本实用新型涉及一种刹车鼓立式车削加工专用机床，属于数控机床领域。
背景技术：
鼓式制动器是汽车的重要零部件，主要由制动轮缸、制动蹄、制动鼓、摩擦片、回位弹簧等部分组成。汽车行进过程中，在踩下制动踏板时，制动踏板推动制动总泵的活塞运动，进而在油路中产生压力，制动液将压力传递到车轮的制动轮缸推动活塞，活塞推动制动蹄向外运动，使得摩擦片与制动鼓的内圆面发生摩擦，并产生制动力，从而起到汽车制动的效果。
刹车鼓毛坯件为铸件，加工环境恶劣、粉尘多、切削量大，要求机床具有良好的防护及润滑功能，要求机床能长时间在大扭矩状态下保持加工精度运转，要求机床具有良好的刚度和精度保持性。刹车鼓零件重量大，上下料过程需要额外配备物流设备，采用普通机床加工需要借助吊车上下料，浪费大连装卸物料的时间；自动化生产线可以借助六自由度机械手上下料，但机械手的成本较高，需经常维护。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种刹车鼓立式车削加工专用机床，该专用机床的主轴轴线与水平面垂直立式放置，上料机械手可将工件从料道上自动上料至主轴上，并将加工完的刹车鼓下料送回料道，从而实现自动装卸料，不仅提高加工效率，而且节省劳动力，降低加工成本。
为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种刹车鼓立式车削加工专用机床，在主底座的后方设有立柱，主底座的前端呈四棱台形的漏斗壁，漏斗壁中部为漏斗口；在漏斗口侧端设有主轴，主轴上同轴连接主轴夹具；在主底座的后侧端设有主电机驱动装置，主电机驱动装置与主轴连接并提供动力；
在立柱上通过z方向伺服驱动装置连接x方向伺服驱动装置，x方向伺服驱动装置上连接有刀架，刀架底部连接刀盘，刀盘位置与主轴夹具的位置对应；
在立柱的外侧端设有上料机械手的结构为，主底座上连接机械手底座，机械手底座上方通过回转伺服装置连接直线伺服装置，在直线伺服装置上连接l型弯板，l型弯板端部通过上气动卡盘连接机械手夹具；通过回转伺服装置和直线伺服装置带动机械手夹具旋转和升降，将工件落入主轴夹具或从主轴夹具中取出。
所述的回转伺服装置结构为，机械手底座上依次固定连接下法兰、过渡套与上法兰，下法兰套在下轴承的内环上，上法兰套在上轴承的内环上，下轴承和上轴承的外环共同套在回转箱体上，在回转箱体腔体上端设有减速器，减速器的外壳体通过螺钉固定在回转箱体上，其中，减速器的输入端连接回转轴伺服电机，输出端通过螺钉连接上法兰。
所述的直线伺服装置结构为，回转箱体的表面安装有直线导轨，l型弯板通过弯板基座与直线导轨上滑动连接；在回转箱体上端固定有直线轴伺服电机，直线轴伺服电机的输出轴通过抱闸与丝杠相连，丝杠上下两端分别通过轴承支撑在回转箱体上，在丝杠上配合连接丝母座，丝母座外通过丝母套连接l型弯板。
所述的机械手夹具是由三个圆周分布的l型夹臂组成，l型夹臂的水平的长边固定在上气动卡盘上，竖直的短边夹持工件。
所述的主轴夹具的结构为，在主轴上连接下气动卡盘，下气动卡盘上圆周均布三个t型槽，每个t型槽上连接支撑块；下气动卡盘上设有三个气动卡爪，每个气动卡爪设置在每两个支撑块之间，在气动卡爪上连接夹持臂，夹持臂顶端连接上臂，上臂的内表面为圆弧接触面，圆弧接触面抱紧工件。
所述的主电机驱动装置具体结构为，电机架安装在主底座的左后侧，电机架上安装有主电机，主电机通过联轴器a与轴相连，轴通过电机架上下设置的轴承进行支撑，轴上安装有皮带轮a，皮带轮a和主轴上的皮带轮b之间套有皮带连接。
所述的主轴的连接结构为，主轴的主轴箱体通过螺钉定位在主底座上，主轴箱体的内孔上端从上至下装有双列圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承；主轴箱体的内孔下端安装有双列圆柱滚子轴承，双列圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承的外圈分别与主轴箱体内孔配合，内圈与中心轴过盈配合；中心轴的下部安装有编码器；中心轴的尾部通过联轴器b安装有皮带轮b。
所述的主轴箱体的上端有箱体法兰，箱体法兰上有调整螺钉和紧固螺钉，通过调整螺钉在箱体法兰的拧入深度可以改变主轴的主轴轴线的倾斜角度，在箱体法兰和底座之间灌入可凝固胶体固定定位主轴轴线的倾斜角度，紧固螺钉在底座上紧固主轴轴线定位后的主轴箱体。
所述主轴箱体上设有连接主轴箱体底部和顶部的气孔，气孔将高压空气引至主轴的顶部。
该刹车鼓立式车削加工专用机床采用主轴轴线与水平面垂直立式放置，刀架在主轴上方，伺服驱动-z方向和伺服驱动-x方向联动进行切削加工，上料机械手可将工件从料道上自动上料至主轴上，并将加工完的刹车鼓下料回料道，同时主底座上设置漏斗口，加工后的切削直接通过漏斗口排出。
附图说明
图1是本发明刹车鼓立式车削加工专用机床的轴侧图。
图2是本发明刹车鼓立式车削加工专用机床的正视图。
图3是本发明刹车鼓立式车削加工专用机床的俯视图。
图4是本发明上料机械手和主轴及工件的轴侧图。
图5是本发明上料机械手的轴侧图。
图6是本发明上料机械手的剖面图。
图7是本发明上料机械手和主轴上的夹具投影图。
图8是图7的a向视图。
图9是图7的b向视图。
图10是图9的剖视图。
图11为本发明主电机驱动和主轴的剖面图。
图中，1底座；1.1四棱台形漏斗壁；1.2漏斗口；2立柱；2.1直线导轨；3主轴；3.1主轴箱体；3.2中心轴；3.3双列圆柱滚子轴承；3.4双向推力角接触球轴承；3.6编码器；3.7联轴器b；3.8皮带轮b；3.9气孔；3.10箱体法兰；3.11调整螺钉；3.12紧固螺钉；3.13主轴轴线；4主电机驱动装置；4.1电机架；4.2主电机；4.3联轴器a；4.6皮带轮a；4.7轴；4.8联轴器a；4.9皮带；5上料机械手；5.1轨迹线；5.2回转箱体；5.3回转轴伺服电机；5.4直线轴伺服电机；5.5抱闸；5.6丝杠；5.7直线导轨；5.8l型弯板；5.9机械手底座；5.10下法兰；5.11过渡套；5.12上法兰；5.13下轴承；5.14上轴承；5.15减速器；5.16外箱体；5.23丝母座；5.24弯板端部；5.25弯板基座；5.26丝母套；5.27上气动卡盘；6伺服驱动-z方向；6.1服电机；6.2抱闸器；6.3轴承及轴承座；6.4滚珠丝杠；6.5轴承及轴承座；7床鞍；7.1直线导轨；8伺服驱动-x方向；8.1伺服电机；8.2轴承及轴承座；8.3滚珠丝杠；8.4轴承及轴承座；9滑板；10刀架；10.1刀盘；11工件；12料道；13主轴夹具；13.1下气动卡盘；13.3支撑块；13.4t型槽；13.5气动卡爪；13.7上臂；13.8螺钉；13.9圆弧接触面；14机械手夹具；14.1长边；14.2短边。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种刹车鼓立式车削加工专用机床，在主底座1的后方设有立柱2，主底座1的前端呈四棱台形的漏斗壁1.1，漏斗壁1.1中部为漏斗口1.2；在漏斗口1.2侧端设有主轴3，主轴3上同轴连接主轴夹具13；在主底座1的后侧端设有主电机驱动装置4，主电机驱动装置4与主轴3连接并提供动力；
在立柱2上通过z方向伺服驱动装置6连接x方向伺服驱动装置8，x方向伺服驱动装置8上连接有刀架10，刀架底部连接刀盘，刀盘位置与主轴夹具13的位置对应；
在立柱2的外侧端设有上料机械手5的结构为，主底座1上连接机械手底座5.9，机械手底座5.9上方通过回转伺服装置连接直线伺服装置，在直线伺服装置上连接l型弯板5.8，l型弯板5.8端部通过上气动卡盘5.27连接机械手夹具14；通过回转伺服装置和直线伺服装置带动机械手夹具14旋转和升降，将工件11落入主轴夹具13或从主轴夹具13中取出。
如图5和图6所示，所述的回转伺服装置结构为，机械手底座5.9上依次固定连接下法兰5.10、过渡套5.11与上法兰5.12，下法兰5.10套在下轴承5.13的内环上，上法兰5.12套在上轴承5.14的内环上，下轴承5.13和上轴承5.14的外环共同套在回转箱体5.2上，在回转箱体5.2腔体上端设有减速器5.15，减速器5.15的外壳体5.16通过螺钉固定在回转箱体5.2上，其中，减速器5.15的输入端连接回转轴伺服电机5.3，输出端通过螺钉连接上法兰5.12。
所述的直线伺服装置结构为，回转箱体5.2的表面安装有直线导轨5.7，l型弯板5.8通过弯板基座5.25与直线导轨5.7上滑动连接；在回转箱体5.2上端固定有直线轴伺服电机5.4，直线轴伺服电机5.4的输出轴通过抱闸5.5与丝杠5.6相连，丝杠5.6上下两端分别通过轴承5.21支撑在回转箱体5.2上，在丝杠5.6上配合连接丝母座5.23，丝母座5.23外通过丝母套5.26连接l型弯板5.8。
如图7和图8所示，所述的机械手夹具14是由三个圆周分布的l型夹臂组成，l型夹臂的水平的长边14.1固定在上气动卡盘5.27上，竖直的短边14.2夹持工件11；上气动卡盘5.27动作，实现竖直的短边14.2夹持或松脱工件11。
如图7、图9和图10所示，所述的主轴夹具13的结构为，在主轴3上连接下气动卡盘13.1，下气动卡盘13.1上圆周均布三个t型槽13.4，每个t型槽13.4上连接支撑块13.3；下气动卡盘13.1上设有三个气动卡爪13.5，每个气动卡爪13.5设置在每两个支撑块13.3之间，在气动卡爪13.5上连接夹持臂13.2，夹持臂13.2顶端连接上臂13.7，上臂13.7的内表面为圆弧接触面13.9，圆弧接触面13.9抱紧工件11。支撑块13.3实现对工件11的支撑作用，上臂13.7在下气动卡盘13.1的带动下收缩，实现圆弧接触面13.9压紧工件11外表面，实现抱紧的工作过程。
如图11所示，所述的主电机驱动装置4具体结构为，电机架4.1安装在主底座1的左后侧，电机架4.1上安装有主电机4.2，主电机4.2通过联轴器a4.3与轴4.7相连，轴4.7通过电机架4.1上下设置的轴承进行支撑，轴4.7上安装有皮带轮a4.6，皮带轮a4.6和主轴3上的皮带轮b3.8之间套有皮带4.9连接。
所述的主轴3的连接结构为，主轴的主轴箱体3.1通过螺钉定位在主底座1上，主轴箱体3.1的内孔上端从上至下装有双列圆柱滚子轴承3.3和双向推力角接触球轴承3.4；主轴箱体3.1的内孔下端安装有双列圆柱滚子轴承3.3，双列圆柱滚子轴承3.3和双向推力角接触球轴承3.4的外圈分别与主轴箱体3.1内孔配合，内圈与中心轴3.2过盈配合；中心轴3.2的下部安装有编码器3.6；中心轴3.2的尾部通过联轴器b3.7安装有皮带轮b3.8。
所述的主轴箱体3.1的上端有箱体法兰3.10，箱体法兰3.10上有调整螺钉3.11和紧固螺钉3.12，通过调整螺钉3.11在箱体法兰3.10的拧入深度可以改变主轴3的主轴轴线3.13的倾斜角度，在箱体法兰3.10和底座1之间灌入可凝固胶体固定定位主轴轴线3.13的倾斜角度，紧固螺钉3.12在底座1上紧固主轴轴线3.13定位后的主轴箱体3.1，方便调整主轴轴线与伺服驱动-z方向的平行度。
所述主轴箱体3.1上设有连接主轴箱体3.1底部和顶部的气孔3.9，气孔将高压空气引至主轴3的顶部，对主轴起气密封保护的作用。
刹车鼓立式车削加工专用机床工作时，上料机械手5上的直线轴伺服电机5.4和丝杠5.6驱动l型弯板5.8向下移动，l型弯板5.8的弯板端部5.24上的上气动卡盘5.27带动机械手夹具14利用短边14.2抱住料道12上的工件11，直线轴伺服电机5.4和丝杠5.6驱动l型弯板5.8向上移动抱起工件11，上料机械手5上的回转轴伺服电机5.3和减速器5.15驱动支撑在下法兰5.10、过渡套5.11、上法兰5.12上的回转箱体5.2转动，回转箱体5.2带动l型弯板5.8、气动卡盘5.27、机械手夹具14、工件11旋转，工件11的运动轨迹如图3的轨迹线5.1，上料机械手5上的直线轴伺服电机5.4和丝杠5.6驱动l型弯板5.8向下移动，上气动卡盘5.27松开工件11，将工件11上料至主轴3的下气动卡盘13.1上。
上气动卡盘5.27松开工件11，将工件11上料至主轴3的下气动卡盘13.1上，工件11由主轴夹具13的3个支撑块13.3支撑，卡盘13.1上的气动卡爪13.5带动夹持臂13.2，通过3个夹持臂13.2的圆弧接触面13.9夹紧工件11的外圆周。
主电机驱动装置4的主电机4.2通过联轴器4.3、轴4.7、联轴器a4.8、皮带轮4.6、皮带4.9驱动主轴3上的皮带轮3.8，驱动主轴3上的皮带轮3.8通过联轴器b3.7、中心轴3.2带动卡盘13.1旋转，并驱动工件11回转。
伺服驱动-z方向6和伺服驱动-x方向8联动，伺服电机6.1和滚珠丝杠6.4驱动床鞍7在立柱2的直线轨道2.1上移动，安装在床鞍7上的伺服电机8.1和滚珠丝杠8.3驱动滑板9在床鞍7的直线导轨7.1上移动，刀架10安装在滑板9，随伺服驱动-z方向6和伺服驱动-x方向8联动切削工件11。
底座1呈四棱台漏斗形，有四棱台形漏斗壁1.1和漏斗口1.2，主轴3安装在四棱台形漏斗壁1.1上，切削过程产生的切屑通过四棱台形漏斗壁1.1和漏斗口1.2排出机床。
工件11完成加工后，下气动卡盘13.1上的气动卡爪13.5带动夹持臂13.2松开工件11，l型弯板5.8的弯板端部5.24上的上气动卡盘5.27带动机械手夹具14利用短边14.2抱住工件11，直线轴伺服电机5.4和丝杠5.6驱动l型弯板5.8向上移动抱起工件11，上料机械手5上的回转轴伺服电机5.3和减速器5.15驱动支撑在下法兰5.10、过渡套5.11、上法兰5.12、下轴承5.13、上轴承5.14上的箱体5.2转动，箱体5.2带动l型弯板5.8、上气动卡盘5.27、机械手夹具14、工件11旋转，工件11的运动轨迹如图3的轨迹线5.1，上料机械手5上的直线轴伺服电机5.4和丝杠5.6驱动l型弯板5.8向下移动，气动卡盘5.27松开工件11，将工件11送回至料道12。
主轴3轴线与水平面垂直立式放置，刀架10在主轴3上方，伺服驱动-z方向8和伺服驱动-x方向6联动进行切削加工，上料机械手5可将工件11从料道12上自动上料至主轴3上，并将加工完的刹车鼓工件11下料回料道12。
1.一种刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：在主底座（1）的后方设有立柱（2），主底座（1）的前端呈四棱台形的漏斗壁（1.1），漏斗壁（1.1）中部为漏斗口（1.2）；在漏斗口（1.2）侧端设有主轴（3），主轴（3）上同轴连接主轴夹具（13）；在主底座（1）的后侧端设有主电机驱动装置（4），主电机驱动装置（4）与主轴（3）连接并提供动力；
在立柱（2）上通过z方向伺服驱动装置（6）连接x方向伺服驱动装置（8），x方向伺服驱动装置（8）上连接有刀架（10），刀架底部连接刀盘，刀盘位置与主轴夹具（13）的位置对应；
在立柱（2）的外侧端设有上料机械手（5）的结构为，主底座（1）上连接机械手底座（5.9），机械手底座（5.9）上方通过回转伺服装置连接直线伺服装置，在直线伺服装置上连接l型弯板（5.8），l型弯板（5.8）端部通过上气动卡盘（5.27）连接机械手夹具（14）；通过回转伺服装置和直线伺服装置带动机械手夹具（14）旋转和升降，将工件（11）落入主轴夹具（13）或从主轴夹具（13）中取出。
2.如权利要求1所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的回转伺服装置结构为，机械手底座（5.9）上依次固定连接下法兰（5.10）、过渡套（5.11）与上法兰（5.12），下法兰（5.10）套在下轴承（5.13）的内环上，上法兰（5.12）套在上轴承（5.14）的内环上，下轴承（5.13）和上轴承（5.14）的外环共同套在回转箱体（5.2）上，在回转箱体（5.2）腔体上端设有减速器（5.15），减速器（5.15）的外壳体（5.16）通过螺钉固定在回转箱体（5.2）上，其中，减速器（5.15）的输入端连接回转轴伺服电机（5.3），输出端通过螺钉连接上法兰（5.12）。
3.如权利要求2所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的直线伺服装置结构为，回转箱体（5.2）的表面安装有直线导轨（5.7），l型弯板（5.8）通过弯板基座（5.25）与直线导轨（5.7）上滑动连接；在回转箱体（5.2）上端固定有直线轴伺服电机（5.4），直线轴伺服电机（5.4）的输出轴通过抱闸（5.5）与丝杠（5.6）相连，丝杠（5.6）上下两端分别通过轴承（5.21）支撑在回转箱体（5.2）上，在丝杠（5.6）上配合连接丝母座（5.23），丝母座（5.23）外通过丝母套（5.26）连接l型弯板（5.8）。
4.如权利要求1所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的机械手夹具（14）是由三个圆周分布的l型夹臂组成，l型夹臂的水平的长边（14.1）固定在上气动卡盘（5.27）上，竖直的短边（14.2）夹持工件（11）。
5.如权利要求1所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的主轴夹具（13）的结构为，在主轴（3）上连接下气动卡盘（13.1），下气动卡盘（13.1）上圆周均布三个t型槽（13.4），每个t型槽（13.4）上连接支撑块（13.3）；下气动卡盘（13.1）上设有三个气动卡爪（13.5），每个气动卡爪（13.5）设置在每两个支撑块（13.3）之间，在气动卡爪（13.5）上连接夹持臂（13.2），夹持臂（13.2）顶端连接上臂（13.7），上臂（13.7）的内表面为圆弧接触面（13.9），圆弧接触面（13.9）抱紧工件（11）。
6.如权利要求1所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的主电机驱动装置（4）具体结构为，电机架（4.1）安装在主底座（1）的左后侧，电机架（4.1）上安装有主电机（4.2），主电机（4.2）通过联轴器a（4.3）与轴（4.7）相连，轴（4.7）通过电机架（4.1）上下设置的轴承进行支撑，轴（4.7）上安装有皮带轮a（4.6），皮带轮a（4.6）和主轴（3）上的皮带轮b（3.8）之间套有皮带（4.9）连接。
7.如权利要求6所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的主轴（3）的连接结构为，主轴的主轴箱体（3.1）通过螺钉定位在主底座（1）上，主轴箱体（3.1）的内孔上端从上至下装有双列圆柱滚子轴承（3.3）和双向推力角接触球轴承（3.4）；主轴箱体（3.1）的内孔下端安装有双列圆柱滚子轴承（3.3），双列圆柱滚子轴承（3.3）和双向推力角接触球轴承（3.4）的外圈分别与主轴箱体（3.1）内孔配合，内圈与中心轴（3.2）过盈配合；中心轴（3.2）的下部安装有编码器（3.6）；中心轴（3.2）的尾部通过联轴器b（3.7）安装有皮带轮b（3.8）。
8.如权利要求7所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述的主轴箱体（3.1）的上端有箱体法兰（3.10），箱体法兰（3.10）上有调整螺钉（3.11）和紧固螺钉（3.12），通过调整螺钉（3.11）在箱体法兰（3.10）的拧入深度可以改变主轴（3）的主轴轴线（3.13）的倾斜角度，在箱体法兰（3.10）和底座（1）之间灌入可凝固胶体固定定位主轴轴线（3.13）的倾斜角度，紧固螺钉（3.12）在底座（1）上紧固主轴轴线（3.13）定位后的主轴箱体（3.1）。
9.如权利要求8所述的刹车鼓立式车削加工专用机床，其特征在于：所述主轴箱体（3.1）上设有连接主轴箱体（3.1）底部和顶部的气孔（3.9），气孔（3.9）将高压空气引至主轴（3）的顶部。
技术总结