專利名稱：石墨電極雙螺紋梳加工機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種螺紋加工機床，尤其是一種石墨電極的螺紋加工機床，屬于機械加工設備技術領域。
目前世界上只有美國、日本等少數國家可以制造石墨電極螺紋加工機床。據申請人了解，現有石墨電極螺紋加工機床普遍采用主軸夾持工件實現螺旋運動、梳刀軸裝夾刀具實現切削運動的設計方案。例如日本制造的同類設備即以主軸端內置徑向卡爪支撐在工件外圓上，并在工作時帶動其旋轉，結果主軸結構勢必十分龐大，不僅制造成本高，而且容易產生難以消除的磨損間隙，影響加工精度。除此之外，現有加工設備還存在以下缺陷1、螺紋端面與螺紋存在兩次定位誤差，與螺紋中心線垂直度誤差大；2、傳動系統復雜，功耗大；3、梳刀多次進給，進刀深度難以精確控制。
本發明專利進一步的目的在于針對上述現有技術螺紋端面與螺紋中心線垂直度誤差大的問題，提出一種無二次定位誤差且對不同長度工件能實現浮動控制的石墨電極雙螺紋梳加工機床，從而節省了對刀和裝夾時間，進一步提高石墨電極螺紋的加工精度和效率。
為了達到以上首要目的，本發明石墨電極雙螺紋梳加工機床的床身導軌兩端安裝主軸箱，中部安裝工件夾持裝置，兩主軸箱的底部墊板與床身兩端的縱向進給電機驅動的絲桿銜接，構成縱向進給機構，兩主軸箱上的主電機通過主軸箱內的傳動機構與主軸銜接，主軸箱后端裝有導電機構，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有與導電機構電連接的梳刀進刀電機，垂直于主軸軸線的方向安裝梳刀架，梳刀架的前端裝有與導電機構電連接的電主軸，電主軸前端固定梳刀，構成徑向進刀機構；工件夾持裝置的底部支撐在固定于床身中部的縱向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接，構成夾緊機構。
這樣，加工所需的螺旋運動由主軸箱的縱向進給運動與主軸的旋轉運動復合而成，梳刀的進刀切削運動則由梳刀的徑向進給運動以及電主軸帶動梳刀的旋轉運動實現。由于本發明采用了將梳刀進刀電機以及電主軸均安裝在主軸上的設計方案，使進刀切削的運動自然疊加在主軸的螺旋運動上，同時本發明通過導電機構，合理而巧妙地解決了運動部件的供電問題，因此實現了在工件不動的情況下，由梳刀單獨實現錐螺紋加工所需的合成運動。結果，用夾持裝置夾緊工件后，在整個加工過程中，體積龐大的工件始終處于靜止狀態，從而使得機床運動件的負荷明顯減輕，精度提高，有利于保證加工質量，并且大大降低了能耗，從整體上看，機床結構以及傳動機構均得到顯著簡化，為實現數控自動化創造了理想的條件。
為了達到本發明專利的進一步的目的，以上石墨電極雙螺紋梳加工機床的主軸前端還固定有刮刀架，刮刀架上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀，刮刀架前方裝有浮動定位傳感器。因此，無論工件長短，傳感器都能自動識別，當傳感器與工件達到適當位置時即發出訊號，系統轉入工進程序，無需對刀或重新裝夾調整，從而節省時間提高效率。加工時，只要將刮刀安裝在合適位置，即可使其在螺紋加工前或接近尾聲時，將石墨電極工件的端面刮平。顯然，由于刮刀與主軸固連，因此不存在二次定位誤差，可以確保端面與螺紋中心線垂直，進一步提高了加工質量。
圖1為本發明專利一個實施例的結構示意圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為圖1的A-A剖視放大圖。
圖4是圖1實施例中主軸前端結構放大示意圖。
兩主軸箱3后端裝有導電機構14。床身9中部安裝有兩工件夾持裝置6和一個工件支撐8，如圖3所示，夾持裝置6的前側為斜上方60度和斜下方60度分別設有夾持點的C形夾卡13，后側為設有水平夾持點的水平夾卡12，兩夾卡的底部支撐在固定于床身9中部的橫向軌道7上，并分別通過螺母與安裝在橫向軌道7下的正、反旋螺紋絲桿銜接，構成橫向夾緊機構，正、反旋螺紋絲桿的一端與橫向夾緊液壓馬達11連接，正、反旋螺紋的線數成比例關系。工件就位后，當橫向液壓馬達11轉動時，通過絲桿螺母機構帶動C形夾卡13和水平夾卡12同時向中心靠攏，并且由于正、反旋螺紋的線數成比例關系，因此水平夾卡12和C形夾卡13以固定的速比移動，施力均勻地自動定心夾緊工件。
由圖4可以看出，主軸4的前端有梳刀座16，其上有與導電機構14電連接的梳刀進刀電機17，垂直于主軸軸線的方向安裝有梳刀架18，與絲桿19、螺母20構成梳刀徑向進刀機構，梳刀架18的前端有與導電機構14電連接的電主軸座21，電主軸座21內的電主軸22前端固定梳刀23。這樣梳刀23由電主軸22帶動旋轉，同時隨機床主軸4一起公轉。此外，主軸4的前端還通過水平支架24和垂直支架25固定有刮刀架26，刮刀架26上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀27。
為了實現數控，本實施例中的縱向進給電機1以及梳刀徑向進刀電機17等均為伺服電機。工作時，當工件移到工件支撐8上之后，控制系統使橫向夾緊液壓馬達11工作，驅動兩夾持裝置6同步運動，自動定心夾緊工件外圓。縱向進給伺服電機1帶動兩主軸箱3沿床身9導軌快移，當浮動控制傳感器28接近工件并發訊后，系統轉入工進程序。主電機2帶動主軸4旋轉，使旋轉運動與直線進給運動復合成錐螺紋加工所需的螺旋運動。與此同時，隨主軸4轉動的梳刀23在電主軸22的帶動下高速旋轉，形成錐螺紋加工所需的疊加在螺旋運動之上的切削運動，其切削時的徑向進刀量由數控的梳刀進刀電機17通過梳刀徑向進刀機構驅動控制。由于加工時工件固定不動，因此主軸負荷大大減輕，機床的運動精度提高，而梳刀的高速切削運動則保證了理想的螺紋加工精度。
此外，由于加工前通過調整水平支架和垂直支架，使刮刀27處于適當位置，因此當以上四種運動有機復合疊加，使梳刀23完成電極兩端內錐螺紋的加工后，刮刀27將電極兩端面刮平，保證了電極端面與螺紋中心線的垂直。
實驗證明，本實施例的數控電極雙螺紋梳加工機床具有以下諸多優點剛性好，結構相對較為簡單，承載力強，對環境污染小，調整方便，定位精度高，易于實現自動化，可以高效率實現石墨電極雙端錐螺紋的自動加工以及端面刮平。
權利要求
1.一種石墨電極雙螺紋梳加工機床，床身導軌兩端安裝主軸箱，中部安裝工件夾持裝置，兩主軸箱的底部與床身兩端的縱向進給電機驅動的絲桿銜接，構成縱向進給機構；兩主軸箱上的主電機通過主軸箱內的傳動機構與主軸銜接，其特征在于所述主軸箱后端裝有導電機構，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定有與導電機構電連接的梳刀進刀電機，垂直于主軸軸線的方向安裝梳刀架，梳刀架的前端裝有與導電機構電連接的電主軸，電主軸前端固定梳刀，構成徑向進刀機構；所述工件夾持裝置的底部支撐在固定于床身中部的縱向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接，構成夾緊機構。
2.根據權利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述主軸的前端通過水平支架和垂直支架固定有刮刀架，刮刀架上裝有刃口與主軸軸線垂直的刮刀。
3.根據權利要求1或2所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述工件夾持裝置的前側為斜上方60度和斜下方60度分別設有夾持點的C形夾卡，后側為設有水平夾持點的水平夾卡，兩夾卡的底部支撐在固定于床身中部的橫向軌道上，并分別通過螺母與安裝在橫向軌道下的正、反旋螺紋絲桿銜接，構成縱向夾緊機構，正、反旋螺紋的線數比為1∶2。
4.根據權利要求3所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述床身導軌上遮蓋有伸縮式防塵罩。
5.根據權利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述主軸前端外表固定安裝與吸塵裝置相連的吸塵罩。
6.根據權利要求5所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述吸塵罩上安裝實現浮動控制的浮動定位傳感器。
7.根據權利要求1所述石墨電極雙螺紋梳加工機床，其特征在于所述梳刀架的前端裝有與導電機構電連接的電主軸座，所述電主軸座內的電主軸前端固定由電主軸帶動旋轉、同時隨機床主軸一起公轉的梳刀。
全文摘要
本發明涉及一種雙螺紋梳加工機床，屬于機械加工技術領域。該機床床身導軌兩端和中部分別安裝主軸箱和工件夾持裝置，主軸箱后端裝有導電機構，主軸的前端固定梳刀座，梳刀座上固定梳刀徑向進刀電機并安裝電主軸座，電主軸座內的電主軸前端固定梳刀；工件夾持裝置的底部支撐在橫向軌道上，并通過螺母與安裝在橫向軌道下的絲桿銜接。本發明使進刀切削運動自然疊加在主軸螺旋運動之上，并解決了運動部件的供電問題，因此實現了由梳刀單獨實現錐螺紋加工所需的合成運動。結果使得機床運動件的負荷明顯減輕，精度提高，并且大大降低了能耗，機床結構以及傳動機構均得到顯著簡化。本發明還可自動識別工件長短，浮動定位，節省對刀和裝夾時間，提高工效。
文檔編號B23G1/00GK1438087SQ0311297
公開日2003年8月27日 申請日期2003年3月14日 優先權日2003年3月14日
發明者陳善元, 許立新, 朱強, 戴愛國, 陳翊 申請人:陳善元