一种高效自动化加工盘类零件的数控机床及其加工方法

1.一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，它包括机床本体（6）、滑动设置于机床本体（6）前端口处的安全门（7）、固设于机床本体（6）左侧壁上的动力系统，动力系统的输出轴上连接有伸入于机床本体（6）内腔中的三爪卡盘（8），其特征在于：所述机床本体（6）的顶表面上开设有与其内腔相连通的通槽（9），通槽（9）的左右侧分别设置有用于储存盘类零件（1）的储料机构（10）、用于将储料机构（10）内的盘类零件（1）输送到三爪卡盘（8）内的送料机构（11）；所述机床本体（6）的内顶壁上设置有位于通槽（9）右侧的液压滑台（12），液压滑台（12）的移动台的底表面上固设有步进电机（13），步进电机（13）的输出轴上固设有转台（14），转台（14）的底表面上设置有用于在盘类零件（1）上开环形槽的开槽机构（15）、用于打磨环形槽外端口处毛刺的打磨机构（16）；所述开槽机构（15）包括固设于转台（14）底表面上的水平油缸I（17），水平油缸I（17）的活塞杆向左延伸于转台（14）的外侧，且延伸端上固设有进给油缸I（18），进给油缸I（18）活塞杆的作用端上固设有安装座（19），安装座（19）的左端面上固设有两个刀杆（20），下侧的刀杆（20）与三爪卡盘（8）左右相对立，上侧的刀杆（20）位于三爪卡盘（8）的上方，两个刀杆（20）的底表面上均固设有开槽刀（21）；所述打磨机构（16）包括固设于转台（14）底表面上的水平油缸II（22），水平油缸II（22）的活塞杆向右延伸于转台（14）的外侧，且延伸端上固设有进给油缸II（23），进给油缸II（23）活塞杆的作用端上固设有固定座（24），固定座（24）的右端面上固设有两个打磨电机（25），两个打磨电机（25）分别与两个刀杆（20）左右相对立，两个打磨电机（25）的输出轴上均连接有打磨棒（26）；所述送料机构（11）包括固设于机床本体（6）顶表面上的支架（27）、固设于支架（27）顶表面上的升降油缸（28），升降油缸（28）的活塞杆贯穿支架（27），且延伸端上固设有位于通槽（9）正上方的送料油缸（29），送料油缸（29）活塞杆的作用端上固设有接料座（30），接料座（30）的左端面上开设有沉槽（31），沉槽（31）与盘类零件（1）的外轮廓相配合，沉槽（31）的槽深小于盘类零件（1）的厚度；所述接料座（30）的顶表面上开设有与沉槽（31）相连通的通孔（32），接料座（30）的顶部固设有支板，支板的顶表面上固设有夹持油缸（33），夹持油缸（33）的活塞杆贯穿支板，且延伸端上固设有位于通孔（32）正上方的夹头（34）。 2.根据权利要求1所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述储料机构（10）包括固设于机床本体（6）顶表面上的料仓（35），所述料仓（35）的底部封闭，料仓（35）内开设有沿其长度方向设置的矩形腔，矩形腔的纵向宽度与盘类零件（1）的直径相等，矩形腔的水平宽度与盘类零件（1）的厚度相等，所述料仓（35）下端部的左右侧壁上分别开设有与矩形腔相连通的左开口（36）和右开口（37），右开口（37）与接料座（30）的沉槽（31）左右相对立设置；所述左开口（36）的左侧设置有固设于料仓（35）左侧壁上的龙门架（38），龙门架（38）的左端面上固设有推料油缸（39），推料油缸（39）活塞杆的作用端上固设有与左开口（36）相对立的推块（40）。 3.根据权利要求2所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述料仓（35）的底表面与机床本体（6）的顶表面之间连接有支撑腿。 4.根据权利要求3所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述液压滑台（12）的移动台的底表面固设有框架，所述步进电机（13）固设于框架内。 5.根据权利要求4所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述开槽机构（15）的水平油缸I（17）与打磨机构（16）的水平油缸II（22）关于步进电机（13）左右对称设置。 6.根据权利要求5所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述升降油缸（28）活塞杆的作用端上固设有升降板，所述送料油缸（29）的缸体固设于升降板的底表面上。 7.根据权利要求6所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：所述机床本体（6）的底壁上开设排废屑槽，排废屑槽位于通槽（9）的正下方。 8.根据权利要求7所述的一种高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：该数控机床还包括设置于机床本体（6）外部的控制器，控制器与动力系统、三爪卡盘（8）、液压滑台（12）、步进电机（13）、水平油缸I（17）、进给油缸I（18）、水平油缸II（22）、进给油缸II（23）、升降油缸（28）、送料油缸（29）、推料油缸（39）经信号线电连接。 9.一种高效自动化加工盘类零件的数控机床的方法，采用权利要求8所述的高效自动化加工盘类零件的数控机床，其特征在于：它包括以下步骤：S1、工人从储料机构（10）的料仓（35）的矩形腔的顶端口处依次向其内放入多个待加工的盘类零件（1），以实现对多个盘类零件（1）的预安装，此时，最底层的盘类零件（1）、推块（40）、左开口（36）、右开口（37）和接料座（30）均处于水平线上；S2、第一个盘类零件（1）的取出，其具体操作步骤为：S21、控制送料机构（11）的送料油缸（29）的活塞杆向左伸出，活塞杆带动接料座（30）向左运动，当送料油缸（29）的活塞杆完全伸出后，接料座（30）的沉槽（31）刚好与料仓（35）的右开口（37）相连通；S22、控制储料机构（10）的推料油缸（39）的活塞杆向右伸出，活塞杆带动推块（40）向右运动，推块（40）向右穿过左开口（36）并将最底层的盘类零件（1）推入到接料座（30）的沉槽（31）内，此时，推块（40）将矩形腔内倒数第二个盘类零件（1）拦截住；S23、控制夹持油缸（33）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动夹头（34）向下运动，夹头（34）穿过通孔（32）并压在盘类零件（1）的顶部，从而将盘类零件（1）夹持固定在接料座（30）的沉槽（31）内；S24、控制推料油缸（39）的活塞杆向左缩回，活塞杆带动推块（40）向左运动，此时，矩形腔内的倒数第二个盘类零件（1）落入到矩形腔的底部；随后控制送料油缸（29）的活塞杆向右缩回，活塞杆带动接料座（30）向右运动，接料座（30）带动被夹持固定于沉槽（31）内的盘类零件（1）朝右运动，进而最终实现了第一个盘类零件（1）的取出；S3、第一个盘类零件（1）的上料，其具体的操作步骤为：S31、控制送料机构（11）的升降油缸（28）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动送料油缸（29）穿过通槽（9）并进入到机床本体（6）的内腔中，送料油缸（29）带动接料座（30）同步向下运动，接料座（30）带动盘类零件（1）同步向下运动，当升降油缸（28）的活塞杆完全伸出后，接料座（30）内的盘类零件（1）刚好与三爪卡盘（8）左右相对立；S32、控制送料油缸（29）的活塞杆向左伸出，活塞杆带动接料座（30）向左运动，接料座（30）带动盘类零件（1）向左运动，当盘类零件（1）的左端部进入到三爪卡盘（8）内后，控制送料油缸（29）关闭；而后控制三爪卡盘（8）启动，三爪卡盘（8）的三个卡爪将该盘类零件（1）的左端部夹持固定住；S33、当三爪卡盘（8）将盘类零件（1）的左端部夹持固定住后，控制夹持油缸（33）的活塞向上缩回，活塞杆带动夹头（34）向上运动，而后控制送料油缸（29）的活塞杆向右缩回，活塞杆带动接料座（30）向右运动，然后控制升降油缸（28）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动送料油缸（29）和接料座（30）向上运动，以使接料座（30）复位，从而最终实现了第一个盘类零件（1）的上料；S4、控制动力系统启动，动力系统带动三爪卡盘（8）绕其自身轴线旋转，三爪卡盘（8）带动盘类零件（1）同步旋转；S5、在第一盘类零件（1）上加工出内环形槽（3）和外环形槽（4），其具体操作步骤为：S51、控制液压滑台（12）启动，液压滑台（12）带动移动台向左运动，移动台带动框架向左运动，框架带动步进电机（13）向左运动，步进电机（13）带动转台（14）向左运动，转台（14）带动开槽机构（15）和打磨机构（16）同步向左运动，当移动台运动到液压滑台（12）的左极限位置处时，控制器控制液压滑台（12）关闭，此时，开槽机构（15）接近盘类零件（1）；S52、控制开槽机构（15）的水平油缸I（17）的活塞杆向左伸出，活塞杆带动进给油缸I（18）和安装座（19）同步向左运动，安装座（19）带动两个刀杆（20）同时向左运动，两个刀杆（20）带动与其连接的开槽刀（21）同步向左运动，当进给油缸I（18）的活塞杆完全伸出后，两个开槽刀（21）均处于开槽工位，此时，下侧的开槽刀（21）进入到盘类零件（1）的中心孔（2）内，同时上侧的开槽刀（21）运动到盘类零件（1）的上方；S53、控制开槽机构（15）的进给油缸I（18）的活塞杆向下伸出，进给油缸I（18）带动安装座（19）向下运动，安装座（19）带动两个刀杆（20）同步向下运动，两个刀杆（20）带动与其连接的开槽刀（21）向下运动，上侧的开槽刀（21）向下切削盘类零件（1）的外壁，同时，下侧的开槽刀（21）向下切削盘类零件（1）的内壁，当进给油缸I（18）的活塞杆向下伸出到设定行程后，从而最终在盘类零件（1）的外壁上加工出外环形槽（4），同时，在盘类零件（1）的内壁上加工出内环形槽（3），进而得到半成品；S6、当加工出半成品（41）后，控制开槽机构（15）的进给油缸I（18）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动安装座（19）向上运动，安装座（19）带动两个刀杆（20）向上运动，两个刀杆（20）带动与其连接的开槽刀（21）向上运动；而后控制开槽机构（15）的水平油缸I（17）的活塞杆向右缩回，以使两个开槽刀（21）朝远离半成品（41）方向运动；S7、打磨掉半成品（41）的内环形槽（3）和外环形槽（4）外端口处的毛刺，其具体操作步骤为：S71、控制步进电机（13）启动，步进电机（13）的输出轴带动转台（14）旋转，转台（14）带动开槽机构（15）和打磨机构（16）同步旋转，当转台（14）旋转180°后，控制器控制步进电机（13）关闭，此时，打磨机构（16）刚好接近半成品（41）；S72、控制打磨机构（16）的水平油缸II（22）的活塞杆向左伸出，活塞杆带动进给油缸II（23）和固定座（24）同步向左运动，固定座（24）带动两个打磨电机（25）向左运动，两个打磨电机（25）带动与其连接的打磨棒（26）同步向左运动，当水平油缸II（22）的活塞杆完全伸出后，两个打磨棒（26）进入到打磨工位，此时，位于下侧的打磨棒（26）运动到半成品（41）的中心孔（2）内，同时，位于上侧的打磨棒（26）运动到半成品（41）的上方；S73、控制两个打磨电机（25）启动，两个打磨电机（25）带动与其连接的打磨棒（26）绕其自身轴线同步旋转；S74、控制打磨机构（16）的进给油缸II（23）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动固定座（24）向下运动，固定座（24）带动两个打磨电机（25）同步向下运动，两个打磨电机（25）带动打磨棒（26）向下运动，当进给油缸II（23）的活塞杆伸出到设定行程后，两个打磨棒（26）分别与内环形槽（3）和外环形槽（4）的外端口相接触，由于半成品（41）在绕其自身轴线做旋转运动，同时打磨棒（26）在绕其自身轴线做旋转运动，两个打磨棒（26）分别打磨掉分布在内环形槽（3）和外环形槽（4）外端口处的毛刺，进而加工出所需的成品零件；S8、成品零件（5）的取走，其具体操作步骤为：S81、控制打磨机构（16）的进给油缸II（23）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动固定座（24）向上运动，固定座（24）带动两个打磨电机（25）向上运动，打磨电机（25）带动打磨棒（26）向上运动；控制水平油缸II（22）的活塞杆向右缩回，活塞杆带动打磨棒（26）朝远离成品零件（5）方向运动；S82、工人关闭动力系统，三爪卡盘（8）和成品零件（5）停止旋转；工人打开安全门（7），而后控制三爪卡盘（8）关闭，三爪卡盘（8）的三个卡爪与成品零件（5）相分离，最后工人将成品零件（5）从三爪卡盘（8）内取走；S9、工人如此重复步骤S2~S8的操作多次，即可连续地将储料机构（10）的料仓（35）内的所有盘类零件（1）加工成所需的成品零件（5）。