本發(fā)明涉及一種數(shù)控機床，具體涉及一種數(shù)控球銷機床。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)以它強有力的生命力在現(xiàn)代機械加工中占據(jù)著不可替代的位置。數(shù)控加工作為一種新形式的加工理念，能夠使操作者從繁瑣而勞累的體力勞動中解脫出來，也使很多以前靠搖動手柄不能加工的產(chǎn)品變?yōu)榱爽F(xiàn)實。可以說，數(shù)控加工是現(xiàn)代加工業(yè)的一大革命，它不僅能減輕操作者的勞動強度、獲得高質(zhì)量的加工產(chǎn)品，在效率就是生命的現(xiàn)代社會里，數(shù)控加工為企業(yè)、也為操作者贏得了第二次生命。

對于球類零件的加工，目前通常采用以下幾種方法：

1、人工法；

人工法是工人通過感覺，手工操作進(jìn)刀量及走刀量，手工車出球面形狀。某些經(jīng)驗豐富的高級技師能通過手工加工出標(biāo)準(zhǔn)的球面。但此方法對操作人員要求極高，加工精度完全靠手工感覺，不僅精度不高，而且加工速度慢，效率低。

2、靠模法；

靠模法的工作原理為：通過增加一個曲面模型，與刀盤軸向走刀軸后端的軸承接觸，限制刀盤的走刀路徑，加工出球面。

3、穿模法；

穿模法的工作原理與靠模法相同，只是曲面模具安裝方式不同。穿模法采用刀盤軸向走刀軸上固定一個銷釘，穿過模具的曲面內(nèi)，限制刀盤的走刀路徑，加工出球面。

靠模法和穿模法采用普通車床。相比于數(shù)控車床，普通車床的加工效率較高，對操作人員要求也相對較低。在同等情況下，采用普通車床能極大提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4、插補法

采用數(shù)控車床加工時，由于被加工件球面不完整，機床運轉(zhuǎn)時存在離心力，轉(zhuǎn)速不宜過高，導(dǎo)致加工效率不高；加之?dāng)?shù)控加工圓弧面時采用的是插補原理，因此加工精度也不高。

究其原因，數(shù)控車床加工球體時，它的圓形軌跡是由兩個直線坐標(biāo)（x，z）的圓弧插補功能完成的，因此這兩個直線坐標(biāo)（x，z）的數(shù)控定位精度的誤差，就會直接反映到圓弧插補圓形軌跡的圓度，從而影響到所加工球體的圓度。

數(shù)控車床的圓弧插補是由x、y兩個直線坐標(biāo)同時移動來完成的，而x坐標(biāo)移動有一個換向過程，這樣，該坐標(biāo)的反向間隙誤差就會影響到圓形軌跡，從而影響到所加工球體的圓度。

綜上，現(xiàn)有的數(shù)控車床加工球體的效率低、誤差大，無法滿足目前汽車行業(yè)、光學(xué)行業(yè)、水暖閥門、液壓等五金行業(yè)日益增加的高精密球銷及球類零件的加工需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種數(shù)控球銷機床，它可以保證球銷的加工精度并提高加工效率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明數(shù)控球銷機床的技術(shù)解決方案為：

包括連體床身1、旋轉(zhuǎn)大拖板3、旋轉(zhuǎn)單元4、主軸單元5、主軸電機6、旋轉(zhuǎn)大拖板基座7、旋轉(zhuǎn)基座8、x軸進(jìn)給單元10；連體床身1的一端固定設(shè)置有主軸箱，主軸箱上設(shè)置有主軸單元5，主軸單元5連接主軸電機6；主軸單元5上設(shè)置有工件夾持單元；通過主軸電機6的驅(qū)動，帶動主軸單元5旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)運動；連體床身1通過z軸進(jìn)給單元連接旋轉(zhuǎn)基座8，旋轉(zhuǎn)基座8上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)單元4；旋轉(zhuǎn)單元4通過伺服電機實現(xiàn)驅(qū)動，能夠帶動旋轉(zhuǎn)單元4繞其水平軸線實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)單元4上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)大拖板基座7；旋轉(zhuǎn)大拖板基座7上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)大拖板3；旋轉(zhuǎn)大拖板3上設(shè)置有刀具；旋轉(zhuǎn)單元4旋轉(zhuǎn)的過程中，能夠帶動刀具繞旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)大拖板3連接x軸進(jìn)給單元10，x軸進(jìn)給單元10用于控制球銷球徑的進(jìn)給。

調(diào)節(jié)所述z軸進(jìn)給單元，帶動旋轉(zhuǎn)大拖板3上下運動，使旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線位于工件的軸線上，而刀具的刀尖始終與工件的軸線在同一平面內(nèi)；驅(qū)動主軸電機6，主軸單元5的旋轉(zhuǎn)帶動工件繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)；與此同時，驅(qū)動伺服電機，使旋轉(zhuǎn)單元4低速旋轉(zhuǎn)，帶動刀具繞旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線做低速圓周運動；刀具在運動過程中，刀尖對工件的端面進(jìn)行車削；調(diào)節(jié)x軸進(jìn)給單元10，帶動刀具進(jìn)給，從而將工件的端面加工成為球面。

所述z軸進(jìn)給單元包括z軸滾珠絲杠，所述旋轉(zhuǎn)基座8活動設(shè)置于z軸滾珠絲杠上；z軸滾珠絲杠設(shè)置于兩根z軸直線導(dǎo)軌之間；z軸滾珠絲杠的軸線與所述主軸單元5的軸線垂直；z軸滾珠絲杠采用兩端固定預(yù)拉伸的安裝方式；驅(qū)動z軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，能夠帶動旋轉(zhuǎn)基座8沿z軸直線導(dǎo)軌上下運動。

所述z軸滾珠絲杠的一端連接減速機構(gòu)，減速機構(gòu)與z軸伺服電機直聯(lián)；所述減速機構(gòu)和z軸伺服電機均設(shè)置于旋轉(zhuǎn)基座8的下方。

所述z軸滾珠絲杠的兩端分別固定在固定座上。

所述旋轉(zhuǎn)單元4連接銷軸定位單元2。

所述旋轉(zhuǎn)單元4包括旋轉(zhuǎn)單元b軸9；旋轉(zhuǎn)單元b軸9連接旋轉(zhuǎn)單元b軸軸線與主軸單元軸線相交調(diào)節(jié)塊11。

所述x軸進(jìn)給單元包括x軸絲杠，旋轉(zhuǎn)大拖板3活動設(shè)置于x軸絲杠上；x軸絲杠采用兩端固定預(yù)拉伸的安裝方式；驅(qū)動x軸絲杠旋轉(zhuǎn)，能夠帶動旋轉(zhuǎn)大拖板3沿x軸方向運動，從而實現(xiàn)刀具的進(jìn)給。

所述旋轉(zhuǎn)大拖板3與連體床身1之間設(shè)有垂直定位機構(gòu)，用于旋轉(zhuǎn)大拖板3的x軸與連體床身1的z軸的垂直定位保護(hù)。

本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是：

本發(fā)明通過調(diào)節(jié)z軸進(jìn)給單元，能夠?qū)崿F(xiàn)一次裝夾即可對球銷工件的球面和球柄部進(jìn)行加工，并使所加工的球心始終位于球柄的旋轉(zhuǎn)軸線上，不僅減少了裝夾的次數(shù)，提高了加工效率，而且杜絕了多次裝夾中的人為因素。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)所加工的球面球心始終處于球柄旋轉(zhuǎn)的軸線上，達(dá)到圓度誤差≤0.005mm，表面粗糙度≤0.3μm的高精度要求，達(dá)到了鏡面效果。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：

圖1是本發(fā)明數(shù)控球銷機床的示意圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1的右視圖；

圖4是圖1的俯視圖。

圖中附圖標(biāo)記說明：

1為連體床身，2為銷軸定位單元，

3為旋轉(zhuǎn)大拖板，4為旋轉(zhuǎn)單元，

5為主軸單元，6為主軸電機，

7為旋轉(zhuǎn)大拖板基座，8為旋轉(zhuǎn)基座，

9為旋轉(zhuǎn)單元b軸，10為x軸進(jìn)給單元，

11為旋轉(zhuǎn)單元b軸軸線與主軸單元軸線相交調(diào)節(jié)塊。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明數(shù)控球銷機床，包括連體床身1、銷軸定位單元2、旋轉(zhuǎn)大拖板3、旋轉(zhuǎn)單元4、主軸單元5、主軸電機6、旋轉(zhuǎn)大拖板基座7、旋轉(zhuǎn)基座8、旋轉(zhuǎn)單元b軸9、x軸進(jìn)給單元10、旋轉(zhuǎn)單元b軸軸線與主軸單元軸線相交調(diào)節(jié)塊11；

連體床身1的一端固定設(shè)置有主軸箱，主軸箱上設(shè)置有主軸單元5，主軸單元5通過同步帶連接主軸電機6；主軸單元5上設(shè)置有工件夾持單元；通過主軸電機6的驅(qū)動，帶動主軸單元5旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)工件的回轉(zhuǎn)運動；

連體床身1通過z軸進(jìn)給單元連接旋轉(zhuǎn)基座8，旋轉(zhuǎn)基座8上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)單元4；旋轉(zhuǎn)單元4通過伺服電機實現(xiàn)驅(qū)動，能夠帶動旋轉(zhuǎn)單元4繞水平軸線實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；z軸進(jìn)給單元包括z軸滾珠絲杠，旋轉(zhuǎn)基座8活動設(shè)置于z軸滾珠絲杠上；z軸滾珠絲杠設(shè)置于兩根z軸直線導(dǎo)軌之間；z軸滾珠絲杠的軸線與主軸單元5的軸線垂直；z軸滾珠絲杠的一端連接減速機構(gòu)，減速機構(gòu)與z軸伺服電機直聯(lián)；

z軸滾珠絲杠采用兩端固定預(yù)拉伸的安裝方式，z軸滾珠絲杠的兩端分別固定在固定座上；驅(qū)動z軸滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，能夠帶動旋轉(zhuǎn)基座8沿z軸直線導(dǎo)軌上下運動；

本發(fā)明的減速機構(gòu)和z軸伺服電機均設(shè)置于旋轉(zhuǎn)基座8的下方，這樣，減速機構(gòu)、z軸伺服電機以及z軸滾珠絲杠可得到更好的保護(hù)；

旋轉(zhuǎn)單元4上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)大拖板基座7；旋轉(zhuǎn)大拖板基座7上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)大拖板3；旋轉(zhuǎn)大拖板3上設(shè)置有刀具；旋轉(zhuǎn)單元4旋轉(zhuǎn)的過程中，能夠帶動刀具繞旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；

旋轉(zhuǎn)單元4連接銷軸定位單元2；旋轉(zhuǎn)單元4包括旋轉(zhuǎn)單元b軸9；旋轉(zhuǎn)單元b軸9連接旋轉(zhuǎn)單元b軸軸線與主軸單元軸線相交調(diào)節(jié)塊11；

旋轉(zhuǎn)大拖板3連接x軸進(jìn)給單元10，x軸進(jìn)給單元10用于控制球銷球徑的進(jìn)給；

優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)大拖板3與連體床身1之間設(shè)有垂直定位機構(gòu)，用于旋轉(zhuǎn)大拖板3的x軸與連體床身1的z軸的垂直定位保護(hù)；

x軸進(jìn)給單元包括x軸絲杠，旋轉(zhuǎn)大拖板3活動設(shè)置于x軸絲杠上；x軸絲杠采用兩端固定預(yù)拉伸的安裝方式；驅(qū)動x軸絲杠旋轉(zhuǎn)，能夠帶動旋轉(zhuǎn)大拖板3沿x軸方向運動，從而實現(xiàn)刀具的進(jìn)給。

本發(fā)明的工作原理如下：

調(diào)節(jié)z軸進(jìn)給單元，帶動旋轉(zhuǎn)大拖板3上下運動，使旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線位于工件的軸線上，而刀具的刀尖始終與工件的軸線在同一平面內(nèi)；

驅(qū)動主軸電機6，主軸單元5的旋轉(zhuǎn)帶動工件繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)；

與此同時，驅(qū)動伺服電機，使旋轉(zhuǎn)單元4低速旋轉(zhuǎn)，帶動刀具繞旋轉(zhuǎn)單元4的水平軸線做低速圓周運動；

刀具在運動過程中，刀尖對工件的端面進(jìn)行車削；

調(diào)節(jié)x軸進(jìn)給單元10，帶動刀具進(jìn)給，從而將工件的端面加工成為球面。

本發(fā)明在加工過程中只需要調(diào)節(jié)x軸進(jìn)給單元10，能夠避免傳統(tǒng)球銷加工時球面x軸與z軸插補的累積誤差，避免弓高誤差，從而能夠提高加工精度。

本發(fā)明特別適用于各類超精密級球鏡面的加工。

本發(fā)明同樣適用于各類反射鏡及超高精度零件的加工。

本發(fā)明特別適用于光學(xué)鏡面、光學(xué)鏡片模具的加工。

本發(fā)明還適用于各類球銷、球閥、球芯等球體類的高精度加工。