專利名稱：非圓截面零件加工數(shù)控車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)控加工車床，特別是一種非圓截面零件加工數(shù)控車床。
背景技術(shù)：
許多產(chǎn)品都有非圓截面輪廓，例如內(nèi)燃機活塞、凸輪、凸輪軸、沖模、非圓軸承的內(nèi)輪廓等；而目前這些非圓截面輪廓零件大多通過液壓仿形加工、磨削加工等工藝方法來制作，這種方法加工出來的非圓截面零件的精度不高，效率低。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種非圓截面零件加工數(shù)控車床，其只須一次裝夾就可完成非圓截面工件的多道工序的高速精密加工。 本實用新型的技術(shù)方案是一種非圓截面零件加工數(shù)控車床，其包括床架、床身、床頭箱機構(gòu)、進給機構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)和尾座，床身安裝在床架上，其上設(shè)有罩殼；床頭箱機構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)安裝在床架和床身上；進給機構(gòu)安裝在床身上；床頭箱機構(gòu)包括床頭箱、主軸、變頻電機、光電脈沖編碼器和工件拉緊機構(gòu)；主軸安裝在床頭箱上，變頻電機安裝在床架，其還通過圓弧齒同步帶和圓弧齒同步帶輪與主軸一端連接，主軸另一端設(shè)有靠模安裝法蘭；工件拉緊機構(gòu)包括氣缸活塞組件、撥叉和拉桿，拉桿活動套裝在主軸的拉桿孔內(nèi)，工件拉緊機構(gòu)可以將待加工工件同芯拉緊在主軸的一端。 本實用新型進一步的技術(shù)方案是所述的主軸前端由三套一組的三聯(lián)精密角接觸球軸承支承在床頭箱上，主軸后端由一組雙列圓柱滾子軸承支承在床頭箱上；拉桿的一端套裝在撥叉的拉桿孔中，拉桿的另一端設(shè)有拉環(huán)孔，撥叉的一端通過支架與床頭箱鉸接，撥叉的另一端與氣缸活塞組件的活塞連接。 本實用新型更進一步的技術(shù)方案是所述的進給機構(gòu)包括大拖板、中拖板和電動刀架機構(gòu)，大拖板活動安裝在床身上，床身與大拖板上設(shè)有驅(qū)動大拖板的Z軸伺服電機及滾珠絲桿組，中拖板通過其上的燕尾槽安裝在大拖板上的X軸燕尾形道軌上，大拖板與中拖板上設(shè)有驅(qū)動中拖板的X軸伺服電機及滾珠絲桿組，電動刀架機構(gòu)包括四工位刀架座、仿形刀盒、數(shù)控車刀、數(shù)控切槽車刀、數(shù)控尖頭倒角車刀、電動刀架轉(zhuǎn)位電機和電動刀架底座；仿形刀盒、數(shù)控車刀、數(shù)控切槽車刀和數(shù)控尖頭倒角車刀分別安裝在四工位刀架座的四個工位上。 本實用新型再進一步的技術(shù)方案是所述的仿形刀盒包括滑動板、滑板座、仿形跟蹤軸承和仿形車刀；滑動板與滑板座通過燕尾槽和燕尾形軌道活動配合，滑動板與滑板座之間還設(shè)有調(diào)整燕尾槽和燕尾形軌道的配合間隙的鑲條和緊定螺釘，滑動板與滑板座之間設(shè)有擠壓彈簧，仿形跟蹤軸承安裝在滑動板上，滑動板上還設(shè)有腰形槽，滑板座上安裝有導(dǎo)向銷，導(dǎo)向銷的一端伸入腰形槽內(nèi)，滑動板還設(shè)有錐頭緊定螺釘，仿形車刀安裝在滑動板的方槽內(nèi)，仿形車刀上設(shè)有與錐頭緊定螺釘相配合的錐形孔。 本實用新型述進一步的技術(shù)方案是光電脈沖編碼器固定安裝在床頭箱上，其通過圓弧齒同步帶和圓弧齒同步帶輪與主軸相連接。 仿形車刀為聚晶金剛石數(shù)控車刀，數(shù)控車刀、數(shù)控切槽車刀、數(shù)控尖頭倒角車刀為金剛石車刀。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點 1、本實用新型除了可以加工常規(guī)的圓截面工件外，特別適合對非圓截面零件加工； 2、由于主軸、仿形靠模和待加工工件系同軸安裝，這種床頭箱機構(gòu)的主軸結(jié)構(gòu)減少了傳動鏈，避免了振源的產(chǎn)生，使主軸高速運行時平穩(wěn)、噪聲小，有效保證了加工活塞在高速車削狀態(tài)下的加工精度； 3、本實用新型提供的數(shù)控車床加工工件時只須一次裝夾，通過四工位刀架座的自動轉(zhuǎn)位，即可完成多道工序的高速精密加工，實現(xiàn)了一臺數(shù)控車床取代幾臺普通車床的加工功能，大幅度提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的詳細結(jié)構(gòu)作進一步描述。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016] 圖2為本實用新型的去掉罩殼后的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017] 圖3為本實用新型的床頭箱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018] 圖4為圖3的俯視圖； 圖5為本實用新型的進給機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖6為本實用新型的仿形刀盒的結(jié)構(gòu)示意圖；[0021] 圖7為圖6的左視圖；[0022] 圖8為圖6的A-A剖視圖；[0023] 圖9為圖6的俯視圖。
具體實施方式
[0024] 實施例 如圈1-2所示一種非圓截面零件加工數(shù)控車床，其包括床架1、床身2、床頭箱機構(gòu)、進給機構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)和尾座6，床身2安裝在床架1上，其上設(shè)有罩殼21 ;床頭箱機構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)安裝在床架1和床身2上；進給機構(gòu)安裝在床身2上； 如圖2-4所示床頭箱機構(gòu)包括床頭箱31、主軸32、變頻電機33、光電脈沖編碼器34和工件拉緊機構(gòu)；主軸32前端由三套一組的三聯(lián)精密角接觸球軸承321支承在床頭箱31上，軸承321使主軸32在高速運轉(zhuǎn)時，能夠承受徑向和軸向載荷，主軸32后端由一組雙列圓柱滾子軸承322支承在床頭箱31上，主軸32的這種軸承配置使其具有較高的剛度，變頻電機33安裝在床架l，其述通過圓弧齒同步帶331和圓弧齒同步帶輪332與主軸32 —端連接，即動力由變頻電機33經(jīng)圓弧齒同步帶輪331和圓弧齒同步帶輪332傳遞至主軸32，主軸32另一端設(shè)有靠模安裝法蘭323，光電脈沖編碼器34固定安裝在床頭箱31上，其通過圓弧齒同步帶341和圓弧齒同步帶輪與主軸32相連接，光電脈沖編碼器34作為主軸32的脈沖發(fā)生器，其將主軸32轉(zhuǎn)速信號送給數(shù)控系統(tǒng)處理后，數(shù)控系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)變頻電機33的速度，從而實現(xiàn)主軸32的旋轉(zhuǎn)與進給機構(gòu)的軸向進給能保證同步；工件拉緊機構(gòu)包括氣缸活塞組件351、撥叉352和拉桿353 ;拉桿353活動套裝在主軸32的拉桿孔內(nèi)，拉桿353可以在主軸32的拉桿孔內(nèi)軸向移動，拉桿353的一端套裝在撥叉352的拉桿孔中，拉桿353的另一端設(shè)有拉環(huán)孔，撥叉352的一端通過支架與床頭箱31鉸接，撥叉352的另一端與氣缸活塞組件351的活塞連接；使用時，仿形靠模354安裝在主軸32的靠模安裝法蘭323上，待加工活塞355裙部(裙部為非圓截面的活塞，待加工活塞355也可以為其它非圓截面的工件，工件要加工成的截面形狀由仿形靠模354的截面形狀決定)內(nèi)孔止口與仿形靠模相聯(lián)接，待加工活塞355通過活塞銷和拉桿353上拉環(huán)孔栓在拉桿353上，氣缸活塞組件351的活塞桿推動撥叉352，撥叉352帶動拉桿353左移，活塞銷拉緊待加工活塞355，由于主軸32、仿形靠模354和待加工活塞355系同軸安裝，這種床頭箱機構(gòu)的主軸結(jié)構(gòu)減少了傳動鏈，避免了振源的產(chǎn)生，使主軸32高速運行時平穩(wěn)、噪聲小，有效保證了加工活塞355在高速車削狀態(tài)下的加工精度。 如圖2、5所示進給機構(gòu)包括大拖板41、中拖板42和電動刀架機構(gòu)43，大拖板41通過Z軸道軌活動安裝在床身2上，床身2與大拖板41上設(shè)有驅(qū)動大拖板41的Z軸伺服電機及滾珠絲桿組411 ，中拖板42通過其上的燕尾槽安裝在大拖板41上的X軸燕尾形道軌上，大拖板41與中拖板42上設(shè)有驅(qū)動中拖板42的X軸伺服電機及滾珠絲桿組421，電動刀架機構(gòu)43包括四工位刀架座431、仿形刀盒432、數(shù)控車刀433、數(shù)控切槽車刀434、數(shù)控尖頭倒角車刀435、電動刀架轉(zhuǎn)位電機436和電動刀架底座437 ;仿形刀盒432、數(shù)控車刀433、數(shù)控切槽車刀434和數(shù)控尖頭倒角車刀435分別安裝在四工位刀架座431的四個工位上，數(shù)控車刀433、數(shù)控切槽車刀434和數(shù)控尖頭倒角車刀435均為金剛石車刀。[0028] 如圖6-9所示仿形刀盒432包括滑動板4321、滑板座4322、仿形跟蹤軸承4323和仿形車刀4324 ;滑動板4321與滑板座4322通過燕尾槽4325和燕尾形軌道4326活動配合，滑動板4321與滑板座4322之間述設(shè)有調(diào)整燕尾槽4325和燕尾形軌道4326的配合間隙的鑲條43211和緊定螺釘43212，滑動板4321與滑板座4322之間設(shè)有擠壓彈簧4327，仿形跟蹤軸承4323安裝在滑動板4321上，滑動板4321上還設(shè)有腰形槽4328，滑板座4322上安裝有導(dǎo)向銷4329，導(dǎo)向銷4329的一端伸入腰形槽4328內(nèi)，滑動板4321還設(shè)有錐頭緊定螺釘43213，仿形車刀4324安裝在滑動板4322的方槽內(nèi)，仿形車刀4324上設(shè)有與錐頭緊定螺釘43213相配合的錐形孔43214，可通過錐頭緊定螺釘43213對仿形車刀4324進行微量進退調(diào)整；在擠壓彈簧4327的擠壓下，滑動板4321沿滑板座4322的燕尾形軌道4326滑動，滑動距離限制在由導(dǎo)向銷4329導(dǎo)向的腰形槽4328里，鑲條43211與緊定螺釘43212可以調(diào)整燕尾槽4325和燕尾形軌道4326的配合間隙。 仿形車刀4324采用聚晶金剛石(PCD)數(shù)控車刀，其主要用于加工活塞355的橢圓裙部；數(shù)控車刀433主要用于加工活塞355頂面及外圓，數(shù)控切槽車刀43和數(shù)控尖頭倒角車刀435用于加工活塞各環(huán)槽，四工位刀架座431的轉(zhuǎn)位由電動刀架轉(zhuǎn)位電機436驅(qū)動。[0030] 數(shù)控系統(tǒng)包括數(shù)控電器控制柜51和數(shù)控臺52 ;數(shù)控臺52安裝在車床主軸箱正前方的罩殼21上，數(shù)控電器控制柜51安裝在主軸箱6的后端。 工作原理仿形車刀4324通過數(shù)控系統(tǒng)控制Z軸伺服電機及滾珠絲桿組411驅(qū)動大拖板41和X軸伺服電機及滾珠絲桿組421驅(qū)動中拖板42實現(xiàn)插補進給，加工待加工活塞355上的橢圓裙部；加工完橢圓裙部后，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)位指令，電動刀架轉(zhuǎn)位電機436帶動四工位刀架座431自動轉(zhuǎn)位，數(shù)控車刀433進給車削待加工活塞355頂部端面及外圓； 此道工序結(jié)束后，四工位刀架座431轉(zhuǎn)位至數(shù)控切槽車刀434刀位，自動切出各環(huán)槽；最后， 四工位刀架座431轉(zhuǎn)至數(shù)控尖頭倒角車刀435刀位，自動對加工活塞355上的各環(huán)槽進行 倒角加工，至此完成活塞四道工序的車削加工；本實用新型提供的數(shù)控車床加工活塞時只 須一次裝夾，通過四工位刀架座431的自動轉(zhuǎn)位，即可完成多道工序的高速精密加工，實現(xiàn) 了一臺數(shù)控車床取代幾臺普通車床的加工功能，大幅度提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 本實用新型不局限子上述的具體結(jié)構(gòu)，只要是具有與本實用新型相同或者等同的 床頭箱機構(gòu)或進給機構(gòu)的數(shù)控車床就落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種非圓截面零件加工數(shù)控車床，其包括床架(1)、床身(2)、床頭箱機構(gòu)、進給機構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)，床身(2)安裝在床架(1)上；床頭箱機構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)安裝在床架(1)和床身(2)上；進給機構(gòu)安裝在床身(2)上；其特征是床頭箱機構(gòu)包括床頭箱(31)、主軸(32)、變頻電機(33)和工件拉緊機構(gòu)；主軸(32)安裝在床頭箱(31)上，變頻電機(33)安裝在床架(1)，其還通過圓弧齒同步帶(331)和圓弧齒同步帶輪(332)與主軸(32)一端連接，主軸(32)另一端設(shè)有靠模安裝法蘭(323)；工件拉緊機構(gòu)包括氣缸活塞組件(351)、撥叉(352)和拉桿(353)，拉桿(353)活動套裝在主軸(32)的拉桿孔內(nèi)，拉桿(353)可以將待加工工件(355)同芯拉緊在主軸(32)的一端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的主軸(32)前端由三套一組的三聯(lián)精密角接觸球軸承(321)支承在床頭箱(31)上，主軸(32)后端由一組雙列圓柱滾子軸承(322)支承在床頭箱(31)上；拉桿(353)的一端套裝在撥叉(352)的拉桿孔中，拉桿(353)的另一端設(shè)有拉環(huán)孔，撥叉(352)的一端通過支架與床頭箱(31)鉸接，撥叉(352)的另一端與氣缸活塞組件(351)的活塞連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的進給機構(gòu)包括大拖板(41)、中拖板(42)和電動刀架機構(gòu)(43)，大拖板(41)活動安裝在床身(2)上，床身(2)與大拖板(41)上設(shè)有驅(qū)動大拖板(41)的Z軸伺服電機及滾珠絲桿組(411)，大拖板(41)與中拖板(42)上設(shè)有驅(qū)動中拖板(42)的X軸伺服電機及滾珠絲桿組(421)，電動刀架機構(gòu)(43)包括四工位刀架座(431)、仿形刀盒(432)、數(shù)控車刀(433)、數(shù)控切槽車刀(434)、數(shù)控尖頭倒角車刀(435)、電動刀架轉(zhuǎn)位電機(436)和電動刀架底座(437);仿形刀盒(432)、數(shù)控車刀(433)、數(shù)控切槽車刀(434)和數(shù)控尖頭倒角車刀(435)分別安裝在四工位刀架座(431)的四個工位上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的仿形刀盒(432)包括滑動板(4321)、滑板座(4322)、仿形跟蹤軸承(4323)和仿形車刀(4324);滑動板(4321)與滑板座(4322)通過燕尾槽(4325)和燕尾形軌道(4326)活動配合，滑動板(4321)與滑板座(4322)之間還設(shè)有調(diào)整燕尾槽(4325)和燕尾形軌道(4326)的配合間隙的鑲條(43211)和緊定螺釘(43212)，滑動板(4321)與滑板座(4322)之間設(shè)有擠壓彈簧(4327)，仿形跟蹤軸承(4323)安裝在滑動板(4321)上，滑動板(4321)上還設(shè)有腰形槽(4328)，滑板座(4322)上安裝有導(dǎo)向銷(4329)，導(dǎo)向銷(4329)的一端伸入腰形槽(4328)內(nèi)，滑動板(4321)還設(shè)有錐頭緊定螺釘(43213)，仿形車刀(4324)安裝在滑動板(4322)的方槽內(nèi)，仿形車刀(4324)上設(shè)有與錐頭緊定螺釘(43213)相配合的錐形孔(43214)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的床頭箱機構(gòu)還包括光電脈沖編碼器(34)，光電脈沖編碼器(34)固定安裝在床頭箱(31)上，其通過圓弧齒同步帶(341)和圓弧齒同步帶輪與主軸(32)相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的床頭箱機構(gòu)還包括光電脈沖編碼器(34)，光電脈沖編碼器(34)固定安裝在床頭箱(31)上，其通過圓弧齒同步帶(341)和圓弧齒同步帶輪與主軸(32)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的床頭箱機構(gòu)還包括光電脈沖編碼器(34)，光電脈沖編碼器(34)固定安裝在床頭箱(31)上，其通過圓弧齒同步帶(341)和圓弧齒同步帶輪與主軸(32)相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的仿形車刀(4324)為聚晶金剛石數(shù)控車刀，數(shù)控車刀(433)、數(shù)控切槽車刀(434)和數(shù)控尖頭倒角車刀(435)均為金剛石車刀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的非圓截面零件加工數(shù)控車床，其特征是所述的仿形車刀(4324)為聚晶金剛石數(shù)控車刀，數(shù)控車刀(433)、數(shù)控切槽車刀(434)和數(shù)控尖頭倒角車刀(435)均為金剛石車刀。
專利摘要一種非圓截面零件加工數(shù)控車床，其包括床架(1)、床身(2)、床頭箱機構(gòu)、進給機構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)和尾座(6)；床頭箱機構(gòu)包括床頭箱(31)、主軸(32)、變頻電機(33)和工件拉緊機構(gòu)；主軸(32)安裝在床頭箱(31)上，變頻電機(33)安裝在床架(1)，其還通過圓弧齒同步帶(331)和圓弧齒同步帶輪(332)與主軸(32)一端連接，主軸(32)另一端設(shè)有靠模安裝法蘭(323)；拉桿(353)可以將待加工工件(355)同芯拉緊在主軸(32)的一端。其只須一次裝夾就可完成非圓截面零件的多道工序的高速精密加工；其特別適用于對非圓截面零件加工。
文檔編號B23B5/00GK201500780SQ20092006629
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者薛廣培 申請人:衡陽格利數(shù)控工具有限責(zé)任公司