專利名稱：變橢型線外圓數(shù)控車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于數(shù)控機床技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，涉及一種變橢型線外圓數(shù)控車床。
背景技術(shù)：
目前，普通數(shù)控車床能方便對常規(guī)產(chǎn)品的外圓進行加工，但是對于一些不規(guī)則的 產(chǎn)品卻無能為力。我公司開發(fā)的400mm變橢型線外圓產(chǎn)品，如圖8所示，該產(chǎn)品為圓桶狀，且 在圓桶的周壁上對稱開設(shè)有通孔6a，外圓6b是變橢型線，如果采用普通數(shù)控車床加工，雖 然也能實現(xiàn)X軸、Z軸聯(lián)動，但由于其X軸普遍采用交流伺服電機帶動同步齒型帶、滾珠絲桿 實現(xiàn)拖板移動，動態(tài)響應(yīng)低，不能適應(yīng)變橢外圓型線加工過程中要求X軸高頻振動的需要， 無法達到變橢型線外圓產(chǎn)品的形狀和尺寸精度要求；同時，普通數(shù)控車床的刀具拖板通常 位于主軸的前方，對于大型工件來說，待加工工件往機床上安裝非常不方便。另外，這類大 型工件僅靠尾架頂尖頂緊來夾緊，加工過程中工件的穩(wěn)定性不好，會降低工件的加工精度， 甚至影響變橢型線的形成。
實用新型內(nèi)容本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是提供一種加工精度高，工件安裝方便的變橢 型線外圓產(chǎn)品的數(shù)控車床。 本實用新型的技術(shù)方案如下一種變橢型線外圓數(shù)控車床，包括床身、主電機、主 軸、主軸箱、帶動盤和尾架，在床身的左端安裝主電機，右端安裝尾架，所述主電機的輸出軸 通過皮帶及皮帶輪與主軸連接，該主軸的右端從主軸箱中穿過，并且主軸的右端頭與帶動 盤連接，其關(guān)鍵在于所述床身為寬體整體床身，具有前后兩部分，所述主電機、主軸、主軸 箱、帶動盤和尾架位于床身的前面部分，在所述床身的后面部分并排安裝兩根Z軸直線導(dǎo) 軌，該Z軸直線導(dǎo)軌與主軸相平行，且Z軸直線導(dǎo)軌上安裝有大拖板，大拖板能沿Z軸直線 導(dǎo)軌滑移；在所述大拖板上安裝小拖板，該小拖板能相對大拖板在垂直于主軸的方向滑移， 所述小拖板的前端固裝有直線電機，該直線電機的軸線與主軸垂直，并且直線電機的轉(zhuǎn)動 軸上安裝有刀具，所述刀具與主軸的軸心等高。 采用以上技術(shù)方案，將待加工工件吊放于帶動盤和尾架之間，并用尾架的頂尖頂 緊，由于大、小拖板及直線電機置于寬體整體床身的后部，使得大型待加工工件可以方便順 利地吊裝在機床上進行加工。所述主電機通過主軸和帶動盤帶動待加工工件轉(zhuǎn)動，同時，大 拖板可以在z軸直線導(dǎo)軌上作左右滑移，以實現(xiàn)刀具的左右運動；小拖板可以在大拖板上 前后滑移，以實現(xiàn)刀具的前后運動。直線電機具有出色的動態(tài)響應(yīng)和極高的位移速度、精度 高，無需傳動裝置，極大的提高了 X軸的跟隨響應(yīng)速度。所述主電機、直線電機以及使刀具 作前后左右運動的驅(qū)動裝置，均由加工變橢型線外圓軟件控制，使得z軸、x軸、c軸方向的 運動以及直線電機高頻聯(lián)動，從而實現(xiàn)了對工件變橢外圓型線的加工。 在兩根所述z軸直線導(dǎo)軌之間設(shè)有z軸滾球絲桿，該z軸滾球絲桿通過軸承及軸 承座支承于床身上，z軸滾球絲桿的左端通過聯(lián)軸器與z軸電機的輸出軸連接，在所述z軸滾球絲桿上套裝有z軸螺母，該螺母固定于大拖板的底部。以上結(jié)構(gòu)中，z軸電機通過聯(lián)軸 器帶動z軸滾球絲桿轉(zhuǎn)動，z軸滾球絲桿轉(zhuǎn)動的同時，通過z軸螺母帶動大拖板作左右滑移， 最終實現(xiàn)刀具左右方向的運動，并且可以通過控制z軸電機的轉(zhuǎn)速來控制刀具左右運動的速度。 所述小拖板通過燕尾槽與大拖板滑動配合，在所述大拖板內(nèi)通過軸承安裝有x軸 絲桿，與該x軸絲桿配合的x軸螺母固定于小拖板的底部，所述x軸絲桿通過皮帶及皮帶輪 與x軸電機的輸出軸連接，x軸電機安裝在大拖板上，并位于小拖板的左側(cè)。以上結(jié)構(gòu)中，x 軸電機通過皮帶及皮帶輪帶動x軸絲桿旋轉(zhuǎn)，x軸絲桿旋轉(zhuǎn)的同時，通過x軸螺母帶動小拖 板作前后滑移，以實現(xiàn)刀具前后方向的運動，并且可以通過控制x軸電機的轉(zhuǎn)速來控制刀 具前后運動的速度。 所述主軸為空心結(jié)構(gòu)，在該主軸的左端安裝同步回轉(zhuǎn)油缸，并且主軸中穿設(shè)有拉 桿，所述拉桿的左端伸出同步回轉(zhuǎn)油缸外，拉桿的右端穿過主軸箱和帶動盤后，與拉架連 接。以上結(jié)構(gòu)通過同步回轉(zhuǎn)油缸向左拉動拉桿，拉桿拉動拉架，并通過拉架將待加工工件拉 緊于帶動盤上，從而增加了工件的穩(wěn)定性，提高了工件的加工精度。 所述拉架包括銷管、支耳形架和螺母，所述支耳形架與銷管相垂直，支耳形架的右 端固套于銷管的中部，在支耳形架左端的內(nèi)部設(shè)置螺母，該螺母與拉桿端部的外螺紋配合。 以上結(jié)構(gòu)簡單可靠，裝卸方便，并且拉動時不容易打滑，有利于對待加工工件有效定位。 為了增加強度，在所述支耳形架與銷管之間設(shè)置有加強筋。
有益效果本實用新型可以實現(xiàn)對變橢外圓型線工件的加工，將大、小拖板和直線 電機置于床身的后面部分，使得大型待加工工件加工時的安裝既簡單又方便，在確保大型 待加工工件在加工過程中穩(wěn)定性的同時，有效提高了工件的加工精度。
圖1為本實用新型的主視圖。 圖2為圖1的俯視圖。 圖3為圖1的左視圖。 圖4為本實用新型中大、小拖板的裝配示意圖。 圖5為本實用新型中拉架的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為圖5的俯視圖。 圖7為圖5的左視圖。 圖8為本實用新型所加工工件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明 如圖1、圖2、圖3、圖5、圖6、圖7所示，床身1為寬體整體床身，具有前后兩部分。 在床身1的前面部分安裝主電機15、主軸3、主軸箱4、帶動盤5和尾架10，其中主電機15位 于床身1的左端，主電機15的輸出軸通過皮帶及皮帶輪與主軸3連接，該主軸3的右端從 主軸箱4中穿過，并且主軸3的右端頭與帶動盤5連接。所述主軸3為空心結(jié)構(gòu)，在該主軸 3的左端安裝同步回轉(zhuǎn)油缸2，并且主軸3中穿設(shè)有拉桿13，所述拉桿13的左端伸出同步回 轉(zhuǎn)油缸2夕卜，拉桿13的右端穿過主軸箱4和帶動盤5后，與拉架7連接。所述拉架7包括 銷管7a、支耳形架7b和螺母7c，所述支耳形架7b與銷管7a相垂直，支耳形架7b的右端固套于銷管7a的中部，在支耳形架7b左端的內(nèi)部設(shè)置螺母7c，該螺母7c與拉桿13端部的外 螺紋配合。在支耳形架7b與銷管7a之間設(shè)置有加強筋7d，以增加強度。在所述床身1的 右端設(shè)置平行導(dǎo)軌ll，該平行導(dǎo)軌11與主軸3同向布置，在平行導(dǎo)軌11上安裝尾架10，且 尾架10的套筒與主軸3水平同軸。 從圖2、圖3、圖4中可知，在床身1的后面部分并排安裝兩根z軸直線導(dǎo)軌24，該 z軸直線導(dǎo)軌24與主軸3相平行，z軸直線導(dǎo)軌24的后面設(shè)有限位開關(guān)12，且z軸直線導(dǎo) 軌24上安裝有大拖板22。在兩根所述z軸直線導(dǎo)軌24之間設(shè)有z軸滾球絲桿19，該z軸 滾球絲桿19通過軸承及軸承座支承于床身1上，z軸滾球絲桿19的左端通過聯(lián)軸器18與 z軸電機17的輸出軸連接，在所述z軸滾球絲桿19上套裝有z軸螺母，該螺母固定于大拖 板22的底部。當z軸電機17通過聯(lián)軸器18帶動z軸滾球絲桿19轉(zhuǎn)動，z軸滾球絲桿19 轉(zhuǎn)動的同時，通過z軸螺母帶動大拖板22沿z軸直線導(dǎo)軌24作左右滑移。 從圖2、圖3和圖4可知，在大拖板22上安裝小拖板21，該小拖板21通過燕尾槽 與大拖板22滑動配合。在大拖板22內(nèi)通過軸承安裝有x軸絲桿23，與該x軸絲桿23配合 的x軸螺母固定于小拖板21的底部，所述x軸絲桿23通過皮帶及皮帶輪與x軸電機20的 輸出軸連接，x軸電機20安裝在大拖板22上，并位于小拖板21的左側(cè)，在小拖板21的右 側(cè)設(shè)置零位限位器16。當x軸電機20通過皮帶及皮帶輪帶動x軸絲桿23旋轉(zhuǎn)，x軸絲桿 23旋轉(zhuǎn)的同時，通過x軸螺母帶動小拖板21能相對大拖板22在垂直于主軸3的方向作前 后滑移。所述小拖板21的前端固裝有直線電機14，該直線電機14的軸線與主軸3垂直，并 且直線電機14的轉(zhuǎn)動軸上安裝有刀具，所述刀具與主軸3的軸心等高。 本實用新型的工作原理如下 在待加工工件6周側(cè)壁的通孔6a內(nèi)放上尼龍?zhí)?，將拉架7的銷管7a對準待加工 工件6的兩通孔6a，拉銷9穿過尼龍?zhí)?和拉架7的銷管7a將拉架7與待加工工件6連 接在一起，然后把待加工工件6內(nèi)的拉銷9水平放置，再將待加工工件6吊裝至機床的帶動 盤5和尾架10之間，并以帶動盤5定位止口上的兩個鍵將拉架7定位，用該定位止口粗定 位待加工工件6。通過尾架10的頂尖低壓預(yù)頂緊待加工工件6，接著旋動拉桿13外露的左 端，將拉桿13旋入拉架7，并通過回轉(zhuǎn)油缸2拉緊拉桿13，將待加工工件6緊固在帶動盤5 上，然后再用尾架10高壓頂緊待加工工件6。 根據(jù)待加工工件6的直徑大小和長度，調(diào)整好限位開關(guān)12和零位限位器16。主電 機15通過主軸3和帶動盤5帶動待加工工件6高速轉(zhuǎn)動，同時在z軸電機17的驅(qū)動下通 過z軸滾球絲桿副帶動大拖板22做左右運動，在x軸電機20的驅(qū)動下通過x軸滾球絲桿 副帶動小拖板21作前后運動，并通過直線電機14帶動安裝其上的刀具作前后運動，加工過 程中大拖板22和小拖板21相對位置固定，并由液壓缸鎖緊。所述主電機15 、 z軸電機17 、 x軸電機20的轉(zhuǎn)速和直線電機14的頻率由變橢型線外圓軟件控制，從而實現(xiàn)對變橢外圓型 線工件的加工。
權(quán)利要求一種變橢型線外圓數(shù)控車床，包括床身(1)、主電機(15)、主軸(3)、主軸箱(4)、帶動盤(5)和尾架(10)，在床身(1)的左端安裝主電機(15)，右端安裝尾架(10)，所述主電機(15)的輸出軸通過皮帶及皮帶輪與主軸(3)連接，該主軸(3)的右端從主軸箱(4)中穿過，并且主軸(3)的右端頭與帶動盤(5)連接，其特征在于所述床身(1)為寬體整體床身，具有前后兩部分，所述主電機(15)、主軸(3)、主軸箱(4)、帶動盤(5)和尾架(10)位于床身(1)的前面部分，在所述床身(1)的后面部分并排安裝兩根z軸直線導(dǎo)軌(24)，該z軸直線導(dǎo)軌(24)與主軸(3)相平行，且z軸直線導(dǎo)軌(24)上安裝有大拖板(22)，大拖板(22)能沿z軸直線導(dǎo)軌(24)滑移；在所述大拖板(22)上安裝小拖板(21)，該小拖板(21)能相對大拖板(22)在垂直于主軸(3)的方向滑移，所述小拖板(21)的前端固裝有直線電機(14)，該直線電機(14)的軸線與主軸(3)垂直，并且直線電機(14)的轉(zhuǎn)動軸上安裝有刀具，所述刀具與主軸(3)的軸心等高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變橢型線外圓數(shù)控車床，其特征在于在兩根所述z軸直線 導(dǎo)軌(24)之間設(shè)有z軸滾球絲桿(19)，該z軸滾球絲桿(19)通過軸承及軸承座支承于床 身(1)上，z軸滾球絲桿(19)的左端通過聯(lián)軸器(18)與z軸電機(17)的輸出軸連接，在 所述z軸滾球絲桿(19)上套裝有z軸螺母，該螺母固定于大拖板(22)的底部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變橢型線外圓數(shù)控車床，其特征在于所述小拖板(21) 通過燕尾槽與大拖板(22)滑動配合，在所述大拖板(22)內(nèi)通過軸承安裝有x軸絲桿(23)， 與該x軸絲桿(23)配合的x軸螺母固定于小拖板(21)的底部，所述x軸絲桿(23)通過皮 帶及皮帶輪與x軸電機(20)的輸出軸連接，x軸電機(20)安裝在大拖板(22)上，并位于 小拖板(21)的左側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變橢型線外圓數(shù)控車床，其特征在于所述主軸(3)為空心 結(jié)構(gòu)，在該主軸(3)的左端安裝同步回轉(zhuǎn)油缸(2)，并且主軸(3)中穿設(shè)有拉桿(13)，所述 拉桿(13)的左端伸出同步回轉(zhuǎn)油缸(2)夕卜，拉桿(13)的右端穿過主軸箱(4)和帶動盤(5) 后，與拉架(7)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變橢型線外圓數(shù)控車床，其特征在于所述拉架(7)包括銷 管(7a)、支耳形架(7b)和螺母(7c)，所述支耳形架(7b)與銷管(7a)相垂直，支耳形架(7b) 的右端固套于銷管(7a)的中部，在支耳形架(7b)左端的內(nèi)部設(shè)置螺母(7c)，該螺母(7c) 與拉桿(13)端部的外螺紋配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變橢型線外圓數(shù)控車床，其特征在于在所述支耳形架(7b) 與銷管(7a)之間設(shè)置有加強筋(7d)。
專利摘要一種變橢型線外圓數(shù)控車床，主電機的輸出軸通過皮帶及皮帶輪與主軸連接，該主軸的右端與帶動盤連接。床身為寬體整體床身，具有前后兩部分，主電機、主軸、主軸箱、帶動盤和尾架位于床身的前面部分，在床身的后面部分并排安裝兩根z軸直線導(dǎo)軌，z軸直線導(dǎo)軌上安裝有大拖板；在所述大拖板上安裝小拖板，小拖板的前端固裝有直線電機，該直線電機的軸線與主軸垂直，并且直線電機的轉(zhuǎn)動軸上安裝有刀具，所述刀具與主軸的軸心等高。本實用新型可以實現(xiàn)對變橢外圓型線工件的加工，將大、小拖板和直線電機置于床身的后面部分，使得大型待加工工件加工時的安裝既簡單又方便，在確保大型待加工工件在加工過程中穩(wěn)定性的同時，有效提高了工件的加工精度。
文檔編號B23B5/36GK201537700SQ200920128610
公開日2010年8月4日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者冀慶康, 劉萍, 張文華, 朱奎 申請人:重慶躍進機械廠有限公司