加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置的製作方法

2023-10-07 05:32:54 4

專利名稱:加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種車削加工裝置，特別是一種加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，屬於機械工程領域。
背景技術：
玻璃鋼大屏幕，其上需要刻出多種規格的同心圓形的細密條紋，要批量生產上述玻璃鋼大屏幕，必須先加工出鋁合金模板。由於模板有多種規格，最大的規格長乘寬為3200mm×2400mm；條紋間距Δy為0.35～0.5mm；條紋深t為0.15～0.25mm；加工整塊模板條紋需分度9000～6000次；從轉臺中心開始，把車刀沿徑向分度時，轉臺轉速要隨之無級變速(變慢)，才能使車削不同圈條紋時的線速度不變，從而保持車削時進刀量一致。否則容易斷刀及產生顫振現象。通常的立車，不能自動隨刀排的分度運動變更轉速，只能有級地用人工調節排檔來變更轉臺地轉速，用這種方法加工一塊模板需調排檔數千次，費時費力，加工效率低，加工質量亦受影響。經文獻撿索分析，發現中國專利申請號91226878.6，名稱為大型環形工件精密電火花工具機，自述為由工具機主機，床身、立柱、橫梁、主軸頭及各部份的傳動系統組成，其工作檯可作無級變速的正反向旋轉運動，主軸頭可作x、z座標雙向伺服運動。其缺點是主軸頭的X向分度運動不能控制工作檯的按一定關係變化的無級變速運動，另方面其亦不能實現數千次的量為0.5mm，誤差為0.004的精密分度。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，當車削模板上同心圓形細密條紋時，隨著刀排由圓心向外分度的每一次Δy，轉臺轉速要隨之自動無級變速(變慢)，使車刀在車削不同內、外圈時的線速度始終保持不變，以保證車刀的切削量一致。避免發生顫振及斷刀現象。從而提高了加工效率，保證模板的加工質量。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明主要包括直流調速電機、轉臺傳動機構、刀排y向分度機構、刀排z向進退刀機構，其連接方式為直流調速電機的輸出接轉臺傳動機構的輸入，轉臺傳動機構的底座與地基固結，刀排y向分度機構中的大拖板設置在橫梁上，刀排z向進退刀機構設置在大拖板上。由計算機控制直流電機驅動轉臺傳動機構中的轉臺進行無級變速，刀排y向分度機構完成刀排加工同心圓形條紋時的徑向精密分度運動Δy(條紋間距)，刀排z向進退刀機構由步進電機驅動刀排，完成垂直向Δz的進退刀運動(控制條紋的加工深度t)，刀排y向分度機構上的成形車刀自轉臺中心向外進行徑向分度時，每移動一個Δy量，可由光柵尺傳感器測量、顯示並通訊給另設的計算機控制系統，再由控制系統發出命令至直流電機調速系統，使直流電機的轉速按與Δy有一定的函數關係變慢轉動，以保持由內到外車削每一條同心圓形條紋時的線速度及切削量不變。
直流電機的轉速由計算機控制系統控制，轉臺傳動機構包括蝸輪減速器、一對錐齒輪、一對圓柱齒輪，錐齒輪與軸固接，軸通過軸承支承在底座上，錐齒輪與圓柱齒輪固接在軸上，軸通過軸承支承在底座上，齒輪與軸固接，軸通過軸承支承在底座上，軸與轉臺相固接。電機的轉動通過蝸輪減速箱、錐齒輪對的嚙合，圓柱齒輪對嚙合帶動轉臺轉動。
刀排y向分度機構包括電機、離合器、絲槓、絲槓螺母、大拖板、橫梁、龍門架、大光柵尺、光柵尺滑塊，電機固定在龍門架上，電機通過離合器與絲槓相開合連接，絲槓支承在橫梁上，絲槓螺母與大拖板相固接，大拖板可在橫梁上移動，手柄通過離合器與絲槓相開合、連接，光柵尺固接在橫梁上，光柵滑塊固接在大拖板上，光柵滑塊當光柵尺構成滑動連接。
刀排z向進退刀機構包括步進電機、減速器、絲槓、螺母、小拖板、小光柵尺、光柵及滑塊，步進電機、減速器均固接在大拖板上，光柵固定在大拖板上，光柵及滑塊固定在小拖板上，且又能在光柵尺中滑動，小拖板與大拖板構成滑動連接。
直流調速電機通過傳動機構驅動並調節轉臺，按所需之轉速轉動；刀排y向分度機構由電機或手動，通過減速器及絲扛傳動，完成刀排加工同心圓形條紋時的徑向精密分度運動Δy(條紋間距)；刀排z向進退刀機構由步進電機驅動刀排，完成垂直向Δz的進退刀運動(控制條紋的加工深度t)。根據加工要求確定一「合適」的車削線速度，成形車刀自轉臺中心向外進行徑向分度時，每移動一個Δy(如0.5mm)量，可由光柵尺傳感器測量、顯示並通訊給另設的計算機控制系統，再由控制系統發出命令至直流電機調速系統，使直流電機的轉速按與Δy有一定的函數關係變慢轉動，以保持由內到外車削每一條同心圓形條紋時的線速度及切削量不變。相應於每進行一次Δy分度，就由計算機控制步進電機轉動，通過減速器、絲槓傳動完成一次垂直向Δz的進退刀運動，再通訊給計算機控制系統控制步進電機的轉數(發出的脈衝數)，從而使刀排每一次z向的進刀量t保持一致。加工一塊大型模板上的同心園型條紋，Δy分度達6000多次，刀排進退刀也要6000多次，上述光柵測量、顯示、通訊及計算機的控制調節過程可以不斷自動重複進行。
本發明具有實質性特點和顯著進步，採用具有本發明結構的工具機，由計算機控制直流電機驅動轉臺進行無級變速，刀排每加工一條園圈型條紋所需的橫向分度量Δy由光柵測量、顯示並通訊給計算機控制系統，再由計算機控制系統根據每一次的Δy的增量來控制直流電機的轉速，從而使轉臺轉速變慢，以保持由內到外車削同心園條紋時的線速度及切削量相等，避免發生顫振及斷刀現象。另外加工一塊大型模板上的同心園型細入密條紋，Δy分度達6000多次，現由計算機控制直流電機驅動轉臺相應變速6000多次，省卻了數千次手工調節轉臺轉速的麻煩，提高了加工模板條紋的質量與效率。



圖1加工大屏幕模板工具機的傳動機構結構示意圖；圖2大屏幕模板示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明主要包括直流調速電機1、轉臺傳動機構2、刀排y向分度機構3、刀排z向進退刀機構4、轉臺15、光柵尺23，電機1的輸出接轉臺傳動機構2的輸入，轉臺傳動機構2的底座與地基固結，刀排y向分度機構3中的大拖板25設置在橫梁上，刀排z向進退刀機構4設置在大拖板25上。由計算機控制直流電機1驅動轉臺傳動機構2中的轉臺進行無級變速，刀排y向分度機構3完成刀排加工同心圓形條紋時的徑向精密分度運動Δy(條紋間距)，刀排z向進退刀機構4由步進電機驅動刀排，完成垂直向Δz的進退刀運動(控制條紋的加工深度t)，刀排y向分度機構3上的成形車刀自轉臺中心向外進行徑向分度時，每移動一個Δy量，可由光柵尺傳感器測量、顯示並通訊給另設的計算機控制系統，再由控制系統發出命令至直流電機調速系統，使直流電機1的轉速按與Δy有一定的函數關係變慢轉動，以保持由內到外車削每一條同心圓形條紋時的線速度及切削量不變。
轉臺傳動機構2包括蝸輪減速器5、軸6、10、14、一對錐齒輪7、8、軸承9、13、一對圓柱齒輪11、12，錐齒輪7與軸6固接，軸6通過軸承支承在底座上，錐齒輪8與圓柱齒輪11固接在軸10上，軸10通過軸承9支承在底座上，齒輪12與軸14固接，軸14通過軸承13支承在底座上，軸14與轉臺15固接。直流電機1的輸出接減速器5的輸入，減速器5的輸出接錐齒輪7的輸入，錐齒輪7與錐齒輪8相嚙合，齒輪11與齒輪12相嚙合，電機1的轉動通過上述傳動機構可使轉臺按一定減速比轉動。
刀排y向分度機構3包括龍門架16、電機17、離合器20、55、絲槓21、橫梁22、大光柵尺23、絲槓螺母24、大拖板25、光柵尺滑塊26、手柄53，電機17固定在龍門架16上，電機17通過離合器20與絲槓21相開合連接，絲槓21支承在橫梁22上，絲槓螺母24與大拖板25相固接，大拖板25可在橫梁22上移動；另外，可用手搖手柄53通過離合器55與絲槓21相開合連接。大光柵尺23固接在橫梁22上，光柵滑塊26，固接在大拖板25上，光柵滑塊可在大光柵尺23中移動。當離合器19合上而離合器55脫開，電機17轉動時。可使大拖板25實施y向橫向機動分度或走刀；當離合器55合上，而離合器19脫開時，可使大拖板25實施y向手動分度或走刀。當大拖板25移動時，帶動與之固接的光柵滑塊26移動，使光柵滑塊26相對於大光柵尺23移動，從而使光柵傳感器測出大拖板25相對橫梁22的移動量Δy或y值。
刀排z向進退刀機構4包括步進電機27、減速器28、絲槓29、螺母30、小拖板31、小光柵尺32，步進電機27和減速器28固接在大拖板25上，螺母30固接在小拖板31上，小光柵尺32固定在大拖板25上，光柵尺滑塊33固定在小拖板31上，其又能在小光柵尺32滑動。當步進電機27通過減速器28驅動絲槓29轉動，通過螺母30帶動小拖板沿垂直向(z向)相對大拖板25移動，使光柵滑塊沿小光柵尺32上下移動測量並顯示出Δz移動量。步進電機27驅動小拖板上下移動，由小光柵尺測量、顯示Δz量控制刀排的垂直進刀量t保持一致。
權利要求
1.一種加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，主要包括直流調速電機(1)、轉臺傳動機構(2)、轉臺(15)、電機(17)、大光柵尺(23)、大拖板(25)、步進電機(27)，其特徵在於還包括刀排y向分度機構(3)、刀排z向進退刀機構(4)，其連接方式為直流調速電機(1)的輸出接轉臺傳動機構(2)的輸入，轉臺傳動機構(2)的底座與地基固結，刀排y向分度機構(3)中的大拖板(25)設置在橫梁(22)上，刀排z向進退刀機構(4)設置在大拖板(25)上，由計算機控制直流調速電機(1)驅動轉臺傳動機構(2)中的轉臺(15)進行無級變速，刀排y向分度機構(3)的大拖板(25)由電機(17)驅動，由步進電機(27)驅動刀排z向進退刀機構(4)上的刀排，刀排y向分度機構(3)上的成形車刀自轉臺中心向外進行徑向分度時，每移動一個條紋間距量，由大光柵尺(23)的傳感器測量並發送給另設的計算機控制系統，再由控制系統發出命令至直流調速電機(1)，直流調速電機(1)的轉速按一定的函數關係變慢轉動。
2.根據權利要求
1所述的加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，其特徵是，轉臺傳動機構(2)包括蝸輪減速器(5)、軸(6)、(10)、(14)、一對錐齒輪(7)、(8)、軸承(9)、(13)、一對圓柱齒輪(11)、(12)，錐齒輪(7)與軸(6)固接，軸(6)通過軸承支承在底座上，錐齒輪(8)與圓柱齒輪(11)固接在軸(10)上，軸(10)通過軸承(9)支承在底座上，齒輪(12)與軸(14)固接，軸(14)通過軸承(13)支承在底座上，軸(14)與轉臺相固接，直流調速電機(1)的轉動通過蝸輪減速器(5)、錐齒輪對(7)和(8)的嚙合，圓柱齒輪對(11)和(12)嚙合帶動轉臺(15)轉動。
3.根據權利要求
1所述的加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，其特徵是，刀排y向分度機構(3)包括龍門架(16)、電機(17)、離合器(20)、(55)、絲槓(21)、橫梁(22)、大光柵尺(23)、絲槓螺母(24)、大拖板(25)、光柵尺滑塊(26)、手柄(53)，電機(17)固定在龍門架(16)上，電機(17)通過離合器(20)與絲槓(21)相開合連接，絲槓(21)支承在橫梁(22)上，絲槓螺母(24)與大拖板(25)相固接，大拖板(25)可在橫梁(22)上移動，手柄(53)通過離合器(55)與絲槓(21)相開合連接，大光柵尺(23)固接在橫梁(22)上，光柵尺滑塊(26)固接在大拖板(25)上，光柵尺滑塊(26)與大光柵尺(23)構成滑動連接。
4.根據權利要求
1所述的加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置，其特徵是，刀排z向進退刀機構(4)包括步進電機(27)、減速器(28)、絲槓(29)、螺母(30)、小拖板(31)、小光柵尺(32)，減速器(28)均固接在大拖板(25)上，小光柵尺(32)固定在大拖板(25)上，光柵及滑塊(33)固定在小拖板(31)上，且在小光柵尺(32)中滑動，小拖板(31)與大拖板(25)構成滑動連接，螺母(30)固接在小拖板(31)上，步進電機(27)通過減速器(28)驅動絲槓(29)轉動。
專利摘要
一種加工大屏幕模板的等線速度車削加工裝置屬於機械工程領域。主要包括直流調速電機，轉臺傳動機構，刀排y向分度機構，刀排z向進退刀機構，其連接方式為電機的輸出接轉臺傳動機構的輸入，轉臺傳動機構的底座與地基固結，刀排y向分度機構中的大拖板設置在橫梁上，刀排z向進退刀機構設置在大拖板上。採用具有本發明結構的工具機，工具機轉臺的轉速，由計算機控制直流電機驅動轉臺進行無級變速，刀排的橫向分度量Δy由光柵測量顯示並通訊給計算機控制系統，用於控制直流電機的轉速，從而適度控制轉臺的轉速，保證了車刀的切削量一致，避免了顫振及斷刀現象的發生。
文檔編號B23Q16/00GKCN1201900SQ02150792
公開日2005年5月18日 申請日期2002年11月28日
發明者曹志奎, 高雪官, 馬培蓀 申請人:上海交通大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan