一种真空泵长缸体专用加工镗床论文和设计-柯建汝

全文摘要

本实用新型提供了一种真空泵长缸体专用加工镗床，属于机械技术领域。它解决了如何提高长缸体内腔镗孔加工的加工效率和加工质量的问题。本专用加工镗床包括机架、支撑座、装夹定位架、锁紧结构以及驱动装置，装夹定位架上具有定位基准孔，支撑座上滑动连接有两根沿横向布置的镗杆，两根镗杆平行且轴线位于同一水平面上，并且，两根镗杆穿过定位基准孔且对称布置在定位基准孔中心线的两侧，每根镗杆上均固定有刀具，两个刀具在横向上前后错开，两根镗杆能够在驱动装置的驱动下同步转动和同步轴向移动。通过以上设计，使得本镗床能够一次走刀就能够实现长缸体内腔长孔的精加工，整机结构简单、紧凑，制造成本低，并且加工效率高，加工质量好。

主设计要求

1.一种真空泵长缸体专用加工镗床，包括机架(1)、固定在机架(1)上的支撑座(2)、固定在机架(1)上且用于长缸体(a)装夹定位的装夹定位架(3)、用于固定长缸体(a)的锁紧结构以及驱动装置，其特征在于，所述装夹定位架(3)上具有与长缸体(a)内腔长孔的截面形状一致的定位基准孔(31)，所述支撑座(2)上滑动连接有两根沿横向布置的镗杆(4)，两根镗杆(4)平行且轴线位于同一水平面上，并且，两根镗杆(4)穿过定位基准孔(31)且对称布置在定位基准孔(31)中心线的两侧，每根镗杆(4)上均固定有刀具(5)，两个刀具(5)在横向上前后错开，两根镗杆(4)能够在驱动装置的驱动下同步转动和同步轴向移动。

设计方案

2.根据权利要求1所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述驱动装置包括滑动连接在机架(1)上的动力分配箱(6)和用于驱动动力分配箱(6)横向滑动的驱动件，所述动力分配箱(6)上设有两根通过齿轮啮合联动且与两根镗杆(4)一一对应的输出轴(7)，所述输出轴(7)与镗杆(4)之间通过联轴器(8)连接，所述动力分配箱(6)上还固连有驱动电机(9)，所述驱动电机(9)能够驱动输出轴(7)转动。

3.根据权利要求2所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述驱动件为旋转电机，所述机架(1)上具有沿横向开设的滑槽(10)，所述机架(1)上还固定有两根滑轨(11)，两根滑轨(11)分别位于滑槽(10)的两侧，所述动力分配箱(6)滑动连接在滑轨(11)上，所述滑槽(10)内转动连接有沿横向布置的丝杆(12)，所述丝杆(12)能够在旋转电机的驱动下转动，所述动力分配箱(6)上具有与丝杆(12)螺纹连接的连接块(61)，并且，所述连接块(61)与滑槽(10)滑动连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述锁紧结构包括四根沿横向布置且相互平行并与长缸体(a)四个侧边对应的夹紧拉杆(13)和两根压条(14)，每两根相邻的夹紧拉杆(13)对应一根压条(14)，每根压条(14)的两端分别套设在对应的夹紧拉杆(13)上，所述夹紧拉杆(13)的一端固定在装夹定位架(3)上，另一端螺纹连接有锁紧螺母(15)，所述锁紧螺母(15)位于压条(14)的外侧。

5.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述定位基准孔(31)两侧的装夹定位架(3)上分别固定有调节座(16)，所述调节座(16)上螺纹连接有沿纵向布置的调节螺钉(17)。

6.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述机架(1)上固定有用于支撑长缸体(a)四个底角的支承块(18)，所述支承块(18)的上表面具有斜面，所述斜面上设有截面呈梯形且用于长缸体(a)高度调节的调节垫(19)。

7.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述刀具(5)包括套设且固连在镗杆(4)上的刀盘(51)，所述刀盘(51)边缘上具有若干沿刀盘(51)周向均匀布置的安装槽(511)，所述安装槽(511)的两侧槽壁之间设有固定块(52)和镗刀(53)，所述安装槽(511)的两侧槽壁分别为与刀盘(51)端面垂直的垂直面和相对刀盘(51)端面倾斜的倾斜面，所述固定块(52)的两侧面与安装槽(511)的两侧槽壁平行且通过螺钉固定在刀盘(51)上，所述镗刀(53)位于垂直面和固定块(52)之间并通过固定块(52)挤压固定在安装槽(511)内。

8.根据权利要求7所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述镗刀(53)的内端与安装槽(511)的内端槽壁之间还设有沿径向布置的调节柱(20)，所述调节柱(20)螺纹连接在安装槽(511)的内端槽壁上且外周面上具有调节孔(201)。

9.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述镗杆(4)为分段式结构，各段镗杆(4)之间通过连接结构连接；所述连接结构包括位于上段镗杆(4)一端的锥形配合孔(4a)和位于锥形配合孔(4a)底部的螺纹连接孔(4b)，还包括位于下段镗杆(4)一端的锥形配合头(4c)和位于锥形配合头(4c)端部的螺杆部(4d)；所述锥形配合头(4c)插设在锥形配合孔(4a)内并使螺纹杆部与螺纹连接孔(4b)螺纹连接。

10.根据权利要求1或2或3所述的真空泵长缸体专用加工镗床，其特征在于，所述支撑座(2)至少具有两个且沿横向间隔布置，所述镗杆(4)通过滑动轴承与支撑座(2)滑动连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种真空泵长缸体专用加工镗床。

背景技术

真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方法对被抽容器进行抽气而获得真空的器件或设备。通俗来讲，真空泵是用各种方法在某一封闭空间中改善、产生和维持真空的装置。随着真空应用的发展，真空泵的种类已发展了很多种，其抽速从每秒零点几升到每秒几十万、数百万升。常用真空泵包括干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺过程中必不可少的主力泵种。

真空泵主要结构包括缸体又称泵体、泵壳和设置在缸体内的两个转子。以螺杆真空泵为例，其包括内腔截面呈8字型的缸体如中国专利【申请号：201710045789.6】中公开的泵壳泵腔结构，缸体的内腔设有一对螺杆。工作时，上述一对螺杆在缸体内腔内作同步高速反向旋转产生的吸气和排气作用来实现抽气。在实际螺杆真空泵工作过程中，缸体内腔的表面加工光洁度会对上述吸气和排气造成影响，从而影响真空泵的工作性能。也就是说，缸体的内腔精加工的质量非常重要。

现有技术中，缸体一般铸造成型，然后通过机床对内腔进行粗加工，完成粗加工后，内腔一般通过镗床进行精加工。现有镗床通常由机架、镗轴、镗刀组成，工件通过夹具固定在机架上，然后通过镗轴或工件的移动为进给运动，以此完成工件上原有的孔进行精化，从而得到高精度的圆度、圆柱度和表面光洁度。那么，现有镗床在加工真空泵的长缸体内腔时，由于长缸体的内腔是由两个部分交叠的圆柱孔组成，现有镗床在加工时，需要先对其中一个圆柱孔进行加工，然后改变工件位置，再对另一个圆柱孔进行加工；从上述加工过程分析可知，由于上述两个圆柱孔的内壁是分开独立加工，显然，两者镗孔精度的一致性无法保证，这样就导致整个内腔镗孔的加工精度无法保证，并且受工件位置变更和夹具夹持精度影响，特别是针对长缸体的加工，容易出现前后两个加工精度差异大，无法保证两个圆柱孔及两个圆柱孔与端面的相对位置公差，导致整体加工精度不佳的情况发生；同时，上述分开加工不利于节约加工时间，且操作繁琐，加工效率不佳。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种真空泵长缸体专用加工镗床，本实用新型解决的技术问题是如何提高长缸体内腔镗孔加工的加工效率和加工质量。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种真空泵长缸体专用加工镗床，包括机架、固定在机架上的支撑座、固定在机架上且用于长缸体装夹定位的装夹定位架、用于固定长缸体的锁紧结构以及驱动装置，其特征在于，所述装夹定位架上具有与长缸体内腔长孔的截面形状一致的定位基准孔，所述支撑座上滑动连接有两根沿横向布置的镗杆，两根镗杆平行且轴线位于同一水平面上，并且，两根镗杆穿过定位基准孔且对称布置在定位基准孔中心线的两侧，每根镗杆上均固定有刀具，两个刀具在横向上前后错开，两根镗杆能够在驱动装置的驱动下同步转动和同步轴向移动。

本镗床是专门为真空泵长缸体的双缸内腔长孔的镗孔加工设计而成的，其工作过程如下：首先，将工件放置在机架上，使其上的内腔长孔与定位装夹架上的定位基准孔对齐，然后通过锁紧结构锁紧固定，再通过驱动装置驱动两根镗杆同步转动，再同步轴向移动，这样使得镗杆上的刀具能够轴向移动至长缸体的内腔内对内腔长孔进行精加工；从分析上述工作过程可知，通过两根镗杆上的刀具的同步切削，本镗床能够一次性完成对长缸体的内腔长孔的精加工，无需分步加工，工件的装夹位置也无需调整改变，从而提高了长缸体内腔镗孔加工的加工效率；同时，由于两根镗杆采用上述布置设计，这样保证两把刀具能够对长缸体的内腔长孔的两半进行同步切削，保证刀具对长缸体两半施加的切削力和切削量一致，从而能够保证由两个圆柱孔交叠组成的长孔的两半切削精度一致，并且一次性连续切削，工件位置不变，额外干扰因素少，从而提高了长缸体内腔长孔整体的加工质量。另外，为避免两把刀具相互干涉，两把刀具在横向上前后错开设计，虽然上述设计会使得两把刀具会先后进入长缸体，只有一小段长孔两半不是同步加工的，但这并不影响整体加工质量的提高。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述驱动装置包括滑动连接在机架上的动力分配箱和用于驱动动力分配箱横向滑动的驱动件，所述动力分配箱上设有两根通过齿轮啮合联动且与两根镗杆一一对应的输出轴，所述输出轴与镗杆之间通过联轴器连接，所述动力分配箱上还固连有驱动电机，所述驱动电机能够驱动输出轴转动。通过以上设计的驱动装置，使得两根镗杆能够实现同步转动和同步轴向移动，从而达到提高加工效率和加工质量的目的。作为替代，上述驱动装置包括滑动连接在机座上的滑台和用于驱动滑台横向移动的驱动件，所述滑台上固连有两个伺服电机，两个伺服电机的电机轴通过联轴器与对应的镗杆连接，两个伺服电机在控制器的控制下能够驱动两根镗杆同步转动。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述驱动件为旋转电机，所述机架上具有沿横向开设的滑槽，所述机架上还固定有两根滑轨，两根滑轨分别位于滑槽的两侧，所述动力分配箱滑动连接在滑轨上，所述滑槽内转动连接有沿横向布置的丝杆，所述丝杆能够在旋转电机的驱动下转动，所述动力分配箱上具有与丝杆螺纹连接的连接块，并且，所述连接块与滑槽滑动连接。通过以上动力分配箱与滑轨、滑槽的双重滑动配合，从而使得动力分配箱能够稳定的带动镗杆进行轴向移动，从而使得镗杆上的刀具在切削过程中移动稳定，进而有利于提高长缸体内腔长孔的加工质量。作为替代方案，上述驱动件可以采用直线电机或者液压缸，当采用这类驱动件时，驱动件可以直接作用在动力分配箱上，使动力分配箱沿滑轨滑动，连接块在滑槽内滑动。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述锁紧结构包括四根沿横向布置且相互平行并与长缸体四个侧边对应的夹紧拉杆和两根压条，每两根相邻的夹紧拉杆对应一根压条，每根压条的两端分别套设在对应的夹紧拉杆上，所述夹紧拉杆的一端固定在装夹定位架上，另一端螺纹连接有锁紧螺母，所述锁紧螺母位于压条的外侧。通过以上设计的锁定结构，使用时，先拆除压条和锁紧螺母，再将工件放置到夹紧拉杆组成的架体结构内，然后装上压条和锁紧螺母，通过旋拧锁紧螺母使压条挤压长缸体的端部，并将长缸体压紧固定在装夹定位架上，从而完成了工件的固定；并且上述锁定结构提供的锁定力与切屑力独立，这样能够减少定位变形对工件加工的影响，从而有利于工件的加工质量。作为替代方案，所述锁紧结构包括固定在机架上的拱形架，所述供形架上设置有沿横向布置的压紧气缸，所述压紧气缸能够将长缸体压紧固定在装夹定位架上。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述定位基准孔两侧的装夹定位架上分别固定有调节座，所述调节座上螺纹连接有沿纵向布置的调节螺钉。通过以上设计，只需操作调节螺钉转动就能够实现工件相对装夹定位架在左右方向上的位置调整，这样使得工件与定位基准孔的对齐调整非常方便，从而有利于提高加工效率；并且调节螺钉也能够顶在工件上为工件提供可靠的左右定位，这样利于提高工件的加工质量。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述机架上固定有用于支撑长缸体四个底角的支承块，所述支承块的上表面具有斜面，所述斜面上设有截面呈梯形且用于长缸体高度调节的调节垫。通过以上设计，只需操作调节垫相对斜面滑动，就能够调节工件相对装夹定位架在上下方向上的位置调整，这样使得工件与定位基准孔的对齐调整非常方便，从而有利于提高加工效率。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述刀具包括套设且固连在镗杆上的刀盘，所述刀盘边缘上具有若干沿刀盘周向均匀布置的安装槽，所述安装槽的两侧槽壁之间设有固定块和镗刀，所述安装槽的两侧槽壁分别为与刀盘端面垂直的垂直面和相对刀盘端面倾斜的倾斜面，所述固定块的两侧面与安装槽的两侧槽壁平行且通过螺钉固定在刀盘上，所述镗刀位于垂直面和固定块之间并通过固定块挤压固定在安装槽内。通过以上对于刀具结构中若干镗刀的周向设计，这样能够保证刀具旋转切削加工时的连续性，从而有利于提高加工质量；同时，通过以上安装槽和固定块的结构设计，使得镗刀拆装更换方便，并且镗刀的轴向位置也可以调整。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述镗刀的内端与安装槽的内端槽壁之间还设有沿径向布置的调节柱，所述调节柱螺纹连接在安装槽的内端槽壁上且外周面上具有调节孔。通过以上设计，只需通过工具插入调节孔控制调节柱转动就能够实现镗刀径向位置的调整；并且，以上设计使得每把镗刀的径向位置可以工件材料以及加工余量的不同进行调整，再配合上述轴向位置可以调节的设计，这样使得本刀盘上的镗刀可以进行如下调整：径向直径小的镗刀可先对工件进行加工，径向直径大的再对工件进一步加工，这样调整镗刀的排列，使得本镗床的刀具一次走刀就能能够实现粗镗-单精镗-精镗的加工工序，从而大大提高了加工效率。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述镗杆为分段式结构，各段镗杆之间通过连接结构连接；所述连接结构包括位于上段镗杆一端的锥形配合孔和位于锥形配合孔底部的螺纹连接孔，还包括位于下段镗杆一端的锥形配合头和位于锥形配合头端部的螺杆部；所述锥形配合头插设在锥形配合孔内并使螺纹杆部与螺纹连接孔螺纹连接。由于镗杆整体长度较长，那么，通过分段设计，使得镗杆的加工和拆装方便；同时，通过以上连接结构的设计，能够保证镗杆分段连接的同轴度。

在上述的真空泵长缸体专用加工镗床中，所述支撑座至少具有两个且沿横向间隔布置，所述镗杆通过滑动轴承与支撑座滑动连接。通过以上支撑座的布置设计，能够为镗杆安装提供精准定位，保证两根镗杆的平行度，从而保证两根镗杆的同步性。

与现有技术相比，本真空泵长缸体专用加工镗床具有以下优点：本镗床通过两根能够同步转动和轴向移动的镗杆设计以及刀具结构的设计、锁紧结构和各定位调节等结构的设计，使得本镗床能够一次走刀就能够实现长缸体内腔长孔的精加工，整机结构简单、紧凑，制造成本低，并且加工效率高，加工质量好。

附图说明

图1是本镗床的结构示意图一。

图2是本镗床的结构示意图二。

图3是本镗床的结构示意图三。

图4是本镗床中支承块和调节垫配合时的结构示意图。

图5是本镗床中镗杆分段设计的连接结构示意图。

图6是本镗床中刀具结构示意图一。

图7是本镗床中刀具结构示意图二。

图8是本真空泵长缸体的结构示意图。

图中，a、长缸体；1、机架；2、支撑座；3、装夹定位架；31、定位基准孔；4、镗杆；4a、锥形配合孔；4b、螺纹连接孔；4c、锥形配合头；4d、螺杆部；5、刀具；51、刀盘；511、安装槽；52、固定块；53、镗刀；6、动力分配箱；61、连接块；7、输出轴；8、联轴器；9、驱动电机；10、滑槽；11、滑轨；12、丝杆；13、夹紧拉杆；14、压条；15、锁紧螺母；16、调节座；17、调节螺钉；18、支承块；19、调节垫；20、调节柱；201、调节孔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本镗床专用加工如图8所示的真空泵长缸体a内腔长孔，当然本镗床也不限于加工真空泵类的缸体，也能够加工压缩机或者其他与上述真空泵内腔结构类似的缸体。具体来说，如图1和图2所示，本镗床包括机架1、固定在机架1上的支撑座2、固定在机架1上且用于长缸体a装夹定位的装夹定位架3、用于固定长缸体a的锁紧结构以及驱动装置，装夹定位架3上具有与长缸体a内腔长孔的截面形状一致的定位基准孔31，支撑座2上滑动连接有两根沿横向平行布置且轴线位于同一水平面上的镗杆4，本实施例中，支撑座2至少具有两个且沿横向间隔布置，镗杆4通过滑动轴承与支撑座2滑动连接。并且，两根镗杆4穿过定位基准孔31且对称布置在定位基准孔31中心线的两侧，每根镗杆4上均固定有刀具5，两个刀具5在横向上前后错开，两根镗杆4能够在驱动装置的驱动下同步转动和同步轴向移动。

更具体地，本实施例中，锁紧结构包括四根沿横向布置且相互平行并与长缸体a四个侧边对应的夹紧拉杆13和两根压条14，每两根相邻的夹紧拉杆13对应一根压条14，每根压条14的两端分别套设在对应的夹紧拉杆13上，夹紧拉杆13的一端固定在装夹定位架3上，另一端螺纹连接有锁紧螺母15，锁紧螺母15位于压条14的外侧。再如图3所示，定位基准孔31两侧的装夹定位架3上还分别固定有调节座16，调节座16上螺纹连接有沿纵向布置的调节螺钉17。如图4所示，机架1上还固定有用于支撑长缸体a四个底角的支承块18，支承块18的上表面具有斜面，斜面上设有截面呈梯形且用于长缸体a高度调节的调节垫19。

再如图5所示，镗杆4为分段式结构，各段镗杆4之间通过连接结构连接，连接结构包括位于上段镗杆4一端的锥形配合孔4a和位于锥形配合孔4a底部的螺纹连接孔4b，还包括位于下段镗杆4一端的锥形配合头4c和位于锥形配合头4c端部的螺杆部4d，锥形配合头4c插设在锥形配合孔4a内并使螺纹杆部与螺纹连接孔4b螺纹连接。

再如图6和图7所示，刀具5包括套设且固连在镗杆4上的刀盘51，刀盘51边缘上具有若干沿刀盘51周向均匀布置的安装槽511，安装槽511的两侧槽壁之间设有固定块52和镗刀53，安装槽511的两侧槽壁分别为垂直面和倾斜面，固定块52的两侧面与安装槽511的两侧槽壁平行且通过螺钉固定在刀盘51上，镗刀53通过固定块52挤压固定在安装槽511内。镗刀53的内端与安装槽511的内端槽壁之间还设有沿径向布置的调节柱20，调节柱20螺纹连接在安装槽511的内端槽壁上且外周面上具有调节孔201。

最后，再如图1所示，本实施例中，驱动装置包括沿横向开设在机架1上滑槽10、位于滑槽10的两侧且固定在机架1上的滑轨11、滑动连接在滑轨11上的动力分配箱6和驱动件。其中，滑轨11的截面呈燕尾形，用于提高滑动配合的稳定性。动力分配箱6上设有两根通过齿轮啮合联动且与两根镗杆4一一对应的输出轴7，输出轴7与镗杆4之间通过联轴器8连接，动力分配箱6上还固连有驱动电机9，驱动电机9能够驱动输出轴7转动。再具体地，本实施例中，上述驱动件为旋转电机，滑槽10内转动连接有丝杆12，丝杆12能够在旋转电机的驱动下转动，动力分配箱6上具有与丝杆12螺纹连接的连接块61，并且，连接块61与滑槽10滑动连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了长缸体a、机架1、支撑座2、装夹定位架3、定位基准孔31、镗杆4、锥形配合孔4a、螺纹连接孔4b、锥形配合头4c、螺杆部4d、刀具5、刀盘51、安装槽511、固定块52、镗刀53、动力分配箱6、连接块61、输出轴7、联轴器8、驱动电机9、滑槽10、滑轨11、丝杆12、夹紧拉杆13、压条14、锁紧螺母15、调节座16、调节螺钉17、支承块18、调节垫19、调节柱20、调节孔201等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

设计图

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