涉及一種機床加工方法，尤其是一種用于石墨工件的加工方法

本發(fā)明涉及一種機床加工方法，尤其是一種用于石墨工件的加工方法。



背景技術(shù)：

目前，在對石墨工件加工時，需要對石墨工件進行油幕封閉，防止石墨粉末對石墨加工機造成損壞，但是所產(chǎn)生的油幕大小是固定的，不能夠根據(jù)石墨工件的大小進行調(diào)節(jié)油幕尺寸，對石墨加工機的使用造成了限制，而且并沒有在工件夾具上設(shè)置專門的封閉油收集結(jié)構(gòu)，造成了大量的封閉油損失，增加了加工成本。



技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的石墨工件加工時油幕封閉的大小固定且封閉油難以收集再利用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于石墨加工機的工件加工方法，包括如下步驟：

步驟1，在石墨加工機的主軸外殼上套裝主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)，并使機床主軸從主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)的下端伸出；

步驟2，在石墨加工機的工作臺上安裝工件夾具，并使工件夾具的中心與工作臺的中心位置相對應(yīng)；

步驟3，在工件夾具上安裝夾持石墨工件，再啟動主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)，在機床主軸下方形成包圍在石墨工件周圍的圓形油幕；

在上述步驟中，主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)包括安裝支架、限位套筒、環(huán)形密封腔、環(huán)形儲油腔、限流套管、固定套管、內(nèi)喇叭口、外喇叭口以及調(diào)節(jié)步進電機；限位套筒和固定套管同心設(shè)置在安裝支架的下方，且限位套筒位于固定套管的外圍；在環(huán)形密封腔內(nèi)設(shè)有密封圈卡位，在密封圈卡位上嵌有環(huán)繞在固定套管上的密封圈；在環(huán)形密封腔的外圍設(shè)有外螺紋，在限位套筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有與外螺紋相嚙合的內(nèi)螺紋；環(huán)形儲油腔的上邊緣固定在環(huán)形密封腔上，下邊緣與限流套管的上邊緣相對接；限流套管套設(shè)在固定套管上；環(huán)形儲油腔的內(nèi)腔與限流套管及固定套管之間的空隙相連通；外喇叭口的上側(cè)小口對接安裝在限流套管的下邊緣上；內(nèi)喇叭口的上側(cè)小口對接安裝在固定套管上；調(diào)節(jié)步進電機立式安裝在環(huán)形儲油腔的外側(cè)，并在調(diào)節(jié)步進電機的輸出軸上設(shè)有驅(qū)動齒輪；在限位套筒的外圓周上設(shè)有一圈寬齒牙；驅(qū)動齒輪與寬齒牙相嚙合；在環(huán)形儲油腔上設(shè)有進油口；外喇叭口的內(nèi)側(cè)錐度與內(nèi)喇叭口的外側(cè)錐度相等；在安裝支架上設(shè)有與固定套管相連通的通孔；

工件夾具包括底座、工件夾持臺、環(huán)狀油幕收集盤、兩根調(diào)節(jié)螺桿、兩個限位步進電機以及四個夾持器；夾持器包括夾持柱、滑塊以及三角夾持頭；在滑塊上設(shè)有螺紋過孔；夾持柱豎直安裝在滑塊上；三角夾持頭安裝在夾持柱頂端上；工件夾持臺安裝在底座上，并在工件夾持臺的上側(cè)面上設(shè)有十字形分布的T形槽；四個滑塊分別嵌于T形槽的四個分支上；兩根調(diào)節(jié)螺桿從工件夾持臺的側(cè)面邊緣插入T形槽的兩個分支后分別旋合到相應(yīng)滑塊上的螺紋過孔上，且調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動式安裝在工件夾持臺的側(cè)面邊緣上；兩個限位步進電機的輸出軸上均對接設(shè)有一個驅(qū)動螺桿，兩根驅(qū)動螺桿分別旋合在另外兩個滑塊上的螺紋過孔上；環(huán)狀油幕收集盤為喇叭狀圓盤，且喇叭狀圓盤的下小口安裝在底座上，工件夾持臺的底部位于環(huán)狀油幕收集盤內(nèi)。

采用環(huán)形密封腔結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)沿固定管套上下滑動且不會出現(xiàn)從上側(cè)漏油的問題；采用環(huán)形密封腔能夠緩存當(dāng)量的封閉油，確保下方形成的油幕連續(xù)不間斷；采用限流套管既能夠確保下側(cè)外喇叭口與內(nèi)喇叭口具有較好的同心度不晃動，又能夠與固定套管想成均勻的環(huán)形縫隙出油，有效控制出油量的同時使得出油均勻；采用外螺紋和內(nèi)螺紋的配合，使下側(cè)外喇叭口與內(nèi)喇叭口間隙均勻可調(diào)，從而改變從間隙出油的壓力來進一步改變下方油幕的直徑范圍，適用于不同尺寸大小的石墨工件加工；采用十字形分布的T形槽使得四個夾持器分別從四個方向?qū)κぜM行夾持，確保工件夾持的穩(wěn)定性；采用環(huán)狀油幕收集盤能夠有效收集上方油幕的封閉油，避免封閉油損失。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在三角夾持頭的三個側(cè)面上分別設(shè)有圓弧凹面、圓弧凸面以及平面；在三角夾持頭的下方設(shè)有三角柱；在夾持柱的頂端設(shè)有三角插孔；在三角插孔底部設(shè)有拉簧；三角柱插裝在三角插孔上，且拉簧上端固定在三角柱的下端上。采用三種不同表面的三角夾持頭能夠適應(yīng)于多種不同表面的石墨工件，確保石墨工件在夾持時表面不會受損；采用拉簧能夠?qū)⒗瓌尤侵逖b在三角插孔上，而在更換夾持面時只要拉出轉(zhuǎn)動三角柱即可，使需要的夾持面正對待加工工件的夾持面。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在調(diào)節(jié)螺桿位于T形槽內(nèi)的一端設(shè)有限制凸圈，另一端設(shè)有蝶形手持部。采用蝶形手持部能夠方便進行手動調(diào)節(jié)，有效提高了調(diào)節(jié)效率。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在調(diào)節(jié)螺桿上且位于滑塊與工件夾持臺的側(cè)面邊緣之間旋合有定位螺母。采用定位螺母能夠?qū)φ{(diào)節(jié)螺桿進行鎖定，防止在工件加工過程中出現(xiàn)螺桿松動。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在十字形分布的T形槽的中心處設(shè)有連通至環(huán)狀油幕收集盤處的排油孔。采用排油孔能夠迅速將T形槽內(nèi)的封閉油排出，達到回收再利用的目的。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在環(huán)狀油幕收集盤的側(cè)面設(shè)有排油管。采用排油管能夠方便回收利用環(huán)狀油幕收集盤內(nèi)的封閉油。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在安裝支架的側(cè)邊上設(shè)有兩個安裝側(cè)耳。采用兩個安裝側(cè)耳能夠方便主軸環(huán)狀出油機構(gòu)在機床主軸外殼上的安裝固定。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，在環(huán)形儲油腔的上側(cè)設(shè)有油壓傳感器和液位傳感器。采用采用油壓傳感器實時檢測環(huán)形儲油腔內(nèi)的油壓，便于合理控制下方油幕直徑范圍；采用液位傳感器能夠防止環(huán)形儲油腔內(nèi)液位不足，避免造成油幕終端。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，限流套管的內(nèi)圓與固定套管的外圓之前的間隙為1～2mm。采用1～2mm的間隙能夠確保環(huán)狀出油，且不會造成油幕過厚而聚集難以均勻分布的問題。

作為本發(fā)明的進一步限定方案，寬齒牙的豎向?qū)挾却笥诃h(huán)形密封腔上外螺紋的占用寬度。該設(shè)計能夠確保在上下運動中，驅(qū)動齒輪始終與寬齒牙相嚙合，而不會出現(xiàn)脫離的問題。

本發(fā)明的有益效果在于：(1)采用環(huán)形密封腔結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)沿固定管套上下滑動且不會出現(xiàn)從上側(cè)漏油的問題；(2)采用環(huán)形密封腔能夠緩存當(dāng)量的封閉油，確保下方形成的油幕連續(xù)不間斷；(3)采用限流套管既能夠確保下側(cè)外喇叭口與內(nèi)喇叭口具有較好的同心度不晃動，又能夠與固定套管想成均勻的環(huán)形縫隙出油，有效控制出油量的同時使得出油均勻；(4)采用外螺紋和內(nèi)螺紋的配合，使下側(cè)外喇叭口與內(nèi)喇叭口間隙均勻可調(diào)，從而改變從間隙出油的壓力來進一步改變下方油幕的直徑范圍，適用于不同尺寸大小的石墨工件加工；(5)采用十字形分布的T形槽使得四個夾持器分別從四個方向?qū)κぜM行夾持，確保工件夾持的穩(wěn)定性；(6)采用環(huán)狀油幕收集盤能夠有效收集上方油幕的封閉油，避免封閉油損失。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明的主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中A-A處剖視圖；

圖4為本發(fā)明的工件夾具側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的底座俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的夾持器俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的夾持器側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7中B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中:1、安裝支架，2、限位套筒，3、環(huán)形密封腔，4、環(huán)形儲油腔，5、限流套管，6、固定套管，7、內(nèi)喇叭口，8、外喇叭口，9、密封圈卡位，10、密封圈，11、油壓傳感器，12、液位傳感器，13、進油口，14、加強筋板，15、通孔，16、安裝側(cè)耳，17、調(diào)節(jié)步進電機，18、驅(qū)動齒輪，19、寬齒牙，20、外螺紋，21、底座，22、工件夾持臺，23、環(huán)狀油幕收集盤，24、限制凸圈，25、三角夾持頭，26、蝶形手持部，27、夾持柱，28、滑塊，29、T形槽，30、調(diào)節(jié)螺桿，31、定位螺母，32、限位步進電機，33、排油孔，34、限制凸圈，35、平面，36、圓弧凹面，37、圓弧凸面，38、螺紋過孔，39、三角柱，40、三角插孔，41、拉簧。

具體實施方式

如圖1-8所示，本發(fā)明公開的一種用于石墨加工機的工件加工方法，包括如下步驟：

步驟1，在石墨加工機的主軸外殼上套裝主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)，并使機床主軸從主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)的下端伸出；

步驟2，在石墨加工機的工作臺上安裝工件夾具，并使工件夾具的中心與工作臺的中心位置相對應(yīng)；

步驟3，在工件夾具上安裝夾持石墨工件，再啟動主轉(zhuǎn)軸環(huán)狀出油機構(gòu)，在機床主軸下方形成包圍在石墨工件周圍的圓形油幕；

在上述步驟中，主軸環(huán)狀出油機構(gòu)包括：安裝支架1、限位套筒2、環(huán)形密封腔3、環(huán)形儲油腔4、限流套管5、固定套管6、內(nèi)喇叭口7、外喇叭口8以及調(diào)節(jié)步進電機17。

其中，限位套筒2和固定套管6同心設(shè)置在安裝支架1的下方，且限位套筒2位于固定套管6的外圍；在環(huán)形密封腔3內(nèi)設(shè)有密封圈卡位9，在密封圈卡位9上嵌有環(huán)繞在固定套管6上的密封圈10；在環(huán)形密封腔3的外圍設(shè)有外螺紋20，在限位套筒2的內(nèi)側(cè)設(shè)有與外螺紋20相嚙合的內(nèi)螺紋；環(huán)形儲油腔4的上邊緣固定在環(huán)形密封腔3上，下邊緣與限流套管5的上邊緣相對接；限流套管5套設(shè)在固定套管6上；環(huán)形儲油腔4的內(nèi)腔與限流套管5及固定套管6之間的空隙相連通；外喇叭口8的上側(cè)小口對接安裝在限流套管5的下邊緣上；內(nèi)喇叭口7的上側(cè)小口對接安裝在固定套管6上；調(diào)節(jié)步進電機17立式安裝在環(huán)形儲油腔4的外側(cè)，并在調(diào)節(jié)步進電機17的輸出軸上設(shè)有驅(qū)動齒輪18；在限位套筒2的外圓周上設(shè)有一圈寬齒牙19；驅(qū)動齒輪18與寬齒牙19相嚙合；在環(huán)形儲油腔4上設(shè)有進油口13；外喇叭口8的內(nèi)側(cè)錐度與內(nèi)喇叭口7的外側(cè)錐度相等；在安裝支架1上設(shè)有與固定套管6相連通的通孔15。

工件夾具包括：底座21、工件夾持臺22、環(huán)狀油幕收集盤23、兩根調(diào)節(jié)螺桿30、兩個限位步進電機32以及四個夾持器。

其中，夾持器包括夾持柱27、滑塊28以及三角夾持頭25；在滑塊28上設(shè)有螺紋過孔38；夾持柱27豎直安裝在滑塊28上；三角夾持頭25安裝在夾持柱27頂端上；工件夾持臺22安裝在底座21上，并在工件夾持臺22的上側(cè)面上設(shè)有十字形分布的T形槽29；四個滑塊28分別嵌于T形槽29的四個分支上；兩根調(diào)節(jié)螺桿30從工件夾持臺22的側(cè)面邊緣插入T形槽29的兩個分支后分別旋合到相應(yīng)滑塊28上的螺紋過孔38上，且調(diào)節(jié)螺桿30轉(zhuǎn)動式安裝在工件夾持臺22的側(cè)面邊緣上；兩個限位步進電機32的輸出軸上均對接設(shè)有一個驅(qū)動螺桿，兩根驅(qū)動螺桿分別旋合在另外兩個滑塊28上的螺紋過孔38上；環(huán)狀油幕收集盤23為喇叭狀圓盤，且喇叭狀圓盤的下小口安裝在底座21上，工件夾持臺22的底部位于環(huán)狀油幕收集盤23內(nèi)。

為了能夠適應(yīng)于多種不同表面的石墨工件，確保石墨工件在夾持時表面不會受損，本發(fā)明在三角夾持頭25的三個側(cè)面上分別設(shè)有圓弧凹面36、圓弧凸面37以及平面35；在三角夾持頭25的下方設(shè)有三角柱39；在夾持柱27的頂端設(shè)有三角插孔40；在三角插孔40底部設(shè)有拉簧41；三角柱39插裝在三角插孔40上，且拉簧41上端固定在三角柱39的下端上。

為了能夠方便進行手動調(diào)節(jié)，有效提高了調(diào)節(jié)效率，在調(diào)節(jié)螺桿30位于T形槽29內(nèi)的一端設(shè)有限制凸圈34，另一端設(shè)有蝶形手持部26。

為了能夠?qū)φ{(diào)節(jié)螺桿30進行鎖定，防止在工件加工過程中出現(xiàn)螺桿松動，在調(diào)節(jié)螺桿30上且位于滑塊28與工件夾持臺22的側(cè)面邊緣之間旋合有定位螺母31。

為了能夠迅速將T形槽29內(nèi)的封閉油排出，達到回收再利用的目的，在十字形分布的T形槽29的中心處設(shè)有連通至環(huán)狀油幕收集盤23處的排油孔33。

為了能夠方便回收利用環(huán)狀油幕收集盤23內(nèi)的封閉油，在環(huán)狀油幕收集盤23的側(cè)面設(shè)有排油管24。

為了增強環(huán)形儲油腔4與環(huán)形密封腔3之間的連接強度，本發(fā)明在環(huán)形儲油腔4的上邊緣與環(huán)形密封腔3的連接處內(nèi)側(cè)設(shè)有加強筋板14。

為了方便主軸環(huán)狀出油機構(gòu)在機床主軸外殼上的安裝固定，本發(fā)明在安裝支架1的側(cè)邊上設(shè)有兩個安裝側(cè)耳16。

為了能夠?qū)崟r檢測環(huán)形儲油腔4內(nèi)的油壓和油液位，便于合理控制下方油幕的直徑范圍，同時防止環(huán)形儲油腔4內(nèi)液位不足，避免造成油幕中斷，本發(fā)明在環(huán)形儲油腔4的上側(cè)設(shè)有油壓傳感器11和液位傳感器12，油壓傳感器11采用現(xiàn)有的液壓傳感器即可，液位傳感器12采用現(xiàn)有的液位傳感器即可。

為了能夠確保環(huán)狀出油，且不會造成油幕過厚而聚集難以均勻分布的問題，本發(fā)明的限流套管5的內(nèi)圓與固定套管6的外圓之前的間隙為1～2mm，優(yōu)選為1.5mm。

為了能夠確保在上下運動中，驅(qū)動齒輪18始終與寬齒牙19相嚙合，而不會出現(xiàn)脫離的問題，本發(fā)明的寬齒牙19的豎向?qū)挾却笥诃h(huán)形密封腔3上外螺紋20的占用寬度。

本發(fā)明的主軸環(huán)狀出油機構(gòu)在安裝使用時，首先通過兩個安裝側(cè)耳16將主軸環(huán)狀出油機構(gòu)安裝在機床主軸外殼上，并使機床主軸從下端伸出；再從進油口13通入油幕用油，同時通過油壓傳感器11和液位傳感器12實時監(jiān)測環(huán)形儲油腔4內(nèi)的液壓和液位，從而控制進油量；通過控制調(diào)節(jié)步進電機17帶動環(huán)形密封腔3、環(huán)形儲油腔4以及限流套管5相對固定套管6上下滑動，從而控制外喇叭口8與內(nèi)喇叭口7之間的間隙來調(diào)節(jié)下方油幕的直徑；可根據(jù)加工工件的尺寸進行預(yù)調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的工件夾具在操作使用時，需要將底座21安裝在石墨加工機的工作臺上，并使得底座21的中心位于石墨加工機工作臺的中心處；再根據(jù)石墨工件的夾持表面選擇相應(yīng)的夾持面為圓弧凹面36、圓弧凸面37或平面35，再調(diào)節(jié)兩根調(diào)節(jié)螺桿30至相應(yīng)位置進行定位，在調(diào)節(jié)螺桿30至相應(yīng)位置后，通過定位螺母31進行相應(yīng)的定位固定；再控制兩個限位步進電機32進行夾持控制，提高石墨工件的夾持效率；環(huán)狀油幕收集盤23收集從上方油幕落下的封閉油，同時排油孔33也將T形槽29內(nèi)的封閉油導(dǎo)入環(huán)狀油幕收集盤23內(nèi)，再從排油管24排出循環(huán)再利用。