數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床的製作方法

2023-06-01 16:49:51

專利名稱：數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種專用的機械數字控制裝置，該裝置是屬於機械金屬切削加工類工具機，主要用來對鋼管生產過程中所使用的三輥張力減(定)徑機機架內的軋輥孔型進行加工。
背景技術：
到目前為止，在鋼管生產的歷史進程中，用來對張減(定徑)機架軋輥孔型進行加工的設備，主要有以下三種類型的工具機形式第一種是在上個世紀7 O年代就開始使用的三輥張減機架軋輥橢圓孔型加工專用車床。採用這種方式車削出來的孔型都是橢圓曲線(刀具平面與輥軸線平面重合時除外)，也就是說它只能車削出橢圓孔型，所以這種車床的加工效率相對較低。
第二種工具機是上文所述的第一種工具機國產化後的產品，是國內鋼管行業近十年裡普遍使用的工具機類型。在設計原理上，與第一種工具機沒有本質的變化，只是在刀具類型上稍有改變，取消了墊刀圈，改用對刀儀對刀具進行裝刀，這種車床同樣存在加工效率較低，加工範圍受限制的缺點。
第三種工具機又稱為第三代數控孔型加工中心工具機，是以理想的車削狀態為主，是以三軸及三軸以上聯動方式控制的數控工具機。其最大的特點是很好地利用了張減(定徑) 機架三輥的均勻平面分布以及加工過程中軋輥的旋轉特性。此類工具機是全進口設備，結構較為複雜，對於很多企業來說購買費用，後期維護的費用相當昂貴。發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床，用於提高加工效率，降低企業成本，並且能加工任何類型的孔型。
本發明的目的是這樣實現的一種數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床，它包括安裝於車床底座上的迴轉數控刀盤部分、張減機架驅動定位部分、刀盤迴轉驅動機架體和絲杆機架體，所述迴轉數控刀盤部分通過端面齒盤副與刀盤迴轉驅動機架體相連，刀盤迴轉驅動機架體與絲槓機架體之間通過直線導軌副相連。
所述迴轉數控刀盤部分包括刀杆、刀盤機架體以及安裝於刀盤機架體上的伺服電機I和直線導軌，在所述直線導軌上安裝有平行於刀盤機架體的滾子絲槓，所述滾子絲槓的一端與伺服電機I的輸出端相連，所述刀杆通過刀座拖板安裝於直線導軌，且刀座拖板與滾子絲槓相連。
在所述絲槓機架體上設置有平行於刀盤機架體軸心線的絲槓，所述絲槓通過滾子絲母與刀盤迴轉驅動機架體相連。
與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明利用兩軸數控系統就可分別對三個位置的軋輥孔型實行多段連接曲線的加工， 實現任何類型孔型的加工，一方面提高加工效率，降低企業成本，另一方面因其結構簡單易操作，減少後期維護費用。


圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為本發明的三位軋輥分布及過軸線的結構示意圖。
圖3為本發明的迴轉數控刀盤部分的結構示意圖。
其中迴轉數控刀盤部分1 張減機架驅動定位部分2 刀盤迴轉驅動機架體3 絲槓機架體4 端面齒盤副5 刀杆1. 1 伺服電機I 1.2 刀盤機架體1. 3 直線導軌1.4 滾子絲槓1. 5 刀座拖板1. 6 張減機架2. 1 三位軋輥2. 2 電機2. 3刀盤迴轉蝸輪蝸杆副3. 1 刀盤迴轉驅動電機3. 2 液壓缸3. 3 刀具運作機架體3. 4 絲槓機座4. 1 伺服電機II 4.2 絲槓4. 3 減速電機4. 4 滾子絲母4. 5。
具體實施方式
參見圖1，本發明涉及一種數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床，它主要由安裝於車床底座上的迴轉數控刀盤部分1、張減機架驅動定位部分2、刀盤迴轉驅動機架體3和絲杆機架體4組成。所述迴轉數控刀盤部分1通過齒盤5安裝於刀盤迴轉驅動機架體3上，刀盤迴轉驅動機架體3與絲槓機架體4之間通過直線導軌副相連。
所述張減機架驅動定位部分2主要由張減機架2. 1、三位軋輥2. 2和電機2. 3組成。三位軋輥2. 2的中心軸線形成一個等邊三角形平面，如圖2所示，三個軋輥呈120度分布。4
所述刀盤迴轉驅動機架體3主要由刀盤迴轉蝸輪蝸杆副3. 1、刀盤迴轉驅動電機3.2、液壓缸3. 3和刀具運作機架體3. 4組成。其中刀具運作機架體3. 4通過端面齒盤副5 與迴轉數控刀盤部分1相連，刀盤部分1上與刀盤迴轉驅動機架體3上各自擁有的相嚙合的端面齒盤，是通過液壓缸3. 3使其伸縮脫開和縮緊嚙合，在刀具運作機架體3. 4通過直線導軌副與絲槓機架體4相連，液壓缸3. 3配合蝸輪蝸杆副3. 1和端面齒盤副5控制整個迴轉數控刀盤部分1的轉動位置，刀盤迴轉後縮緊，使滾子絲槓1. 5能準確地定位於120度分布的軋輥加工平面，當液壓缸3. 3縮緊後使迴轉數控刀盤部分1和刀盤迴轉驅動機架體3 就形成了一個剛性整體，以確保車削時穩定性。
參見圖3，迴轉數控刀盤部分1主要由刀杆1. 1、伺服電機I 1. 2、刀盤機架體1. 3 和直線導軌1. 4組成。所述刀盤機架體1. 3為圓柱盤體，伺服電機I 1. 2和直線導軌1. 4固定於刀盤機架體1. 3的端平面上，在直線導軌1. 4上設置有平行與端平面的滾子絲槓1. 5， 滾子絲槓1. 5與伺服電機I 1. 2的輸出端相連，在直線導軌1. 4上還設置有刀座拖板1. 6， 刀杆1. 1安裝於刀座拖板1.6上。由伺服電機I 1.2通過滾子絲槓1.5來驅動刀座拖板 1. 6在直線導軌1. 4上的位移，此位移作為刀杆1. 1在Z軸的運動。
絲槓機架體4主要由絲槓機座4. 1以及安裝於絲槓機座4. 1上的伺服電機II 4. 2 和絲槓4. 3組成。絲槓4. 3與迴轉數控刀盤部分1的刀盤機架體1. 3的軸心線相互平行， 絲槓4. 3的一端固定於絲槓機座4. 1上，另一端通過減速電機4. 4與伺服電機II 4. 2的輸出端相連，絲槓4. 3的中間通過滾子絲母4. 5與刀具運作機架體3. 4相連。由伺服電機II4.2通過絲槓4. 3來驅動迴轉數控刀盤部分1和刀盤迴轉驅動機架體3做直線往復運動，此位移為刀杆1.1在X軸的運動。
上述X軸和Z軸構成了刀杆1. 1的運動直角坐標系統，相同於典型的車床加工形式一樣對軋輥孔型進行車削加工運動。而這個可機械運動的坐標系是建立在迴轉數控刀盤上的，所以當迴轉數控刀盤部分迴轉時分別對位張減機架驅動定位部分2中三個120度分布的三位軋輥2. 2的過軸線截平面(車削的理想位置)，也就形成了利用兩軸數控系統就可分別對三個空間(三維位置)位置的軋輥孔型實行多段連接曲線的加工了。
權利要求
1. 一種數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床，它包括安裝於車床底座上的迴轉數控刀盤部分(1)、張減機架驅動定位部分(2)、刀盤迴轉驅動機架體(3)和0絲杆機架體(4)， 所述迴轉數控刀盤部分(1)通過端面齒盤副5安裝於刀盤迴轉驅動機架體(3)上，刀盤迴轉驅動機架體(3)與絲槓機架體(4)之間通過直線導軌副相連，其特徵在於所述迴轉數控刀盤部分(1)包括刀杆(1. 1)、刀盤機架體(1.3)以及安裝於刀盤機架體(1.3)上的伺服電機I (1. 2)和直線導軌(1. 4)，在所述直線導軌(1. 4)上安裝有平行於刀盤機架體(1. 3)的滾子絲槓(1.5)，所述滾子絲槓(1.5)的一端與伺服電機I (1.2)的輸出端相連，所述刀杆 (1.1)通過刀座拖板(1.6)安裝於直線導軌(1.4)，且刀座拖板(1. 6)與滾子絲槓(1. 5)相連，在所述絲槓機架體(4)上設置有平行於刀盤機架體(1.3)軸心線的絲槓(4. 3)，所述絲槓(4. 3)通過滾子絲母(4. 5)與刀盤迴轉驅動機架體(3)相連。
全文摘要
本發明涉及一種數控軸迴轉定位定徑機架孔型數控車床，它包括安裝於車床底座上的迴轉數控刀盤部分(1)、張減機架驅動定位部分(2)、刀盤迴轉驅動機架體(3)和絲杆機架體(4)，所述迴轉數控刀盤部分(1)通過端面齒盤副5安裝於刀盤迴轉驅動機架體(3)上，刀盤迴轉驅動機架體(3)與絲槓機架體(4)之間通過直線導軌副相連。本發明利用兩軸數控系統就可分別對三個位置的軋輥孔型實行多段連接曲線的加工，實現了任何曲線孔型的加工，一方面提高加工效率，降低企業成本，另一方面因其結構簡單易操作，減少後期維護費用。
文檔編號B23B5/08GK102489723SQ20111038004
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉俊, 宋箭平, 尹賢利, 王鑄, 甘長財, 蔣奕棟 申請人:江陰華潤制鋼有限公司