技术领域

本发明涉及加工设备，具体涉及一种一体式空心轴加工装置。

背景技术

空心轴占用的空间体积比较大，但可以降低重量，根据材料力学分析，在转轴传递扭矩时，从径向截面看，越外的地方传递有效力矩的作用越大。在转轴需要传递较大力矩时，就需要较粗的轴径。而由于在轴心部位传递力矩的作用较小，所以一般采用空心的，以减少转轴的自重。空心轴对内孔和外圆的同轴度要求高，加工工艺难度高，尤其是内孔呈阶梯状的空心轴，加工工艺难度更高，在实际加工过中往往难易保证空心轴的内孔和外圆的同轴度要求，为此发明人针对这一问题设计了一种一体式空心轴加工装置，可有效提高空心轴的内孔和外圆的同轴度，保证空心轴的内孔和外圆的同轴度。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可有效提高空心轴的内孔和外圆的同轴度，保证空心轴的内孔和外圆的同轴度的一体式空心轴加工装置。

本发明的技术方案是：

一种一体式空心轴加工装置，其特征是，包括：机架、设置在机架上的工作平台、设置在工作平台上的水平纵移轨道、滑动设置在水平纵移轨道上的纵移滑座、设置在工作平台上用于推移纵移滑座沿水平纵移轨道移动的纵移电缸、设置在纵移滑座上并与水平纵移轨道相垂直的水平横移轨道、滑动设置在水平横移轨道上的横移滑座、设置在纵移滑座上用于推移横移滑座沿水平纵横轨道移动的横移电缸、两个沿横移滑座的滑动方向分布的对中式轴孔加工装置及设置在工作平台上的浮动式空心轴安装装置，

所述浮动式空心轴安装装置包括设置在工作平台上的水平下安装平板、位于水平下安装平板上方的水平上安装平板、连接水平下安装平板与水平上安装平板的弹性橡胶连接块、设置在水平上安装平板的上表面上的安装座、设置在安装座上用于安装空心轴的水平安装通孔、设置在安装座外侧面上并与水平安装通孔相连通的螺纹通孔及设置在螺纹通孔内的锁紧螺栓，

所述对中式轴孔加工装置包括设置在横移滑座上的竖直安装板、转动设置在竖直安装板上并与水平纵移轨道相平行的旋转安装轴杆、同轴设置在旋转安装轴杆上的轴孔加工刀具、设置在横移滑座上用于驱动旋转安装轴杆旋转的驱动电机、与旋转安装轴杆同轴的基准套筒、设置在竖直安装板上并与水平纵移轨道相平行的导向通孔、滑动设置在导向通孔内的水平导杆、连接水平导杆与基准套筒的连接件及套设在水平导杆上并位于竖直安装板与连接件之间的套筒复位弹簧，

所述旋转安装轴杆的一端由基准套筒的第一端伸入到基准套筒内，基准套筒的第二端的内孔上设有锥形导向部，锥形导向部的内径由基准套筒的第一端往基准套筒的第二端方向逐渐增大，基准套筒的第一端位于基准套筒的第二端与对应的竖直安装板之间，所述轴孔加工刀具位于基准套筒内，

所述水平导杆上设有导杆限位块，且导杆限位块与套筒复位弹簧位于竖直安装板的相对两侧；

所述水平横移轨道上设有第一横移滑座限位块与第二横移滑座限位块，所述横移滑座位于第一横移滑座限位块与第二横移滑座限位块之间，

当横移滑座抵在第一横移滑座限位块上时，其中一个对中式轴孔加工装置的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且该对中式轴孔加工装置的基准套筒位于该对中式轴孔加工装置的竖直安装板与安装座之间；

当横移滑座抵在第二横移滑座限位块上时，另一个对中式轴孔加工装置的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且该对中式轴孔加工装置的基准套筒位于该对中式轴孔加工装置的竖直安装板与安装座之间。

本方案的一体式空心轴加工装置可有效提高空心轴的内孔和外圆的同轴度，保证空心轴的内孔和外圆的同轴度。

进一步的，朝向纵移滑座的安装座侧面上设有压力传感器。

进一步的，旋转安装轴杆与基准套筒之间设有轴杆支撑轴承，轴杆支撑轴承的轴承外圈固定在基准套筒内，轴杆支撑轴承的轴承内圈套设在旋转安装轴杆上，且旋转安装轴杆能够沿轴杆支撑轴承的轴承内圈的轴向滑动。

进一步的，轴杆支撑轴承位于基准套筒的第一端内。

进一步的，水平纵移轨道上设有第一纵移滑座限位块与第二纵移滑座限位块,且第一纵移滑座限位块靠近安装座,所述纵移滑座位于第一纵移滑座限位块与第二纵移滑座限位块之间。

进一步的，水平安装通孔的内侧面上设有环形限位块，且环形限位块位于远离纵移滑座的水平安装通孔的一端。

本发明的有益效果是：可有效提高空心轴的内孔和外圆的同轴度，保证空心轴的内孔和外圆的同轴度。

附图说明

图1是本发明的一体式空心轴加工装置的俯视图。

图2是图1中A-A处的一种剖面结构示意图。

图3是图2中B处的局部放大图。

图4是图2中C处的局部放大图。

图5是现有技术中的空心轴的一种结构示意图。

图6是本发明的一体式空心轴加工装置在实际应用过程中的一种结构示意图。

图中：

机架1a，工作平台1a.1；

水平纵移轨道1.1，第一纵移滑座限位块1.1.1，第二纵移滑座限位块1.1.2，纵移滑座1.2，纵移电缸1.3，水平横移轨道1.4，第一横移滑座限位块1.41，第二横移滑座限位块1.42，横移滑座1.5，横移电缸1.6；

对中式轴孔加工装置2，轴孔加工刀具2.1，轴杆支撑轴承2.2，驱动电机2.3，竖直安装板2.4，旋转安装轴杆2.5，基准套筒2.6，锥形导向部2.6.1，水平导杆2.7，导杆限位块2.7.1，套筒复位弹簧2.8，连接件2.9；

浮动式空心轴安装装置3，水平下安装平板3.1，水平上安装平板3.2，弹性橡胶连接块3.3，安装座3.4，水平安装通孔3.5，锁紧螺栓3.6，压力传感器3.7，环形限位块3.8；

空心轴4，第一内孔4.1，第二内孔4.2。

具体实施方式

为使本发明技术方案实施例目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚地解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不是全部实施例。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本方案，而不能解释为对本发明方案的限制。

具体实施例1：如图1所示，一种一体式空心轴加工装置，包括控制器、机架1a、设置在机架上的工作平台1a.1、设置在工作平台上的水平纵移轨道1.1、滑动设置在水平纵移轨道上的纵移滑座1.2、设置在工作平台上用于推移纵移滑座沿水平纵移轨道移动的纵移电缸1.3或气缸、设置在纵移滑座上并与水平纵移轨道相垂直的水平横移轨道1.4、滑动设置在水平横移轨道上的横移滑座1.5、设置在纵移滑座上用于推移横移滑座沿水平纵横轨道移动的横移电缸1.6、两个沿横移滑座的滑动方向分布的对中式轴孔加工装置2及设置在工作平台上的浮动式空心轴安装装置3。

水平纵移轨道上设有第一纵移滑座限位块1.1.1与第二纵移滑座限位块1.1.2。纵移滑座位于第一纵移滑座限位块与第二纵移滑座限位块之间。

水平横移轨道1.4上设有第一横移滑座限位块1.41与第二横移滑座限位块1.42，横移滑座位于第一横移滑座限位块与第二横移滑座限位块之间。

如图1、图2、图4所示，浮动式空心轴安装装置3包括设置在工作平台上的水平下安装平板3.1、位于水平下安装平板上方的水平上安装平板3.2、连接水平下安装平板与水平上安装平板的弹性橡胶连接块3.3、设置在水平上安装平板的上表面上的安装座3.4、设置在安装座上用于安装空心轴的水平安装通孔3.5、设置在安装座外侧面上并与水平安装通孔相连通的螺纹通孔及设置在螺纹通孔内的锁紧螺栓3.6。

锁紧螺栓的端部还设有橡胶块。弹性橡胶连接块与平下安装平板通过粘结相连，弹性橡胶连接块与水平上安装平板通过粘结相连。

水平安装通孔3.5的轴线与水平纵移轨道1.1相平行。水平安装通孔的一端口朝向纵移滑座。水平安装通孔的内侧面上设有环形限位块3.8，且环形限位块位于远离纵移滑座的水平安装通孔的一端。朝向纵移滑座的安装座侧面上设有压力传感器3.7。压力传感器所在的安装座的侧面与水平纵移轨道相垂直。压力传感器通过信号线与控制器电连接。纵移电缸通过信号线与控制器电连接。

第一纵移滑座限位块1.1.1靠近安装座，第二纵移滑座限位块远离安装座。

如图1、图2、图3所示，对中式轴孔加工装置包括设置在横移滑座上的竖直安装板2.4、转动设置在竖直安装板上并与水平纵移轨道相平行的旋转安装轴杆2.5、同轴设置在旋转安装轴杆上的轴孔加工刀具2.1、设置在横移滑座上用于驱动旋转安装轴杆旋转的驱动电机2.3、与旋转安装轴杆同轴的基准套筒2.6、设置在竖直安装板上并与水平纵移轨道相平行的导向通孔、滑动设置在导向通孔内的水平导杆2.7、连接水平导杆与基准套筒的连接件2.9及套设在水平导杆上并位于竖直安装板与连接件之间的套筒复位弹簧2.8。驱动电机通过信号线与控制器电连接。横移电缸通过信号线与控制器电连接。

如图2所示，水平导杆上设有导杆限位块2.7.1，且导杆限位块与套筒复位弹簧位于竖直安装板的相对两侧。

旋转安装轴杆2.5的一端由基准套筒的第一端伸入到基准套筒内，基准套筒的第二端的内孔上设有锥形导向部2.6.1。锥形导向部的内径由基准套筒的第一端往基准套筒的第二端方向逐渐增大。基准套筒的第一端位于基准套筒的第二端与对应的竖直安装板之间。

旋转安装轴杆与基准套筒之间设有轴杆支撑轴承2.2。轴杆支撑轴承位于基准套筒的第一端内。轴杆支撑轴承的轴承外圈固定在基准套筒内，轴杆支撑轴承的轴承内圈套设在旋转安装轴杆上。轴杆支撑轴承的轴承内圈的内侧面紧密贴合在旋转安装轴杆的外侧面上，以使旋转安装轴杆与轴杆支撑轴承的轴承内圈同轴，通过轴杆支撑轴承支撑旋转安装轴杆。旋转安装轴杆能够沿轴杆支撑轴承的轴承内圈的轴向滑动。

轴孔加工刀具2.1位于基准套筒内，具体的，轴孔加工刀具位于旋转安装轴杆与锥形导向部之间。本实施例中，位于基准套筒内的旋转安装轴杆的端面上刀具安装孔，且刀具安装孔与旋转安装轴杆同轴。轴孔加工刀具安装在刀具安装孔内。本实施例的轴孔加工刀具为镗刀或精铰刀或抛光打磨头，镗刀或精铰刀或抛光打磨头通过导杆安装在刀具安装孔内。

如图1所示，当横移滑座抵在第一横移滑座限位块上时，其中一个对中式轴孔加工装置的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且该对中式轴孔加工装置的基准套筒位于该对中式轴孔加工装置的竖直安装板与安装座之间。

当横移滑座抵在第二横移滑座限位块上时，另一个对中式轴孔加工装置的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且该对中式轴孔加工装置的基准套筒位于该对中式轴孔加工装置的竖直安装板与安装座之间。

本实施例的一体式空心轴加工装置的具体工作如下：

第一，如图6所示，将完成外圆加工的空心轴4插入水平安装通孔3.5内，直至空心轴的一端抵在环形限位块上。

如图5所示，该空心轴4的内孔呈阶梯状，空心轴4的内孔由同轴分布的第一内孔4.1与第二内孔4.2组成，且第一内孔的内径大于第二内孔的内径，并且插入水平安装通孔内的空心轴4的第一内孔朝向纵移滑座，即第二内孔位于第一内孔与环形限位块之间，如图6所示；

接着，将锁紧螺栓锁紧，通过锁紧螺栓的端部的橡胶块压紧空心轴，将空心轴固定在水平安装通孔内；

两个对中式轴孔加工装置的基准套筒的内径相同，并且基准套筒的内径与待加工的空心轴的外径相同。

第二，横移电缸带动横移滑座移动，使横移滑座抵在第一横移滑座限位块上，此时，其中一个对中式轴孔加工装置（该对中式轴孔加工装置下文中称为第一个对中式轴孔加工装置）的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且第一个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具用于加工空心轴4的第二内孔4.2；

接着，纵移电缸将纵移滑座1.2往安装座3.4方向推移，对中式轴孔加工装置将随纵移滑座一同往安装座方向推移，直至第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部抵在安装座侧面上，在这个过程中，

若空心轴的外圆与第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴，则第一个对中式轴孔加工装置的空心轴直接插入基准套筒内；

若空心轴的外圆与第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒不同轴，当空心轴的端部抵在第一个对中式轴孔加工装置的锥形导向部的侧面上时，由于水平下安装平板与水平上安装平板通过弹性橡胶连接块连接，因而空心轴的位置可以根据第一个对中式轴孔加工装置的锥形导向部进行调节，使空心轴逐渐插入第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒内，从而通过第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒的内孔对空心轴的位置进行调节，使空心轴的外圆与第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴；如此保证空心轴的外圆与第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴；

当第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部抵在安装座侧面上时，第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部将抵在压力传感器上；此时，第一个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具位于空心轴的外侧；

当压力传感器检测到第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部将抵在压力传感器上后，第一个对中式轴孔加工装置的驱动电机工作，通过旋转安装轴杆带动对应的轴孔加工刀具转动；

接着，纵移电缸将纵移滑座1.2继续往安装座3.4方向推移，直至纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块1.1.1上为止，在这个过程中：

第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒保持不动；

第一个对中式轴孔加工装置的竖直安装板、旋转安装轴杆与轴孔加工刀具随纵移滑座一同移动，从而使第一个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具穿过空心轴4的第一内孔4.1并进入空心轴的第二内孔4.2内，对空心轴的第二内孔4.2的表面进行精加工（精镗或精铰或精磨），当纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块上后，第一个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具穿过第二内孔4.2并完成对空心轴的第二内孔4.2的加工；由于空心轴的外圆与第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴，而第一个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具与基准套筒同轴，因而可以保证加工后的空心轴的第二内孔与空心轴的外圆的同轴度；

当纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块上后，第一个对中式轴孔加工装置的驱动电机停止工作；

再接着，纵移电缸将纵移滑座1.2往第二纵移滑座限位块方向推移，直至纵移滑座抵在第二纵移滑座限位块上为止；这个过程中，第一个对中式轴孔加工装置的基准套筒在套筒复位弹簧的作用下复位，使导杆限位块抵在竖直安装板上；

第三，横移电缸带动横移滑座移动，使横移滑座抵在第二横移滑座限位块上，此时，另一个对中式轴孔加工装置（该对中式轴孔加工装置下文中称为第二个对中式轴孔加工装置）的旋转安装轴杆与水平安装通孔同轴，并且第二个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具用于加工空心轴4的第一内孔4.1；

接着，纵移电缸将纵移滑座1.2往安装座3.4方向推移，对中式轴孔加工装置将随纵移滑座一同往安装座方向推移，直至第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部抵在安装座侧面上，在这个过程中，

若空心轴的外圆与第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴，则第二个对中式轴孔加工装置的空心轴直接插入基准套筒内；

若空心轴的外圆与第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒不同轴，当空心轴的端部抵在第二个对中式轴孔加工装置的锥形导向部的侧面上时，由于水平下安装平板与水平上安装平板通过弹性橡胶连接块连接，因而空心轴的位置可以根据第二个对中式轴孔加工装置的锥形导向部进行调节，使空心轴逐渐插入第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒内，从而通过第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒的内孔对空心轴的位置进行调节，使空心轴的外圆与第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴；如此保证空心轴的外圆与第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴；

当第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部抵在安装座侧面上时，第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部将抵在压力传感器上；此时，第二个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具位于空心轴的外侧；

当压力传感器检测到第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒的端部将抵在压力传感器上后，第二个对中式轴孔加工装置的驱动电机工作，通过旋转安装轴杆带动对应的轴孔加工刀具转动；

接着，纵移电缸将纵移滑座1.2继续往安装座3.4方向推移，直至纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块1.1.1上为止，在这个过程中：

第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒保持不动；

第二个对中式轴孔加工装置的竖直安装板、旋转安装轴杆与轴孔加工刀具随纵移滑座一同移动，从而使第二个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具逐渐进入空心轴4的第一内孔4.1内，对空心轴的第一内孔4.1的表面进行精加工（精镗或精铰或精磨），当纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块上后，第二个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具完成对空心轴的第一内孔4.1的加工；由于空心轴的外圆与第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒同轴，而第二个对中式轴孔加工装置的轴孔加工刀具与基准套筒同轴，因而可以保证加工后的空心轴的第一内孔4.1与空心轴的外圆的同轴度，如此可以保证加工后的空心轴的内孔与空心轴的外圆的同轴度；

当纵移滑座抵在第一纵移滑座限位块上后，第二个对中式轴孔加工装置的驱动电机停止工作；

再接着，纵移电缸将纵移滑座1.2往第二纵移滑座限位块方向推移，直至纵移滑座抵在第二纵移滑座限位块上为止；这个过程中，第二个对中式轴孔加工装置的基准套筒在套筒复位弹簧的作用下复位，使导杆限位块抵在竖直安装板上；

第四，松开锁紧螺栓，将加工后的空心轴取出即可。