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：

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。



技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是現(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；

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)形密封腔的外圍設有外螺紋，在限位套筒的內(nèi)側(cè)設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有驅(qū)動齒輪；在限位套筒的外圓周上設有一圈寬齒牙；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)面上分別設有圓弧凹面、圓弧凸面以及平面；在三角夾持頭的下方設有三角柱；在夾持柱的頂端設有三角插孔；在三角插孔底部設有拉簧；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)的一端設有限制凸圈，另一端設有蝶形手持部。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；

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的外圍設有外螺紋20，在限位套筒2的內(nèi)側(cè)設有與外螺紋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的輸出軸上設有驅(qū)動齒輪18；在限位套筒2的外圓周上設有一圈寬齒牙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的下方設有三角柱39；在夾持柱27的頂端設有三角插孔40；在三角插孔40底部設有拉簧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)的一端設有限制凸圈34，另一端設有蝶形手持部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至相應位置進行定位，在調(diào)節(jié)螺桿30至相應位置后，通過定位螺母31進行相應的定位固定；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。