一種切削內圓弧曲面的專用數控車床的製作方法

2023-08-09 01:06:21

專利名稱：一種切削內圓弧曲面的專用數控車床的製作方法
技術領域：
本發明屬於數控專用工具機技術領域，具體涉及一種高效切削內圓弧曲面的專用數控車床，主要是解決高效車削內圓弧曲面時同時裝夾多刀、縮短換刀行程和時間和直線移動換刀代替旋轉換刀等加工工藝問題。
背景技術：
內圓弧曲面工件在我國家電、模具、汽車製造及社會其它的各個領域，都廣泛被應用。根據市場調查，僅僅是廣東的湛江地區，光是電飯煲，每年的需求量達50000萬個，而其中的發熱盤是典型的內雙圓弧曲面。根據內圓弧曲面工件的形狀特點，主要加工方法是車削。目前的加工方法主要有兩種，一是採用普通專用車床通過靠模加工，二是選用普通數控車床加工。前一種方法的缺點是由於主軸的轉速不夠高，機械控制定位沒有反饋因而加工精度不穩定，後一種加工方法主要是換刀時行程太大，因而切削效率低，加工成本高。因此研發一種既可提高生產效率，又能保證加工精度的高效切削內圓弧曲面的專用數控車床顯得十分重要。

發明內容
本發明的目的在於克服現有的工藝技術局限和不足，提供一種順序換刀快、成本較低的適用於多種規格和各種材料的切削內圓弧曲面的專用數控車床專用數控工具機。本發明提供的一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，包括主軸驅動部件，床身機架的上表面安裝可沿Z軸移動的下滑座，下滑座的上表面安裝可沿X軸移動的刀座，並設置下滑座的Z軸進給伺服驅動機構和刀座的X軸進給伺服驅動機構，該刀座設置裝夾刀具的排式刀架裝置，該排式刀架裝置由開在刀座上面沿著X軸走向的導軌槽和並排裝配在導軌槽上且可調整位置的至少二個刀架。床身機架上表面、刀座下表面及下滑座上、下表面都加工有導軌面，床身機架上表面和下滑座下表面的導軌面形成Z軸移動的下導軌副，下滑座上表面和刀座下表面的導軌面形成X軸移動的上導軌副，Z軸進給伺服驅動機構和X軸進給伺服驅動機構均包括絲杆機構和交流伺服電動機。主軸驅動部件的主軸通過前端的三對滾珠軸承和後端的兩對滾珠軸承安裝在主軸箱體裡，兩端向外伸出分別接有裝夾機構和大皮帶輪，在前端的三對滾珠軸承外側安裝有軸承蓋，裡側安裝有軸承壓蓋和前端調整圓螺母，在後端的兩對滾珠軸承裡側有軸承擋圈，外側有碟型彈簧、卸荷支承套和後端調整圓螺母，並由前端調整圓螺母、後端調整圓螺母及碟型彈簧共同組成調隙機構。本發明的有益效果是實現一次裝夾完成所有內圓弧曲面工件加工面的加工，提高加工效率，解決了內圓弧曲面難加工、加工效率低、成本高、表面加工精度低等問題。有效地縮短了加工時間，降低了勞動強度，降低了勞動成本，提高了工作效率和經濟效益。
實現了一次多刀裝夾，直線移動自動換刀，縮短換刀行程，實現換刀時間短、定位精度高的目的。順利實現了主軸轉速達4000r/min的高轉速、高精度切削，35 40s/件的高效切削。


圖1是發明的主視圖；圖2是圖1的左視圖；圖3是發明的刀座部分的俯視圖；圖4是發明的主軸驅動部件的局部剖視圖。
具體實施例方式參照圖1至圖4，本發明提供的一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，包括床身機架1、主軸驅動部件、電器櫃12、數控顯示器5和數控系統，主軸驅動部件由主軸交流伺服電動機2帶動小皮帶輪3轉動，小皮帶輪3通過皮帶帶動大皮帶輪4轉動，大皮帶輪4再驅動主軸驅動部件中的主軸21轉動，從而驅動裝夾機構6。床身機架1的上表面安裝可沿Z軸移動的下滑座9，即與主軸21平行的方向移動， 下滑座9的上表面安裝可沿X軸移動的刀座8，即與主軸21垂直的方向移動，並設置下滑座 9的Z軸進給伺服驅動機構10和刀座8的X軸進給伺服驅動機構11，該刀座8設置裝夾刀具的排式刀架裝置，該排式刀架裝置由開在刀座8上面沿著X軸走向的導軌槽13和並排裝配在導軌槽13上且可調整位置的至少二個刀架7，圖3中顯示是三個，刀架7由夾刀架及壓刀螺栓、連接螺栓組成，通過鬆開螺栓可使夾刀架在導軌槽13上移動，調整到合適位置再擰緊即可。該床身機架1由鋼板焊接而成，是整臺車床的支承件，下滑座9為灰鑄鐵件。該床身機架1上表面、刀座9下表面及下滑座9上、下表面都加工有導軌面，床身機架1上表面和下滑座9下表面的導軌面形成Z軸移動的下導軌副，下滑座9上表面和刀座8下表面的導軌面形成X軸移動的上導軌副，Z軸進給伺服驅動機構10和X軸進給伺服驅動機構11均包括絲杆機構和交流伺服電動機，絲杆機構採用常規的結構，只要能實現所述的目的即可。主軸驅動部件的主軸21通過前端的三對滾珠軸承M和後端的兩對滾珠軸承19 安裝在主軸箱體14裡，兩端向外伸出分別接有裝夾機構6和大皮帶輪4，在前端的三對滾珠軸承M外側安裝有軸承蓋17，裡側安裝有軸承壓蓋23和前端調整圓螺母22，在後端的兩對滾珠軸承19裡側有軸承擋圈20，外側有碟型彈簧18、卸荷支承套16和後端調整圓螺母15，並由前端調整圓螺母22、後端調整圓螺母15及碟型彈簧18共同組成調隙機構。裝夾機構6由三爪卡盤及卡盤座構成，主軸箱體14為灰鑄鐵鑄件。數控系統選用廣東廣州數控設備有限公司生產的980T數控系統，實現工具機的數字控制功能。應用例一現以廣東茂名市凱星達電器有限公司使用本發明高效切削內圓弧曲面的專用數控車床為例，說明本發明的具體使用情況。該公司用該專用數控車床加工如下所示的內圓弧曲面工件。該零件需要加工的面有，外圓柱面、端面、內雙圓弧面、內孔階梯面等，車削髮熱盤前，先按加工面要求，在刀架7上裝上五把刀，這些刀具的安裝位置先按發熱盤的具體尺寸要求計算好所需要的縱、橫向行程，計算好準確的安裝位置。工具機工作時打開電器櫃12的電源，將電源接通，開啟數控顯示器5，工具機起動。制定工件加工工藝，編寫輸入數控加工程序，校驗仿真加工程序，開動工具機，工具機回原點復位，對刀，建立零件加工原點。按下顯示器5上的運行按鈕，工具機自動運行程序開始加工工件。加工工件過程表現為，順序切削，連續換刀，由數控系統發出執行指令，伺服系統驅動進給執行機構直線移動，Z軸進給伺服驅動機構10起作用使刀具作縱向直線移動，X軸進給伺服驅動機構11 起作用使刀具作橫向移動，兩機構同時作用，實現刀具縱、橫向聯動，作圓弧軌跡切削。每加工完一件工件，按下操作顯示器上的程序運行停止按鈕，將操作面板處於編輯狀態，拆卸工件，重複上述操作繼續加工第二件…加工效果表現為內圓弧面的表面粗糙度可達0. 4 1. 6之間，表面光滑，無任何刀痕。每件工件完成時間為35 40s，達到高效高精度的目的。
權利要求
1.一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，包括主軸驅動部件，其特徵在於，床身機架 (1)的上表面安裝可沿Z軸移動的下滑座(9)，下滑座(9)的上表面安裝可沿X軸移動的刀座(8)，並設置下滑座(9)的Z軸進給伺服驅動機構(10)和刀座(8)的X軸進給伺服驅動機構(11)，該刀座(8)設置裝夾刀具的排式刀架裝置，該排式刀架裝置由開在刀座(8)上面沿著X軸走向的導軌槽(1 和並排裝配在導軌槽上且可調整位置的至少二個刀架(7)。
2.根據權利要求1所述的一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，其特徵在於，床身機架(1)上表面、刀座(8)下表面及下滑座(9)上、下表面都加工有導軌面，床身機架(1)上表面和下滑座(9)下表面的導軌面形成Z軸移動的下導軌副，下滑座(9)上表面和刀座(8) 下表面的導軌面形成X軸移動的上導軌副，Z軸進給伺服驅動機構(10)和X軸進給伺服驅動機構(U)均包括絲杆機構和交流伺服電動機。
3.根據權利要求1所述的一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，其特徵在於，主軸驅動部件的主軸通過前端的三對滾珠軸承04)和後端的兩對滾珠軸承(19)安裝在主軸箱體(14)裡，兩端向外伸出分別接有裝夾機構(6)和大皮帶輪，在前端的三對滾珠軸承(24)外側安裝有軸承蓋(17)，裡側安裝有軸承壓蓋和前端調整圓螺母(22)，在後端的兩對滾珠軸承裡側有軸承擋圈，外側有碟型彈簧(18)、卸荷支承套(16)和後端調整圓螺母(15)，並由前端調整圓螺母(22)、後端調整圓螺母(1 及碟型彈簧(18)共同組成調隙機構。
全文摘要
一種切削內圓弧曲面的專用數控車床，包括主軸驅動部件，床身機架(1)的上表面安裝可沿Z軸移動的下滑座(9)，下滑座(9)的上表面安裝可沿X軸移動的刀座(8)，並設置下滑座(9)的Z軸進給伺服驅動機構(10)和刀座(8)的X軸進給伺服驅動機構，該刀座(8)設置裝夾刀具的排式刀架裝置。本發明性能穩定，切削效率高，可用於高效率車削多種規格的各種材料的內圓弧曲面工件。
文檔編號B23B19/02GK102380625SQ20111036086
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者任明, 李凱, 蔡業彬, 鄭澤鈿, 陳銀清 申請人:廣東石油化工學院, 茂名市怡華機械有限公司