多刀鏜削加工數控鏜床的製作方法

2023-04-25 23:54:36 2

專利名稱：多刀鏜削加工數控鏜床的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鏜削加工工具機，尤其涉及一種用於錐孔鏜削加工的多 刀鏜削加工數控鏜床。
背景技術：
目前，大型船舶舵葉錐孔加工難度大，精度要求高，加工精度已成為船舶 加工中的重點和難點。傳統上船舶專用航葉錐孔鏜床的加工形式是採用機械式
傳動帶動單導軌鏜刀運動，即通過電機帶動大鏜軸轉動，進而帶動安裝在大 鏜軸上的齒輪組轉動，齒輪組通過萬向聯軸器將動力傳導到安裝在大鏜軸上並 相對大鏜軸具有一定斜度的鏜刀部件上，鏜刀部件中的螺杆帶動鏜刀沿具有一 定斜度的導軌做軸向運動，這樣，鏜刀既環繞大鏜軸轉動，同時也沿導軌運動， 乂人而力口工出4,孑L
使用單鏜刀切削時，由於受力不均勻，容易產生震動，從而影響舵葉錐孔 的加工精度，嚴重時則會損壞刀具，縮短刀具使用壽命。而且鏜刀的軸向運動 釆用的是齒輪，螺杆等機械傳動形式帶動， 一方面齒輪與齒輪之間及螺杆與螺 母之間具有間隙，這些間隙在嚙合傳動時直接反映到刀具運動精度上，從而影 響加工精度；另一方面，鏜刀的軸向運動速度依賴大鏜軸的轉動速度，其為不 可自由調節也不能隨時停止進給，只能隨大鏜軸的轉動一直運動直到一次加工 完，因此，進給量不能數控調節嚴重影響加工的精度，而之後的研磨作業則需 為此花費大量的時間。因此，需要一種在加工過程中受力均勻、進給量可調節、加工精度高且刀 具使用壽命長的多刀鏜削加工數控鏜床。

實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種在加工過程中受力均勻、進給量可調節、 加工精度高且刀具使用壽命長的多刀鏜削加工數控鏜床。
為了實現上述目的，本實用新型提供一種多刀鏜削加工數控鏜床，適用於 對船舶舵葉進行錐孔鏜削加工，所述多刀鏜削加工數控鏜床包括若干支撐部件、 調心軸承部件、主驅動部件、主軸、數控平臺，固定套及錐度鏜機構，所述主 軸樞接於所述調心軸承部件上，所述調心軸承部件固定於所述支撐部件上，所 述主驅動部件安裝在所述主軸的一端，所述固定套可拆卸地包覆固定於所述主 軸上，所述錐度鏜機構安裝在所述固定套上，所述主驅動部件及所述錐度鏜機 構均與所述數控平臺電性連接，其中，具有至少兩個均勻分布於所述固定套上 的錐度鏜機構，所述錐度鏜機構包括導軌、步進電機、滾珠絲杆、刀架及刀具， 所述滾珠絲杆包括絲杆及滾珠底座，所述導軌沿所述主軸的軸向固定於所述固 定套上，且與所述主軸的夾角為銳角，所述絲杆樞接於所述導軌上並與所述步 進電機連接，所述步進電機安裝於所述導軌上並與所述數控平臺電性連接，所 述導軌具有凹槽，所述滾珠底座卡合於所述導軌的凹槽內並於所述絲杆相嚙合， 所述刀架固定於所述滾珠底座上，所述刀具固定於所述刀架體上。
較佳地，所述滾珠底座包括底座體及滾珠，所述底座體具有沿所述主軸的 軸向方向貫穿的絲杆洞，所述絲杆洞內壁上具有至少兩個滾珠容置孔，所述滾 珠分別可轉動的容置於所述滾珠容置孔內並凸出於所述絲杆洞內壁。傳統的螺母與螺杆連接在連接處具有間隙，傳動時容易產生輕微的運動尺寸誤差，所述 滾珠內嵌於所述底座體內壁容置孔內及所述絲杆螺旋槽內,使所述滑塊與所述 絲杆無間隙結合，傳動更加精確、平穩。
較佳地，所述調心軸承部件包括軸承支座、調心軸承、調心軸承內錐套及 內錐套鎖緊螺母，所述調心軸承內錐套套接於所述主軸上，並通過所述內錐套 鎖緊螺母固定於所述調心軸承內，所述調心軸承安裝在所述軸承支座上，所述
軸承支座固定連接在所述支撐部件上，通過使用所述調心軸承內錐套及所述內 錐套鎖緊螺母將所述主軸安裝在所述調心軸承上，所述調心軸承的調心作用使 所述主軸的中心軸線非常容易調節與所需加工的船舶舵葉錐孔軸線重合，從而 避免在加工過程中因所述主軸位置的不準確而影響加工精度。
較佳地，所述主驅動部件包括電機及減速器，所述電機與所述減速器連接， 所述減速器安裝於所述主軸的一端，並與所述支撐部件連接，通過所述減速器， 調節所述電機的輸出轉速，從而提供一個適合加工錐孔的轉旋速度。
較佳地，還包括固定於支撐部件上的位於所述主軸中段的滾動支撐體，所 述滾動支撐體包括圓形支撐環、螺杆及滾子，所述主軸穿過所述圓形支撐環， 所述滾子可轉動的連接於所述螺杆上，所述螺杆樞接於所述圓形支撐環上並使 所述滾子與所述主軸相接觸。所述滾動支撐體處於所述主軸中段支撐所述主軸， 使所述主軸由於自重而產生的撓度大大減少，受力均勻，平穩地轉動。
本實用新型和現有技術相比，由於本實用新型具有至少兩個均勻分布於固 定套上的由導軌、步進電機、滾珠絲杆、刀架及刀具組成的錐度鏜機構，具有 同時工作的多個刀具，避免了 一般的鏜床使用單鏜刀進行切削時由於受力不均 勻而產生震動進而影響加工精度及損壞刀具的缺點，使得刀具使用壽命得到大幅提高。同時，通過步進電機驅動滾珠絲杆取代一般的齒輪傳動及電機驅動螺 杆的傳動形式，使傳動更加精確、平穩，並且利用數控技術控制步進電機的轉 動使錐孔在加工過程中刀具的軸向和徑向進給量都可以自由調節，從而使錐孔 的加工精度得到大大的提高。
為了詳細說明本實用新型的技術內容、構造特徵，以下結合實施方式並配 合附圖進說明。


圖1為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床的結構示意圖。
圖2為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床的錐度鏜機構與固定套連接的結 構示意圖。
圖3為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床的錐度鏜機構的分解示意圖。 圖4為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床的滾珠絲杆的剖視圖。 圖5為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床的的軸承部件與主軸連接的結構 示意圖。
圖6為圖1中A部分的放大圖。
圖7為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床對舵葉進行錐孔加工時的結構示 意圖。
圖8為本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床對舵葉進行錐孔加工時的錐度鏜 機構處於錐孔內的剖視圖。
具體實施方式
7如圖1、圖2所示，多刀鏜削加工數控鏜床100，包括五個支撐部件l、調 心軸承部件2、主驅動部件3、主軸4、數控平臺(圖中未示出)，固定套5及三 個錐度鏜機構6，所述主軸4樞接於所述調心軸承部件2上，所述調心軸承部件 2固定於所述支撐部件1上，所述主驅動部件3安裝在所述主軸4的一端，所述 固定套5可拆卸地包覆固定於所述主軸4上，三個錐度鏜機構6均勻分布在所 述固定套5上，所述主驅動部件及所述錐度鏜機構均與所述數控平臺電性連接， 本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100至少包括兩個均勻分布在所述固定套上 的錐度鏜機構6，所述錐度鏜機構6的具體數量根據實際情況而定；更具體地， 結合圖3所示，所述錐度鏜機構6包括導軌61、步進電機62、滾珠絲杆63、刀 架64及刀具65，所述滾珠絲杆63包括絲杆631及滾珠底座632,所述導軌61 沿所述主軸4的軸向固定於所述固定套5上，且與所述主軸4的夾角為銳角(J)， 所述絲杆631樞接於所述導軌61上並與所述步進電機62連接，所述步進電機 62安裝於所述導軌61上並與所述數控平臺電性連接，所述導軌61具有凹槽61a, 所述滾珠底座632卡合於所述導軌61的凹槽61a內並於所述絲杆631相嚙合， 所述刀架64固定於所述滾^K底座632上，所述刀具65固定於所述刀架64上。
較佳者，所述主驅動部件3包括電機31及減速器32,所述電機31與所述 減速器32連接，所述減速器32安裝於所述主軸4的一端，並與所述支撐部件1 連接，通過所述減速器32,調節所述電機31的輸出轉速，從而提供一個可調節 的、適合加工錐孔的轉旋速度。
請參閱圖4，較佳者，所述滾珠底座632包括底座體6321及滾珠6322,所 述底座體6321具有沿所述主軸4的軸向方向貫穿的絲杆洞6321a,所述絲杆洞 6321a內壁上具有至少兩個滾J朱容置孔6321b,所述滾珠632b分別可轉動的容置於所述滾珠容置孔6321b內並凸出於所述絲杆洞6321a內壁。傳統的螺母與 螺杆連接在連接處具有間隙，傳動時容易產生運動距離輕微的誤差，所述滾珠 6322內嵌於所述底座體6321內壁容置孔6321b內及所述絲杆631螺旋槽631a 內，使所述底座體6321與所述絲杆631無間隙結合，傳動更加精確、平穩。
請再參閱圖5,較佳者，所述調心軸承部件2包括軸承支座21、調心軸承 22、調心軸承內錐套23及內錐套鎖緊螺母24,所述調心軸承內錐套23套接於 所述主軸4上，並通過所述內錐套鎖緊螺母24固定於所述調心軸承22內，所 述調心軸承22安裝在所述軸承支座21上，所述軸承支座21固定連接在所述支 撐部件1上，通過使用所述調心軸承內錐套23及所述內錐套鎖緊螺母24將所 述主軸4安裝在所述調心軸承22上，所述調心軸承22的調心作用使所述主軸4 的中心軸線非常容易調節與所需加工的船舶舵葉錐孔軸線重合，從而避免在加 工過程中因所述主軸位置的不準確而影響加工精度。
請再看圖6，較佳者，還包括固定於所述支撐部件1上的位於所述主軸4 中段的滾動支撐體7，所述滾動支撐體7包括圓形支撐環71、螺杆72及滾子73， 所述主軸4穿過所述圓形支撐環71，所述滾子73可轉動的連接於所述螺杆72 上，所述螺杆72樞接於所述圓形支撐環71上並使所述滾子73與所述主軸4相 接觸。所述滾動支撐體7處於所述主軸4中段支撐所述主軸4，使所述主軸由於 自重而產生的撓度大大減少，受力均勻，平穩地轉動
結合圖7及8所示，對本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100對船舶舵葉8 進行錐孔加工的工作原理進行詳細說明所述軸承部件2安裝在所述主軸4兩 端，所述支撐部件1位於所述主軸4兩端及中間段位置分別支撐所述軸承部件2 及滾動支撐體7,所述滾動支撐體7對中間段位置的主軸4進行支撐，所述驅動部件3安裝在所述主軸4的一末端並與所述支撐部件1連接，所述步進電機62
與數控平臺(圖中未示出)電性連接，3個所述錐度鏜機構6均勻地分布在所述
固定套5上，所述固定套5固定於所述主軸4上。當加工錐孔時，所述主軸4
穿過所述舵葉8的舵杆座82及舵銷座81,所述錐度鏜機構6位於所述舵銷座
81的孔81a內，操作人員通過在操作平臺上操作，可根據實際需要設置不同的
的進刀速度，之後打開電源開關，所述電機31通過所述減速器32帶動所述主
軸4旋轉進而帶動所述錐度鏜機構6繞所述主軸4的軸線旋轉，所述刀具65即
可對舵葉8進行切削，與此同時，所述步進電機62的轉動帶動與其連接的滾珠
絲杆63的絲杆631轉動，所述絲杆631的帶動底座體6321沿絲杆63移動，所
述底座體6321的移動帶動與其連接的刀架64移動，所述刀架64的移動再帶動
刀具移動，此時，所述刀具64既進行沿主軸4的旋轉切削，又進行沿主軸4的
軸向切削，由於導軌61與所述主軸4的夾角為銳角cl)，故所述刀具64在在舵
銷座81上加工出的錐孔的錐度為2小度；優選地，用本實用新型多刀鏜削加工 數控鏜床100對船舶舵葉8進行錐孔加工時，所述銳角(J)的正切值為丄stanct) s
30
丄。當第一刀加工完後，通過檢測，驗證，再設置一合適的進刀速度進行第二 10
刀切削，直到將所述錐孔81a加工完為止。
本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100由於具有3個均勻分布在所述固定 套5上的所述錐度鏜機構6,避免了一般的鏜床使用單鏜刀進行切削時受力不均 勻而產生震動進而影響加工精度及損壞刀具的缺點，刀具使用壽命得到提高。 通過所述步進電機62驅動所述滾珠絲杆63取代一般的齒輪傳動及電機驅動螺 杆的傳動形式，使傳動更加精確、平穩，並且利用數控技術控制所述步進電機 62的轉動使錐孔在加工過程中刀具的軸向進給量可以自由調節，從而使錐孔的加工精度得到大大的提高。
本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100在主軸4上可類似於安裝錐度鏜機 構6 —樣，安裝端面鏜機構、凹槽鏜機構及油槽鏜機構，並配合對數控平臺的 控制，從而使得本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100能對各種類型零部件中 的錐孔、直孔、沉孔、端面及油槽等進行鏜削加工。
本實用新型多刀鏜削加工數控鏜床100所涉及到的所述刀具65、所述主軸 4的尺寸大小，鏜床的安裝方法，操作箱的操作方法均為本領域普通技術人員所 熟知，在此不再做詳細的說明。
以上所揭露的僅為本實用新型的較佳實例而已，當然不能以此來限定本實 用新型之權利範圍，因此依本實用新型申請專利範圍所作的等同變化，仍屬於 本實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求1.一種多刀鏜削加工數控鏜床，適用於對船舶舵葉進行錐孔鏜削加工，所述多刀鏜削加工數控鏜床包括若干支撐部件、調心軸承部件、主驅動部件、主軸、數控平臺，固定套及錐度鏜機構，所述主軸樞接於所述調心軸承部件上，所述調心軸承部件固定於所述支撐部件上，所述主驅動部件安裝在所述主軸的一端，所述固定套可拆卸地包覆固定於所述主軸上，所述錐度鏜機構安裝在所述固定套上，所述主驅動部件及所述錐度鏜機構均與所述數控平臺電性連接，其特徵在於具有至少兩個均勻分布於所述固定套上的錐度鏜機構，所述錐度鏜機構包括導軌、步進電機、滾珠絲杆、刀架及刀具，所述滾珠絲杆包括絲杆及滾珠底座，所述導軌沿所述主軸的軸向固定於所述固定套上，且與所述主軸的夾角為銳角，所述絲杆樞接於所述導軌上並與所述步進電機連接，所述步進電機安裝於所述導軌上並與所述數控平臺電性連接，所述導軌具有凹槽，所述滾珠底座卡合於所述導軌的凹槽內並於所述絲杆相嚙合，所述刀架固定於所述滾珠底座上，所述刀具固定於所述刀架上。
2. 如權利要求1所述的多刀鏜削加工數控鏜床，其特徵在於所述滾珠底座包 括底座體及滾珠，所述底座體具有沿所述主軸的軸向方向貫穿的絲杆洞，所述 絲杆洞內壁上具有至少兩個滾珠容置孔，所述滾珠分別可轉動的容置於所述滾 珠容置孔內並凸出於所述絲杆洞內壁。
3. 如權利要求1所述的多刀鏜削加工數控鏜床，其特徵在於所述調心軸承部 件包括軸承支座、調心軸承、調心軸承內錐套及內錐套鎖緊螺母，所述調心軸承內錐套套接於所述主軸上，並通過所述內錐套鎖緊螺母固定於所述調心軸承 內，所述調心軸承安裝在所述軸承支座上，所述軸承支座固定連接在所述支撐 部件上。
4. 如權利要求1所述的多刀鏜削加工數控鏜床，其特徵在於所述主驅動部件 包括電機及減速器，所述電機與所述減速器連接，所述減速器安裝於所述主軸 的一端，並與所述支撐部件連接。
5. 如權利要求1所述的多刀鏜削加工數控鏜床，其特徵在於還包括固定於支 撐部件上的位於所述主軸中段滾動支撐體，所述滾動支撐體包括圓形支撐環、 螺杆及滾子，所述主軸穿過所述圓形支撐環，所述滾子可轉動的連接於所述螺 杆上，所述螺杆樞接於所述圓形支撐環上並^f吏所述滾子與所述主軸相接觸。
專利摘要本實用新型公開了一種多刀鏜削加工數控鏜床，包括若干支撐部件、調心軸承部件、主驅動部件、主軸、數控平臺、固定套及錐度鏜機構，其中具有至少兩個均勻分布於所述固定套上的錐度鏜機構，所述錐度鏜機構包括導軌、步進電機、滾珠絲杆、刀架及刀具，所述滾珠絲杆包括絲杆及滾珠底座，所述導軌沿所述主軸的軸向固定於所述固定套上，且與所述主軸的夾角為銳角，所述絲杆樞接於所述導軌上並與所述步進電機連接，所述步進電機安裝於所述導軌上並與所述數控平臺電性連接，所述導軌具有凹槽，所述滾珠底座卡合於所述導軌的凹槽內並於所述絲杆相嚙合，所述刀架固定於所述滾珠底座上，所述刀具固定於所述刀架上。
文檔編號B23B39/02GK201350513SQ200920050318
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月19日 優先權日2009年1月19日
發明者虹 劉, 廖永鋒, 朱廣平, 銳 王 申請人:廣東至信船舶配套有限公司