圆铝锭成品后，倒置式尾架移动脱离工件，V型支撑架开始下降，由内翻料架翻转后滚进辊道，并由辊道带动至成品区。
[0080]在第二步中，V型支撑架与上顶杆夹紧工件时，同时进行驱动和同步动作，当电机达到夹紧扭矩要求后，V型支撑架停止移动，保证圆铝锭待加工圆铝锭中心与加工中心重
入
口 O
[0081]本发明由于采用了上述的方法、装置，通过电气技术的控制协调，达到了下列目标:圆铝锭待加工圆铝锭在加工循环中，待加工圆铝锭上料、定位、对中、夹紧、切削、成品下料均为自动控制。因此，本发明能取代人工上下料、调整、夹紧放松的传统方法，可大幅度提高生产效率、增强操作安全，为圆铝锭的自动加工提供了一条有效的解决途径。
[0082]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.圆铝锭全自动加工装置，其特征在于，包括: 一封闭框架， 一设置于封闭框架外侧，用于传输待加工圆铝锭的自动输送辊道， 一嵌入设置于自动输送辊道内的外翻料架，所述外翻料架将待加工圆铝锭翻进封闭框架内， 一设置于封闭框架内部的V型支撑架，用于承接翻进封闭框架内的待加工圆铝锭，并将待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致， 一设置于加工区域一侧的倒置式尾架，所述倒置式尾架的端部安装旋转顶盘，旋转顶盘对待加工圆铝锭施加作用力，牢固夹持待加工圆铝锭， 一沿封闭框架纵向移动的倒置式刀架，用于对待加工圆铝锭外表面加工， 一嵌入设置于自动输送辊道内的内翻料架，所述内翻料架将加工完毕的圆铝锭翻出封闭框架进入自动输送辊道上， 以及一设置于封闭框架一侧的动力部件，所述动力部件为装置提供加工动力。
2.根据权利要求1所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:所述封闭框架包括一底座，一设置底座上的中间座和上座，所述中间座以及上座之间设置一可开合的防护门。
3.根据权利要求1所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:所述外翻料架包括一承接待加工圆铝锭的第一托臂，一设置第一托臂下方的第一伸缩油缸，所述第一托臂端部绕一转轴转动。
4.根据权利要求1所述的圆铝锭`全自动加工装置，其特征在于:所述内翻料架包括一承接加工完毕的圆铝锭的第二托臂，所述第二托臂端部轴接一摇臂，所述第二摇臂端部固定连接第二伸缩油缸。
5.根据权利要求1所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:所述V型支撑架包括一垂直连接杆，所述垂直连接杆两端连接上传动链和下传动链，以及一同时驱动上传动链和下传动链的电机， 所述上传动链包括一上涡轮，一与上涡轮连接的上连杆，以及一与上连杆联动的定位杆， 所述下传动链包括一下涡轮，一与下涡轮连接的下连杆，以及一与下连杆联动的若干支撑架， 所述定位杆和支撑架同时联动夹持待加工圆铝锭，保证待加工圆铝锭中心调整至与加工区域中心一致。
6.根据权利要求1所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:所述倒置式尾架包括: 一设置于上座的第一导轨，一沿第一导轨移动的滑座，所述滑座由一贯通倒置式尾架上端的第一丝杆驱动， 一油缸控制往复运动的套筒座，一设置于套筒座上的下压板和顶紧压板，所述下压板和顶紧压板配合将套筒座固定于滑座上， 以及一设置于套筒座内的夹持部件，所述夹持部件包括一旋转套筒，所述旋转套筒端部连接一旋转顶盘。
7.根据权利要求6所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:还包括一设置于滑座上的T型螺栓，T型螺栓由一锁紧油缸驱动，锁紧油缸通过T型螺栓将滑座与上座固定连接。
8.根据权利要求1所述的圆铝锭全自动加工装置，其特征在于:所述倒置式刀架包括一第二丝杆，一套设于第二丝杆上的切削套管，所述切削套管上固定连接一刀具组件。
9.一种圆铝锭全自动加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 第一，待加工圆铝锭沿自动输送辊道移动，至设定位置，通过外翻料架旋转把待加工圆铝锭翻进设备内部，定位于V型支撑架上； 第二，V型支撑架带动待加工圆铝锭上升，与上顶杆接触后停止，倒置式尾架的套筒座带动旋转顶盘移动并作用于待加工圆铝锭端面，与传动箱顶盘共同作用达到设定顶紧压力后停止移动，保证加工过程中牢固夹持待加工圆铝锭并保持压力恒定； 第三，防护门下降到位停止后，倒置式尾架的旋转顶盘与传动箱顶盘中任意一个单独旋转或共同旋转，带动待加工园铝锭旋转，倒置式刀架的刀具组件前移接触待加工圆铝锭后，轴向加工待加工圆铝锭全长直至加工结束，加工结束的圆铝锭停止旋转，防护门上升； 第四，V型支撑架上升托住圆铝锭成品后，倒置式尾架移动脱离工件，V型支撑架开始下降，由内翻料架翻转后滚进辊道，并由辊道带动至成品区。
10.根据权利要求9所述的一种圆铝锭全自动加工方法，其特征在于:在第二步中，V型支撑架与上顶杆夹紧工件时，同时进行驱动和同步动作，当电机达到夹紧扭矩要求后，V型支撑架停止移动，保证 圆铝锭待加工圆铝锭中心与加工中心重合。
【文档编号】B23Q7/00GK103752949SQ201310739071
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】周民, 李海安, 付辰寅 申请人:上海重型机床厂有限公司